青岛职业技术学院学生顶岗实习管理办法.doc

承德石油高等专科学校机械系 2009 届校外顶岗实习总结 目目 录录 摘摘 要要 0 0 第第 1 1 章章 河北赞皇机械厂简介河北赞皇机械厂简介 1 1 第第 2 2 章章 我国不锈钢焊管发展前景我国不锈钢焊管发展前景 3 3 2 1 我国不锈钢焊管发展概述 3 2 2 焊管生产与世界先进水平的差距 4 2 3 未来发展方向 5 第第 3 3 章章 制作构成制作构成 6 6 3 1 不锈钢楼梯扶手安装工序 6 3 2 具体岗位操作介绍 6 3 2 1 画线 6 3 2 2 下料 7 3 2 3 钻孔 8 3 2 4 氩弧焊焊接 9 3 2 5 打磨 15 3 2 6 抛光 16 第第 4 4 章章 不锈钢管焊接工艺和性能不锈钢管焊接工艺和性能 1717 4 1 不锈钢焊接工艺 17 4 2 不锈钢焊接性能 18 第第 5 5 章章 实习总结实习总结 2020 第第 6 6 章章 对专业课程和学校的建议对专业课程和学校的建议 2222 参考文献参考文献 2323 致谢致谢 2424 承德石油高等专科学校机械系 2009 届校外顶岗实习总结 摘摘 要要 本文主要介绍了电铲制作 包括使用工具 操作过程中的注意事项 重点介绍 了钨极氩弧焊焊接包括原理 设备 工艺参数 操作规程 操作技术和操作要点等 同时围绕焊接这一主题 介绍了普通钢材焊接的工艺 性能以及国内外发展前景 Q235 是普通碳素钢 是一种钢材的材质 Q 代表的是这种材质的屈服度 后面的 235 就是指这种材质的屈服值 在235MPa 左右 并会随着材质的厚度的增加而使其屈 服值减小 由于含碳适中 综合性能较好 强度 塑性和焊接等性能得到较好配合 用 途最广泛 常轧制成盘条或 圆钢 方钢 扁钢 角钢 工字钢 槽钢 窗框钢等 型钢 中厚钢板 大量应用于建筑及工程结构 用以制作钢筋或建造厂房房架 高压输电铁塔 桥梁 车辆 锅 炉 容器 船舶等 也大量用作对性能要求不太高的机械零件 C D 级钢还可作某些专 业用钢使用 关键词 电铲制作 二氧化碳气体保护焊 第 1 章 一重集团天津重工有限公司 承德石油高等专科学校机械系 2009 届校外顶岗实习总结 1 中国一重集团天津重工有限公司是中国第一重型机械集团公司新设立绝对控股的子公司 中国第一重型 机械集团公司是中央直接管理的 44 户重点骨干企业 2003 年列为国务院国资委管理的涉及国家安全和国民经 济命脉的国家重大装备骨干企业之一 是我国民族工业的支柱企业 几十年来 中国一重为国民经济建设提供 了 150 多万吨机械产品 企业形成了以重型冶金轧制成套设备 重型锻压成套设备 矿山设备 石油化工容器 大型铸锻件 核电设备 工矿备件 专项产品等 8 大类数百种规格的产品 中国一重是从事重大技术装备研制 生产的国家特大型企业 在装备制造业中占有举足轻重的地位 中国一重集团天津重工有限公司是中国一重继富拉尔基铸锻钢基地 大连棉花岛核电和重型容器装备制 造基地之后建设的第三制造基地 基地将建在天津东丽开发区 两面靠海河 厂区占地面积 51 77 万平方米 新增加工 焊接设备 639 台 套 固定资产投资 287730 万元 建设总投资 353065 万元 将建设四个大型联合 厂房 办公大楼 综合楼 海水淡化总装场地和其它辅助动力设施以及运输用铁路 道路和码头等集群化生产 基地 基地建成后形成汽车覆盖件成型自动生产线 多工位压力机生产线 中小型冶金成套设备与关键配件 重型矿用挖掘机 电铲 盾构掘进机 岩巷掘进机 内压卧式辊磨设备 大型海水淡化系统 大型环境保护 设备等生产能力 基地达产后年产量 125000 吨 销售收入 800000 万元 利润总额 80000 万元 中国一重集团天津重工有限公司建成后 依托中国一重所拥有行业内实力最强的国家级企业技术中心和 行业唯一的重型技术装备国家工程研究中心的技术支持 实现全集团的技术创新等资源共享 使其成为世界最 大的重型成套装备制造基地 直接推动中国一重建设成为具备强大竞争力的国际化重机装备生产企业集团 其 技术水平和生产能力将跃上一个新台阶 极大的提升一重集团的国际竞争力 更为重要的是 一重集团在京津 地区建设基地 中国一重产业结构向纵深发展迈出了坚实一步 同时还能为拉动天津地区机械配套企业发展 解决当地就业做出贡献 实现了很好的经济和社会效益 中国一重集团 中国一重集团天津重工有限公司在社会各界的关心和支持下 通过自身不懈努力 必将 创造出一个辉煌的未来 承德石油高等专科学校机械系 2009 届校外顶岗实习总结 2 第第 2 2 章章电铲 2 12 1 电铲概述概述 电铲又称绳铲 钢缆铲 即机械式电动挖掘机是利用齿轮 链条 钢索滑轮组等传 动件传递动力的单斗挖掘机 其生产已有百年历史 目前所生产的最大斗容已超过 50 立方米 中小型机用柴油机或柴油机 电动机驱动 而大型机则用电动机或机组驱 动 由外部输入电能驱动 是是现现代代各各种种露露天天矿矿的的主主要要采采掘掘设设备备 承德石油高等专科学校机械系 2009 届校外顶岗实习总结 3 电铲铲斗通常刚性地固定在斗杆上 由钢绳将其拉入到要挖掘的物料中 只能 在一个方向作强制的圆弧运动 而不是按所挖掘物料的构成进行工作 因此无 法使挖斗跟随矿层 电铲只能在一个方向发挥其挖掘力 因此其工作装置的重 