Φ3.8×13m水泥磨机筒体生产工艺分析 焊接工艺分析.doc

焊接工艺分析 焊接生产装配工艺分析焊接结构生产的装配工艺是将组成结构的已加工好的零件，按图样规定的相互位置加以固定成组件、部件或结构的过程。装配时零件的固定常用定位焊、定位板、焊接夹具来实现。装配时焊接结构制造中的重要工序，装配质量直接影响到焊接质量和产品质量。装配时一项繁重的工作，它约占总工时的25%30%，提高装配效率也就提高了焊接生产的效率。提高装配的质量和生产效率要先从提高零件、部件的加工精度入手，制定合理的装配工艺，加强生产管理等。 装配时用定位焊和定位板固定零件时，其强度要求是，从装配到焊接的运送过程中不能开焊或超过规定的变形；并且对于减少焊接变形也有利。定位焊焊道的截面尺寸不宜过大，尽量布置在基本焊缝施焊后能将其全部重熔，并保证焊接质量。如果定位焊必须布置在非焊缝位，则该定位焊缝和定位板的定位焊缝，在焊接后应清除掉，并仔细清理打磨表面。装配方法的可以分为划线定位装配，用样板和定位器进行装配和用安装孔装配。划线定位装配是将待装配零件按划好的装配位置线固定后进行定位焊实现装配。该装配方法工作繁重，并要求有熟练的操作技术，一般只适用于单件生产和大型结构。成批、大量生产的结构一般利用样板和定位器进行装配。这种装配方法的生产效率和生产质量较高。用安装孔装配适用于有安装孔的结构件，可分为固定地点装配和流动装配。固定地点装配在固定位置上进行，用于重型结构或单件产品。流动装配大量用于成批大量流水生产。焊接顺序可以分整体装配-焊接。边装边焊、按部件装配-焊接三种。整装整焊即由单独零件逐渐装配成结构之后再进行焊接。这种焊接顺序适用于结构简单的产品，通常是批量生产的产品。该方式焊接变形小，但应力大，并且可达性差。随装随焊是对某些复杂结构由单个零件组装，然后焊接，再装配，再焊接，即装配焊接交替进行。该方法在一个工位上装配和焊接工作交叉进行，影响生产率，也不利于采用先进的焊接工艺和工艺装备。适用于单件小批量的大型复杂结构生产。分部件的装配是有零件装配成部件并焊接合格后，再由部件装配焊接成结构。这一方式可实行流水生产，几个部件同步加工，有利于应用先进的焊接工艺和工艺装备，简化了工艺装备的设计和制造，有利于控制焊接变形和应力，使得装配-焊接工作的质量提高，改善工人的劳动条件，提高生产效率。该方法适用于批量生产，也可使用于单件小批量生产。在进行分部件时要充分考虑结构、工艺和工厂条件。制定装配工艺时要注意一些问题：一、带有机加工零件的结构的装配有两种方法，一种只整个结构装配-焊接完成，甚至在消除内应力热处理之后，再进行机加工，该工艺过程可得到高的尺寸稳定性和加工精度，容易满足技术条件，质量高，但需大型设备，生产成本高昂。另一种方法是先加工好零件，待其他构件都完成装配焊接之后，在用一个有足够刚度和精度的、专门的装配-焊接工艺装备，完成机加工零件的最后装配焊接。 二、定位基准与找正，结构装配常以零件、部件的内外表面，已加工的孔纵、环向基准线、构件中心线进行定位与找正，所以零部件的内外表面的精度会影响装配的质量。筒体焊接时基准部位为外壁和端面，环焊缝基准为内外壁和纵向缝。1、 正确掌握公差标准，注意零件公差和由零件装配成结构的公差的关系，严格检验零件公差，尽量做到互换性，为选配做好准备。2、 一些体积庞大的产品，为保证总装的质量和进度，应在长内试装，将不可拆连接改为临时可拆连接。 焊接方法分析对于同一种焊接材料而言，采用不同的焊接方法，表现出来的焊接性也有所差别。焊接方法对工艺焊接性的影响主要有两个方面：一方面是焊接热源的特点，如能量密度的大小、温度以及热量输入等，它们可以直接改变焊接热循环的各项参数，如峰值温度、高温停留时间及相变温度区间的冷却速度等。另一方面是对熔池和接头附近区域的保护，如熔渣保护、气体保护、渣-气联合保护或真空保护等。所以焊接方法的选择直接影响着焊缝成形的好坏。以下是对Q235焊接的焊接方法分析。一、 焊条电弧焊 焊条电弧焊作为目前应用最为广泛的一种焊接方法，它具有设备简单，维护方便，操纵灵活，适应性强，应用范围广等优点。特别适用于生产中、检修和修复中以及安装中的短焊缝的焊接。空间位置不受限制，可达性好，凡是焊条能够到达的地方都能进行焊接。焊条电弧焊适用于大多数工业用的金属盒合金的焊接，但是由于焊条电弧焊的电弧温度较高，焊接过程中会烧损合金元素，所以不适用于低熔点金属如铅、锡、锌及其合金的焊接。焊条电弧焊生产效率低，不适用于大型构件的生产。二、 埋弧焊埋弧焊是电弧在焊剂下燃烧以进行焊接的熔焊方法。按照机械化程度，可以分为自动焊和半自动焊两种。埋弧焊可以焊接从厚度1.5mm的薄板到非常厚的重型焊件。埋弧焊广泛用于碳钢、低合金结构钢和不锈钢的焊接，某些高强度结构钢、高碳钢、马氏体时效钢和铜合金也可以用埋弧焊连接；但埋弧焊方法不适用铸铁、奥氏体锰钢、高碳工具钢、铝和镁等的焊接。埋弧焊可用在平焊位置焊接对接接头，在平焊位置和横焊位置焊接角焊缝，并用于平焊位置的堆焊。埋弧焊具有以下特点：1、埋弧焊的优点（1）、生产效率高。埋弧焊所用焊接电流大，相应电流密度大。焊剂和熔渣具有隔热作用，电弧的熔透能力和焊丝的熔敷速度大大提高。同时由于埋弧焊热效率高，熔深大，单丝埋弧焊不开坡口一次熔深可达20mm。（2）、焊缝质量好。因为熔渣的保护，熔化金属不与空气接触，焊缝金属中的含氮量低，而且熔池金属凝固较慢，液体金属盒熔化焊剂间的冶金反应充分，减少了焊缝中产生气孔、裂纹的可能性。焊剂还可以向焊缝过渡一些合金元素，调整化学成分，提高力学性能。自动焊时，焊接工艺参数通过自动调节保持稳定，对焊工操作技术要求不高，焊缝成形好，成分稳定，力学性能好，焊缝质量高。但是如果焊接规范选择的不正确则也会出现焊缝成形不良、烧穿、气孔、裂纹及夹杂等缺陷。（3）、劳动条件好。埋弧焊弧光不外露，没有弧光辐射，机械化的焊接方法减轻了手工操作强度。2埋弧焊的主要缺点（1）、埋弧焊采用颗粒状焊剂进行保护，一般只适用于平焊和角焊位置的焊接，其他位置的焊接则采用特殊装置来保证焊剂覆盖焊缝区。（2）、焊接时不能直接观察电弧与坡口的相对位置，不能在焊接时对焊机进行调整。（3）、埋弧焊使用电流大，电弧具有较强的穿透能力，容易出现焊透等缺陷。对于厚度在12毫米下的板材可不开坡口。但随着焊件厚度的增加，为了保证焊件焊透，在一般情况下焊件厚度大于12毫米应开坡口。坡口的形式与手工电弧焊基本相同，其中“V”型“X”较为常用，其坡口角度一般为5070，这样即可以使焊缝根部焊透，又可以减少填充金属量，有利于提高生产率和焊接质量。焊接材料分析埋弧焊用的焊接材料是焊剂和焊丝。焊剂的作用一方面隔绝空气、保护焊接金属不受空气侵害的作用；另一方面对熔化金属进行冶金处理，通过冶金反应清除有害的杂质和过渡有益合金元素。焊丝的作用是焊接时熔化浸入熔池，起到填充和合金化的作用，同时尚未熔化的焊丝起到导电的作用。这另种焊接材料直接参与焊接化学冶金过程，因此对焊缝的化学成分能产生很大的影响。当被焊材料确定以后，焊缝的化学成分在很大程度上取决于焊剂和焊丝的选配，因此正确选配焊剂和焊丝对焊接质量起着关键作用。对焊剂的要求:焊剂应具有良好的焊接工艺性能，即良好的稳弧性、脱渣性、焊缝成形性等；应具有良好的焊接冶金性能，即与合适的焊丝配合，焊缝能得到所需的化学成分，足够低的S、P、H等杂质含量以及良好的力学性能，并具有较强的抗裂性和抗气孔性；颗粒强度要足够高，吸潮性要小，焊剂中夹杂物含量要少。对焊丝的要求：焊丝的化学成分必须符合要求；外观质量满足要求，焊丝表卖弄无锈蚀、氧化皮等；应具有足够的挺度，便于机械送丝。埋弧焊焊剂与焊丝的匹配是获得高质量焊缝的关键，在生产中，埋弧焊焊丝和焊剂的匹配主要依据以下两个方面一、 被焊材料的类别及对焊接接头性能的要求。这是选配焊剂和焊丝的主要依据。当被焊材料的种类不同时，或对焊接接头的要求不同时，应选择不同的焊剂与焊丝组合。1、 在焊接低碳钢和强度等级较低的低合金钢时，应按等强原则选用与母材相匹配的焊接材料，选用高硅高锰焊剂（如HJ431、HJ433、HJ430）与低碳钢焊丝（如H08A）或含锰的焊丝（如H08MnA）相配合，或用中锰、低锰或无锰焊剂与含锰量较高的焊丝（如H08MnA、H10Mn2）相配合。2、 在焊接低合金高强钢时，特别注意保证焊缝的塑性和韧度，可选用中锰中硅或低锰中硅型焊剂，匹配相应的合金钢焊丝。当焊接强度级别比较高的钢时，为了得到高韧度，一般选用碱度高的烧结焊剂。3、 在焊接耐热钢、低温钢和耐蚀钢时除了要考虑焊缝与母材等强外，还要保证焊缝具有与母材相同或相近的耐热性耐蚀性和耐低温性，可选用中硅或低硅型焊剂与相应的合金钢焊丝相匹配。4、 焊接奥氏体或铁素体高合金钢时一般选用碱度比较高的中硅或低硅型熔炼焊剂，与合适的高合金钢焊丝相匹配。不可采用高硅型熔炼焊剂，防止大量渗硅，导致焊缝性能下降。二、 埋弧焊的工艺特点1、 稀释率高 由于埋弧焊焊缝熔透深度大，母材熔化量大，焊缝的稀释率可达70%，这使得焊缝的成分在很大程度上取决于母材的成分，因此选用合金元素含量低于母材的焊丝焊接不会降低焊接接头的强度。2、 热输入大 为获得高的熔敷率，埋弧焊通常选用大电流焊接，焊接热输入较大，焊接接头冷却速度比较慢，导致焊接接头组织易粗大，强度和降低。为提高接头的强度和韧性，在焊接厚板坡口的填充焊道时，应选用合金成分略高于母材的焊丝并配用中性焊剂焊接。3、 焊接速度快 埋弧焊的焊接速度一般为25m/h，应该选用适宜的快速焊焊剂。 焊接工艺参数分析埋弧焊的焊接参数有焊接电流、电弧电压、焊接速度等。焊接参数的选择关系到焊接质量的好坏，所以在焊接过程中必须严格控制埋弧焊的焊接参数。一、 焊接电流当其他条件不变时，改变焊接电流会改变焊缝的形状和尺寸。无论是Y型坡口还是I型坡口，在正常焊接条件下，熔深与焊接电流的变化成正比。电流不能过小，也不能过大，电流小，熔深浅，余高和宽度不足，电流过大，熔深大，余高过大，易产生高温裂纹。由于随着电流密度的增加，熔池熔化金属质量不断增加，熔融金属排出困难，熔深增加较慢，并随着熔化金属量的增加，余高增加焊缝成形变差，所以埋弧焊时增加焊接电流的同时要增加电弧电压，保证焊缝成形。二、 电弧电压电弧电压的大小对焊缝成形影响较大，电弧电压低熔深大，焊缝宽度窄，易产生热裂纹；电弧电压高时，焊缝宽度增加，焊道下凹，脱渣困难，气孔和咬边倾向增加。埋弧焊时，电弧电压是依据焊接电流调整的，即一定焊接电流要保持一定的弧长才可能保证焊接电流的稳定燃烧，所以电弧电压的变化范围是有限的。三、 焊接速度焊接速度对熔深和熔深的影响较大，通常情况下，焊接速度小，焊接熔池大，焊缝熔深和熔宽均较大。随焊接速度的增加，焊缝熔深和熔宽都将减小。焊接速度队焊缝断面形状的影响也较大，焊接速度过小的话，熔化金属量多，焊缝成形差，焊接速度较大时熔化金属量不足，容易咬边。在实际的焊接生产中为提高生产效率，同时保持一定的热输入，在增加焊接速度的同时必须加大电弧功率，才能保证一定的熔深和熔宽。四、 焊丝直径焊丝直径影响熔敷率。在电流一定的条件下，细丝的电流密度大，熔敷率高。但是送丝机的送丝速度有限，为得到更高的熔敷率，应选择粗丝。焊丝越细，焊缝熔深越大，同时熔宽越小。五、 焊丝伸出长度在焊接开始时最好使伸出长度大约为焊丝直径的8倍，随着焊接过程的进行，应逐步调整伸出长度。增加伸出长度，会导致电弧电压的下降。因此，在增加伸出长度时需要同时增加电源的电压输出，以保证焊缝成形质量。当焊接薄板时通过增加伸出长度可以有效减小熔深，从而避免烧穿。六、 焊缝层数厚板焊接，一般要开坡口并采用多层焊，因为多层焊焊接头的显微组织较细，热影响区较窄。前一条焊道对后一条焊道起预热作用，而后一条焊道对前一条焊道起热处理作用。因此，接头的延性和韧性都比较好。当用埋弧焊焊接板厚超过4050mm的钢板时，往往需要采用多层焊。 焊前预热及焊后热处理为保证满足焊接结构技术条件，防止裂纹和