焊接技術(shù)綜合實(shí)訓(xùn) 課件 項(xiàng)目三-任務(wù)二 焊前工件制備

s焊接技術(shù)綜合實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目三H型鋼制作任務(wù)二焊前工件制備s目錄01鋼材的變形及矯正02下料準(zhǔn)備工作04氣割后檢查及矯正03半自動(dòng)火焰切割機(jī)操作過程05焊前清理s01鋼材的變形及矯正鋼材在軋制過程中可能產(chǎn)生殘余應(yīng)力而變形。例如，在軋制鋼板時(shí)，由于軋輥沿長度方向受熱不均勻、軋輥彎曲、軋輥間隙不一致，而使板料在寬度方向的壓縮不均勻，導(dǎo)致長度方向延伸不相等而產(chǎn)生變形。熱軋厚鋼板時(shí)，由于金屬的良好塑性和較大的橫向剛度，延伸較多的部分克服了相鄰延伸較少部分的作用，而產(chǎn)生板材的不均勻伸長。焊接結(jié)構(gòu)使用的鋼材，均是較長、較大的鋼板和型材，如果吊裝、運(yùn)輸和存放不當(dāng)，鋼材就會(huì)因自重而產(chǎn)生彎曲、扭曲和局部變形。鋼材在劃線以后，一般要經(jīng)過氣割、剪切、沖裁、等離子弧切割等工序。而氣割、等離子弧切割過程是對(duì)鋼材的局部進(jìn)行加熱而使其分離的過程。對(duì)鋼材的不均勻加熱必然會(huì)產(chǎn)生殘余應(yīng)力，進(jìn)而導(dǎo)致鋼材產(chǎn)生變形，尤其是在氣割窄而長的鋼板時(shí)，邊上的一條鋼板彎曲得最明顯。在剪切、沖裁等工序時(shí)，由于工件的邊緣受到剪切，必然產(chǎn)生很大的塑性變形。123鋼材變形的原因01鋼材的變形及矯正軋制引起變形運(yùn)輸堆放產(chǎn)生變形下料過程中引起的變形鋼材的矯正原理鋼材的矯正鋼材在厚度方向上可以假設(shè)是由多層纖維組成的，如圖3-2-2（b）。鋼材平直時(shí)，各層纖維長度都相等，即ab=cd。鋼材彎曲后，各層纖維長度不一致，即a’b’≠c’d’見圖3-2-2（b）。可見，鋼材的變形就是其中一部分纖維與另一部分纖維長短不一致造成的。矯正是通過采用加壓或加熱的方式進(jìn)行的，其過程是把已伸長的纖維縮短，把縮短的纖維拉長。最終使鋼板厚度方向的纖維趨于一致。矯正就是將變形的鋼材在外力作用下產(chǎn)生塑性變形(永久性變形)，使鋼材中局部收縮的纖維拉長，伸長的纖維縮短，達(dá)到金屬各部分的纖維長度均勻，以消除表面不平、彎曲、扭曲和波浪變形等變形的缺陷，從而獲得正確的形狀。鋼材的矯正可以在冷態(tài)或熱態(tài)下進(jìn)行。冷態(tài)矯正簡稱冷矯形，熱態(tài)矯正簡稱熱矯形。經(jīng)常采用的方法有手工矯正、機(jī)械矯正、火焰矯正和高頻熱點(diǎn)矯正四種。矯正方法的選用，與工件的形狀、材料的性能和工件的變形程度有關(guān)，同時(shí)也與制造廠擁有的設(shè)備有關(guān)。01鋼材的變形及矯正鋼材的矯正方法手工矯正是采用手工工具，對(duì)已變形的鋼材施加外力，以達(dá)到矯正變形的目的。手工矯正由于矯正力小，勞動(dòng)強(qiáng)度大，效率低，所以常用于矯正尺寸較小的薄板鋼材。手工矯正時(shí)，根據(jù)剛度大小和變形情況不同，有反向變形法和錘展伸長法。因手工矯正的作用力有限，勞動(dòng)強(qiáng)度大，效率低，表面損傷大，不能滿足生產(chǎn)需要；另一方面，冷作用的軋制鋼材和工件的變形情況都比較有規(guī)律，所以許多鋼材和工件一般采用機(jī)械方法進(jìn)行矯正。機(jī)械矯正是利用三點(diǎn)彎曲使構(gòu)件產(chǎn)生一個(gè)與變形方向相反的變形，使結(jié)構(gòu)件恢復(fù)平直。機(jī)械矯正使用的設(shè)備有專用設(shè)備和通用設(shè)備。專用設(shè)備有鋼板矯正機(jī)、圓鋼與鋼管矯正機(jī)、型鋼矯正機(jī)、型鋼撐直機(jī)等；通用設(shè)備指一般的壓力機(jī)、卷板機(jī)等。手工矯形機(jī)械矯正鋼材的矯正方法火焰矯正法是利用火焰對(duì)鋼材的伸長部位進(jìn)行局部加熱，使其在較高溫度下發(fā)生塑性變形，冷卻后收縮而變短，這樣使構(gòu)件變形得到矯正。火焰矯正操作方便靈活，所以應(yīng)用比較廣泛?；鹧娉C正的原理：火焰矯正是采用火焰對(duì)鋼材的變形部位進(jìn)行局部加熱，利用鋼材熱脹冷縮的特性，使加熱部分的纖維在四周較低溫度的阻礙下膨脹，產(chǎn)生壓縮塑性變形，冷卻后纖維縮短，使纖維長度趨于一致，從而使變形得以矯正。高頻熱點(diǎn)矯正是在火焰矯正的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新工藝，它可以矯正任何鋼材的變形，尤其對(duì)尺寸較大、形狀復(fù)雜的工件，效果更顯著。其原理是：通入高頻交流電的感應(yīng)圈產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，當(dāng)感應(yīng)圈靠近鋼材時(shí)，鋼材內(nèi)部產(chǎn)生感應(yīng)電流(即渦流)，使鋼材局部的溫度立即升高，從而進(jìn)行加熱矯正。加熱的位置與火焰矯正時(shí)相同，加熱區(qū)域的大小取決于感應(yīng)圈的形狀和尺寸。感應(yīng)圈一般不宜過大，否則加熱慢；加熱區(qū)域大，也會(huì)影響加熱矯正的效果。一般加熱時(shí)間為4-5s，溫度約為800℃?；鹧娉C正高頻熱點(diǎn)矯正本項(xiàng)目在下料過程中產(chǎn)生彎曲變形的主要原因是兩側(cè)氣割過程中受熱較大，產(chǎn)生收縮變形，從而引起的彎曲變形，如下圖所示。矯正方法-針對(duì)彎曲變形矯正01鋼材的變形及矯正本項(xiàng)目在下料過程中產(chǎn)生彎曲變形的主要原因是兩側(cè)氣割過程中受熱較大，產(chǎn)生收縮變形，從而引起的彎曲變形，如下圖所示。本項(xiàng)目在下料過程中產(chǎn)生收縮變形的主要原因是板材一側(cè)氣割過程中受熱較大，產(chǎn)生收縮變形，從而引起如下圖所示變形。這種情況的收縮變形可采用兩種方法進(jìn)行矯正，一種是采用手工矯形，平放時(shí)，錘擊彎曲凹部或豎起錘擊彎曲的凸部，如下圖所示，會(huì)使收縮部分產(chǎn)生拉伸變形，但是隨著板厚的增加，手工矯形會(huì)越來越困難。另一種方法是采用火焰加熱方式進(jìn)行矯正，使沒有產(chǎn)生收縮變形的一側(cè)產(chǎn)生收縮變形，從而使板材兩側(cè)尺寸一致，具體加熱方式如下圖紅色虛線所示。矯正方法-針對(duì)收縮變形矯正01鋼材的變形及矯正02下料準(zhǔn)備工作施工前操作人員預(yù)先熟悉零件圖紙（3-2-1），確定下料尺寸，根據(jù)下料清單要求，材質(zhì)為Q235，其厚度分別為12mm和6mm；確定下料數(shù)量，在板材上合理排料等工作內(nèi)容。1、材料檢查02下料準(zhǔn)備工作（a）腹板零件圖紙（a）腹板零件圖紙圖3-2-1零件圖01下料準(zhǔn)備工作檢查半自動(dòng)火焰切割機(jī)檢驗(yàn)及標(biāo)識(shí)工具下料前設(shè)備開機(jī)運(yùn)行，查看設(shè)備工作是否正常；檢查氧氣，混合氣體的閥門，壓力表和燃?xì)饽z管是否完好，連接是否緊密可靠；在整個(gè)氣割過程中的設(shè)備全部運(yùn)轉(zhuǎn)正常，并確保安全的條件下才能運(yùn)行切割工作，而且在氣割過程中應(yīng)注意保持。鋼尺、卷尺、石筆、記號(hào)筆、焊縫檢驗(yàn)尺等。03半自動(dòng)火焰