量必须很大才能抵抗住其挖掘力 为与之平衡 机身的重量也相应地增加 因 此机械式电铲的整机重量很大 还可能需要配重 铲斗上的挖掘力来自于绳拉 力在垂直方向的分力 一般情况下 只有28 60 的绳静态拉力能用于挖掘 电铲铲斗结构以正铲居多 其动臂中间装有鞍式轴承 斗杆支承于上并可绕其转动 并利用齿轮齿条或钢 索进行伸缩 作业时 以动臂为支承 斗杆伸出 将斗齿强制压入挖掘面 同 时由起升索提升铲斗进行挖掘 铲斗底部可以开启 以进行卸料 转台回转借 齿轮传动 并采用滚球式或滚柱式回转支承 大型机也常采用滚轮式回转支承 但摩擦阻力矩大 整机行走由发动机通过链条和齿轮传动来完成 轮胎式行走 装置由于底盘结构和承载能力的限制 只适用于中小型机型 大型使用的是双 履带的底盘结构 机械传动挖掘机的主要技术参数是铲斗容量 常据以计算机 械生产率和估算运土车辆的车斗大小 使用机械式电铲不能保持地面整洁 而工作地面又必须保持清洁以防止运 输车辆的轮胎受损 因此必须用装载机或推土机进行工作面清理等辅助工作 1 氩弧焊 不锈钢焊管要求熔深焊透 不含氧化物夹杂 热影响区尽可能小 钨极惰性气 体保护的氩弧焊具有较好的适应性 焊接质量高 焊透性能好 其产品在化工 核 工业和食品等工业领域得到广泛应用焊接速度不高是氩弧焊的不足之处 为提高焊 接速度 国外研究开发了多种方法 其中 由单电极单焊炬发展到多电极多焊炬 这一焊接方法在生产中已得到应用 20 世纪 70 年代德国首先采用多焊炬沿焊缝方 向直线排列 形成长形热流分布 焊速明显提高 一般采用三电极焊炬的氩弧焊 焊接钢管壁厚 s 2ram 焊接速度比单焊炬提高 3 4 倍 焊接质量也得到改善 承德石油高等专科学校机械系 2009 届校外顶岗实习总结 4 氩弧焊与等离子焊组合 可以焊接更大壁厚的钢管 此外 在氩气中使用 5 10 的氢气 再采用高频脉冲焊接电源 也可提高焊接速度 多焊炬氩弧焊适用 于奥氏体和铁素体不锈钢管的焊接 2 高频焊 高频焊用于碳钢焊管生产已经有 40 多年的历史 但用于焊接不锈钢管确属较 新的技术 其生产的经济性 使其产品更为广泛地用于建筑装饰 家用器具和机械 结构等领域 高频焊接具有较大的电源功率 对不同材质 口径和壁厚的钢管都能 达到较高的焊接速度 比氩弧焊的最高焊接速度高出 l0 倍以上 因此 高频焊接 生产一般用途的不锈钢管具有较高的生产率因为高频焊接速度高 给焊管内毛刺的 去除带来困难 这也是目前高频焊不锈钢管尚不能为化工 核工业所接受的原因之 一 从焊接材质看 高频焊可以焊接各种类型的奥氏体不锈钢管 同时 新钢种的 开发和成型焊接方法的进步 铁素体不锈钢 AISI 409 等钢种也可成功地进行焊接 3 组合焊接技术 不锈钢焊管的各种焊接方法均有各自的优点和不足 如何扬长避短 将几种焊 接方法加以组合形成新的焊接工艺 满足人们对不锈钢焊管质量和生产效率的要求 是当前不锈钢焊管技术发展的新趋势 经过近几年的探索研究 组合焊接工艺已取 得了进展 日本 法国等国家已掌握一定的不锈钢焊管生产组合焊接技术 组合焊 接方法有 氩弧焊 等离子焊 高频焊 等离子焊 高频预热 三焊炬氩弧焊 高频 预热 等离子焊 氩弧焊 组合焊接提高焊速十分显著 对于采用高频预热的组合焊 接 钢管焊缝质量与常规的氩弧焊 等离子焊相当 焊接操作简单 整个焊接系统 易实现自动化 这种组合易于与现有的高频焊接设备衔接 投资成本低 效益好 2 22 2 焊管生产与世界先进水平的差距焊管生产与世界先进水平的差距 不锈钢焊管是以板带为原料 经成型后焊接而成的钢管 因此 焊管有三个要 点 原料采用不锈钢带 成型方法一般采用辊式连续成型 焊接方式采用氩弧 焊或高频焊 因而有一条焊缝 正是这三点决定着不锈钢焊管机组的类型和水平 以及不锈钢焊管的生产和产品质量 1 原料 在国外 由于板带生产技术的领先 有专业不锈钢炼钢厂 热轧带钢和冷轧带 钢厂 能生产出高质量的不锈钢板带供焊管作原料 推动了不锈钢焊管工业的发展 并在品种上不断有所突破 特别是工业用不锈钢焊管的比例不断提高 在美 日 法等国工业用不锈钢焊管的比例达到 60 70 而我国基本上没有先进的不 锈钢冶炼厂 更没有专业生产高质量不锈钢板带的热 冷 轧带钢厂 不锈钢焊管的 原料一是靠进口 二是采用国内的冷轧窄带钢作原料 这样 前者价格贵 后者质 承德石油高等专科学校机械系 2009 届校外顶岗实习总结 5 量不稳定 致使焊管机组没有稳定的 高质量的原料 近几年来 我国在这方面有 了一定的进展 改造了太钢不锈钢冷轧带钢厂 建设了宁波宝新和张家港浦项冷轧 不锈钢板卷厂 上海浦钢和德国克虏伯合资的 SKS 不锈钢冷轧带钢厂也投入了生产 我国不锈钢焊管原料的品种和质量将会不断提高 2 成型及焊接设备 中小口径的不锈钢焊管一般采用连续辊式成型 由于不锈钢带弹性模量大 变 形回弹大 因此 必须增加变形区长度 合理选择机架数和孑 L 型设计 保证机架 的强度和刚度 提高焊管质量 我国大部分焊管机组是 20 世纪 80 年代从国外引进 的 与国外机组相比仍有差距 不能生产工业用管 仅能用于生产装饰管等低标准 民用管 因此 为达到国外机组的水平尚需进一步研究开发 3 焊后处理工艺设备 对于要求高的工业用不锈钢焊管 必须对焊缝进行平整及固溶热处理 国外焊 缝平整的方法有多种 一般采用控制焊接工艺 