高空作業(yè)平臺車底盤的焊接工藝畢業(yè)設計及鋼結構設計課程設計-24m跨廠房普通鋼屋架設計

PAGEPAGE30設備的基本情況國際發(fā)達國家高空作業(yè)平臺車發(fā)展狀況歐美等發(fā)達國家和地區(qū)，高空作業(yè)車發(fā)展起步較早，從20世紀20年代就開始研制，已有百年的發(fā)展歷史。產品技術水平高、安全性好、可靠性高、作業(yè)高度大、規(guī)格齊全、結構形式豐富、功能多樣性。歐美日的高空作業(yè)車主要用途和風格卻截然不同：美國的高空作業(yè)車是以帶電作業(yè)的絕緣型高空作業(yè)車為主，非絕緣型高空作業(yè)車基本沒有，而且高空作業(yè)車的作業(yè)高度很少有超過40米，但絕緣型高空作業(yè)車的絕緣等級確是世界最高的，達到500kv的超高壓水平，其應用領域主要是電力系統(tǒng)，用于電力線路的帶電作業(yè)，其他領域高空作業(yè)主要以自行式高空作業(yè)平臺和牽引式高空作業(yè)平臺為主；歐洲與美國恰恰相反，是以非絕緣型高空作業(yè)車為主，絕緣型高空作業(yè)車基本沒有，所謂的絕緣型也僅僅采用玻璃鋼工作斗，絕緣等級不過1kv，歐洲的高空作業(yè)車的應用領域相當廣泛，歐洲高空作業(yè)車主要以租賃為主，所應用領域包括市政、園林、室外裝潢、交通設施維護、建筑、風電維修等，并且目前世界作業(yè)高度最高的高空作業(yè)車均出自歐洲;日本則混合了歐美的特點，既有絕緣型又有非絕緣型高空作業(yè)車，但其絕緣型的絕緣等級還遠低于美國的水平，其非絕緣型作業(yè)高度也遠低于歐洲的高度。我國高空作業(yè)平臺車發(fā)展狀況我國高空作業(yè)車行業(yè)起步較晚，自20世紀60年代開始研制、70年代才推出商業(yè)化樣機，隨著改革開放的深入，逐漸引入國外高新技術及其產品，才開始在用于電力保障、城市道路照明保障、城市園林維護和公安、交通等行業(yè)推廣使用，但最大作業(yè)高度只有35m，且使用的品種比較單一，而且國內在高空作業(yè)安全法規(guī)上還很不完善，還存在各種原始方式的高空作業(yè)，應用普及面與國外相比還有很大的差距?？偨Y高空作業(yè)車作為一種特殊工程車輛，其特殊性在于：一是“高安全性”，載人高空作業(yè)，其作業(yè)安全性要求高于其它起重舉升車輛；二是“高適應性”，由于施工場所環(huán)境的“非結構性”，即其工作環(huán)境不可預知并且多變，因此要求對環(huán)境具有適應能力；三是“高效率”，目前使用的行業(yè)經(jīng)常用于搶修作業(yè)，并且多為室外或野外作業(yè)，作業(yè)環(huán)境條件差，所以要求其具有較高作業(yè)效率。由于高空作業(yè)車所應用的領域逐漸廣泛，涉及行業(yè)多，每個行業(yè)的作業(yè)內容不同，相同行業(yè)不同地區(qū)的要求不同、環(huán)境不同、習慣不同、作業(yè)規(guī)范不同等等，對作業(yè)車的功能要求不同、結構型式和性能要求的不同，即市場對高空作業(yè)車的要求千差萬別，呈現(xiàn)出個性化、差異化和多樣化的需求特征。與國外高空作業(yè)車一般只有高空作業(yè)功能不同，我國用戶則要求附加的輔助功能很多，主要有臂架起重、平臺小吊、駕駛室載人多、貨車式車廂用于載貨等多種要求，所以我國還要在這方面多做努力才行。焊接工藝過程分析研究對象本次焊接的對象主要是起升高度為10米的高空作業(yè)平臺車的底盤部分。下圖分別為高空作業(yè)平臺車和其底盤圖。高空作業(yè)平臺車SEQ高空作業(yè)平臺車\*DBCHAR１底盤SEQ底盤\*ARABIC1焊接工藝參數(shù)本焊接采用CO?氣體保護半自動焊，其工藝參數(shù)主要包括焊絲直徑、焊接接頭、熔滴過渡形式、焊接電流、電弧電壓、焊接速度、焊絲伸長度、氣體流量、電源極性及回路電感等。焊絲直徑焊絲直徑應根據(jù)工件厚度，施焊的位置及生產率的要求來選擇。這里的工件厚度為3~12mm，故采用直徑為1.2mm的焊絲。焊絲的選擇二氧化碳氣體保護焊焊接低碳鋼時，為保證焊縫具有較高的機械性能和防止氣孔產生，必須采用含錳、硅等脫氧元素的合金鋼焊絲，同時還應限制焊絲中的含碳量。其中H08Mn2SiA使用較多，主要用于低碳鋼和低合金鋼的焊接。故在這里有選用H08Mn2SiA。焊接接頭根據(jù)底盤圖的形式采用T形接頭，平焊縫連續(xù)焊縫和斷續(xù)焊縫。熔滴過渡形式采用短路過渡，因為短路過渡是焊絲端部的熔滴與熔池表面接觸，在過熱與電池收縮力的作用下，熔滴爆斷直接向熔池過渡，而且還是低電壓、小電流、細焊絲。