Q345鋼的CO2氣體保護(hù)焊的工藝研究

1、Q345鋼的CO2氣體保護(hù)焊的工藝研究摘要本文以Q345鋼的CO2氣體保護(hù)焊的工藝為例對(duì)其進(jìn)行了分析與研究。Q345鋼綜合力學(xué)性能良好，低溫性能亦可，塑性和焊接性良好，用做中低壓力容器、油罐、車輛、起重機(jī)、礦山機(jī)械、電站、橋梁等承受動(dòng)載荷的結(jié)構(gòu)。熱軋或正火狀態(tài)使用，可用于-40C以下寒冷地區(qū)的各種結(jié)構(gòu)。二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊目前已發(fā)展成為一種重要的熔焊方法，具有成本低、效率高、操作靈活等特點(diǎn)。廣泛應(yīng)用于汽車、工程機(jī)械、造船業(yè)、機(jī)車、電梯、鍋爐壓力容器等制造業(yè)，以及各種金屬結(jié)構(gòu)和金屬加工機(jī)械的生產(chǎn)。本文首先分析了Q345鋼的焊接性，其次對(duì)CO2氣體保護(hù)焊特點(diǎn)和工藝的進(jìn)行了分析，從而確定了Q345鋼的

2、CO2氣體保護(hù)焊焊接工藝。通過(guò)工藝參數(shù)的優(yōu)化選擇，不僅能減少焊接過(guò)程中的常見問題，而且有效減少焊接缺陷的出現(xiàn)，并能提高生產(chǎn)效率，節(jié)約生產(chǎn)成本。關(guān)鍵詞：Q345鋼，CO2氣體保護(hù)焊，工藝，焊接缺陷TECHNOLOGYOFSTUDYQ345STEELBYCO2GASWELDINGPROTECTIONABSTRACTInthispaper,Q345SteelCO2gasshieldedweldingprocessasanexampleofitsanalysisandresearch.GoodmechanicalpropertiesofQ345steel,lowtemperatureperforman

3、cecan,plasticandweldingofgood,usedinlowpressurevessels,tanks,vehicles,cranes,miningmachinery,powerplants,bridgesandotherstructurestowithstanddynamicload,mechanicalparts,buildingstructures,Generalmetalstructure,useofhot-rolledornormalizedcondition,thefollowingcanbeusedin-40Ccoldregionsofthevariousstr

4、uctures.Inordertoimproveefficiency,costsavings,andmoreuseofweldingtechnology.Carbondioxidegasweldingprotectionhasgrowntobecomeanimportantbywelding,withlowcost,efficientandflexibleoperatingcharacteristics.Itiswidelyusedinthecarengine,shipbuilding,constructionmachinery.Theboilerpressurevessel,suchasma

5、nufacturing,andallsortsofmetalandmetalprocessingmachineryproduction.ThispaperanalyzestheQ345steelwelding,followedbyCOgasshieldedweldingonthecharacteristicsandprocessesareanalyzedtodeterminetheQ345steelCOgasshieldedweldingprocess.Optimizationofprocessingparameters,notonlycanreducetheweldingprocessoff

6、requentlyaskedquestions,andeffectivelyreducetheappearanceofwelddefects,andcanimproveproductionefficiency,savingproductioncost.KEYWORDS:Q345steel,CO2gasshieldedwelding,technology,defectsofwelding目錄摘要IABSTRACTH目錄m前言.1第1章Q345鋼及CO2氣體保護(hù)焊簡(jiǎn)介31.1 Q345鋼簡(jiǎn)介31.1.1 Q345鋼的應(yīng)用與分類31.1.2 Q345化學(xué)成分及力學(xué)性能分析1.1.3 Q345鋼的焊接

