焊接技術(shù)及自動(dòng)化畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書

1、焊接技術(shù)及自動(dòng)化畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書ELDoX系列鋼板是瑞典SSAB鋼鐵公司開發(fā)生產(chǎn)的超高強(qiáng) 度鋼 , 集高強(qiáng)度與可焊性、長壽命于一身 , 在國內(nèi)得到了較快 的開展應(yīng)用 . 主要應(yīng)用范圍：壓力鋼管、采礦設(shè)備、礦用自 卸車體和汽車起重機(jī)、帆船龍骨、大的拱梁、斗鏟的頂邊的 框架和主要的高韌性部件等領(lǐng)域。產(chǎn)品改造后工作出色，重 量的減輕減少了產(chǎn)品的總重量，從而減少了設(shè)備的維修費(fèi)用 和維修的時(shí)間，因此提高了生產(chǎn)率。焊接是影響低合金調(diào)質(zhì) 高強(qiáng)鋼應(yīng)用至關(guān)重要的因素 , 本課題就是針對(duì)于高強(qiáng)鋼 ELDoX900鋼進(jìn)行焊接工藝設(shè)計(jì)。二. ELDoX900鋼的性能及應(yīng)用概述ELDoX900鋼的化學(xué)成分表 1 材料的化

2、學(xué)成分化學(xué)成分 cSinPScr0NiocuTiN由于其合金元素總含量低于5% ELDoX為低合金高強(qiáng)鋼。ELDoX900鋼的力學(xué)性能ELDoX900鋼的抗拉強(qiáng)度?1015Pa,屈服強(qiáng)度?940Pa,斷 后伸長率?13 %。ELDoX900鋼的焊接性能ELDOX900鋼的合金含量低，碳當(dāng)量低，從而可用任何普 通的電弧焊方法， 就可將其焊在普通結(jié)構(gòu)鋼板上。 在焊接時(shí)， 我們所要求的目標(biāo)是在焊接接頭處獲得較好的強(qiáng)度和良好 的 韌 性 。 根 據(jù) 國 際 焊 接 學(xué) 會(huì) 推 薦 的 碳 當(dāng) 量 公 式 cE=c+n/6+/15+/5 ，我們可以知道，隨著碳當(dāng)量的增加 , 鋼材 的焊接性回變差，當(dāng)cE

3、值大于0.4%0.6%時(shí),冷裂紋的敏感 性將增大 , 焊接時(shí)需采取預(yù)熱施焊后保溫緩冷，并進(jìn)行消除 應(yīng)力熱處理?？紤]到產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和生產(chǎn)實(shí)際情況，我們 采用焊條電弧焊打底，藥芯焊絲 co2 焊蓋面。與焊條電弧焊 相比，藥芯焊絲 co2 焊具有電弧的熱輸入集中、焊接電流密 度大、焊接熱變形小、 生產(chǎn)效率高及焊縫成形好等明顯優(yōu)勢(shì)。ELDOX900鋼的用途ELDOX900鋼產(chǎn)品改造后工作出色， 重量的減輕減少了產(chǎn) 品的總重量，從而減少了設(shè)備的維修費(fèi)用和維修的時(shí)間。主 要應(yīng)用于礦山機(jī)械、橋梁、鐵路、汽車起重機(jī)等重載領(lǐng)域， 如壓力鋼管、采礦設(shè)備、礦用自卸車體和汽車起重機(jī)、帆船 龍骨、大的拱梁、斗鏟的頂邊

4、的框架和主要的高韌性部件等 領(lǐng)域。三. ELDoX900鋼焊接試驗(yàn)及試驗(yàn)方法碳當(dāng)量法根據(jù)國際焊學(xué)會(huì)推薦的碳當(dāng)量公式：cE=c+n/6+/15+/5我們可以了解到 ELDOX900的ce=0.554 %，當(dāng)碳當(dāng)量大 于 0.45 時(shí)，那么熱影響區(qū)熱影響區(qū)粹硬傾向性大， 焊接時(shí)易 產(chǎn)生冷裂紋。因此在焊接之前應(yīng)采取預(yù)熱措施，焊后保溫緩 冷，并進(jìn)行消除應(yīng)力熱處理。T 形接頭抗裂性試驗(yàn)試件及試驗(yàn)參數(shù)參照 GB/T4675， 1-1984 ?斜 y 坡口焊接裂紋試驗(yàn)方法? 自行設(shè)計(jì)了 T 形接頭試件進(jìn)行裂紋敏感性試驗(yàn)。 15 厚 ELDoX900 鋼板抗冷裂試驗(yàn)件組合形狀及尺寸，腹板兩側(cè)各 75 長，加工