焊接電流焊接電流是最重要的焊接工藝參數(shù)，應根據(jù)工件的厚度、焊絲的直徑、施焊位置及所要求的熔滴過渡形式來選擇。綜合以上參數(shù)，選擇焊接電流在100~110A范圍內。電弧電壓電弧電壓也是很重要的焊接工藝參數(shù)，選擇時必須要與焊接電流恰當配合。故電弧電壓在19~20V范圍內。焊接速度在一定的焊絲直徑、焊接電流和電弧電壓條件下，熔寬與熔深都隨著焊接速度的增加而減少。這與工人的經(jīng)驗和操作水平有關，在這里規(guī)定為12~15cm∕min。焊絲伸長度通常焊絲伸長度取決于焊絲直徑，一般約等于焊絲直徑的十倍比較合適。故焊絲伸長度為12mm。CO?氣體流量CO?氣體流量應根據(jù)焊接電流、焊接速度、焊絲伸長度及噴嘴直徑等來選擇。故氣體流量約為8~15L∕min。電源極性為減少飛濺，保持電弧的穩(wěn)定性，一般都采用直流反接。母材的焊接性能分析Q235-B簡介Q235-B鋼的完整名稱叫做普通碳素結構鋼，Q代表的是這種材質的屈服極限，后面的235，就是指這種材質的屈服值，在235MPa左右。并會隨著材質的厚度的增加而使其屈服值減小。由于含碳適中，綜合性能較好，強度、塑性和焊接等性能得到較好配合，用途最廣泛。母材的化學成分及力學性能化學成分C/%Mn/%Si/%Cr/%Ni/%P/%S/%Q235-B0.12-0.200.30-0.70≤3.00//≤0.045≤0.045力學性能бs/MPaбb/MPaδ5/%ψ/%AkvQ235-B≥235//≥26≥27（-30、0、30℃）Q235-B的焊接性鋼的焊接性是指在簡單可行的焊接條件下，鋼材焊接后不產生裂紋，并獲得良好的焊縫區(qū)的性能。焊縫區(qū)可分為三個組成部分，即熔合區(qū)，熱影響區(qū)和未受熱影響的基體部分。對于熔化區(qū)，如鋼材或焊條中的S、P含量較高，在凝固過程中將產生熱裂紋，因而必須控制S、P的含量。對于熱影響區(qū)，由于受熔化區(qū)的加熱作用，使其溫度遠超過鋼的臨界點，奧氏體晶粒顯著長大。在冷卻時受到周圍未被加熱的基體金屬的激冷，造成極大的過冷度，甚至發(fā)生馬氏體轉變造成很大的熱應力和組織應力。為了估計鋼焊接性的好壞，通常采用碳當量（CE）的概念，即把單個合金元素對熱影響區(qū)硬化傾向的作用折算成碳的作用，再與鋼中碳的質量分數(shù)加在一起。碳當量公式很多，對于碳鋼和低合金結構鋼，國際焊接學會（IIW）推薦碳當量計算公式為：CE=C+Mn/6+（Cr+Mo+V）/5+（Ni+Cu）/15式中各元素的符號代表該元素在鋼中的質量分數(shù)。一般認為當CE<0.4%時，鋼材的淬硬傾向不大，焊接性優(yōu)良。當CE=0.4%～0.6%時，鋼材的淬硬傾向增大，焊接性有限，焊接時需要采取預熱，控制焊接熱輸入等工藝措施，當CE＞0.6%時，淬硬傾向嚴重，屬于較難焊接的鋼材，需要采取較高的預熱溫度和嚴格的工藝措施。根據(jù)公式計算得出Q235B碳當量為0.20，其具有優(yōu)良的焊接性，可采用各種焊接方法焊接?？赡艹霈F(xiàn)的問題及措施①當焊絲端頭始終有滴狀金屬小球存在，且過渡頻率偏低，此情況說明焊接電壓偏高，加大送絲速度（焊接電流）或降低焊接電壓以解決。②當干伸長偏短時能正常焊接，稍長就出現(xiàn)頂絲問題。說明焊接電壓偏低，通過降低送絲速度（焊接電流）或升高焊接電壓解決。③要注意面板上旋鈕狀態(tài)：一般情況下，我們將推力旋鈕按標準刻度向右偏2～3格。電流偏大時,建議把推力旋鈕根據(jù)焊接過程的穩(wěn)定性繼續(xù)加大些。④焊絲直徑開關焊絲直徑開關一定要選對，要與所使用焊絲直徑相符。焊接變形及產生焊接變形的原因焊件的焊接變形是從焊接開始時便產生，并隨焊接熱源的移動和焊件上溫度分布的變化而變化。一般情況下，一條焊縫在施焊處受熱發(fā)生膨脹變形，后面開始凝固和冷卻處發(fā)生收縮，膨脹和收縮在這條焊縫上的不同部位分別產生，其比容將增大或減小，直至焊接結束并冷至室溫，熱變形才停止，在近焊高溫區(qū)的金屬熱脹和冷縮受阻時便產生這種塑性變形。焊件內部溫度有差異所引起的應力、金屬局部發(fā)生拉伸或壓縮塑性變形后所引起的內應力、表面和內部不同冷卻過程以及可能局部相變過程均是影響焊接變形的因素。焊件最后橫向應力的分布都是由這些因素所引起的橫向應力疊加的結果。產生焊接應力的直接原因來自焊縫的縱向、橫向收縮。此外，對于自由狀態(tài)下平板對接焊縫的橫向殘余應力，主要起因于受拘束的縱向收縮。