7、特點(diǎn)1.2 CO2氣體保護(hù)焊簡(jiǎn)介1.2.1 CO2氣體保護(hù)焊發(fā)展史P1.2.2 CO2氣體保護(hù)焊特點(diǎn).61.2.3 CO2氣體保護(hù)焊冶金原理1.2.4 CO2氣體保護(hù)焊的熔滴過(guò)渡形式7第2章CO2氣體保護(hù)焊工藝82.1 焊前準(zhǔn)備.2.1.1 坡口設(shè)計(jì)2.1.2 坡口加工方法與原理2.1.3 定位焊縫2.2 焊接參數(shù)的選擇.92.2.1 焊絲直徑的選擇102.2.2 焊接電流的選擇.102.2.3 電弧電壓的選擇112.2.4 焊接速度的選擇.12.2.5 焊絲伸出長(zhǎng)度的選擇2.2.6 電流極性的選擇2.2.7 氣體流量的選擇iii第3章Q345鋼在CO2氣體保護(hù)焊時(shí)常見問題及對(duì)策.色3.1 焊

8、接裂紋.:133.1.1 冷裂紋133.1.2 其它裂紋143.2 氣孔.153.2.1 N2氣孔3.2.2 H2氣孔3.2.3 CO氣孔3.3 焊接飛濺173.3.1 飛濺產(chǎn)生原因3.3.2 減少飛濺的方法第4章Q345鋼的CO2氣體保護(hù)焊工藝的確定？。4.1 矩形管組焊方案的確定204.2 焊接工藝一4.2.1 坡口形式204.2.2 定位焊縫214.2.3 焊接工藝參數(shù)4.2.4 焊接順序結(jié)論23謝辭24參考文獻(xiàn)25外文資料翻譯27隨著改革開放的突飛猛進(jìn)和社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)的日新月異，我們對(duì)焊接技術(shù)提出了更高的要求。在上世紀(jì)最后十年間，焊接技術(shù)在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用在廣度和深度

9、方面均產(chǎn)生了質(zhì)的飛躍，呈現(xiàn)出新的群雄并存，共同繁榮的新格局；焊接機(jī)械化自動(dòng)化水品也不斷提高，具有高參數(shù)，高壽命，大型化，超微細(xì)等特征的焊接制品不斷出現(xiàn)，焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)革新程度迅速提升；焊接新工藝，新方法投入生產(chǎn)實(shí)際，應(yīng)用周期大為縮短；高效優(yōu)質(zhì)焊接材料，焊接設(shè)備系列化和國(guó)產(chǎn)化均盤上新臺(tái)階。Q345鋼是老牌號(hào)的12MnV、14MnNb、18Nb、16MnRE、16Mn等多個(gè)鋼種的替代，而并非僅替代16Mn鋼一種材料。在化學(xué)成分上，16Mn與Q345也不盡相同。更重要的是兩種鋼材按屈服強(qiáng)度的不同而進(jìn)行的厚度分組尺寸存在較大差異，而這必將引起某些厚度的材料的許用應(yīng)力的變化。因此，簡(jiǎn)單地將16Mn鋼的許用

10、應(yīng)力套用在Q345鋼上是不合適的，而應(yīng)根據(jù)新的鋼材厚度分組尺寸重新確定許用應(yīng)力。Q345鋼的主要組成元素比例與16Mn鋼基本相同，區(qū)別是增加了V、Ti、Nb微量合金元素。少量的V、Ti、Nb合金元素能細(xì)化晶粒，提高鋼的韌性，鋼的綜合機(jī)械性能得到較大提高。也正因?yàn)槿绱?，鋼板的厚度才可以做得更大一些。因此，Q345鋼的綜合機(jī)械性能應(yīng)當(dāng)優(yōu)于16Mn鋼，特別是它的低溫性能更是16Mn鋼所不具備的。Q345鋼的許用應(yīng)力略高于16Mn鋼。二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊是以二氧化碳?xì)鉃楸Ｗo(hù)氣體，進(jìn)行焊接的方法。在應(yīng)用方面操作簡(jiǎn)單，適合自動(dòng)焊和全方位焊接。在焊接時(shí)不能有風(fēng)，適合室內(nèi)作業(yè)。由于它成本低，二氧化碳?xì)怏w易生產(chǎn)，