锻打和用刀刮等 对于焊缝热处理 一般采用在线中频感应加热固溶处理 也有采用线外保护气氛辊底式连续热处理炉 处理 民用管不需进行焊后处理 我国不锈钢焊管焊后处理水平较低 大部分机组 没有焊后处理设备 与国外相比相差较远 此外 我国不锈钢焊管的检测 精整 打捆 标记等设备都比较落后 急需进一步提高 2 32 3 未来发展方向未来发展方向 1 积极开发高档次高附加值和大规格的不锈钢焊管 我国不锈钢焊管生产 近 20 年来发展很快 已建设了约 400 条生产线 这些生产线中 约 90 只能生 产小于 ll4 76 mm 以下的民用装饰管和低档次工业用管 随着 十五 我国不锈 钢行业的改造和发展 优质钢板带生产量的增加 焊管坯料条件大大得到改善 因 此 应该借助于国外不锈钢焊接技术的进步 建设工艺完整 设备先进 后处理工 艺设备齐全的机组 开发化工 化肥 化纤 石化 能源和航天等领域使用的高档 次 高附加值产品和大规格的产品 以替代一部分无缝管 这正是当前国外不锈钢 焊管发展的一大趋势 2 重视热处理和精整设施 根据生产的品种和质量要求 配备现代化的热处 理和精整设施十分重要 克服重主生产线而忽视热处理和精整设施的现象 一定要 采用带保护气体的无氧化连续式热处理炉 实现光亮热处理 采用无损探伤设备 加强检测手段 采用高精度矫直机 冷态推压及旋压式缩口机 多头抛光机 全长 标记等精整装置 实现不锈钢管精整高效化 保证不锈钢管最终高质量 俄罗斯干线管道用大口径电焊钢管生产发展趋势 近一二十年来 俄罗斯新开采并投入运营一批新的油气田 其中大部分气田的 采掘和输送是在零下温度 甚至在海水中实施的 管道的参数 取决于所输送天 然气的数量和气田储气量 俄罗斯天然气输送管道 15 径一般不超过 1 420 输油 承德石油高等专科学校机械系 2009 届校外顶岗实习总结 6 管道一般不超过 1 020mm 20 世纪 80 年代广泛采用 X70 级钢管 管道工作压力向 IOMP 发展 严苛的气候条件 不仅要求增大钢管的强度性能 而且还要求增强其 塑性 尤是冲击韧性 从而确保钢管的抗脆性断裂和止裂能力 钢材的高塑性主要 靠其低的碳含量和高的纯净度 s 含量低于 0 005 在提高金属 焊缝和热影响 区质量的同时 的要求也在不断增高 俄罗斯车里雅宾斯克钢管厂推广应用新的 钢管焊接过程自动控制系统 可确保焊接的高质量 不仅对焊接母材而且对焊缝进 行无损探伤 对钢管防腐也给予充分重视 正在探索和研制防腐新方法和新材料 第第 3 3 章章 制作构成制作构成 3 13 1 电铲的生产工序电铲的生产工序 1 下料 保证每个尺寸与钢种的匹配 2 根据图纸对焊接区域及周边进行打磨 3 装配根据图纸在合理误差内完成 4 焊接前加热 5 焊接 6 打磨焊缝及探伤区 7 探伤及修补 8 装配矫正调试及校对 电铲部件半成品如图 3 1 承德石油高等专科学校机械系 2009 届校外顶岗实习总结 7 图 3 1电铲部件半成品 3 23 2 具体岗位操作介绍具体岗位操作介绍 3 2 13 2 1 画线画线 1 所用工具 鸭嘴笔 图 3 2 和毛笔 图 3 2 鸭嘴笔 2 画线介绍 用于在各种材料上画线或写记号 应该根据材料的质地和颜色的不同进行选择 如材料是浅色用深色笔 反之则用浅色笔 随着电脑雕刻机的应用 一些尺寸数据一般都在电脑上直接设定 所以在现代 模型制作艺术中 靠人的手 眼来把握精度的万分已经越来越少 有些工具已不常 用 但要提醒的是 在使用一些测绘工具时要注意是否变形 是否准确等 以免影 响质量 专业的模型技师一般都有自己的专属工具 尤其是上年纪的老技师更是如 此 他们自己制作的许多 听话 的专门化工具更是不胜枚举 用水粉颜料画线条一般使用鸭嘴笔 但鸭嘴笔每次能填入的颜料数量有限 且颜 料易干 画线速度较慢 为了提高速度 可以用毛笔画细线 毛笔用叶筋笔或衣纹笔 另外还应准备一把断面为 凸 字形的尺子 界尺 这是中国界画工具 界尺的制作 简单 只要把两把尺子或两根边缘挺直的木条错开边缘粘在一起即可 画线的时候左 承德石油高等专科学校机械系 2009 届校外顶岗实习总结 8 手按住界尺 右手握住两支笔 一支为上述的小衣纹笔或小叶筋笔 蘸水粉颜料 笔头 向下 另一支笔笔头向上 笔杆向下 右手作拿筷子的姿势 小衣纹笔笔尖抵纸上 另 一支笔笔杆端部抵在界尺糟上 右手沿界尺移动 即可画出细而均匀的线来 因毛笔 含颜料量较多 蘸一次颜料可以画出较长的线 大大提高了画线的速度 当然 如果线 条要求十分挺拔 还是用鸭嘴笔较好 3 2 23 2 2 下料下料 一 定义 确定制作某个设备或产品所需的材料形状 数量或质量后 从整个或整批材料 中取下一定形状 数量或质量的材料的操作过程 所用工具 数控火焰切割机如图 3 3 图 3 3数控火焰切割机 在制作电铲时用的就是这种最常见的数控火焰切割机 二 数控火焰切割机介绍 数控火焰切割机数控切割机 CNC Cutting Machine 就是用数字程序驱动 机床运动 搭载火焰切割系统 使用数控系统来控制火焰切割系统的开关 对 钢板等金属材料进行切割 这种机电一体化的切割设备 如上海钟秀数控火焰 切割系列 就称之为数控火焰切割机 数控火焰切割机可分为3 大部分 数控 系统 火焰切割系统 驱动系统 不同厂家生产的大体相同 国外知名 梅塞 尔 小池 