在2塊板間隙瞬時完成的焊縫由于它的縱向收縮，引起2塊板反向彎曲變形，于是焊縫長度的中部截面處產生間隙，實際情況是焊縫冷卻有橫向連接，必然使焊縫中部受到橫向拉伸，而兩端受到壓縮，其橫向殘余應力，壓應力最大值比拉應力大的多。這種由縱向收縮引起的橫向殘余應力的分布受焊縫長度的影響。沿焊縫橫向收縮不同步，是引起橫向應力的另一原因。在焊接溫度場上的降溫區(qū)金屬在收縮，升溫區(qū)金屬在膨脹，彼此的制約產成了應力，脹的被壓，縮的被拉，溫度場向前移動，曾升溫膨脹過的金屬開始降溫收縮，它的收縮受到了比它先冷卻的金屬限制，而同時又受到了正在升溫膨脹金屬的限制，結果最后冷卻的金屬總是產生拉應力，與之相鄰的金屬產生壓應力。焊后沿整條焊縫軸線的縱截面上內應力須保持平衡而形成最終的橫向應力分布，所以焊接方向和順序對這種橫向應力的分布產生影響，由中心向兩端施焊和由兩端向中心施焊，其橫向殘余應力分布完全不同，只有終焊處為拉應力是共同的。擬定工藝方案CO?氣體保護焊選用原則工藝特點①CO2焊穿透能力強，焊接電流密度大（100-300A/m2），變形小，生產效率比焊條電弧焊高1~3倍。②CO2氣體便宜，焊前對工件的清理可以從簡，其焊接成本只有焊條電弧焊的40%-50%。③焊縫抗銹能力強，含氫量低，冷裂紋傾向小。④焊接過程中金屬飛濺較多，特別是當工藝參數(shù)調節(jié)不匹配時，尤為嚴重。⑤不能焊接易氧化的金屬材料，抗風能力差，野外作業(yè)時或漏天作業(yè)時，需要有防風措施。

⑥焊接弧光強，注意弧光輻射。冶金特點CO2焊焊接過程在冶金方面主要表現(xiàn)在：CO2氣體是一種氧化性氣體，在高溫下分解，具有強烈的氧化作用，把合金元素燒損或造成氣孔和飛濺等。解決CO2氧化性的措施是脫氧，具體做法是在焊絲中加入一定量脫氧劑。實踐表明采用Si-Mn脫氧效果最好，所以目前廣泛采用H08Mn2SiAH10Mn2Si等焊絲。坡口的選用原則在選擇破口形式時，應盡量減少焊縫金屬的填充量，便于裝配和保證焊接接頭的質量因此應考慮以下幾條原則：①是否能保證焊件焊透；②坡口的形狀是否容易加工；③應該盡可能地提高生產效率，節(jié)省填充金屬；④焊后焊件變形應盡可能小。綜合以上原則所以本焊接采用T字接頭不開坡口的這一種形式。焊接順序的選用原則結構對稱時，采用對稱焊法；焊縫多比較集中時，采用跳焊法分散受熱避免集中受熱。長焊縫大于1米焊縫，采用分段退焊等；對組合件，先部件組焊矯正合格后，再整體拼裝;結構不對稱時，先焊焊縫少的一側。先焊收縮量較大的焊縫，使焊縫能較自由地收縮，以最大限度地減少焊接應力。先焊工作時受力較大的焊縫，使內應力合理分布。焊接時有筋板的先焊筋板，根據(jù)變形的預測確定每條焊縫的起弧和收弧方向，也就是是從左往右焊還是從右往左焊，盡量對稱焊接，比如先焊左邊的一道位置，然后是右邊的同位置，然后還是右邊，再左邊。框型結構先焊對角，再焊另外兩個對角，長焊縫先斷焊再滿焊，小件可以用胎具壓牢焊接，大件根據(jù)變形預測做反變形拼接。大概也就是這些吧，不同的件焊接方法不同。焊縫布置應盡量分散。焊縫密集或交叉，會造成金屬過熱，加大熱影響區(qū)，使組織惡化。因此兩條焊縫的間距一般要求大于三倍的板厚，且不小于100mm。焊縫的位置應盡可能對稱布置。這樣焊后不會發(fā)生明顯的變形。焊縫應盡量避開最大應力斷面和應力集中位置。對受力較大，結構較復雜的焊接結構件，在最大應力斷面和應力集中位置不應該布置焊縫。焊縫應盡量避開機械加工表面。有些焊接結構使一些零件，需要進行機械加工，如焊接輪轂，配管件，焊接支架等，其焊縫位置的設計應該盡可能距離已加工表面遠一些;焊縫位置應該便于焊縫操作。布置焊縫時，要考慮到有足夠的操作空間。焊縫應盡量放在平焊位置，減少橫焊焊縫1主要技術措施引弧引燃電弧后，通常采用左焊法，焊接過程中要保持焊槍適當?shù)膬A斜和槍嘴高度，使焊接盡可能地勻速移動。焊接時，必須根據(jù)焊接實際效果判斷焊接工藝參數(shù)是否合適?？辞迦鄢厍闆r、電弧穩(wěn)定性、飛濺大小及焊縫成形的好壞來修正焊接工藝參數(shù)，直至滿意為止。收弧焊接結束前必須收弧。若收弧不當容易產生弧坑并出現(xiàn)裂紋、氣孔等缺陷。焊接結束前必須采取措施：焊機有收弧坑控制電路，焊槍在收弧處停止前進，同時接通此電路，焊接電流電弧電壓自動減小，待熔池填滿;若焊機沒有弧坑控制電路或因電流小沒有使用弧坑控制電路。在收弧處焊槍停止前進，并在熔池未凝固時反復斷弧、引弧幾次，直至填滿弧坑為止。操作要快，若熔池已凝固才引弧，則可能產生未熔合和氣孔等缺陷。焊縫①一般外觀要求焊縫外觀形貌不允許存在明顯的明顯的搭接現(xiàn)象,不得有明顯可見的空洞現(xiàn)象,不得有明顯的波動跳躍現(xiàn)象,不得有范圍超過5mm的濺渣及臟物,以及影響沖壓成型的外觀缺陷。②焊縫長度焊縫長度需要符合客戶板坯圖紙標注要求焊縫的起始點和終點在沖壓件的廢棄部位視為允許,另有規(guī)定除外。③焊縫寬度焊縫寬度通常不大于較薄板一側基板厚度的3倍且不小于0.7mm另有規(guī)定除外。確定工藝方案焊接工藝Q235-B焊縫的焊接坡口形式：采用不開坡口的焊接形式焊接方法：CO2氣體保護焊焊機型號：NB-500電流種類：反接母材牌號：Q235-B規(guī)格尺寸：12mm焊材型號（牌號）：H08Mn2SiA焊絲直徑：φ1.2mm焊絲伸長度：12mm氣體：CO2氣體純度：≥99.5%氣體流量：8-15L/mim噴嘴直徑：10-12mm焊接工藝參數(shù)層數(shù)（道數(shù)）焊絲直徑（mm）焊接電流（A）焊接電壓（V）焊接速度（cm/min）氣體流量（L/min）一層1.2100~11019~2012~158~15焊絲與焊接方向的夾角80-90°焊縫尺寸要求焊縫寬度（mm）焊縫余寬差(mm)焊縫高度(mm)焊縫高度差(mm)8-12≤3≤3≤3焊縫咬邊量/mm≤1.5錯變量/mm0-1工藝流程①工件盡可能平放,各需要焊接的工件應用專用焊接夾具定位。②先點焊成形,經(jīng)檢驗點焊成形的零部件符合圖紙要求后,再焊接。③盡可能采用平焊。如采用立焊,施焊方向應為自上而下。但修補咬邊時,可由下而上管材結構的立焊可以由上而下,也可以由下而上。④焊接電流應根據(jù)工件厚度、焊接位置選擇。⑤根部焊道的最小尺寸應足以防止產生裂紋。⑥金屬過渡方式和焊接速度都應使每道焊縫將附近母材與熔敷金屬完全熔合,且不得有溢流,氣孔和咬邊等現(xiàn)象。焊接順序對于簡單沿中性軸對稱構件要一次對稱裝配。對稱焊縫，不能采用邊裝邊焊。對于沿中性軸不對稱的簡單構件可調整焊接次序減小變形，一般先焊焊縫少的一側；拼接大面積薄板時，應先焊內部錯開的短焊縫，由里向外進行焊接，最后焊接外部直通的長焊縫；對于細長桿件結構，利用分段退焊，跳焊，對稱焊等來減少變形。對于結構比較復雜的鋼結構，首先將鋼結構分成大部件，再分成小部件，分解時要盡量按對稱結構劃分。于采用焊接變形最小的方案，才能有效地控制變形。底盤SEQ底盤\*ARABIC2上圖為圖底盤1中的最上面的大平面，焊接就是以它為基礎來進行的。底盤SEQ底盤\*ARABIC3底盤3是在底盤2的右側靠近開的那個小孔附近焊接的立板，在這里它起到一個定位的作用在焊接之前一定要量好距離。采用先點焊再滿焊的這一種方式。焊接過程中應該隨時測量兩塊板之間的垂直度。底盤SEQ底盤\*ARABIC4底盤SEQ底盤\*ARABIC5圖底盤4是在底盤2的左側開的小孔附近焊接的立板。圖4也是起到一個定位的作用，所以焊接之前一定要測量好它的距離。在焊接4的時候也要把圖5放到兩板之間并確定它的位置。焊的時候先焊接4再焊5.。圖5這個零件是兩個的，在焊它的時候應該交替的焊，不要一次性的把一塊板焊上去。底盤SEQ底盤\*ARABIC6底盤SEQ底盤\*ARABIC7底盤6是在圖底盤3兩側的一個零件，圖底盤7是在圖底盤2的最右面的一個零件。這里的零件少都可以采用先點焊再滿焊的方法，變形對其他的零件影響的比較小。右側的零件比較多采用先下后上，先里再外的逐步焊接方式。底盤SEQ底盤\*ARABIC8底盤SEQ底盤\*ARABIC9這里的兩個零件分別為里外的兩部分，焊接的時候先底盤8再焊底盤9，底盤8上的的零件需要三面都焊待完成之后再和圖底盤上的零件聯(lián)系在一起。底盤SEQ底盤\*ARABIC10圖底盤10是在圖底盤9這個圖形上面的相當于在上面蓋一個蓋子一樣，焊接的時候一定要保持水平，必要的時候使用工具保持其變形量。底盤SEQ底盤\*ARABIC11底盤SEQ底盤\*ARABIC12這兩塊板是在圖底盤4的兩側，圖底盤11在內測，焊的時候先焊里然后再外這樣可以避免應操作空間不夠而無法焊接的情況。底盤SEQ底盤\*ARABIC13底盤SEQ底盤\*ARABIC14圖底盤13是在底盤12內側連接的焊的時候注意變形此板比較薄。底盤14是在最上面的一個。底盤SEQ底盤\*ARABIC15底盤SEQ底盤\*ARABIC16底盤SEQ底盤\*ARABIC17這三個圖上的零件是在一塊的。首先是圖15，它是在圖底盤3和底盤4上面的，底盤16和和底盤17在底盤15的下面，底盤16是沿著中心線兩側對稱的兩塊板，底盤17是在圖16的外側的兩個零件。安全與預防CO2氣體保護焊是電弧作焊接熱源，焊接過程中存在觸電危險，電弧產生弧光強烈，輻射危害大，飛濺可能引起灼傷、火災或爆炸，析出的有害氣體和煙塵損害焊工的身體健康，因此做好安全工作十分重要預防觸電和弧光的危害預防觸電措施：①焊接電源應放在安全干燥的地方，外殼應可靠接地，電線電纜的接線必須擰緊，并且有保護接地②焊接設備出現(xiàn)故障應有專業(yè)電工維修，如屬小事故焊工自己維修前也應切斷電源③焊工必須穿戴合格的個人勞動用品，所有勞動用品都必須絕緣可靠。④夏天出汗，應防止人體與帶電體直接接觸。⑤狹小位置焊接時必須有專人監(jiān)護⑥焊接工作結束，離開現(xiàn)場時應切斷電源預防弧光危害的措施CO2氣體保護焊產生的弧光比手弧焊強烈得多，危害性更大弧光輻射的危害紫外線危害：強烈的紫外線照射皮膚后可引起皮炎，出現(xiàn)紅疹和小水泡。紫外線會引起電光型眼炎，造成眼紅，流淚，刺痛。紅外線的危害：紅外線主要是對組織的熱作用，眼睛受強烈的紅外線輻射時感到強烈的灼傷和灼痛，甚至灼傷視網(wǎng)膜，引起青光眼?？梢姽馕：Γ罕日９鈴娨蝗f倍，被電弧光近距離照射后看不見周圍的東西，產生“晃眼”。防止弧光輻射的措施：①焊工切勿將皮膚裸露在外，焊前仔細檢查，是否有漏光現(xiàn)象②焊工密集的工作場所，相互之間應設有遮光屏障③選擇合適的護目鏡預防灼傷和火災的發(fā)生CO2焊的飛濺情況比手工焊嚴重的多，焊接時既要保護自己不被灼傷又要防止火災發(fā)生根據(jù)現(xiàn)場情況，焊工應確保自己在不被飛濺灼傷的最佳位置上焊接。焊前應仔細觀察焊接區(qū)和周圍壞境中是否存在易燃易爆物品，情況不明務焊接。工作結束后，應仔細認真檢查工作場所及周圍是否有殘留火苗，確認無事后，才可離開。預防有害氣體和煙塵的危害CO2焊時常見的有害氣體有CO2、CO和NO2等，使用藥芯焊絲時析出的煙塵較多，成分也較復雜，長期吸入，嚴重者可能導致塵肺、錳中毒等職業(yè)病，因此必須采取防護措施。焊工應加強個人防護意識，戴好口罩工作時焊工應處在“上風口”，減少有害氣體和煙塵的侵襲加強通風排塵措施，在狹小空間工作時尤其重要。采用先進技術減少煙塵，凈化工作環(huán)境。氣瓶與用氣安全C02氣體保護焊，采用氣瓶供氣的場合，必須遵守氣瓶安全檢查規(guī)程的有關規(guī)定。氣瓶必須經(jīng)過檢驗CO2氣瓶的油漆色是銀白色，字樣是黑色“二氧化碳”CO2氣瓶吊運的時候最好采用框架，防止高空墜落CO2氣瓶應直立采用，并有定位措施，防止倒下傷人CO2氣瓶要有遮陽措施，防止日光暴曬CO2氣瓶內的氣體不能用盡，剩余氣壓應不低于1Mpa焊接缺陷焊接缺陷的定義：“缺陷”指一種或多種不連續(xù)的缺欠，按其特性或累加效果致使產品不符合最低使用要求，或者說對焊接接頭的合用性構成危險的缺欠稱為缺陷。按此定義，缺陷是不容許存在的，必須去除或修補。常見的焊接缺陷：外觀缺陷外觀缺陷（表面缺陷）是指不用借助于儀器，從工件表面用肉眼可以發(fā)現(xiàn)的缺陷。常見的外觀缺陷有咬邊、焊瘤、凹陷及焊接變形等，有時還有氣孔、表面夾渣和表面裂紋。單面焊的根部未焊透也位于焊縫表面①咬邊：由于焊接參數(shù)選擇不當，或操作方法不正確，沿焊趾的母材部位產生的溝槽或凹陷（如圖）。產生咬邊的主要原因是電弧熱量太高，即焊接電流太大，焊接速度太快而造成的。內部缺陷是指位于焊接接頭內部，用無損檢測方法和破壞性試驗檢測到的缺陷。常見的內部缺陷有裂紋、未焊透、未熔合、夾（夾渣、夾鎢）氣孔等。常用的無損檢測方法：RT、UT、PT、MTRT：X射線（周向、定向），γ射線UT：眼設施差法，模擬數(shù)字超聲檢測，數(shù)字超聲檢測PT按滲透劑分為：熒光；著色；熒光、著色MT按軸向通電方法分為：連續(xù)法、剩磁法內部缺陷：氣孔焊接時，熔池中的氣泡在凝固時未能逸出而殘留下來所形成的空穴。其氣體可能是熔池從外界吸收的，也可能是焊接冶金過程中反應生成的。夾渣夾渣是指焊后熔渣殘存在焊縫中的現(xiàn)象。夾渣的分布和形狀有單個點狀夾渣、條狀夾渣、鏈狀夾渣和密集夾渣。夾渣屬于非金屬氧化物。夾渣產生的原因：①坡口尺寸不合理；②坡口有污物；③多層焊時，層間清渣不徹底；④焊接線能量??；⑤焊縫散熱太快，液態(tài)金屬凝固過快；⑥焊條藥皮、焊劑化學成分不合理，冶金反應不完全，脫渣性不好；⑦焊條電弧焊時，焊條擺動不正確，不利于熔渣上浮。夾渣的危害：點狀夾渣的危害與氣孔相似，帶有尖角的夾渣會產生尖端應力集中，尖端還會發(fā)展為裂紋源，危害較大。防止夾渣的措施：①正確選擇焊接規(guī)范，掌握運條技術，使熔池中焊劑充分熔化；②采用焊接性能良好的經(jīng)過烘干的焊條；③嚴格清理焊件坡口和中間焊道的熔渣。裂紋裂紋是金屬原子的結合遭到破壞，形成新的界面而產生的縫隙。裂紋的分類①熱裂紋：一般是指在焊縫稍低于凝固溫度時產生的裂紋，焊接完畢即出現(xiàn)，即液態(tài)金屬一次結晶時產生的裂紋。這種裂紋多貫穿在焊縫表面，裂紋面上呈氧化色，失去金屬光澤，亦有的出現(xiàn)在熱影響區(qū)。這種裂紋沿晶界開裂，又稱結晶裂紋。熱裂紋產生原因：焊縫金屬中含硫、磷量較高時，形成硫、磷化物與鐵作用形成低熔點共晶，當?shù)腿埸c共晶被排擠到晶界形成液態(tài)薄膜，構成一薄弱地帶，受到拉伸應力作用時就可能使這一薄弱位置形成裂紋。如果基體金屬的晶界上也存在著低熔點共晶和雜質，則加熱溫度超過起熔點的熱影響區(qū)，在焊接應力的作用下，也可能產生裂紋，這就是熱影響區(qū)的液化裂紋。熱裂紋防止措施：控制焊縫中有害雜質（如硫、磷）的含量，硫、磷含量應小于0.03%～0.04%。對于重要結構的焊接，應采用堿性焊條或焊劑，可有效地控制有害雜質的含量。改善焊縫金屬的一次結晶，通過細化晶粒，可提高焊縫金屬的抗裂性。正確選擇合格的焊接工藝，如控制焊接規(guī)范，適當提高焊縫成型系數(shù)（控制在1.3~2.0之間），采用多層、多道焊等可避免中心線偏析，從而防止中心線產生裂紋。④選擇降低焊接應力的措施，也可防止熱裂紋的產生。②冷裂紋：指在焊縫冷至馬氏體轉變溫度（200～300℃）以下產生的裂紋，一般是在焊后一段時間（幾小時、幾天甚至更長）才出現(xiàn)，又稱延遲裂紋，延遲裂紋主要是氫的作用。產生原因：主要是由于焊縫金屬中形成淬硬組織，擴散氫的存在和富集，存在著較大的焊接拉伸應力。焊件板厚越大，焊接冷卻速度越快，越容易出現(xiàn)淬硬組織。防止措施：選用合格的低氫焊接材料，采用降低擴散氫含量的焊接工藝方法；嚴格控制氫的來源，如焊條和焊劑應嚴格按規(guī)定的要求烘干，隨用隨取。嚴格清理坡口兩側的油、銹、水分以及控制環(huán)境溫度等。選擇合適的焊接工藝，正確地選擇焊接規(guī)范、預熱、緩冷、后熱以及焊后熱處理等，改善焊縫及熱影響區(qū)的組織，去氫和消除焊接應力。適當增大焊接線能量有利于提高低合金鋼焊接接頭的抗冷裂性。改善焊縫金屬的性能，加入某些合金元素以提高焊縫金屬的塑性。致謝通過近一個月的設計，我對焊接工藝的設計步驟和方法有了深入了解，同時鞏固了已學的焊接工藝及相關知識，為以后的工作學習打下了堅實的基礎。由于時間較勁，而且對我們是第一次搞這樣完整的設計，理論知識和實踐經(jīng)驗都很欠缺，在設計中一定有很多考慮不足的地方，需要在以后的學習和工作中總結提高，希望各位老師和同學批評指正。本次畢業(yè)設計到此結束，首先感謝設計期間XXX老師的指導，使我們的畢業(yè)設計能夠順利完成，同時，在大學里我學到很多的知識離不開教導我的每一位老師，他們辛勤的培養(yǎng)使我受益匪淺，得到了不少對我設計有幫助的知識，為我走上社會，走上工作崗位打下了堅實基礎。感謝幫助過我的老師和同學們，他們的幫助使得我的畢業(yè)設計能夠更加順利完成。最后，感謝所有參加答辯的老師們。參考文獻【1】孫景榮，實用焊工手冊【M】.北京：化學工業(yè)出版社，2002【2】陳祝年，焊接設計簡明設計手冊【M】.北京：機械工業(yè)出版社，1997帥哥靚妹們，希望對你們有所幫助！一、設計資料 1二、結構形式及支撐布置 2三、荷載計算 4四、內力計算 5五、桿件設計 6六、節(jié)點設計 10七、參考資料 17八、附表一 18九、附表二 19一、設計資料某車間跨度為，屋架間距6m，屋面采用預應力鋼筋混凝土大型屋面板。20mm厚水混砂漿找平層，三氈四油防水層，屋面坡度1/10。屋架兩端鉸支于鋼筋混凝土柱上，上柱截面400×400，混凝土C30，屋架跨度、保溫層荷載標準值和屋面積灰荷載標準值按指定的數(shù)據(jù)進行計算。柱距6m,梯形鋼屋架跨度屋架采用的鋼材及焊條為：Q235鋼，焊條為E43型，手工焊。梯形鋼屋架荷載標準值（水平投影面計）永久荷載：三氈四油（上鋪綠豆砂）防水層0.420mm厚水泥砂漿找平層0.4保溫層0.5預應力混凝土大型屋面板1.4屋架及支撐自重：按經(jīng)驗公式q=0.12+0.011L計算：q=0.12+0.011×21=0.351懸掛管道：0.15永久荷載總和：0.4×2＋1.4+0.5+0.351+0.15=3.201可變荷載：屋面活荷載標準值：0.7雪荷載標準值：0.35積灰荷載標準值：0.8由于屋面活荷載與屋面雪荷載不同時考慮，屋面活荷載比屋面雪荷載大，取較大值，這里下面計算只要考慮屋面活荷載。二、節(jié)點荷載計算①全跨屋面永久荷載作用下②全跨可變荷載作用下③當基本組合由可變荷載效應控制時，上弦節(jié)點荷載設計值為當基本組合由永久荷載效應控制時，上弦節(jié)點荷載設計值為：由上可知，本工程屋面荷載組合由永久荷載效應控制，節(jié)點集中力設計值取P=54.14kN。④屋架節(jié)點荷載計算，計算屋架時應考慮下列三種荷載組合情況：全跨永久荷載+全跨可變荷載；全跨永久荷載+（左）半跨可變荷載；屋架和支撐自重+（左）半跨屋面板重+（左）半跨施工荷載設：由永久荷載換算得的節(jié)點集中荷載；由可變荷載換算得的節(jié)點集中荷載；由部分永久荷載（屋架及支撐自重）換算得的節(jié)點集中荷載；由部分永久荷載（屋面板重）和可變荷載（屋面活荷載）換算得的節(jié)點集中荷載。則：(施工時無積灰荷載）內力計算。用圖解法活結構力學求解器先求出全跨和半跨單位節(jié)點荷載作用下的桿件內力系數(shù)，然后乘以實際的節(jié)點荷載。屋架在上述第一種荷載組合的作用下，屋架的弦桿，豎桿和靠近兩端的斜腹桿，內力均達到最大，在第二種和第三種荷載作用下，靠跨中的斜腹桿的內力可能達到或發(fā)生變號。因此，在全跨荷載作用下所有桿件的內力均應計算，而在半跨荷載作用下僅需計算靠近跨中的斜腹桿內力。計算結果列于下表：

二、結構形式及支撐布置桁架的形式及幾何尺寸如下圖2.1所示圖2.1桁架形式及幾何尺寸桁架支撐布置如圖2.2所示圖2.2桁架支撐布置符號說明：SC：上弦支撐；XC：下弦支撐；CC：垂直支撐GG：剛性系桿；LG：柔性系桿三、荷載計算四、內力計算荷載組合（1）計算簡圖如圖4.1，荷載組合（2）計算簡圖如圖4.2，荷載組合（3）計算簡圖如圖4.3.圖4.1荷載組合（1）圖4.2荷載組合（2）圖4.3荷載組合4.3由電算先解得F=1的桁架各桿件的內力系數(shù)（F=1作用于全跨、走半跨和右半跨）。然后求出各種荷載情況下的內力進行組合，計算結果見附表1五、桿件設計桿件截面選擇：弦桿和腹桿均采用雙角鋼組成的T形截面：按腹桿的最大內力=-416.07KN,查表的選中間節(jié)點板厚度為10mm，支座節(jié)點板厚度為12mm。（1）上弦桿整個上弦桿采用等截面，按DE桿件的最大設計內力設計。=-659.4kN上弦桿計算長度：在桁架平面內，為節(jié)間軸線長度：，(取兩塊屋面板寬度）因為=2，故宜選用兩個不等肢角鋼，短肢相并。設=50，選用角鋼，為b類截面，查表得。需要截面積：，查表得：根據(jù)需要的A、、查角鋼規(guī)格表，選用2∟，，=2.26cm，=6.11cm，，按所選角鋼進行驗算：＜＜∵<∴取截面和界面都為b類截面，由于＞，只需要求。查表的=0.773。故所選截面合適。（2）下弦桿整個下弦桿采用同一截面，按最大內力設計值設計。平面內的計算程度和平面外的計算長度分別為：，所需截面面積：選用2∟，短肢相拼，，（設連接支撐的螺栓孔位于節(jié)點板內的距離）=2.29cm，=6.07cm，＜＜截面驗算＜所選截面合適。（3）腹桿驗算:1）、腹桿Pa桿件軸力：計算長度，因為，故采用不等值角鋼長肢相并。選用2∟，，，，按所選角鋼進行驗算：＜＜∵＜∴＜截面和界面都為b類截面，由于＞，只需要求。查表的=0.649。＜2）、腹桿Pb桿件軸力：計算長度，選用2∟，，，，按所選角鋼進行驗算：＜，＜＜，故所選截面合適。一般按全跨永久荷載和全跨可變荷載計算。對跨中的部分斜腹桿因半跨荷載可能產生的內力變號，采取將圖中的（Dd桿、Wc桿、WD桿、Ed桿）均按壓桿控制其長細比，故不必考慮半跨荷載作用的組合，只計算全跨滿載時的桿件內力。3）腹桿Dd桿件軸力：計算長度，選用2∟，，，，按所選角鋼進行驗算：＜，＜查表可知=0.441，＜，（根據(jù)計算，按第二組荷載作用時，,按第三組荷載作用時，壓力雖有所增加，但經(jīng)驗算后均符合要求，且其值很小，故按長細比選用其截面即可。）4）腹桿Wc：，計算長度，同理，亦按壓桿容許長細比進行控制。選用2∟，，＜，＜根據(jù)計算，按第二組荷載作用時，,按第三組荷載作用時，壓力雖有所增加，但經(jīng)驗算后均符合要求，且其值很小，故所選用的2∟可滿足要求。5)腹桿WD：，計算長度，同理，亦按壓桿容許長細比進行控制。選用2∟，，＜，＜根據(jù)計算，按第二組荷載作用時，,按第三組荷載作用時，壓力雖有所增加，但經(jīng)驗算后均符合要求，且其值很小，故所選用的2∟可滿足要求。6)腹桿Ed：，計算長度，同理，亦按壓桿容許長細比進行控制。選用2∟，，＜，＜根據(jù)計算，按第二組荷載作用時，,按第三組荷載作用時，壓力雖有所增加，但經(jīng)驗算后均符合要求，且其值很小，故所選用的2∟可滿足要求。六、節(jié)點設計（1）下弦節(jié)點“b”（見圖1.1）。這類節(jié)點的設計是先計算腹桿和節(jié)點板的鏈接焊縫尺寸，然后按比例繪制出節(jié)點板的形狀，量出尺寸，然后驗算下弦桿與節(jié)點板的連接焊縫，計算中用到的各桿的內力見附表。角焊縫的抗拉、抗壓、和抗剪強度設計值。設“Pb”桿的肢背和肢尖焊縫，則所需的焊縫長度為：肢背：，取150mm。肢尖：，取90mm。設“Qb”桿的肢背和肢尖焊縫尺寸分別為，所需的焊縫長度為：肢背：，取110mm。肢尖：，取70mm。“Bb”桿的內力很小，焊縫尺寸只需要按構造確定焊縫，取。根據(jù)上面求得的焊縫長度，并考慮桿件之間應有的間隙以及制作和裝備等誤差，按比例繪出節(jié)點詳圖，從而確定節(jié)點板的尺寸為310mm380mm。下弦與節(jié)點板的連接的焊縫長度為380mm，。焊縫所受的左右兩下弦桿的內力差為，肢背的力最大，取肢背進行計算，則肢背處的焊縫應力為：＜焊縫強度滿足要求。（2）上弦節(jié)點“P”（見圖1.2）。Pb桿與節(jié)點板的連接焊縫尺寸和節(jié)點“b”相同。Pb桿與節(jié)點板的連接焊縫尺寸按同樣方法計算，,“Pb”桿的肢背和肢尖的焊縫尺寸分別為，所需的焊縫長度為：肢背：，取150mm。肢尖：，取110mm考慮焊縫長度，同時為了在上弦擱置屋面板，節(jié)點板的上邊緣可縮進上弦肢背8mm，用槽焊縫把上弦角鋼和節(jié)點板連接起來。驗算上弦桿的焊縫：忽略桁架上弦坡度的影響，假定集中荷載F與上弦桿垂直。上弦肢背承受集中荷載，肢尖承受左右弦桿的內力差。槽焊縫的計算焊角尺寸為，由節(jié)點板的長度確定槽焊縫的長度為。承受集中力P=54.14KN。則肢尖焊縫承擔弦桿內力差，偏心距e=80-25=55mm，偏心彎矩，，則故焊縫強度滿足要求。（3）下弦節(jié)點“c”設“Dc”桿的肢背和肢尖焊縫，則所需的焊縫長度為：肢背：，加后取11cm肢尖：，加后取6cm設“Fc”桿的肢背和肢尖焊縫尺寸分別為，所需的焊縫長度為：肢背：，加后取8cm肢尖：，由于焊縫計算長度不得小于和40mm，肢尖焊縫長度取6cm?！癈b”桿的內力很小，只需要按構造確定焊縫，取。節(jié)點板取265mm315mm，取，下弦桿與節(jié)點板的焊縫長度為315mm，焊縫受左右弦桿的內力差為，受力較大的肢背處的剪應力為：＜焊縫強度滿足要求。（4）下弦節(jié)點“d”設“Fd”桿的肢背和肢尖焊縫，則所需的焊縫長度為：肢背：<，計算長度取48mm，加后取7cm肢尖：<，計算長度取48mm，加后取6cm設“Hd”桿的肢背和肢尖焊縫尺寸分別為，所需的焊縫長度為：肢背：<，計算長度取48mm，加后取7cm肢尖：<，計算長度取48mm，加后取6cm?！癈b”桿的內力為52890N，。肢背：<，焊縫長度取6cm，肢尖的力比肢背的小，肢尖焊縫長度取6cm。節(jié)點板取255mm285mm，由于d點左右兩端的拉力值相差不大，可只按構造確定其焊角尺寸為。（5）下弦節(jié)點“e”腹桿“eH”計算內力為97.75kN，，肢背的焊縫長度為：，加后取7cm肢尖：<48mm，取焊縫長度為6cm。節(jié)點板取325mm270mm。驗算下弦節(jié)點板的焊縫。計算內力為0.15779.07kN=116.86kN，，焊縫長度為270，焊縫肢背的剪應力為：＜，肢尖受力較小，不必驗算。故焊縫合適。豎桿“eI”焊縫計算：拉力為144.39kN，取，考慮起弧和滅弧，焊縫長度取7cm，肢尖受力較小，按構造確定焊縫長度為6cm。下弦拼接角鋼的總長度為采用與上弦統(tǒng)一鋼號的角鋼進行拼接，垂直肢截取寬度為圖6.5.1拼接角鋼的總長度取40cm。圖6.5.1（6）上弦節(jié)點“C”、“E”、“G”。由于節(jié)點處左右弦桿的內力值相等，且豎桿的內力設計值相同，故采用相同的節(jié)點板。焊腳尺寸取6mm，焊縫長度取6cm。連接板的尺寸如上圖6.5.1上弦點“D”，“F”、“H”焊縫尺寸根據(jù)下弦節(jié)點已經(jīng)確定。節(jié)點“D”：桿“Db”桿“Dc”節(jié)點“F”：桿“Fc”桿“Fd”節(jié)點“H”：桿“Hd”桿“He”節(jié)點“D”、“F”、“H”所選擇的連接板尺寸分別為：230mm335mm，220mm255mm，235mm245mm。（7）屋脊節(jié)點“E”弦桿的拼接，一般都采用與上弦角鋼相同鋼號的角鋼進行拼接，為了使拼接角鋼在拼接處能緊貼被連接的弦桿和便于施焊，需將拼接角鋼削棱和切去肢的一部分，：，其中取8mm，拼接角鋼與弦桿的連接焊縫按被連接弦桿的最大內力計算，每條焊縫長度按該式計算：，取200mm。拼接角鋼總長，取L為460mm。豎肢需切去并按上弦坡度熱彎。計算屋脊處弦桿