11、廣泛應(yīng)用于各大小企業(yè)。二氧化碳?xì)怏w保護(hù)電弧焊（簡(jiǎn)稱CO2焊）的保護(hù)氣體是二氧化碳（有時(shí)采用CO2+Ar的混合氣體）。由于二氧化碳?xì)怏w的熱物理性能的特殊影響，使用常規(guī)焊接電源時(shí)，焊絲端頭熔化金屬不可能形成平衡的軸向自由過(guò)渡，通常需要采用短路和熔滴縮頸爆斷。因此，與MIG焊自由過(guò)渡相比，飛濺較多。但如采用優(yōu)質(zhì)焊機(jī)，參數(shù)選擇合適，可以得到很穩(wěn)定的焊接過(guò)程，使飛濺降低到最小的程度。由于所用保護(hù)氣體價(jià)格低廉，采用短路過(guò)渡時(shí)焊縫成形良好，加上使用含脫氧劑的焊絲即可獲得無(wú)內(nèi)部缺陷的高質(zhì)量焊接接頭。因此這種焊接方法目前已成為黑色金屬材料最重要焊接方法之一'oQ345鋼的廣泛應(yīng)用，以及其較好的焊接性。而

12、CO2氣體保護(hù)電弧焊可以焊接可焊接碳鋼、低合金鋼、不銹鋼、鋁及鋁合金、銅及銅合金。也可以用于鈦及鐵合金的焊接。但在焊接鈦及鈦合金時(shí)，需對(duì)焊縫正面及反面進(jìn)行良好的氣體保護(hù)。但不宜焊接的金屬低熔點(diǎn)金屬如：鋁、錫、鋅等不能使用CO2氣體保護(hù)焊。包括被以上低熔金屬涂覆過(guò)的鋼結(jié)構(gòu)焊件。以及CO2氣體保護(hù)焊成本低，效率高，操作靈活的優(yōu)點(diǎn)。所以，Q345鋼的CO2氣體保護(hù)焊的焊接工藝也顯得尤為重要。第1章Q345鋼及CO2氣體保護(hù)焊簡(jiǎn)介1.1 Q345鋼簡(jiǎn)介1.1.1 Q345鋼的應(yīng)用與分類Q345鋼是一種優(yōu)質(zhì)的低合金高強(qiáng)鋼（C<0.2%）,廣泛應(yīng)用于橋梁、車輛、船舶、壓力容器等。Q代表的是這種材質(zhì)的

13、屈服，后面的345Mpa,就是指這種材質(zhì)的屈服值，在345Mpa左右。并隨著材質(zhì)的厚度的增加而使其屈服值減少。類同于Q235的命名方法。Q345A,Q345B,Q345C,Q345D,Q345E。這是等級(jí)的區(qū)分，所代表的，主要是沖擊的溫度有所不同而已。Q345A級(jí)，是不做沖擊；Q345B級(jí)，是20c常溫沖擊；Q345C級(jí)，是0c沖擊；Q345D級(jí)，是20c沖擊；Q345E級(jí)，是40c沖擊。在不同的沖擊溫度，沖擊的數(shù)值也有所不同。在板材里，屬低合金系列。在低合金的材質(zhì)里，此種材質(zhì)為最普通的。Q345過(guò)去的一種叫法為：16Mn。Q345無(wú)縫管無(wú)縫鋼管的外部執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)為：GB709,內(nèi)部執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)為：G

14、B/T1591-94。1.1.2 Q345化學(xué)成分及力學(xué)性能分析Q345力學(xué)性能分析見表1-1,化學(xué)成分分析見表1-2表1-1Q345力學(xué)性能分析表牌號(hào)等級(jí)出弓雖度MPa屈服點(diǎn)MPa伸長(zhǎng)率（）Q345A47063034522BCDE表1-2Q345化學(xué)成分分析表川號(hào)卜級(jí)化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))(%)CMnSiPSVNbTiAICrNiQ345A0.201.001.600.550.0450.0450.020.150.0150.0600.020.20一一一B0.0400.040一一一C0.0350.0350.015一一D0.180.0300.0300.015一一E0.0250.0250.015一一1.

