焊接方法及設(shè)備課程設(shè)計(jì)任務(wù)書

1、課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書學(xué) 院：山東交通學(xué)院專業(yè)/班級(jí)：成型112姓 名：李斌學(xué) 號(hào)：110616231指導(dǎo)教師：趙老師1. 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 22. 焊接方法及設(shè)備 32.1產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及材質(zhì)性能分析 32.2焊接方法及設(shè)備型號(hào) 43. 焊接材料與焊接規(guī)范 53.1焊接材料 53.2焊接規(guī)范 54. 焊前準(zhǔn)備與焊接輔助設(shè)備 85. 焊接操作要點(diǎn) 96. 焊后處理及檢驗(yàn)117. 總結(jié) 13128. 參考文獻(xiàn)焊接方法及設(shè)備課程設(shè)計(jì)任務(wù)書題目：試制定尺寸為 220mM 8mm材質(zhì)為Q235低碳鋼管對(duì)接的焊接工藝。任務(wù)：1. 根據(jù)設(shè)計(jì)題目中產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和材料性能，選擇焊接方法，確定焊接設(shè)備 型號(hào)；2. 根據(jù)所確定

2、焊接方法及設(shè)備，選擇焊接材料，確定焊接規(guī)范；3. 焊前準(zhǔn)備和焊后處理、焊接輔助設(shè)備等；4. 焊接操作要點(diǎn)及相關(guān)注意事項(xiàng)；5. 編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書一份，內(nèi)容包括上述產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和材料焊接性能分析， 所選擇的焊接方法，確定的焊接設(shè)備，選擇的焊接材料，確定的焊接規(guī)范；焊前 準(zhǔn)備和焊后處理、焊接輔助設(shè)備及焊接操作要點(diǎn)等。第二章焊接方法及設(shè)備2.1產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及材質(zhì)性能分析2.1.1產(chǎn)品結(jié)構(gòu)產(chǎn)品為直徑220mm厚度為8mm勺低碳鋼管。產(chǎn)品為低碳鋼管的對(duì)接焊,焊 縫為環(huán)縫。2.1.2材質(zhì)性能分析(1) 化學(xué)性能分析板材的化學(xué)成分如表2-1所示。表2-1Q235 的化學(xué)成分牌號(hào)化學(xué)成分3/ %CMnSiSPQ23

3、5 0.170.35 0.800.300.0350.035(2) 物理性能分析機(jī)械性能為，屈服極限s為235MPa抗拉強(qiáng)度貯b=375460MP伸長(zhǎng)率=26%。(3) 焊接性分析低碳鋼的碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.25 %,碳當(dāng)量值遠(yuǎn)小于0.40 %,所以這類鋼的焊 接性好,焊接時(shí)一般不需要采取特殊的工藝措施，用各種焊接方法都能獲得優(yōu)質(zhì) 的焊接接頭。只有厚大結(jié)構(gòu)件、低溫下焊接，才考慮焊前預(yù)熱、焊后熱處理等。 如板厚大于50mm溫度低于0 C或20mm以下板厚、溫度低于一10 C ,應(yīng)焊前預(yù) 熱100150 C。2.2焊接方法及設(shè)備型號(hào)221焊接方法選擇該直徑的管子無(wú)法從內(nèi)部進(jìn)行焊接， 必須采用單面焊雙面成

4、型工藝。為了保 證焊透及根部焊接質(zhì)量，采用U形坡口。焊接時(shí)可用“管子旋轉(zhuǎn)一焊槍位置固定” 地方法，因?yàn)槔眠@種方法焊接時(shí)熔池始終處于相同的位置，有利于獲得良好的焊縫成形。管壁較厚時(shí)，焊槍固定在1點(diǎn)鐘位置（如圖2所示），而管壁較薄時(shí)， 焊槍固定在3點(diǎn)位置。8mn壁厚屬于中等厚度，可采用CO2焊接或細(xì)顆粒過(guò)渡CO2 焊接。問(wèn)2.2.2焊接設(shè)備型號(hào)選擇根據(jù)板材厚度8mm確定焊接電流為100140A電弧電壓為1822V選擇焊機(jī) 的型號(hào)為NBC-250焊機(jī)，焊機(jī)參數(shù)如表2-2所示。表2-2 NBC-250焊機(jī)參數(shù)項(xiàng)一次相頻額定額定電流電壓空載冷卻目電壓數(shù)率輸入工作調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)電壓方式容量電流范圍范圍范圍基3