切割機(jī)操作過程H型鋼共有三塊板材組成，其中兩塊翼板的尺寸是相同的，尺寸為600×88×6mm；腹板一塊，尺寸為600×150×12mm，并且腹板一側(cè)需要加工單邊K形坡口。氣割工藝參數(shù)主要包括割炬型號(hào)和切割氧壓力、氣割速度、預(yù)熱火焰能率、割嘴與工件間的傾斜角、割嘴離工件表面的距離等。采用火焰切割小車進(jìn)行切割時(shí)，主要涉及的參數(shù)如下表所示。1201半自動(dòng)火焰切割機(jī)操作過程H型鋼的分類確定下料尺寸氣割參數(shù)H型鋼共有三塊板材組成，其中兩塊翼板的尺寸是相同的，尺寸為600×88×6mm；腹板一塊，尺寸為600×150×12mm，并且腹板一側(cè)需要加工單邊K形坡口。氣割工藝參數(shù)主要包括割炬型號(hào)和切割氧壓力、氣割速度、預(yù)熱火焰能率、割嘴與工件間的傾斜角、割嘴離工件表面的距離等。采用火焰切割小車進(jìn)行切割時(shí)，主要涉及的參數(shù)如下表所示。1201半自動(dòng)火焰切割機(jī)操作過程確定下料尺寸氣割參數(shù)割嘴號(hào)（#）切割氧孔徑（mm）切割厚度（mm）割縫半徑（mm）預(yù)熱時(shí)間（s）切割速度（mm/min）氣體壓力氧氣乙炔00.8618-10530-4800.2-0.4>0.03111.2560-5000.2-0.4>0.0300.812112-15430-3800.2-0.4>0.03111.2460-4000.2-0.4>0.03表3-2-1切割參數(shù)（1）撥動(dòng)電源開關(guān)，讓小車行走，割嘴運(yùn)行的軌跡應(yīng)與切割劃線重合，否則應(yīng)調(diào)整導(dǎo)軌或鋼板。（2）打開乙炔氣閥，點(diǎn)火后再打開預(yù)熱氧氣閥，調(diào)節(jié)火焰的功率或類型，待火焰將鋼板加熱到約970度時(shí)，打開切割氧氣閥，調(diào)好壓力后打開電源開關(guān)或推上離合器，再開始切割。301半自動(dòng)火焰切割機(jī)操作過程切割操作注意：打開乙炔氣閥后應(yīng)立即點(diǎn)火，以防可燃?xì)怏w外泄，造成危險(xiǎn)。切割結(jié)束時(shí)，應(yīng)依次關(guān)閉切割氧氣閥、預(yù)熱氧氣閥、乙炔氣閥，最后關(guān)掉小車的電源開關(guān)。04氣割后檢查及矯正04氣割后檢查及矯正1、氣割后檢查按照?qǐng)D紙3-2-1尺寸進(jìn)行檢測(cè)，需要保證板材的外觀尺寸與圖紙要求一致。由于板材切割長度較大，容易產(chǎn)生變形，但是板材會(huì)隨著厚度增加自身的剛性，本項(xiàng)目所用板材的厚度為12mm和6mm，一般不會(huì)產(chǎn)生波浪變形，大多數(shù)會(huì)產(chǎn)生局部彎曲變形和收縮變形，如圖3-2-2a所示。（a）彎曲變形變形前變形后（b）收縮變形圖3-2-2變形示意圖04氣割后檢查及矯正板材矯正圖3-2-2（a）顯示的是彎曲變形，其中f表示撓度，δ表示板厚，一般情形下，撓度f的大小與板厚δ有直接關(guān)系，在1000mm范圍內(nèi)，當(dāng)δ≥14時(shí)，要求撓度f≤1，當(dāng)δ＜14時(shí)，撓度f≤1.5，如果超過這個(gè)范圍就需要進(jìn)行矯正，彎曲變形矯正常常采用機(jī)械矯正或者手工矯正。圖3-2-2（b）顯示的是收縮變形，產(chǎn)生這種變形主要原因是cd端為割口，受熱后產(chǎn)生了收縮，而ab端由于沒有受熱，保持原尺寸，這樣就產(chǎn)生了圖中所示的傘形，矯正一般采用火焰矯正進(jìn)行。05焊前清理火焰切割后的工件，切口會(huì)有氧化皮，當(dāng)切割參數(shù)不合理時(shí)，在切口邊緣還會(huì)出現(xiàn)掛渣現(xiàn)象如圖3-2-3所示，在焊接之前都需要清理干凈，不然會(huì)影響焊接質(zhì)量。0