15、1.3 Q345鋼的焊接特點(diǎn)1 .碳當(dāng)量(Ceq)的計(jì)算Ceq=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15(1-1)按以上公式計(jì)算出材料的碳當(dāng)量為0.39。由計(jì)算結(jié)果可知，試驗(yàn)用鋼的淬硬傾向不大，焊接性優(yōu)良，焊接時(shí)可不預(yù)熱。2 .Q345鋼在焊接時(shí)易出現(xiàn)的問題(1)熱影響區(qū)的淬硬傾向Q345鋼在焊接冷卻過(guò)程中，熱影響區(qū)容易形成淬火組織一馬氏體，使近縫區(qū)的硬度提高，塑性下降。結(jié)果導(dǎo)致焊后發(fā)生裂紋。(2)冷裂紋敏感性Q345鋼的焊接裂紋主要是冷裂紋。1.2CO2氣體保護(hù)焊簡(jiǎn)介1.2.1 CO2氣體保護(hù)焊發(fā)展史CO2氣體保護(hù)焊是利用CO2氣體為保護(hù)氣體的保護(hù)電弧焊，簡(jiǎn)稱CO2焊。CO

16、2=CO+1/2O2放熱反應(yīng)（1-2）上式反應(yīng)有利于對(duì)熔池的冷卻作用。焊接技術(shù)發(fā)展與金屬結(jié)構(gòu)制造狀況密不可分。50年代初期，CO2氣保焊技術(shù)一經(jīng)開發(fā)，就應(yīng)用于金屬結(jié)構(gòu)制造，并伴隨著焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制造技術(shù)水平的不斷提高，逐漸成為金屬結(jié)構(gòu)焊接的主要方法。其高效、優(yōu)質(zhì)、自動(dòng)化的技術(shù)特點(diǎn)，具有良好應(yīng)用條件，并且極大地推動(dòng)了金屬結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)和相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，在焊接技術(shù)發(fā)展史上書寫了輝煌的一頁(yè)。經(jīng)過(guò)多年努力，我國(guó)CO2氣保焊技術(shù)在金屬結(jié)構(gòu)制造業(yè)中的推廣應(yīng)用，取得了長(zhǎng)足進(jìn)步，并可以總結(jié)為三個(gè)階段：探索階段、起步階段、發(fā)展階段。探索階段是從60年代到80年代中期，國(guó)內(nèi)高校、研究單位及一些廠礦企業(yè)對(duì)CO2焊接技

17、術(shù)外于研究、開發(fā)、收集、整理國(guó)外焊接技術(shù)，在這一時(shí)期CO2氣保焊技術(shù)沒有形成大批量金屬結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)能力及相關(guān)產(chǎn)品的生產(chǎn)規(guī)模。起步階段是從80年代中期到90年代初的時(shí)間里，借助于我國(guó)在六五”、七五”重大技術(shù)裝備，引進(jìn)技術(shù)合作生產(chǎn)及大型基礎(chǔ)設(shè)施工程建設(shè)的契機(jī)，引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)焊接技術(shù)和裝備，對(duì)大型骨干機(jī)械企業(yè)進(jìn)行技術(shù)改造。可以說(shuō)是在借助國(guó)外成熟技術(shù)和生產(chǎn)工藝，形成了我國(guó)大型金屬結(jié)構(gòu)企業(yè)的CO2氣保焊技術(shù)的生產(chǎn)能力，從而大大改變了金屬結(jié)構(gòu)制造企業(yè)的裝備水平、制造能力，提高了產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，改變了傳統(tǒng)的金屬結(jié)構(gòu)焊接工藝，引起了焊接技術(shù)的革命，推動(dòng)了國(guó)內(nèi)CO2氣保焊設(shè)備、焊接材料、輔件等領(lǐng)域技術(shù)研究和推廣