5、成形 60°破口，中間 100 長加工 60°斜 y 形坡 口。翼板與腹板間隙為2，用方形拘束快固定，焊接方法為AG焊，焊接工藝見表2,保護(hù)氣體為80%Ar+20co2，試驗(yàn)環(huán) 境溫度25 C，相對(duì)濕度為65%。表 2 焊縫焊接工藝參數(shù)焊接電流I/A 電弧電壓U/V 焊絲伸出長度L/ 焊接速度v/028205試驗(yàn)結(jié)果試件經(jīng)過 48 小時(shí)后進(jìn)行裂紋的檢驗(yàn)和解剖，采用著色探傷法進(jìn)行外表裂紋檢查。試驗(yàn)焊縫橫面經(jīng)研磨、化學(xué)試劑 侵蝕、沖洗枯燥后置于體式金相顯微鏡下放大 10 倍進(jìn)行金 相價(jià)差，在室溫 25C裂紋率為10%及13%，在余下三種試 驗(yàn)溫度下，試件的外表裂紋率均為 0，金

6、相檢查結(jié)果說明， 室溫條件下試驗(yàn)焊縫底部有疑似裂紋存在，未見進(jìn)步一擴(kuò)展 傾向，預(yù)熱50C、75C及100C,試件沒有冷裂紋產(chǎn)生。四. ELDOX900鋼焊接工藝 在產(chǎn)品的實(shí)際焊接過程中，由于產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，焊接 方法多種多樣。 焊接接頭存在較大的拘束度， 局部應(yīng)力集中， 因此在焊接操作時(shí)必須制定嚴(yán)格的工藝規(guī)程。以焊接板厚5-7，不開坡口的 ELDOX900鋼，其工藝如下。焊接方法ELDOX900鋼碳含量為0.17%,屬于低碳調(diào)質(zhì)鋼，AG焊是 最適宜的焊接方法，并且 Ar 與 co2 的聯(lián)合保護(hù)可防止合 金元素?zé)龘p，有利于得到性能良好的焊接接頭。焊接材料超高強(qiáng)度鋼由于強(qiáng)度提高，鋼材塑性、韌性相應(yīng)

7、下降。如果仍采用等強(qiáng)原那么，選用高組配的焊接接頭，焊縫的韌性 不容易保證，將可能導(dǎo)致由于焊縫金屬韌性缺乏引起低應(yīng)力 脆性破壞。因此高強(qiáng)鋼焊接應(yīng)采用等韌性原那么，選擇焊縫韌 性不低于基體金屬的低組配焊接接頭比擬合理。采用低強(qiáng)的 焊縫金屬并不總是意味著焊接接頭的強(qiáng)度一定低于母材。根 據(jù)多年來的焊接接頭力學(xué)性能試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，只要焊縫金屬的強(qiáng) 度不低于母材的 87%，仍可保證接頭與母材等強(qiáng)。ELDOX900鋼選用1.2的ER120S-G焊絲進(jìn)行焊接。 焊前準(zhǔn)備所有焊縫焊前必須保證焊道枯燥、清潔，除掉其中外表的油、水、銹和防銹漆。坡口及坡口周圍1020范圍內(nèi)必須清理干凈，不得有影響焊接質(zhì)量的鐵銹 . 油污

8、. 水和涂料等 異物。對(duì)于重要焊縫，在焊縫兩端應(yīng)設(shè)置尺寸適宜的引弧板 和引出板。在不能使用引弧板和引出板時(shí)，應(yīng)注意防止在引 弧處和收弧處產(chǎn)生焊接缺陷；焊絲在使用前進(jìn)行檢查，其外 表應(yīng)無銹垢，油污，水分；保護(hù)氣體應(yīng)保持枯燥。焊接工藝參數(shù)表三焊接工藝參數(shù) 板厚焊接層數(shù)電流電壓焊接速度保護(hù)氣流-73 打底焊 110-16018-2420-3512-20蓋面焊 200-24022-2835-4515-25清根層 200-24022-2835-4515-25焊前預(yù)熱及焊后熱處理對(duì)于ELDoX900但板厚小于20時(shí)，不要求預(yù)熱，板厚 在20-30時(shí)，預(yù)熱溫度為100 C -125 C板厚在30以上，預(yù)熱