伊萨等 国内的有 上海钟秀数控等 数控火焰切割机英文名称 flame cutting machine 数控火焰切割机切 割具有大厚度碳钢切割能力 切割费用较低 但存在切割变形大 切割精度不 高 而且切割速度较低 切割预热时间 穿孔时间长 较难适应全自动化操作 的需要 它的应用场合主要限于碳钢 大厚度板材切割 在中 薄碳钢板材切 割上逐渐会被等离子切割代替 三 数控火焰切割机安全操作规程 承德石油高等专科学校机械系 2009 届校外顶岗实习总结 9 1 操作数控火焰切割机前工作 1 检查各气路 阀门 是否有无泄漏 气体安全装置是否有效 2 检查所提供气体入口压力是否符合规定要求 3 检查所提供电源电压是否符合规定要求 2 操作数控火焰切割机工作中 1 调整被切割的钢板 尽量与轨道保持平行 2 根据板厚和材质 选择适当割嘴 使割嘴与钢板垂直 3 根据不同板厚和材质 重新设定机器中的切割速度和预热时间 设定 预热氧 切割氧合理的压力 4 在点火后 不得接触火焰区域 操作人员应尽量采取飞溅小的切割方 法 保护割嘴 5 检查加热火焰 以及切割氧射流 如发现割嘴有损坏 应及时更换 清理 清理割嘴应用专用工具清理 6 切割过程中发生回火现象 应及时切断电源 停机并关掉气体阀门 回火阀片若被烧化 应停止使用 等厂家或专业人员进行更换 7 数控火焰操作工操作切割机时 要时刻注意设备运行状况 如发现有 异常情况 应按下紧停开关 及时退出工作位 严禁开机脱离现场 8 操作人员应注意 切割完一个工件后 应将割炬提升回原位 运行到 下一个工位时 再进行切割 9 操作人员应按给定切割要素的规定选择切割速度 不允许单纯为了提 高工效而增大设备负荷 处理好设备寿命与效率和环保之间的关系 3 操作数控火焰切割机下班后 1 下班后 设备应退回保障位 关闭气阀 管内残留气应放尽 关闭电 源 2 如果实行交接班制度 应将当班设备运行状况作好交接班记录 3 应认真清理场地 保持工作区内的整洁 有序 4 数控火焰切割机的日常保养 1 轨道不允许人员站立 踏踩 靠压重物 更不允许撞击 导轨面每个 班用压缩空气除尘后用纱布沾 20 机油擦拭轨面 随时保持导轨面润滑 清洁 2 传动齿条上每天用应 20 机油清洗 不允许齿条上有颗粒飞溅物 3 操作人员只允许拆卸割嘴 其余零件不能随意拆卸 电气接线盒只允 许有关人员检修时 方能打开 4 该设备若出现故障 应及时请维修人员处理 故障较大时 应先报设 备处组织有关人员会审 确定维修方案 严禁私自拆机检查 5 操作数控火焰切割机应注意的安全保障 1 设备周围应避免强震动源 承德石油高等专科学校机械系 2009 届校外顶岗实习总结 10 2 工作人员挂牌上岗操作 无关人员不得上机 更不准擅自按动键 以 免损坏机器或程序 数据丢失 3 移动设备时 应注意不允许发生脱钩或前冲 机上包括导轨任何一部 分都不能撞击 4 设备动力源线应单独使用 并带有交流稳压装置 5 通气或更换气体和清理割嘴必须按有关危险气体安全操作规程执行 6 操作者不得随意把外来程序调入机器内存内 以防病毒 只许用本厂 认可专用软件 3 2 3装配装配 一 装配定义 按规定的技术要求将零件或部件进行组配和连接 使之成为半成品或成品的工艺过程 将零件 按规定的技术要求组装配 将零件按规定的技术要求组装起来 并经过调试 检验使之成 为合格产品的过程 二 装配工艺规程是规定产品或 部件装配工艺规程和操作方法等的工艺文件 是制订装配 计划和技术准备 指导装配工作和处理装配工作问题的重要依据 它对保证装配质量 提 高装配生产效率 降低成本和减轻工人劳动强度等都有积极的作用 制定装配工艺规程的原则 1 保证产品质量 延长产品的使用寿命 2 合理安排装配顺序和 工序 尽量减少手工劳动量 满足装配周期的要求 提高装 配效率 3 尽量减少装配占地面积 提高单位面积的生产率 4 尽量降低装配成本 装起来 并经过调试 检验使之成为合格产品的过程 三 装配方法 装配方法有互换装配法 分组装配法 修配法 调整法四种 四 装配基本条件 装配必须具备定位和夹紧两个基本条件 定位就是确定零件正确位置的过程 夹紧即将定位后的零件固定 3 2 43 2 4 焊接焊接 一 氩弧焊定义 氩弧焊即钨极惰性气体保护弧焊 指用工业钨或活性钨作不熔化电极 惰性气 体 氩气 作保护的焊接方法 简称 TIG 氩弧焊 氩弧焊是氩气体保护焊 就是在 电弧焊的周围通上氩弧保护性气体 将空气隔离在焊区之外 防止焊区的氧化 承德石油高等专科学校机械系 2009 届校外顶岗实习总结 11 二 氩弧焊简介 氩弧焊技术是在普通电弧焊的原理的基础上 利用氩气对金属焊材的保护 通 过高电流使焊材在被焊基材上融化成液态形成溶池 使被焊金属和焊材达到冶金结 合的一种焊接技术由于在高温熔融焊接中不断送上氩气 使焊材不能和空气中的氧 气接触 从而防止了焊材的氧化 因此可以焊接铜 铝 合金钢等有色金属 氩弧焊按照电极的不同分为熔化极氩弧焊和非熔化极氩弧焊两种 1 非熔化极氩弧焊的工作原理及特点 非熔化极氩弧焊是电弧在非熔化极 通常是钨极 和工件之间燃烧 在焊接电弧 周围流过一种不和金属起化学反应的惰性气体 常常用氩气 形成一个保护气罩 使钨极端头 电弧和熔池及已处于高温的金属不与空气接触 能防止氧化和吸收有 害气体 从而形成致密的焊接接头 