18、應(yīng)用工作的發(fā)展。發(fā)展階段是從90年代初至今的近十年時(shí)間，自1992年中國(guó)焊接協(xié)會(huì)和中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)焊接分會(huì)聯(lián)合舉辦全國(guó)CO2氣保焊技術(shù)推廣應(yīng)用交流會(huì)”以來(lái)，CO2氣保焊技術(shù)在金屬結(jié)構(gòu)行業(yè)中應(yīng)用、推廣工作蓬勃發(fā)展。一批服務(wù)于CO2氣保焊技術(shù)的企業(yè)，把握住了CO2氣保焊技術(shù)推廣的市場(chǎng)脈搏，迅速發(fā)展起來(lái)。如：焊接設(shè)備方面的時(shí)代集團(tuán)公司、天津電焊機(jī)廠、唐山松下產(chǎn)業(yè)機(jī)器有限公司等；焊接材料方面的天津電焊條公司、江蘇江南焊絲廠和嘉興東方焊業(yè)有限公司等；焊接氣體方面的普萊克斯氣體有限公司、BOC氣體公司等。展現(xiàn)了我國(guó)CO2氣保焊技術(shù)推廣應(yīng)用取得豐碩成果。1.2.2 CO2氣體保護(hù)焊特點(diǎn)1 .優(yōu)點(diǎn)：(1)生產(chǎn)

19、效率高和節(jié)省能量。(2)焊接成本低。(3)焊接變形小。(4)對(duì)油、銹的敏感度較低。(5)焊縫中含氫量少，提高了低合金高強(qiáng)度鋼抗冷裂紋力。(6)電弧可見性好，短路過(guò)渡可用于全位置焊接。2 .缺點(diǎn)：(1)焊接過(guò)程飛濺較多，焊縫外形較為粗糙，特別是當(dāng)焊接參數(shù)不匹配時(shí)，飛濺就更為嚴(yán)重。(2)不能焊接易氧化的金屬材料，且不適合在有風(fēng)的地方施焊。(3)焊接過(guò)程弧光較強(qiáng)，尤其是采用大電流焊接時(shí)，電弧的輻射較強(qiáng),故要特別重視對(duì)操作者的勞動(dòng)保護(hù)。(4)設(shè)備比較復(fù)雜，易出現(xiàn)故障，且需要專業(yè)人員負(fù)責(zé)維修。1.2.3 CO2氣體保護(hù)焊冶金原理在進(jìn)行焊接時(shí)，電弧空間同時(shí)存在CO2、CO、02和O原子等幾種氣體，其中CO

20、不與液態(tài)金屬發(fā)生任何反應(yīng)，而CO2、。2、O原子卻能與液態(tài)金屬發(fā)生如下反應(yīng)：Fe+CO2一FeO+CO(進(jìn)入大氣中)(1-3)Fe+O-FeO(進(jìn)入熔渣中)(1-4)C+O-CO(進(jìn)入大氣中)(1-5)(1) C”孔問題：由上述反應(yīng)式可知，CO2和O2對(duì)Fe和C都具有氧化作用，生成的FeO一部分進(jìn)入渣中，另一部分進(jìn)入液態(tài)金屬中，這時(shí)FeO能夠被液態(tài)金屬中的C所還原，反應(yīng)式為：FeO+C-Fe+CO（1-6）這時(shí)所生成的CO一部分通過(guò)沸騰散發(fā)到大氣中去，另一部分則來(lái)不及逸出，滯留在焊縫中形成氣孔。針對(duì)上述冶金反應(yīng)，為了解決CO氣孔問題，需使用焊絲中加入含Si和Mn的低碳鋼焊絲，這時(shí)熔池中的FeO

21、將被Si、Mn還原：2FeO+Si-2Fe+SiO2（進(jìn)入渣中）（1-7）FeO+Mn-Fe+MnO（進(jìn)入渣中）（1-8）反應(yīng)物SiO2MnO它們將生成FeO和Mn的硅酸鹽浮出熔渣表面，另一方面，液態(tài)金屬含C量較高，易產(chǎn)生CO氣孔，所以應(yīng)降低焊絲中的含C量,通常不超過(guò)0.1%。（2）氫氣孔問題：焊接時(shí)，工件表面及焊絲含有油及鐵銹，或CO氣體中含有較多的水分，但是在CO2保護(hù)焊時(shí)，由于CO2具有較強(qiáng)的氧化性，在焊縫中不易產(chǎn)生氫氣孔。1.2.4 CO2焊的熔滴過(guò)渡形式1 .短路過(guò)渡：細(xì)絲（焊絲直徑小于1.2mm）,以小電流、低電弧電壓進(jìn)行焊接。2 .射滴過(guò)渡：中絲（焊絲直徑1.62.4mm）,以大

