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 目 錄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) 138.參考文獻(xiàn) 12 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)

2、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，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的低碳鋼管。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

3、/CMnSiSPQ2350.170.350.800.300.0350.035（2）物理性能分析機(jī)械性能為，屈服極限為235MPa，抗拉強(qiáng)度=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或20mm以下板厚、溫度低于10，應(yīng)焊前預(yù)熱100150。22.2焊接方法及設(shè)備型號(hào)2.2.1焊接方法選擇 該直徑的管子無法從內(nèi)部進(jìn)行焊接，必須采用單面焊雙面成型工藝。

4、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)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。8mm壁厚屬于中等厚度，可采用焊接或細(xì)顆粒過渡焊接。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)目一次電壓相數(shù)頻率額定輸入容量額定工作電流電流調(diào)節(jié)范圍電壓調(diào)節(jié)范圍空載電壓范圍冷卻方式基本參數(shù)380V350Hz8.

5、1KVA250A50250A1727V1836V自冷第三章 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 氣體保護(hù)焊的常用焊絲為H08Mn2SiA焊絲，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)500MPa的低合金鋼，以及經(jīng)焊后熱處理抗拉強(qiáng)度1200Mpa的低合金高強(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)合金元素（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，）CSiMnCrNiSPH08Mn2SiA0.110.650.951.802.100.200.300.0300.0303.2焊接規(guī)范3.2.1焊絲直徑的選擇 板材厚度為28mm，

6、焊接位置為全位置時(shí)，熔滴過渡形式為短路過度時(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渡形式的不同而不同。因?yàn)楹附z直徑選擇了1.2mm，熔滴過渡形式為短路過度，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電弧的長(zhǎng)短和熔滴的過渡形式，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)焊接過程和對(duì)金屬與氣體

7、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；若電弧電壓過高，則有短路過度轉(zhuǎn)變成粗滴的長(zhǎng)弧過渡，焊接過程不穩(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、焊絲直徑和熔滴過渡形式等因素有關(guān)。根據(jù)焊絲的直徑為1.2mm，熔滴過渡形式為短路過渡，選擇焊接電弧電壓的范圍為，1823V。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。焊速過快，保護(hù)效果差，

8、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0.5mmin。43.2.4焊絲伸出長(zhǎng)度的選擇由于短路過渡焊接時(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??；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，當(dāng)焊絲伸出長(zhǎng)度過大時(shí)，焊絲容易發(fā)生過熱而成段熔斷，飛濺嚴(yán)重，焊接過程不穩(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

9、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815mm。3.2.5電流極性的選擇 氣體保護(hù)焊主要采用直流反接法。43.2.5氣體流量的選擇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。氣體流量過大或過小都將影響保護(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），

10、如圖1所示。然后將坡口及附近內(nèi)外表面20mm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的氣體。34.1.2焊材的準(zhǔn)備焊絲在150烘干2h。CO2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

11、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)后焊接第二道焊縫，再轉(zhuǎn)動(dòng)后焊接第三道焊縫。定位焊縫上應(yīng)無未焊透、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)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，。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

12、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5-1 220mm×8mm鋼管的焊接參數(shù)焊層焊接電流/A電弧電壓/V焊絲伸出長(zhǎng)度/mm氣體流量/Lmin打底焊100120181918201216填充焊110130192118201216蓋面焊120140202220221216第六章

13、 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?，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

14、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有學(xué)習(xí)到的知識(shí)。讓我認(rèn)識(shí)到了只有通過嚴(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