5、80V3508.1KV250A501718自冷本參HzA250A27V36V數(shù)第三章焊接材料及焊接規(guī)范3.1焊接材料的選擇3.1.1焊絲的選擇C02氣體保護(hù)焊的常用焊絲為 H08Mn2SiA旱絲，具有較好的工藝性能、力學(xué) 性能及抗裂紋能力，適于焊接低碳鋼、屈服點(diǎn) 匚s V 500MPa勺低合金鋼，以及經(jīng) 焊后熱處理抗拉強(qiáng)度匚bV 1200Mpa勺低合金高強(qiáng)鋼。H08Mn2SiA的化學(xué)成分如 表3所示。表3-1 H08Mn2SiA 焊絲的化學(xué)成分合金兀素（質(zhì)量分?jǐn)?shù),%)焊絲牌號(hào)CSiMnCrNiSPH08 Mn 2SiA0.65 1.80 - 0.110.952.100.200.300.0300

6、.0303.2焊接規(guī)范3.2.1焊絲直徑的選擇板材厚度為28mm焊接位置為全位置時(shí)，熔滴過(guò)渡形式為短路過(guò)度時(shí)， 應(yīng)采用直徑為1.01.2mm的焊絲。此處選擇焊絲直徑為1.2mm電流相同時(shí)， 隨著焊絲直徑的減小，熔深要增大。3.2.2焊接電流的選擇焊接電流的作用是熔化焊絲和工件， 同時(shí)也是決定熔深的主要因素。焊接電 流的使用范圍隨焊絲的直徑和熔滴過(guò)渡形式的不同而不同。 因?yàn)楹附z直徑選擇了 1.2mm熔滴過(guò)渡形式為短路過(guò)度，所以焊接電流的范圍為 100175A。3.2.3 電弧電壓的選擇電弧電壓是焊接參數(shù)中很重要的一個(gè)參數(shù)。 電弧電壓的大小決定了電弧的長(zhǎng) 短和熔滴的過(guò)渡形式， 他對(duì)焊縫的成形、 飛

7、濺、焊接缺陷以及焊縫的力學(xué)性能有 很大的影響。電弧電壓對(duì)焊接過(guò)程和對(duì)金屬與氣體間的冶金反映的影響均比焊接 電流大，且隨著焊絲直徑的減小，電弧電壓影響的程度增大。實(shí)現(xiàn)短路過(guò)度的條件之一是保持較短的電弧長(zhǎng)度，即低電壓。但電弧電壓， 電弧引燃困難，焊絲會(huì)插入熔池，電弧也不能穩(wěn)定燃燒；若電弧電壓過(guò)高，則有 短路過(guò)度轉(zhuǎn)變成粗滴的長(zhǎng)弧過(guò)渡，焊接過(guò)程不穩(wěn)定。為獲得良好的工藝性能， 應(yīng)該選擇最佳的電弧電壓之值， 該值是一個(gè)很窄的 電壓區(qū)間，一般僅有12V變化范圍。最佳電弧電壓值與焊接電流、 焊絲直徑和 熔滴過(guò)渡形式等因素有關(guān)。根據(jù)焊絲的直徑為1.2mm熔滴過(guò)渡形式為短路過(guò)渡，選擇焊接電弧電壓的 范圍為， 18

8、23V。 43.2.3 焊接速度的選擇選擇焊接速度的主要根據(jù)生產(chǎn)率和焊接質(zhì)量。 焊速過(guò)快， 保護(hù)效果差， 同時(shí) 使冷卻速度加大，使焊縫塑性降低，且不利于焊縫成形，易形成咬邊缺陷，；焊 速過(guò)慢，熔敷金屬在電弧下堆積，電弧熱和電弧力受阻礙，焊道不均勻，且焊縫 組織粗大。在實(shí)際生產(chǎn)中，一般不超過(guò) 0.5m/min。3.2.4 焊絲伸出長(zhǎng)度的選擇由于短路過(guò)渡焊接時(shí)采用的焊絲都比較細(xì)， 因此在焊絲伸出長(zhǎng)度產(chǎn)生的電阻 熱很大， 成為焊接參數(shù)中不可忽視的因素。 當(dāng)其他焊接參數(shù)不變時(shí)， 隨著焊絲陳 出的長(zhǎng)度的增加，焊接電流下降，熔深也減小；焊絲上的電阻熱增大，焊絲熔化 加快，從提高生產(chǎn)率上看這是有利的。但是，

9、當(dāng)焊絲伸出長(zhǎng)度過(guò)大時(shí)，焊絲容易 發(fā)生過(guò)熱而成段熔斷， 飛濺嚴(yán)重，焊接過(guò)程不穩(wěn)定。 同時(shí)，焊絲伸出長(zhǎng)度增大后， 噴嘴與工件間的距離亦增大，因此氣體保護(hù)效果變差。 4直徑1.2mm的 H08Mn2SiA焊絲的伸出長(zhǎng)度 815mm3.2.5 電流極性的選擇3.2.5 氣體流量的選擇CO2 氣體流量的大小主要是根據(jù)對(duì)焊接區(qū)域的保護(hù)效果來(lái)決定的。 在焊接電 流較大、焊接速度較快、 焊接伸出長(zhǎng)度較長(zhǎng)以及在室外作業(yè)等情況下， 氣體流量 要是適當(dāng)加大， 以使保護(hù)氣體有足夠的挺度， 提高期抗干擾的能力。 氣體流量過(guò) 大或過(guò)小都將影響保護(hù)效果，容易造成焊接缺陷。 4猶豫焊絲直徑為1.2mm屬于細(xì)焊絲，所以選擇的汽

10、提流量為1216L/min第四章 焊前準(zhǔn)備及輔助設(shè)備4.1 焊前準(zhǔn)備4.1.1 坡口制備將每個(gè)待焊端口用刨邊機(jī)加工成半 U形（單邊J形坡口），如圖1所示。然 后將坡口及附近內(nèi)外表面20mn范圍內(nèi)的油污、水分、鐵銹等打磨干凈，露出金 屬光澤。將管子放在滾輪架上，按照?qǐng)D1所示進(jìn)行裝配，根部間隙控制在1,52.5mm 之間，高低平整，不要有錯(cuò)邊。選用直徑為1.2mm的H08MnSiA焊絲，純度高于99.8 %的CO2氣體。4.1.2 焊材的準(zhǔn)備焊絲在150C烘干2h。CO氣瓶倒置0.5h，排除多余的水分，再正置 0.5h， 讓氣體充滿瓶的頂部。4.2 焊接輔助設(shè)備手工鉗子，手工扳子，夾具，引弧板，熄

11、弧板。 5 預(yù)熱器，作用是防止 CO2氣化時(shí)，是出氣口結(jié)冰。干燥器，作用是吸收 CQ氣體中的水分和雜質(zhì)第五章焊接操作要點(diǎn)5.1焊接操作5.1.1定位焊定位焊可采用與打底焊相同的焊接參數(shù)。在整個(gè)環(huán)縫上焊接三段定位焊縫， 每段長(zhǎng)度為1015mm采用左焊法進(jìn)行焊接，首先在1點(diǎn)鐘位置進(jìn)行第一段焊 接，轉(zhuǎn)動(dòng)120后焊接第二道焊縫，再轉(zhuǎn)動(dòng)120后焊接第三道焊縫。定位焊縫上 應(yīng)無(wú)未焊透、氣孔等缺陷，焊好后用角向磨光機(jī)將其兩端打磨成斜坡，以便于接頭。5.1.2打底焊定位焊縫位于1點(diǎn)鐘的位置，在該定位焊縫上引弧，將焊槍保持在1點(diǎn)鐘位 置且不罷休，并使管子沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，。這樣可以防止熔池金屬流淌，將熔 池金屬