22、電流、高電弧電壓進(jìn)行焊接。3 .射流過(guò)渡：粗絲（焊絲直徑為2.45mm）,以大電流、低電弧電壓進(jìn)行焊接。第2章CO2氣體保護(hù)焊工藝2.1 焊前準(zhǔn)備焊前準(zhǔn)備工作包括坡口設(shè)計(jì)、坡口加工、清理、焊件裝配等。2.1.1 坡口設(shè)計(jì)CO2氣體保護(hù)焊采用細(xì)顆粒過(guò)渡時(shí)，電弧穿透力較大，熔深較大，容易燒穿焊件，所以對(duì)裝配質(zhì)量要求較嚴(yán)格。坡口開得要小一些，鈍邊適當(dāng)大些，對(duì)間隙不能超過(guò)2mm。如果用直徑1.6mm的焊絲鈍邊可留46mm,坡口角度可減小到45°左右。板厚在12mm以下開I形坡口；大于12mm的板材可以開較小的坡口。但是，坡口角度過(guò)小易形成“梨”形熔深，在焊縫中心可能產(chǎn)生裂紋。尤其在焊接厚板時(shí)

23、，由于拘束應(yīng)力大，這種傾向更大，必須十分注意。CO2氣體保護(hù)焊采用短路過(guò)渡時(shí)熔深淺，不能按細(xì)顆粒過(guò)渡方法設(shè)計(jì)坡口。通常允許較小的鈍邊，甚至可以不留鈍邊。又因?yàn)檫@時(shí)的熔池較小，熔化金屬溫度低、粘度大，搭橋性良好，所以間隙大些會(huì)燒穿。如果對(duì)接接頭，允許間隙為3mmo要求較高時(shí)，裝配間隙應(yīng)小于3mmo采用細(xì)顆粒過(guò)渡焊接角焊縫時(shí)，考慮到熔深大的特點(diǎn)，其焊角尺寸K可以比焊條電弧焊時(shí)減少10%20%,見表2-1。因此，可以進(jìn)一步提高氣體保護(hù)焊的效率，減少材料的消耗。2.1.2 坡口加工方法與清理坡口加工方法主要有機(jī)械加工、氣割和碳弧氣刨等。CO2氣體保護(hù)焊時(shí)對(duì)坡口精度的要求比焊條電弧焊高。定位焊之前應(yīng)將待

24、焊部位及兩側(cè)1020mm范圍內(nèi)的油污、銹跡等污物,并在焊件表面涂上一層飛濺防粘劑，在噴嘴上涂一層噴嘴防堵劑。6mm以下薄板上的氧化膜對(duì)質(zhì)量幾乎無(wú)影響；焊厚板時(shí)，氧化皮能影響電弧穩(wěn)定性、惡化焊縫成形和生成氣孔。表2-1不同板厚的焊角尺寸板厚/mm焊接方法焊角尺寸/mm6CO2氣體保護(hù)焊5焊條電弧焊69CO2氣體保護(hù)焊6焊條電弧焊7板厚/mm焊接方法焊角尺寸/mm12CO2氣體保護(hù)焊7.5焊條電弧焊8.516CO2氣體保護(hù)焊10焊條電弧焊112.1.3 定位焊縫定位焊是為了防止變形和維持預(yù)先的破口而先進(jìn)行的點(diǎn)固焊。定位焊易生成氣孔和夾渣。也是隨后進(jìn)行CO2氣體保護(hù)焊時(shí)產(chǎn)生氣孔和夾渣的主要原因，所以

