WELDOX900钢的焊接工艺设计毕业设计

WELDOX900WELDOX900 钢的焊接工艺设计毕业设计钢的焊接工艺设计毕业设计 焊接技术及自动化专业毕业设计 李家旭 一 前言 weldox 系列钢板是瑞典 ssab 钢铁公司开发生产的超高强 度钢 集高强度与可焊性 长寿命于一身 在国内得到了较快的 发展应用 主要应用范围 压力钢管 采矿设备 矿用自卸车 体和汽车起重机 帆船龙骨 大的拱梁 斗铲的顶边的框架和 主要的高韧性部件等领域 产品改造后工作出色 重量的减轻 减少了产品的总重量 从而减少了设备的维修费用和维修的时 间 因此提高了生产率 焊接是影响低合金调质高强钢应用至 关重要的因素 本课题就是针对于高强钢 weldox900 钢进行焊 接工艺设计 二 weldox900 钢的性能及应用概述 1 weldox9001 weldox900 钢的化学成分 见表钢的化学成分 见表 1 1 表 1 材料的化学成分 质量分数 化学成分 csimnpscr0nimocutin 质量分数 0 170 211 390 0090 0010 230 050 4960 010 040 003 于其合金元素总含量低于 5 weldox 为低合金高强钢 2 weldox9002 weldox900 钢的力学性能钢的力学性能 weldox900 钢的抗拉强度 1015mpa 屈服强度 940mpa 断后伸长率 13 3 weldox9003 weldox900 钢的焊接性能钢的焊接性能 weldox900 钢的合金含量低 碳当量低 从而可用任何普 通的电弧焊方法 就可将其焊在普通结构钢板上 在焊接时 我们所要求的目标是在焊接接头处获得较好的强度和良好的韧 性 根据国际焊接学会推荐的碳当量公式 ce iiw c mn 6 cu ni 15 cr mo v 5 质量分数 我们可以知道 随着碳当量的增加 钢材的焊接性回变差 当 ce 值大于 0 4 0 6 时 冷裂纹的敏感性将增大 焊接时需采取预热施焊 后保温缓冷 并进行消除应力热处理 考虑到产品的结构特点 和生产实际情况 我们采用焊条电弧焊打底 药芯焊丝 co2 焊盖面 与焊条电弧焊相比 药芯焊丝 co2 焊具有电弧的热 输入集中 焊接电 流密度大 焊接热变形小 生产效率高及 焊缝成形好等明显优势 4 4 weldox900weldox900 钢的用途钢的用途 weldox900 钢产品改造后工作出色 重量的减轻减少了产 品的总重量 从而减少了设备的维修费用和维修的时间 主要 应用于矿山机械 桥梁 铁路 汽车起重机等重载领域 如压 力钢管 采矿设备 矿用自卸车体和汽车起重机 帆船龙骨 大的拱梁 斗铲的顶边的框架和主要的高韧性部件等领域 三 weldox900 钢焊接试验及试验方法 1 1 碳当量法碳当量法 根据国际焊学会 iiw 推荐的碳当量公式 ce iiw c mn 6 cu ni 15 cr mo v 5 质量分数 我们可以了解到 weldox900 的 ce 0 554 当碳当量大 于 0 45 时 则热影响区热影响区粹硬倾向性大 焊接时易 产生冷裂纹 因此在焊接之前应采取预热措施 焊后保温缓冷 并进行消除应力热处理 2 t2 t 形接头抗裂性试验形接头抗裂性试验 1 1 试件及试验参数 试件及试验参数 参照 gb t4675 1 1984 斜 y 坡口焊接裂纹试验方法 自 行设计了 t 形接头试件进行裂纹敏感性试验 15mm 厚 weldox900 钢板抗冷裂试验件组合形状及尺寸 腹板两侧各 75mm 长 加工成 k 形 60 破口 中间 100mm 长加工 60 斜 y 形坡口 翼板与腹板间隙为 2mm 用方形拘束快固定 焊接方 法为 mag 焊 焊接工艺见表 2 保护气体为 80 ar 20co2 试验 环境温度 25 相对湿度为 65 表 2 焊缝焊接工艺参数含 焊接电流 i a 电弧电压 u v 焊丝伸出长度 l mm 焊接速度 v mm s 26028205 2 试验结果 试件经过 48 小时后进行 裂纹的检验和解剖 采用着色探伤法进行表面裂纹检查 试验 焊缝横面经研磨 化学试剂侵蚀 冲洗干燥后置于体式金相显 微镜下放大 10 倍进行金相价差 在室温 25 裂纹率为 10 及 13 在余下三种试验温度下 试件的表面裂纹率均为 0 金 相检查结果表明 室温条件下试验焊缝底部有疑似裂纹存在 未见进步一扩展倾向 预热 50 75 及 100 试件没有冷 裂纹产生 四 weldox900 钢焊接工艺在产品的实际焊接过程 中 由于产品的结构复杂 焊接方法多种多样 焊接接头存在 较大的拘束度 局部应力集中 因此在焊接操作时必须制定严 格的工艺规程 以焊接板厚 5 7mm 不开坡口的 weldox900 钢 其工艺如下 1 焊接方法 weldox900 钢碳含量为 0 17 