12、寬度控制得比根部間隙大 0.51mm焊完后，將打底焊表面清理干凈。5.1.3填充層焊接仍在1點(diǎn)鐘處引弧，焊槍保持在該位置，并作月牙形或鋸齒形擺動(dòng)。焊槍擺 動(dòng)到坡口兩側(cè)稍作停留，保證焊道兩側(cè)熔合良好但不能熔化工件表面坡口棱角。 控制焊接速度、弧長(zhǎng)及兩側(cè)停留時(shí)間，使焊道表面微有下凹，并低于工件表面 1.01.5mm焊后將焊道表面清理干凈。35.1.3蓋面焊焊接在管子1點(diǎn)鐘處引弧并焊接，焊槍保持在該位置，焊槍擺動(dòng)幅度應(yīng)明顯大于 填充時(shí)的擺動(dòng)幅度，應(yīng)超過(guò)坡口邊緣 0.51.5mm以保證坡口邊緣的良好熔合。3焊接的參數(shù)如表5-1所示。表5-1 220mM 8mn鋼管的焊接參數(shù)焊層焊接電流/A電弧電壓/V

13、焊絲伸出長(zhǎng)度/mm氣體流里/L .min打底焊100 12018 1918 2012 16填充焊11013019 2118 2012 16蓋面焊120 14020 2220 2212 16第六章 焊后處理及檢驗(yàn)6.1.1 焊后處理 因?yàn)榈吞间摰目珊感阅芰己茫?通常情況下不會(huì)因焊接而引起嚴(yán)重硬化組織和 淬硬組織， 但是如果用在重要的結(jié)構(gòu)件時(shí)， 要進(jìn)行焊后熱處理， 如果經(jīng)過(guò)熱處理 以后，接頭的金相組織會(huì)得到改善，提高了焊接接頭的塑性、韌性，從而改善了 焊接接頭的綜合機(jī)械性能。 常用的方法有兩種： 一是整體高溫回火， 這種方法可 以消除 80%90%的焊接應(yīng)力；另一種是局部高溫回火，這種方法起到消除

14、局部 焊接應(yīng)力的目的。6.1.2 檢驗(yàn)焊接檢驗(yàn)的方法有很多，常用以下方法：（1）外觀檢驗(yàn)（2）致密性檢驗(yàn)（3）受壓容器的強(qiáng)度檢驗(yàn)（4）物理方法的檢驗(yàn)總結(jié)Q235鋼是一種普通碳素結(jié)構(gòu)鋼，具有冶煉容易，工藝性好，價(jià)格價(jià)廉的優(yōu) 點(diǎn)，而且在力學(xué)性能上也能滿足一般工程結(jié)構(gòu)及普通機(jī)器零件的要求， 在世界各 國(guó)得到廣泛應(yīng)用。通過(guò)這次的課程設(shè)計(jì)，了解了許多在焊接方面上課本上所沒(méi)有學(xué)習(xí)到的知 識(shí)。讓我認(rèn)識(shí)到了只有通過(guò)嚴(yán)謹(jǐn)，嚴(yán)格的設(shè)計(jì)要求，才能保障產(chǎn)品質(zhì)量。任何一 個(gè)方面上的失誤， 都有可能在產(chǎn)品上產(chǎn)生焊接缺陷， 這些缺陷對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量都有致 命的漏洞，產(chǎn)生嚴(yán)重的焊接事故， 造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。 所以在以后的學(xué)習(xí)中， 必須注意其重要的意義， 嚴(yán)格對(duì)待在焊接中的每一步。 通過(guò)設(shè)計(jì)， 使我初步具有 分析金屬材料焊接性的能力 . 并能根據(jù)產(chǎn)品的技術(shù)要求、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等，正確編制 焊接工藝 （包括焊前準(zhǔn)備、焊接方法與焊接材料的選用，焊接工藝參數(shù)的確定及 焊后處理等 ） 。我在設(shè)計(jì)過(guò)程中學(xué)會(huì)查閱和運(yùn)用工具書及技術(shù)文件，鞏固所學(xué)內(nèi) 容，把該課程設(shè)計(jì)的理論知以和實(shí)際技能結(jié)合在一起，