25、必須認(rèn)真地焊接定位焊縫。定位焊可采用CO2氣體保護(hù)焊和焊條電弧焊。用焊條電弧焊焊接的定位焊縫，如果渣清除不凈，會(huì)引起電弧不穩(wěn)和產(chǎn)生缺陷。定位焊縫的定位也很重要，應(yīng)盡可能的使定位焊縫分布在焊縫的背面。當(dāng)背面難以焊接時(shí)，可在正面焊一條短焊縫。焊接時(shí)此處就不要再焊了。定位焊縫的長(zhǎng)度和間距，應(yīng)根據(jù)焊件厚度決定。薄板的定位焊縫應(yīng)細(xì)而短，長(zhǎng)度為1550mm,間距為30150mm;中厚板的定位焊縫間距可達(dá)100150mmo為增加定位焊縫的焊接深度，應(yīng)適當(dāng)增大定位焊縫及其長(zhǎng)度，一般為1550mm長(zhǎng)。使用夾具定位焊時(shí)，應(yīng)考慮磁偏吹問題。因此，夾具的材質(zhì)、形狀、位置和焊接方向應(yīng)注意。2.2 焊接參數(shù)的選擇CO2氣

26、體保護(hù)焊的焊接參數(shù)較多，主要包括焊絲直徑、焊接電流、電弧電壓、焊接速度、焊絲干伸長(zhǎng)度、電流極性和氣體流量等。2.2.1 焊絲直徑的選擇對(duì)于鋼板厚度為14mm時(shí)，應(yīng)采用直徑為0.61.2mm的焊絲；當(dāng)鋼板厚度大于4mm時(shí)，應(yīng)采用直徑大于或等于1.6mm的焊絲。在電流相同時(shí)，熔深將隨焊絲直徑的減少而增加；焊絲越細(xì)，則焊絲熔化速度越高。焊絲直徑可根據(jù)表2-2選擇。表2-2焊絲直徑的選擇母材厚度（mm)04>4焊絲直徑（mm)0.61.21.01.6注：焊絲直徑常用規(guī)格有0.6,0.8,1.0,1.2,1.6mm等。2.2.2 焊接電流的選擇1 .在保證母材焊透又不致燒穿的原則下，應(yīng)根據(jù)母材厚度

27、，接頭形式焊接位置及焊絲直徑正確選用焊接電流。2 .焊接電流是確定熔深的主要因素。隨著電流的增加，熔深和熔敷度都要增加，熔寬也略有增加。3 .送絲速度越快，焊接電流越大，基本上是正比關(guān)系。4 .焊接電流過(guò)大時(shí)，會(huì)造成熔池過(guò)大，焊縫成形惡化。5 .各種直徑的焊絲常用的焊接電流范圍見表2-4。表2-4焊接電流選擇焊絲直徑（mm）0.60.811.21.6焊接電流（A）49905012070180903501505006 .立焊，仰焊及對(duì)接接頭橫焊表面焊道時(shí)，當(dāng)所用焊絲直徑1.0mm時(shí)，應(yīng)選用較小的焊接電流。見表2-5。表2-5立、仰焊接時(shí)電流選擇焊絲直徑（mm）11.2焊接電流（A）7012090

28、1502.2.3 電弧電壓的選擇為獲得良好的工藝性能，應(yīng)選擇最佳的電弧電壓，該值是一個(gè)很窄的電壓區(qū)間，一般僅為12V左右。最佳的電弧電壓與電流的大小，位置等因素有關(guān)?？蓞⒁姳?-6o表2-6不同焊接時(shí)電弧電壓的選擇焊接電流電弧電壓（V）(A)平焊立焊仰焊7512018-2218-2213017020-2618-2418021022-2818-262202602536/1 .隨電弧電壓的增加，熔寬明顯增加，而余高和熔深略有減少，焊縫機(jī)械性能有所降低。2 .電弧電壓過(guò)高，會(huì)產(chǎn)生焊縫氣孔和增加飛濺。電弧電壓過(guò)低，焊絲將插入熔池，電弧不穩(wěn)，影響焊縫形成。2.2.4 焊接速度的選擇1 .焊接速度過(guò)高，會(huì)

29、破壞氣體保護(hù)效果，焊縫成形不良，焊縫冷卻過(guò)快，導(dǎo)致降低焊縫塑性，韌性。焊接速度過(guò)低易使焊縫燒穿，形成粗大焊縫組織。2 .半自動(dòng)焊接時(shí)，焊接速度一般不超過(guò)30米/時(shí)。2.2.5 焊絲伸出長(zhǎng)度的選擇1 .焊絲伸出長(zhǎng)度與焊絲直徑，焊接電流及焊接電壓有關(guān)。2 .焊絲伸出長(zhǎng)度增加，將降低焊接電流，減少熔深，增加焊縫寬度。3 .焊絲伸出長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)時(shí)，容易形成未焊透，未熔合，增加飛濺，削弱保護(hù)，形成氣孔；焊絲伸出長(zhǎng)度過(guò)短時(shí)，會(huì)妨礙對(duì)熔池的觀察，噴嘴易被飛濺堵塞，影響保護(hù)形成氣孔。4 .一般認(rèn)為焊絲伸出長(zhǎng)度為焊絲的1015倍。細(xì)絲時(shí)（焊絲直徑1.2mm）,焊絲伸出長(zhǎng)度以815mm為宜，粗絲時(shí)，在1525mm之間

30、為減少飛濺，盡量使焊絲伸出長(zhǎng)度少些，但隨焊接電流的增大，其伸出長(zhǎng)度應(yīng)適當(dāng)增加。2.2.6 電流極性的選擇CO2氣體保護(hù)焊主要采用直流反接法。不同極性接法的應(yīng)用范圍及特點(diǎn)見表2-7。表2-7電流極性的應(yīng)用范圍及特點(diǎn)電流極性應(yīng)用范圍特點(diǎn)直流反接短路過(guò)渡及顆粒過(guò)渡的普通焊接，一般材料的焊接飛濺小，電弧穩(wěn)定，焊縫成形好，熔深大，焊縫金屬含氫量低直流正接高速焊接、堆焊、鑄鐵補(bǔ)焊焊絲熔化速率高，熔深淺，熔寬及余局較大。2.2.7 氣體流量的選擇1 .氣體流量直接影響氣體保護(hù)效果。氣體流量過(guò)小時(shí)，焊縫易產(chǎn)生氣孔等缺陷氣體流量過(guò)大時(shí)，不僅浪費(fèi)氣體，而且焊縫由于氧化性增強(qiáng)而形成氧化皮，降低焊縫質(zhì)量。2 .氣體流

31、量應(yīng)根據(jù)焊接電流，焊接速度，焊絲伸出長(zhǎng)度，噴嘴直徑，焊接位置等因素考慮。當(dāng)焊接電流越大，焊接速度越快，焊絲伸出長(zhǎng)度較長(zhǎng)，噴嘴直徑增大，室外焊接及仰焊位置時(shí)，應(yīng)采用較大的氣體流量。3 .當(dāng)焊絲直徑小于或等于1.2mm時(shí)，氣體流量一般為615升/分;焊絲直徑大于1.2mm時(shí)，氣體流量應(yīng)取1525升/分。第3章Q345鋼在CO2氣保焊時(shí)常見缺陷及對(duì)策在實(shí)際操作中，由于焊件本身、焊接方式和焊接環(huán)境等因素的影響，在焊接時(shí)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些問題或缺陷。如夾渣、裂紋、氣孔等。3.1 焊接裂紋焊接缺陷是焊接件中最常見的一種嚴(yán)重缺陷。金屬的焊接性中包括了兩大類的問題：一類是焊接引起的材料性能變壞，使焊件失掉了材料原

32、來(lái)特有的性能，如不銹鋼焊后失掉其耐蝕性等；另一類是在焊接接頭或其附近的母材內(nèi)產(chǎn)生裂紋和氣孔等缺陷。裂紋影響焊接件的安全使用，是一種非常危險(xiