【《Q420B焊接工艺编制分析案例》4800字】

Q420B焊接工艺编制分析案例目录TOC\o"1-3"\h\u27328Q420B焊接工艺编制分析案例 1132781.1焊接工艺编制的原则 2219051.1.1焊接结构注意事项 2106221.1.2焊接方法 2128251.1.3手工电弧焊优缺点及原理 3155731.1.4ZX7-400s电弧焊机 5230161.2焊接工艺说明 7178951.3焊前准备 9248291.1.1焊前清理 10238531.1.2坡口选择 10178451.2.3坡口区域的清洁 10257331.2.4装配对接 11286211.3焊接工艺卡 111.1焊接工艺编制的原则1.1.1焊接结构注意事项尽可能减少焊缝数量；合理安排焊缝位置；焊缝应避免过密或交叉；焊缝应尽量避开加工面；平滑过渡可减小应力集干；应正确选用接头形式；应避免三轴交叉的焊缝；采用刚性较小的接头形式；避免应力集中；(10)应尽量使焊接端部角度平缓；(11)切去加强筋端部的锐角；(12)手工电弧焊时要考虑焊条操作空间；(13)角度大于75度为宜。1.1.2焊接方法Q420B板材焊接使用如下实验设备：手工电弧焊，Q420B钢板对接焊接是国内外发展最快，应用最广泛的焊接技术。而对于Q420B钢板对接焊接使用的技术是手工电弧焊。手工电弧焊（以下简称电弧焊）是将电极与工件之间的电弧热量作为两个电极进行金属熔化的一种焊接方法。焊接工艺组成：一个电极焊接电源，焊接电缆，焊接夹具，焊条，焊接和拱。焊接时，将焊条与工件接触，引燃弓头，然后将焊条抬起并保持一定距离，当焊接能量提供足够的电弧和焊接电流时，电弧燃烧稳定，产生高温，电极局部加热熔化局部状态，电极端部的熔融金属与熔融形成熔池，电弧在焊机中随电极移动，熔池中的液态金属逐渐冷却结晶形成焊缝。1.1.3手工电弧焊优缺点及原理优点：1、设备简单，价格更便宜，维护更舒适。焊接操作不需要复杂的辅助设备，但需要简单的辅助工具，操作方便。2.它不需要辅助气体保护，并具有较强的风阻力。1.操作灵活，适应性强。焊接可以在焊条足够的任何地方进行。电弧焊适用于个别或小工件、不规则、不易实现机械化焊接的焊接。4.它具有广泛的应用，可焊接大多数金属和合金，如研磨碳钢、低合金树钢、不锈钢、耐热钢、低温钢、铸铁、铜合金、镍合金等。此外，电极片焊还可用于不同的金属焊接、铸铁的修复焊接和不同的金属材料的表面涂层。缺点：1、焊工劳动强度高，工作条件差。在焊接过程中，焊工始终在高温烘烤、有毒烟雾和粉尘区域进行人工操作和眼睛监测。2.生产效率较低。与自动焊接方法相比，电极拱焊的焊接电流较小，必须频繁更换电极。原理：焊接时，电极铁芯熔化后，以熔池中液滴的形式通过，电极涂层产生一定量的气体和液渣。所产生的气体充满在电弧和熔融池周围，以隔离空气。液渣的密度小于液态金属的密度，浮在熔池上以保护熔池。当金属在熔池内使金属冷却凝固时，焊渣也备用形成焊渣，覆盖焊接表面，防止高温焊接金属氧化，降低焊缝的冷却速率。焊接工艺在液态金属与液渣、气体之间进行脱氧化、脱硫、磷、氢等复杂的冶金反应，使焊接金属能够获得合适的化学成分和结构.（图1.1手工电弧焊原理图）图1.1手工电弧焊原理图图1.2所示设备简单，操作灵活方便，可进行全位置焊接，适用于多种材料的焊接。Q420B钢在焊接过程中，它能保持弧长稳定，焊接电流稳定Q420B钢的焊接电弧是最稳定的，电弧为典型的钟形，熔池可见性好，操作方便。Q420B钢的焊接通常用于焊接厚度小的焊缝。如果采用脉冲板焊Q420B焊接厚度可减小到0.8mm以下，对于厚度较大的重要结构（如压力容器，管道等），也广泛采用Q420B钢板焊接支架，焊接一般采用Q420B钢板焊接坡口根部第一层，然后用其它方法焊接全部焊接，以保证下部焊接质量。焊接材料：牌号：Q420B钢板 厚度：10mm 尺寸：200mm×100mmQ420B的成分如下表：表3-1Q420B的主要成分含量(%)成分CMnSiSP含量0.14~0.220.30~0.65≤0.3≤0.05≤0.045使用手工电弧焊用焊条：牌号：J557 焊条直径：1.2mm焊条是焊料中的填充金属，也是焊料的一部分，因此直接影响焊接质量低合金低钠氢涂层焊条，全位置焊接可由直流反接进行。用途：适用于焊接中碳钢和15MnTi，15MnV等低合金钢结构。J557的主要成分如下表：表3-2J557的主要成分含量(%)成分CMnSiSP含量≤0.12≥1.000.3~0.7≤0.035≤0.0351.1.4ZX7-400s电弧焊机Q420B板材焊接使用如下实验设备：直流焊接电源。实验使用的是ZX7-400s逆变直流电弧焊机；焊条，牌号：J557，焊条直径：1.2mm。图1.3ZX7-400s逆变直流手工电弧焊机如图1.3所示焊机特点及用途：特点及用途ZX7系列逆变直流弧焊机是一种新型的高效节能直流焊机，无论是作为手工焊接电源还是自动焊接电源，这种类型的焊机综合指标都很高[16]。动态响应快，性能可靠，焊接电弧稳定，焊料形状好；采用软开关技术，减少整机任何负载的损耗，比传统军用飞机节能1/3以上，可大大降低生产成本，是一种理想的节能焊接设备；体积小，重量轻，携带方便，运输成本低；引弧容易，飞溅小，噪音低，可大大改善操作者的工作环境。相关性能和技术指标如下：表3-1ZX7-400s的性能参数输入电源三相380V~50Hz空载电压（V）70-80V外壳防护等级IP21S额定输入电流（A）32A额定输入量（KVA)20.5KVA额定负载持续率（%）60%满载效率（%）89%功率因数0.95外形尺寸：长×宽×高（mm）790×360×830mm重量（Kg）120Kg焊机的功能及结构特点：先进的逆变技术，电路简洁，体积小，重量轻，高效节能；超强的电网补偿能力，抗供电电压波动，焊接电流稳定，性能可靠；小型直流电板焊机特别采用推力控制技术，单钮调节，操作简单；空载能耗小于100W，与传统焊机相比，节能50%；逆变频率达100KHZ，引弧容易，电压稳定，抗干扰，噪音低，飞溅小，溶池深，强度高，品质好；良好的推力调节，具有焊条防粘功能，适合各种酸碱性焊条施焊，支持各种焊条焊接；适宜焊接低碳钢，中碳钢及合金钢等所有有色金属，均可获得优质焊接。1.2焊接工艺说明1.2.1焊接接头形式在手工电弧焊中，由于焊件厚度，结构形状以及对质量要求的不一样，不同的接头形式。根据国家标准GB985—80规定，焊接接头的型式主要可分为四种，即对接接头、角接接头、搭接接头、T形接头。对接接头两个焊缝端面相对平行的接头称为对接接头，这种连接方式可以承受较大的载荷，是焊接结构中应用最为广泛的连接方式。2.角接接头封闭角大于30°且小于135°的接头；在钢板连接的两个焊接室的前端之间，称为钢板接头。夹接头通常用于箱形构件，其焊缝承载能力不高，通常用于非焊接结构。3．搭接接头两焊件重叠放置或两焊件表面之间的夹角不大于30°构成的端部接头称为搭接接头。搭接接头的应力分布不均匀，接头的承载能力低，在结构设计中应尽量避免采用塔接接头。4．T形接头一焊件端面与另一焊件表面构成直角或近似直角的接头称为T形接头。这种接头在焊接结构中是较常用的，整个接头承受载荷、特别是承受动载荷的能力较强。在本设计中，我们采用的是对接接头。a）对接接头b）角接接头c）搭接接头d）T形接头二、坡口形式根据设计或工艺的需要，在焊件的待焊部位加工成一定几何形状的沟槽称坡口。1、坡口的作用其主要作用是为了保证焊缝根部焊透，使焊接热源能深入接头根部，以保证接头质量。坡口还能起到调节基本金属与填充金属比例的作用。2、坡口的尺寸名称及标注坡口的主要尺寸名称及标注方法。钝边是为了防止烧穿，钝边尺寸要保证第一层焊缝焊透。根部间隙在打底焊时，能保证焊透。坡口角度是用来使电弧能深入焊缝的根部，使得钝边焊透，且便于清渣，以获得美观的焊缝。3、焊接坡口的选择焊接坡口的选择一般遵循以下原则：①能够保证工件焊透，（手弧焊熔深一般为2～4mm），且便于焊接操作。如在容器内部不便焊接的情况下，要采用单面坡口即在容器的外面焊接。②坡口形状应容易加工。③尽可能提高焊接生产率和节省焊条。④尽可能减小焊后工件的变形1.3焊前准备(1)焊接前，应将焊缝断口表面及附件范围内母材的油污，油漆，氧化皮，铁锈等清理干净，使其具有金属光泽。(2)焊接设备仪表应按测量要求进行检查。

Q420B选用J557焊条中1.2mm,焊条质量符合国家标准，焊条使用前温度下必须达到80~110℃。烘烤1~2小时，使用温度为80~110℃的专用隔离筒，随用随取。(3)焊前预热避免冷裂纹的结束，焊接区域预热80~110℃；焊接前使用中性氧乙炔火焰，用红外测温仪测量温度。图1.5Q420B钢板对接焊1.1.1焊前清理焊接只为获得良好的焊缝提供了条件，因此Q420B板对接焊接污染非常敏感。在保证焊接质量的前提下，焊接前必须进行清理，不得留下任何污染物。需要去除的污染物包括油脂，油墨，涂料，转化过程中使用的润滑油，灰尘和氧化膜，如果需要工艺支撑板，还必须清洗，否则会从内部破坏，这通常是造成焊接缺陷的重要原因。常用的清洗方法如下：清除油和灰尘，两种主要是机械清洗和化学清洗，或两者兼有；机械清洗。主要有机加工，铣削，刮削，喷砂，抛光等方法。喷砂通常是在工作量大的时候使用的；化学清洗。1.1.2坡口选择由于Q420B硬化偏差严重，避免了坡口制备过程中硬化和微裂纹的发生，根据设计或工艺要求，在焊料部位加工固定几何形状和尺寸的坡口，称为坡口。U形和U形凹槽的焊接金属量较小，焊接变形较低，但凹槽方法较复杂。它通常只用于平面厚度较大的较重要的结构中。因此，这种形状常用于圆焊缝，由供应锅炉的电焊焊接。在工业锅炉生产中，一般采用V型槽和不对称X型槽。对于小直径的滚筒，当内部不能自动焊接时，常采用V形凹槽。而在本设计中使用的是U型坡口。1.2.3坡口区域的清洁对进行全面彻底的清扫，去除影响焊接质量的附着物，如油，锈，氧化皮等。例如：管口清理前,应保证管端有足够的操作空间。对管内目测检查,采用清管器等工具清理管子内部的泥土和石块、秒子以及其它杂物。清除时应注意保护管道内涂层不受伤害。应避免采用硬尼尖锐的物体接触管道内涂层。应先用抹布、棉纱等除去表面的泥土,石块、泥污,油脂等。对于管口存在水分的,应用火焰加热除去水分等对于由钢管能满足施工坡口要求。管口清理应采用角向磨光机,动力钢丝刷、棉纱、除油脂的化学剂等。操作人员应配备适当的个人劳保防护用品。用电动钢丝刷清理管口内外表面两侧25mm范围内的铁锈除去,露出金属光泽。1.2.4装配对接在安装边缘中，两块板之间不得留下间隙，且沟槽板的厚度方向不得有偏差。安装点焊接在50~80℃预热后进行，且斗式焊缝不得超过设计焊缝的2/3（但厚度特殊），字体焊缝长度为30~50mm，间隔不得超过600mm，使连接焊接时无一定刚度[19]。1.3焊接工艺卡依据上述焊接方法的选择，焊接接头形式的规定，以及相应的焊前准备等相关知识的总结。整合，制定三组焊接工艺卡。表3-3焊接工艺卡（1）题目名称：低合金高强钢（Q420B，板对接）编制者姓名坎力甫努尔编制日期2021.4.20焊接接头描述：材质：Q420B规格：200×100×10坡口类型：V型坡口（平面焊）简图：（接头形式，坡口形状及尺寸，焊层，焊道布置及顺序）焊接方法及焊材的选择原则：（依据简图说明，各层次使用的焊接方法，说明原因）焊接方法：手工电弧焊焊材选择：焊条J557，1.2mm焊材选择及工艺参数：焊道/焊层焊接方法牌号直径焊接电流（A）电弧电压（V）焊接速度（cm/min）热输入（kJ/cm)1手工电弧焊J5571.2mm953515152J5571.2mm904013153J5571.2mm85451215预热温度：80~110℃范围：焊缝局部焊后热处理：温度：500℃保温时间：1-2h坡口加工：切割方式：机械切割表 3-4焊接工艺卡（2）题目名称：低合金高强钢（Q420B，板对接）编制者姓名坎力甫努尔编制日期2021.4.20焊接接头描述：材质：Q420B规格：200×100×10坡口类型：V型坡口（平面焊）简图：（接头形式，坡口形状及尺寸，焊层，焊道布置及顺序）焊接方法及焊材的选择原则：（依据简图说明，各层次使用的焊接方法，说明原因）焊接方法：手工电弧焊焊材选择：焊条J557，1.2mm焊材选择及工艺参数：焊道/焊层焊接方法牌号直径焊接电流（A）电弧电压（V）焊接速度（cm/min）热输入（kJ/cm)1手工电弧焊J5571.2mm1003515142J5571.2mm952510143J5571.2mm85351214预热温度：80~110℃范围：焊缝局部焊后热处理：温度：500℃保温时间：1-2h坡口加工：切割方式：机械切割表3-5焊接工艺卡（3）题目名称：低合金高强钢（Q420B，板对接）编制者姓名坎力甫努尔编制日期2021.4.20焊接接头描述：材质：Q420B规格