钨极氩弧焊的特点如下 1 可以焊接化学性质非常活泼的金属及合金 惰性气体氩或氦即使在高温 下也不与化学性质活泼的铝 钛 镁 铜 镍及其合金起化学反应 也不溶于液态 金属中 用熔渣保护的焊接方法 如手弧焊或埋弧焊等 很难焊接这些材料 或者根 本不能焊接 2 可获得体质的焊接接头 用这种焊接方法获得的焊缝金属纯度高 气体 和气体金属夹杂物少 焊接缺陷少 对焊缝金属质量要求高的低碳钢 低合金钢及 不锈钢常用这种焊接方法来焊接 3 可焊接薄件 小件 4 可单面焊双面成形及全位置焊接 5 焊接生产率低 6 其力学性能非常好 2 熔化极氩弧焊的工作原理及特点 焊丝通过丝轮送进 导电嘴导电 在母材与焊丝之间产生电弧 使焊丝和母材 熔化 并用惰性气体氩气保护电弧和熔融金属来进行焊接的 它和钨极氩弧焊的区 别 一个是焊丝作电极 并被不断熔化填入熔池 冷凝后形成焊缝 另一个是保护 气体 随着熔化极氩弧焊的技术应用 保护气体已由单一的氩气发展出多种混合气 体的广泛应用 如 Ar80 CO220 的富氩保护气 通常前者称为 MIG 后者称为 MAG 从其操作方式看 目前应用最广的是半自动熔化极氩弧焊和富氩混合气保护 焊 其次是自动熔化极氩弧焊 3 熔化极氩弧焊与钨极氩弧焊相比 有如下特点 1 效率高因为它电流密度大 热量集中 熔敷率高 焊接速度快 另外 容易引弧 2 需加强防护因弧光强烈 烟气大 所以要加强防护 4 保护气体 承德石油高等专科学校机械系 2009 届校外顶岗实习总结 12 1 最常用的惰性气体是氩气 它是一种五色无味的气体 在空气的含量为 0 935 按体积计算 氩的沸点为 186 介于氧和氦的沸点之间 氩是氧气 厂分馏液态空气制取氧气时的副产品 我国均采用瓶装氩气用于焊接 在室温时 其充装压力为 15MPa 钢瓶涂灰色 漆 并标有 氩气 字样 纯氩的化学成分要求为 Ar 99 99 He 0 01 O2 0 0015 H2 0 0005 总碳量 0 001 水分 30mg m3 氩气是一种比较理想的保护气体 比空气密度大 25 在平焊时有利于对焊 接电弧进行保护 降低了保护气体的消耗 氩气是一种化学性质非常不活泼的气体 即使在高温下也不和金属发生化学反应 从而没有了合金元素氧化烧损及由此带来 的一系列问题 氩气也不溶于液态的金属 因而不会引起气孔 氩是一种单原子气 体 以原子状态存在 在高温下没有分子分解或原子吸热的现象 氩气的比热容和 热传导能力小 即本身吸收量小 向外传热也少 电弧中的热量不易散失 使焊接 电弧燃烧稳定 热量集中 有利于焊接的进行 氩气的缺点是电离势较高 当电弧空间充满氩气时 电弧的引燃较为困难 但 电弧一旦引燃后就非常稳定 2 氦气 He 氦气在空气中的含量很少 按体积计算只占 0 0005 密 度约为氩气的 1 10 因而为了获得良好的保护效果 就要加大流量 用氦气保护时 电弧电压比氩要高得多 氦弧的发热量要比氩弧大得多 因此 氦气保护焊可焊接大厚度工件及导热性好的材料 如铜及铜合金 也用于不锈钢管 的高速机械化焊接 但是 氦气提取的成本费用昂贵 因而应用很少 3 混合气体 在一种气体中加人少量的另外一种或两种气体后 对细化熔 滴 减少飞溅 提高电弧稳定性 改变熔深及提高电弧温度等有一定好处 因而 以氩为主的混合气体熔化极气体保护焊应用十分广泛 如 Ar 80 CO2 5 20 Ar 95 O2 1 5 Ar 80 N2 20 Ar H2 Ar He Ar 80 CO2 15 O2 5 等 5 非熔化电极 1 非熔化极气体保护焊对电极材料的要求 耐高温 在焊接过程中本身不熔化 电极要有较高的电子发射能力 要易于引弧及维持电弧的稳定燃烧 从这些要求来看 钨是比较理想的电极材料 2 常用钨极材料的特点 钨极氩弧焊用的非熔化极材料有纯钨极 钍钨极 铈钨极 镧钨极 锆钨极 钇钨极等 其中前三种是最常见的 纯钨极 是使用历史最长的一种非熔化电极 但其有一些缺点 一是电子发 射能力较差 要求电源有较高的空载电压 二是抗烧损性差 使用寿命较短 需要 承德石油高等专科学校机械系 2009 届校外顶岗实习总结 13 经常更换重磨钨极端头 目前主要用于交流电焊接铝 镁及其合金时 利用其破碎 氧化膜的作用好的特点 钍钨极 在钨中加入一定量的氧化钍 ThO2 后就成为钍钨极 其电子发射能 力高 所需电弧电压低 引弧容易而且稳定 大大延长钨极的使用寿命 但氧化钍 THO2 有微量放射性 铈钨极 在钨中加入 2 以下的氧化铈 CeO 就制成了铈钨极 其主要特 点是 没有放射性 许用电流增大 热电子发射能力强 电弧稳定 热量集中 使 用寿命长 端头形状易于保持 6 电流种类和极性 氩弧焊既可以使用直流电又可以使用交流电 而在使用直流电时 直流正极性 应用最广 电流种类及极性不同时 电弧的特点也截然不同 1 直流反极性 产生两种极重要的物理现象 即 阴极破碎作用和钨极过热问题 阴极破碎作用 电流在直流反极性时 由于焊件是阴极 电弧空间的正离子 飞向焊接熔池及其附近的区域 质量大的正离子带着很大的动力撞击其表面 释放 出很多能量 正离子撞击阴极释放出的能量要比电子撞击阳极表面释放出的能量多 在正离子的撞击作用下 金属表面氧化膜被破坏 甚至发生分解 蒸发而消失 液 态金属附近的母材表面清洁而光亮 冷却以后 焊缝表面无氧化膜 成形美观 这 就是阴极破碎作用 