属于 低碳调质钢 mag 焊是最合适的焊接方法 并且 ar 与 co2 的 联合保护可防止合金元素烧损 有利于得到性能良好的焊接接 头 2 焊接材料超高强度钢由于强度提高 钢材塑性 韧性 相应下降 如果仍采用等强原则 选用高组配的焊接接头 焊 缝的韧性不容易保证 将可能导致由于焊缝金属韧性不足引起 低应力脆性破坏 因此高强钢焊接应采用等韧性原则 选择焊 缝韧性不低于基体金属的低组配焊接接头比较合理 采用低强 的焊缝金属并不总是意味着焊接接头的强度一定低于母材 根 据多年来的焊接接头力学性能试验经验 只要焊缝金属的强度 不低于母材的 87 仍可保证接头与母材等强 weldox900 钢 选用 1 2mm 的 er120s g 焊丝进行焊接 3 焊前准备所有焊 缝焊前必须保证焊道干燥 清洁 除掉其中表面的油 水 锈 和防锈漆 坡口及坡口周围 10 20mm 范围内必须清理干净 不得有影响焊接质量的铁锈 油污 水和涂料等异物 对于重要 焊缝 在焊缝两端应设置尺寸合适的引弧板和引出板 在不能 使用引弧板和引出板时 应注意防止在引弧处和收弧处产生焊 接缺陷 焊丝在使用前进行检查 其表面应无锈垢 油污 水 分 保护气体应保持干燥 4 焊接工艺参数表三 焊接工艺参 数板厚 mm 焊接层数电流 a 电压 u 焊接速度 cm min 保护气流 l min 5 73 打底焊 110 16018 2420 3512 20 盖面焊 200 24022 2835 4515 25 清根层 200 24022 2835 4515 255 焊前预热及焊后热处理对于 weldox900 但板 厚小于 20mm 时 不要求预热 板厚在 20 30mm 时 预热温度 为 100 125 板厚在 30mm 以上 预热温度为 125 150 所 以 5 7mm 板焊接不需预热 进行焊后热处理是为了减少焊接残 余应力 高强钢经常在焊态下使用 焊后一般不进行焊后热处 理 热处理会使接头的某些力学性能下降 如 冲击韧度等 只有在设计规则有特殊说明时 方应进行焊后热处理 但应注 意其焊后热处理温度不能超过其调质回火温度 6 焊缝检验如 为关键焊缝 板厚小于 6mm 宜用射线照相方法进行探伤 当 被测焊件的板厚大于 6mm 可用超声波探 伤方法检验 但对 于在 6 8mm 之间的焊件 用由从业时间超过 3 年的检验人员完 成检验 7 焊接缺陷及控制措施由于 weldox900 钢碳含量较低 mn 含量较高 而且对 s p 含量的控制也较严格 因此热裂纹 倾向较小 焊后容易产生冷裂纹 避免裂纹出现的办法有 焊 前预热母体材料 确保焊接面的清洁与干燥 选择含氢小的焊 料 通过良好的焊接顺序与工作的合理匹配减少收缩内应力 8 焊接工艺焊接工艺卡单位 机电职业技术学院工程名 称 工艺卡编号 01 部位 件 名称 i 形坡口平焊接头焊 接设备型号 yg 400tx 执行标准 焊接方法 mag 生产方式单 件生产材料 weldox900 钢厚度级别 5mm 接头型式 平焊接头接头型式简图 平焊接头焊接位置 水平 固定焊接顺序 1 2 3 预热及中间热处理 无焊后热处理 无焊接材料及要求 规格 焊前准备 所有焊缝焊 前必须保证焊道干燥 清洁 除掉其中表面的油 水 锈和防 锈漆 坡口及坡口周围 10 20mm 范围内必须清理干净 不得 有影响焊接质量的铁锈 油污 水和涂料等异物 对于重要焊缝 在焊缝两端应设置尺寸合适的引弧板和引出板 在不能使用引 弧板和引出板时 应注意防止在引弧处和收弧处产生焊接缺陷 焊丝在使用前进行检查 其表面应无锈垢 油污 水分 保护 气体应保持干燥 技术要求 坡口采用机械加工 坡口保持平 整不得有裂纹 分层 夹渣物等缺陷 坡口边缘 20mm 处应呈 金属光泽 不得有油脂 油漆 涂层等污物 注意事项 1 焊前清理是否符合要求 2 焊接电极选用是否取用正确 夹头是否过热 焊接层数焊接方法填 充 金 属电 流 电 压 u 焊接速度 cm min 型号直径 mm 极性大小 a 1mag 焊 er120s g crabofil fk1000 1 2mm 直流反 极性 110 16018 2420 35 2mag 焊 er120s g crabofil fk1000 1 2mm 直流反极性 200 24022 2835 45 3mag 焊 er120s g crabofil fk1000 1 2mm 直流反极性 200 24022 2835 45 焊缝检查 焊后按规范对焊缝进行外观检查 不得有裂纹 咬边 气孔 未焊透等缺陷 对有缺陷的焊缝及 时返修 编 制审批日 期 11 25 五 结语 1 在 weldox900 的钢焊接过程中 要严格按焊接工艺要点和焊接工 艺参数进行焊接 使产品焊接质量达到设计要求 2 超高 强度钢结构件制作虽然存在一定的难度 但只要合理地选