焊接方法及設(shè)備課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū).doc

1、沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)焊接方法及設(shè)備課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)學(xué) 院:專(zhuān)業(yè)/班級(jí):姓 名：學(xué) 號(hào)：指導(dǎo)教師：1 .課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)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 .參考文獻(xiàn) 117 .致謝 12焊接方法及設(shè)備課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)（ 4）題目：試制定尺寸為6220m佛8mm材質(zhì)為Q23§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)所確定焊接方法及設(shè)備，選擇焊接材料，

2、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(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)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。1表2-1 Q235 的化學(xué)成分牌號(hào)化學(xué)成分/%CMnSiSPQ235<0.170.35 0

3、.800.300.0350.035(2)物理性能分析機(jī)械性能為，屈服極限 s為235MPa抗拉弓®度b=375460MPa伸長(zhǎng)率=26%1(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(lèi)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20mmz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)2.2.1 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型工

4、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。8mnfi厚屬于中等厚度，可采用CO2焊接或細(xì)顆粒過(guò)渡CO2 焊接。32.2.2 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。4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

5、380V3508.1KV250A501718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CO2氣體保護(hù)焊的常用焊絲為 H08Mn2SiA星絲，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)s<500MP4勺低合金鋼，以及經(jīng)焊后熱處理抗拉強(qiáng)度 b< 1200Mpa勺低合金高強(qiáng)鋼。H08Mn2SiA的化學(xué)成分如 表3所示。4表3-1 H08Mn2SiA 焊絲的化學(xué)成分焊絲牌號(hào)合金兀素（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，）CSiMnCrNiSPH08Mn2SiA<0.110.65 0.951.80 2.10<0.20&l

6、t;0.30<0.030<0.0303.2 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。43.2.2 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。43.2.3 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

7、電弧的長(zhǎng)短和熔滴的過(guò)渡形式， 他對(duì)焊縫的成形、 飛濺、 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)焊絲白直徑為1.2mm熔滴過(guò)渡形式為短路

8、過(guò)渡，選擇焊接電弧電壓的 范圍為，1823V。43.2.4 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。43.2.5 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)

9、率上看這是有利的。但是，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直彳至1.2mm的H08Mn2SiA星絲的伸出長(zhǎng)度 815mm43.2.6 電流極性的選擇CO2 氣體保護(hù)焊主要采用直流反接法。3.2.7 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

10、接缺陷。 4猶豫焊絲直徑為1.2mni屬于細(xì)焊絲，所以選擇的7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(xiǎn) 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20mme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呈絲，純度高于99.8 % 的 CO2 氣體。34.1.2 焊材的準(zhǔn)備焊絲在150c烘干2h0 CO氣瓶倒置0.5h,排除多余的水分，冉正置 0.

11、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CO2 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。 35.1.2 打底焊定位焊縫位于1 點(diǎn)鐘的位置， 在該定位

12、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)， 如圖 2 所示。 這樣可以防止熔池金屬流淌，將熔池金屬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。 35.1.3 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?？刂坪附铀俣?、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。35.1.4 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。3表5-1220m儲(chǔ)8mmi岡管的焊接參數(shù)焊層焊接電流/A電弧電壓/V焊絲伸出長(zhǎng)度/mm氣體流星/L ? min 1打底焊100 12018 1918 2012 16填充焊11013019 2118 2012 16蓋面焊120 14020 2220 2212 16參考文獻(xiàn)1 朱張校 . 工程材料 . 清華大學(xué)出版社,2001.2 嚴(yán)紹華 . 材料成形工藝基礎(chǔ). 清華大學(xué)出版社,2008.3 韓加強(qiáng) . 焊工上崗技能讀本- 氣體保護(hù)焊. 化學(xué)工