被广泛应用于化学性质非常活泼的金属 如铝 镁及其合金的 焊接 钨极过热 由于钨极是阳极 电子以很高的速度轰击钨极 放出大量的热量 造成钨极温度升高 降低钨极使用寿命 因而除了焊接铝镁合金外 一般很少使用 2 直流正极性 焊件为正极 经受电子轰击时放出的全部能量转变成热能 焊接熔池深而窄 有利于金属的连接 焊接内应力和变形都小 焊接生产率高 钨极不易过热 使用寿命长 许用电流值大 钨极发射电子能力强 电弧稳定 没有阴极破碎作用 因而不能焊接铝 镁及其合金 但广泛用于碳钢 低合 金钢 不锈钢 镍基合金 钛合金 铜合金等的焊接 7 气体保护焊的不安全因素 1 产生有毒气体 由于气体保护焊的电流密度大 弧温高 弧光强 除了 金属的蒸发和氧化产生有害的金属粉尘外 还会产生温度较高的有毒气体 如臭氧 氮氧化物和一氧化碳等 例如 氩弧焊时电弧外围空气受热所产生的臭氧和氮氧化 物的浓度 分别是手工电弧焊的 4 4 倍和 7 倍 2 弧光辐射强 气体保护焊的弧光辐射强度高于手工电弧焊 例如波长为 承德石油高等专科学校机械系 2009 届校外顶岗实习总结 14 233 290nm 的紫外线相对强度 手工电弧焊为 0 06 而氩弧焊为 1 0 强烈的 紫外线辐射 会损害焊工的皮肤 眼睛和工作服 3 氩气是一种惰性气体 但其压缩气瓶在运输 储存和使用中 存在着引 起气瓶爆炸的危险性 4 氩弧焊采用高频振荡器引弧 高频振荡器工作期间有电磁场辐射产生 而使用的钍钨极的放射性物质会对操作者带来危害 三 所用工具 1 氩弧焊机如图 3 5 2 氩弧焊枪 如图 3 6 图 3 5 氩弧焊机 图 3 6 氩弧焊枪 四 手工钨极氩弧焊的操作规程 1 熟悉图样及工艺规程 掌握施焊位置 尺寸和要求 合理地选择施焊方法 及顺序 2 清理好工作场地 准备好辅助工具和防护用品 3 检查设备 焊机上的调整机构 导线 电缆及接地是否良好 手把绝缘是 否良好 地线与工件连接是否可靠 水路 气路是否畅通 高频或脉冲引弧和稳弧 器是否良好 4 检查工件 坡口内不得有熔渣 泥土 油污 砂粒等物存在 在焊缝两侧 20mm 范围内不得有油 锈 焊丝应进行除油除锈工作 5 不要在风口处或强制通风的地方施焊 6 依据工艺文件和产品图样要求 正确选择焊丝 五 氩弧焊的缺点 1 氩弧焊因为热影响区域大 工件在修补后常常会造成变形 硬度降低 砂 眼 局部退火 开裂 针孔 磨损 划伤 咬边 或者是结合力不够及内应力损伤 等缺点 尤其在精密铸造件细小缺陷的修补过程在表面突出 在精密铸件缺陷的修 补领域可以使用冷焊机来替代氩弧焊 由于冷焊机放热量小 较好的克服了氩弧焊 的缺点 弥补了精密铸件修复难题 2 氩弧焊与焊条电弧焊相比对人身体的伤害程度要高一些 氩弧焊的电流密 度大 发出的光比较强烈 它的电弧产生的紫外线辐射 约为普通焊条电弧焊的 承德石油高等专科学校机械系 2009 届校外顶岗实习总结 15 5 30 倍 红外线约为焊条电弧焊的 1 1 5 倍 在焊接时产生的臭氧含量较高 因 此 尽量选择空气流通的地方施工 不然对身体有很大的坏处 六 工艺参数的选择 钨极氩弧焊的工艺参数主要有焊接电流种类及极性 焊接电流 钨极直径及端 头形状 保护气体流量等 1 焊接电流种类及大小 一般根据工件材料选择电流种类 焊接电流的大 小是决定焊缝熔深的最主要参数 它主要根据工件材料 厚度 接头形式 焊接位 置选择 有时还考虑焊工技术水平 手工焊时 等因素 2 钨极直径及端头形状 钨极直径根据焊接电流大小 电流极性选择 钨极端头形状是一个重要工艺参数 根据所用焊接电流种类 选用不同的端头 形状 尖端角度的大小会影响钨极的许用电流 引弧及稳弧性能 表 3 1 列出了钨 极不同尖端尺寸推荐的电流范围 表 3 1 钨极不同尖端尺寸推荐的电流范围 电流 A 钨极直径 mm 尖端直径 mm 尖端角度 恒定电流 脉冲电流 1 0 0 125 12 2 15 2 25 1 0 0 25 20 5 30 5 60 1 6 0 5 25 8 50 8 100 1 6 0 8 30 10 70 10 140 2 4 0 8 35 12 90 12 180 2 4 1 1 45 15 150 15 250 3 2 1 1 60 20 200 20 300 3 2 1 5 90 25 250 25 3 气体流量和喷嘴直径 氩弧焊质量在很大程度上取决于氩气的保护效果 在一定条件下 气体流量和喷嘴直径有一个最佳范围 此时 气体保护效果最佳 有效保护区最大 表 3 2 列出焊接电流和喷嘴直径 气体流量的关系 表 3 2 焊接电流和喷嘴直径 气体流量的关系 直流正接性 交流 焊接电流 A 喷嘴孔径 mm 流量 L min 1喷嘴孔径 mm 流量 L min 1 10 100 4 9 5 4 5 8 9 5 6 8 101 150 4 9 5 4 7 9 5 11 7 10 151 200 6 13 6 8 11 13 7 10 承德石油高等专科学校机械系 2009 届校外顶岗实习总结 16 201 300 8 13 8 9 13 16 8 15 301 500 13 16 9 12 16 19 8 15 氩气保护效果的评定 主要是根据焊缝表面的颜色 焊接表面色泽和气体的保 护效果 七 操作技术 钨极氩弧焊的操作技术包括引弧 填丝焊接 收弧等过程 1 引弧 1 短路引弧法 接触引弧法 即在钨极与焊件瞬间短路 立即稍稍提起 在焊件和钨极之间便产生了电弧 2 高频引弧法 是利用高频引弧器把普通工频交流电 220V 或 380V 50Hz 转换成高频 150 260kHz 高压 2000 3000V 电 把氩气击穿电离 从而引燃电 弧 2 收弧 1 增加焊速法 即在焊接即将终止时 焊炬逐渐增加移动速度 2 电流衰减法 焊接终止时 停止填丝使焊接电流逐渐减少 从而使熔池 体积不断缩小 最后断电 焊枪或焊炬停止行走 3 填丝焊接 填丝时必须等母材熔化充分后才可填加 以免未熔合 填充 位置一定要填到熔池前沿部位 并且焊丝收回时尽量不要马上脱离氩气保护区 八 氩弧焊安全操作要点 1 作业前应认真检查水源 电源 气源 控制系统等 在确认完好后方可使 用 2 冷却水无泄漏 3 应保持作业场地空气流通 在舱室和容器内焊接时 严格执行双人监护制 并加强通风 4 钨棒应放在铅盒内 应采用铈钨极 磨制钨极时必须遵守砂轮机的安全规 程 戴好口罩 并开启砂轮机的抽风装置 5 采用高频引弧器引弧时 应有引弧后自动切断高频引弧的装置 工件要良 好接地 接地点离工作场所越近越好 焊炬和焊接电缆线要用金属编结线屏蔽 6 穿戴好个人防护用品 应在通风良好的环境下工作 工作场地严防潮湿和 存有积水 严禁堆放易燃物品 7 工件必须可靠接地 用直流电源焊接时要注意减少高频电作业时间 引弧 后要立即切断高频电源 8 冬季施焊时 一定要用压缩空气将整个水路系统中的水吹净 以免冻坏管 道 9 修磨钨极时要戴手套和口罩 10 氩气瓶使用应遵守 气瓶安全监察规程 有关规定 11 为防止较强的弧光辐射 应加强个人防护 承德石油高等专科学校机械系 2009 届校外顶岗实习总结 17 12 不准在电弧附近吸烟或进食 3 2 5 3 2 53 2 5 打磨打磨 1 所用工具 打磨机如图 3 7 图 3 7 打磨机 2 打磨介绍 如果仅仅是 去黑 那么用 酸洗膏 涂抹后清水冲洗 如果希望焊接处平整 可用角磨机磨光片打磨 如果希望焊接处平整且光洁 可用角磨机磨光片粗磨 再用 千叶片 细磨 最后用布制抛光片加研磨膏抛光 如果希望整个制件颜色一致 可在以上机械处理后进行 化学抛光 或电抛光 打磨后钢轨表面露出金属光泽 3 2 63 2 6 抛光抛光 1 定义 用柔性抛光工具和磨料颗粒或其他抛光介质对工件表面进行的修饰加工 抛光 不能提高工件的尺寸精度或几何形状精度 而是以得到光滑表面或镜面光泽为目的 有时也用以消除光泽 消光 2 所用工具 抛光轮如图 2 8 承德石油高等专科学校机械系 2009 届校外顶岗实习总结 18 图 3 8 抛光轮 3 抛光轮介绍 抛光轮一般用多层帆布 毛毡或皮革叠制而成 两侧用金属圆板夹紧 其轮缘 涂敷由微粉磨料和油脂等均匀混合而成的抛光剂 抛光时 高速旋转的抛光轮 圆周速度在 20 米 秒以上 压向工件 使磨料对工件表面产生滚压和微量切削 从而获得光亮的加工表面 表面粗糙度一般可达 Ra0 63 0 01 微米 当采用非油脂 性的消光抛光剂时 可对光亮表面消光以改善外观 第第 4 4 章章 不锈钢管焊接工艺不锈钢管焊接工艺和性能和性能 4 14 1 不锈钢焊接工艺不锈钢焊接工艺 1 焊前准备 4mm 一下的厚度不用开破口 直接焊接 单面一次焊透 4 到 6 mm 厚度对接 焊缝可采用不开破口接头双面焊 6 mm 以上 一般开 V 或 U X 形坡口 其次 对焊件 填充焊丝进行除油和去氧化皮 以保证焊接质量 焊接参数 包括焊接电流 钨极直径 弧长 电弧电压 焊接速度 保护气流 喷嘴直径等 2 存在问题 细管焊接到直径和壁厚都相对较大的变径连接节上存在以下难点 两者尺寸相差悬殊 在焊接过程难以实现很好的融合和连接 因不锈钢的导热性差 使细管容易塌陷 出现堵管现象 管的直径太小 壁厚太薄 很难使用焊条电弧焊 针对以上难点 采用钨极氩弧焊进行焊接 钨极氩弧焊接是一种明弧焊 电弧 稳定 热量比较集中 在惰性气体保护下 焊接熔池纯净 焊缝质量较好 但是在 焊接不锈钢 特别是奥氏体不锈钢时 焊缝背面需要进行保护 否则将产生严重的 氧化 影响焊缝成形和焊缝质量 为此采取了如下焊接工艺措施 3 工艺过程 1 焊接接头采用插人式组对 可增加薄壁管的厚度 采用角焊缝接头形式 2 为防止细管的塌陷 并使焊缝背面得到保护 可在细管内塞人一个直径 略小于管内径的铜线作为衬垫 在焊接过程中 要时刻注意防止铜线衬垫的熔化 采用分段断续焊接 同时要及时将铜线衬垫抽出 进行水冷 3 由于管径细 壁厚薄 采用较小的焊接规范 使用的氩弧焊机要求具有 高频引弧性能 焊接电流具有递增和衰减性能 焊接电流在小电流下具有很好的稳 弧性能等基本功能 4 焊接操作过程需要进行特殊的训练 主要包括 电弧的起弧位置 电弧 承德石油高等专科学校机械系 2009 届校外顶岗实习总结 19 的长度 熔池的形成方式和存在时间 焊丝的填充过程等 5 焊接方法 由于现场多数为不锈钢管道 且大小不一 根据不锈钢的焊 接特点 尽可能减小热输入量 故采用氩弧焊 6 焊接材料 奥氏体不锈钢是特殊性能用钢 为满足接头具有相同的性能 应遵循 等成分 原则选择焊接材料 同时为增强接头抗热裂纹和晶间腐蚀能力 使接头中出现少量铁素体 选择 HooCr19Ni12Mo2 氩弧焊用焊丝 7 焊接参数 奥氏体不锈钢的突出特点是对过热敏感 故采用小电流 快 速焊 多层焊时要严格控制层间温度 使层间温度小于 60 8 坡口形式及装配定位焊 坡口形式采用 V 形坡口 由于采用了较小的焊 接电流 熔深小 因而坡口的钝边比碳钢小 约为 0 0 5 mm 坡口角度比碳钢大 约为 65 700 因不锈钢热膨胀系数较大 焊接时产生较大的焊接应力 要求 采用严格的定位焊 对于 d 89 mm 的管采用两点定位 d 89 219 mm 采用 三点定位 d 219 mm 的采用四点定位 定位焊缝长度 6 8 mm 焊接规范为 钨极直径 1 2mm 电流 18 20A 电压 10V 喷嘴直径 8 mm 氩气流量 8L min 焊丝直径 0 8mm 材质成分接近管材 电流延长时间 2 0s 电 流衰减时间 1 0s 每段焊接持续时间一般不超过 5 0s 9 焊速 选择时要考虑到电流大小 焊件材料敏感度 焊接位置及操作方 式等因素决定 4 焊接技术要求 1 氩弧焊时采用直流正接 2 焊前应将焊丝用不锈钢丝刷刷掉表面的氧化皮 并用丙酮清洗 焊条应 在 200 250 烘干 1h 随取随用 3 焊前将工件坡口两侧 25 mm 范围内的油污等清理干净 并用丙酮清洗坡 口两侧 25 mm 范围 4 氩弧焊时 喷嘴直径 2 mm 钨极为钵钨极 规格 2 5 mm 5 氩弧焊焊接不锈钢时 背面必须充氩气保护 才能保证背面成形 采用 在管道内局部充氩的方法 流量为 5 14L min 正面氩气流量为 12 一 13L min 6 打底焊时焊缝厚度应尽量薄 与根部熔合良好 收弧时要成缓坡形 如 有收弧缩孔 应用磨光机磨掉 必须在坡口内引弧熄弧 熄弧时应填满弧坑 防止 弧坑裂纹 7 由于该不锈钢为奥氏体不锈钢 为防止碳化物析出敏化及晶间腐蚀 应 严格控制层间温度和焊后冷却速度 要求焊接时层间温度控制在 60 以下 焊后 必须立即水冷 同时采用分段焊接 具体分段方法见图 2 这种对称分散的焊接顺 序 即可增大接头的冷却速度 又可减小焊接应力 5 结果 1 外观检查无气孔 焊瘤 凹陷及咬边等缺陷 成形良好 承德石油高等专科学校机械系 2009 届校外顶岗实习总结 20 2 对试件各项力学性能指标均满足要求 未发现未熔合和裂纹等缺陷 3 完全满足抗晶间腐蚀和抗脆化的要求 保证了焊接工程质量 4 24 2 不锈钢焊接性能不锈钢焊接性能 在不锈钢的应用中对不锈钢结构进行焊接和切割是不可避免的 由于不锈钢本 身所具有的特性 与普碳钢相比不锈钢的焊接及切割有着其特殊性 更易在其焊接 接头及其热影响区 HAZ 产生各种缺陷 焊接时要特别注意不锈钢的物理性质 例如奥氏体型不锈钢的热膨胀系数是低碳钢和高铬系不锈钢的 1 5 倍 导热系数约 是低碳钢的 1 3 而高铬系不锈钢的导热系数约是低碳钢的 1 2 比电阻是低碳钢 的 4 倍以上 而高铬系不锈钢是低碳钢的 3 倍 这些条件加上金属的密度 表面张 力 磁性等条件都对焊接条件产生影响 马氏体型不锈钢一般以 13 Cr 钢为代表 它进行焊接时 由于热影响区中被加 热到相变点以上的区域内发生 a r M 相变 因此存在低温脆性 低温韧性恶化 伴随硬化产生的延展性下降等问题 因而对于一般马氏体型不锈钢焊接时需进行预 热 但碳 氮含量低的和使用 r 系焊接材料时可不需预热 焊接热影响区的组织通 常又硬又脆 对于这个问题 可通过进行焊后热处理使其韧性和延展性得到恢复 另外碳 氮含量低的牌号 在焊接状态下也有一定的韧性 铁素体型不锈钢以 18 Cr 钢为代表 在含碳量低的情况下有良好的焊接性能 焊接裂纹敏感性也较低 但由于被加热至 900 以上的焊接热影响区晶粒显著变粗 使得在室温下缺少延伸性和韧性 易发生低温裂纹 也就是说 一般来讲铁素体型 不锈钢有 475 脆化 700 800 长时间加热下发生 相脆性 夹杂物和晶粒粗化 引起的脆化 低温脆化 碳化物析出引起耐蚀性下降以及高合金钢中易发生的延迟 裂纹等问题 通常应在焊接时进行焊前预热和焊后热处理 并在具有良好韧性的温 度范围进行焊接 奥氏体型不锈钢以 18 Cr 8 Ni 钢为代表 原则上不须进行焊前预热和焊后热 处理 一般具有良好的焊接性能 但其中镍 钼的含量高的高合金不锈钢进行焊接 时易产生高温裂纹 另外还易发生 相脆化 在铁素体生成元素的作用下生成的 铁素体引起低温脆化 以及耐蚀性下降和应力腐蚀裂纹等缺陷 经焊接后 焊接接 头的力学性能一般良好 但当在热影响区中的晶界上有铬的碳化物时会极易生成贫 铬层 而贫铬层和出现将在使用过程中易产生晶间腐蚀 为避免问题的发生 应采 用低碳 C 0 03 的牌号或添加钛 铌的牌号 为防止焊接金属的高温裂纹 通 常认为控制奥氏体中的 铁素体肯定是有效的 一般提倡在室温下含 5 以上的 铁素体 对于以耐蚀性为主要用途的钢 应选用低碳和稳定的钢种 并进行适 当的焊后热处理 而以结构强度为主要用途的钢 不应进行焊后热处理 以防止变 形和由于析出碳化物和发生 相脆化 双相不锈钢的焊接裂纹敏感性较低 但在热影响区内铁素体含量的增加会使晶 承德石油高等专科学校机械系 2009 届校外顶岗实习总结 21 间腐蚀敏感性提高 因此可造成耐蚀性降低及低温韧性恶化等问题 对于沉淀硬化型不锈钢有焊接热影响区发生软化等问题 第第 5 5 章章 实习实习总结总结 没有开始