9、溫度為125-150 C .所以5-7板焊接不需預(yù)熱進(jìn)行焊后熱處理是為了減少焊接剩余應(yīng)力，高強(qiáng)鋼經(jīng)常 在焊態(tài)下使用 , 焊后一般不進(jìn)行焊后熱處理，熱處理會(huì)使接 頭的某些力學(xué)性能下降，如：沖擊韌度等。只有在設(shè)計(jì)規(guī)那么 有特殊說明時(shí)，方應(yīng)進(jìn)行焊后熱處理。但應(yīng)注意其焊后熱處 理溫度不能超過其調(diào)質(zhì)回火溫度。焊縫檢驗(yàn)如為關(guān)鍵焊縫，板厚小于 6，宜用射線照相方法進(jìn)行探 傷，當(dāng)被測焊件的板厚大于 6，可用超聲波探傷方法檢驗(yàn)， 但對(duì)于在 6-8 之間的焊件，用由從業(yè)時(shí)間超過 3 年的檢驗(yàn)人 員完成檢驗(yàn)。焊接缺陷及控制措施由于ELDoX900鋼碳含量較低、n含量較高，而且對(duì) S、P 含量的控制也較嚴(yán)格，因此熱裂

10、紋傾向較小，焊后容易產(chǎn) 生冷裂紋。防止裂紋出現(xiàn)的方法有：焊前預(yù)熱母體材料；確保焊接 面的清潔與枯燥；選擇含氫小的焊料；通過良好的焊接順序 與工作的合理匹配減少收縮內(nèi)應(yīng)力。焊接工藝焊接工藝卡單位：湖南機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院工程名稱：工藝卡編號(hào)： 01部位名稱：I 形坡口平焊接頭焊接設(shè)備型號(hào)： yG-400TX 執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)： 焊接方法：AG生產(chǎn)方式單件生產(chǎn)材料：ELDOX900鋼厚度級(jí)別： 5接頭型式：平焊接頭接頭型式簡圖：平焊接頭 焊接位置：水平固定焊接順序： 1-2-3 預(yù)熱及中間熱處理：無焊后熱處理：無 焊接材料及要求：規(guī)格：焊前準(zhǔn)備： 所有焊縫焊前必須保證焊道枯燥、清潔，除掉其中外表的油、水、銹和

11、防銹漆。坡口及坡口周圍1020范圍內(nèi)必須清理干凈，不得有影響焊接質(zhì)量的鐵銹 .油污. 水和涂料等 異物。對(duì)于重要焊縫，在焊縫兩端應(yīng)設(shè)置尺寸適宜的引弧板 和引出板。在不能使用引弧板和引出板時(shí)，應(yīng)注意防止在引 弧處和收弧處產(chǎn)生焊接缺陷；焊絲在使用前進(jìn)行檢查，其外 表應(yīng)無銹垢，油污，水分；保護(hù)氣體應(yīng)保持枯燥。技術(shù)要求： 坡口采用機(jī)械加工，坡口保持平整不得有裂紋、分層、 夾渣物等缺陷，坡口邊緣 20 處應(yīng)呈金屬光澤，不得有油脂、 油漆、涂層等污物；考前須知：焊前清理是否符合要求； 2、焊接電極選用是否取用正 確，夾頭是否過熱；焊接層數(shù)焊接方法填充金屬電流電壓焊接速度 型號(hào)直徑極性大小焊縫檢查：焊后按標(biāo)準(zhǔn)對(duì)焊縫進(jìn)行外觀檢查，不得有裂紋、咬邊、 氣孔、未焊透等缺陷，對(duì)有缺陷的焊縫及時(shí)返修。編制審批日期 XX-11-25在 ELDoX900 的鋼焊接過程中，要嚴(yán)格按焊接工藝要點(diǎn) 和焊接工藝參數(shù)進(jìn)行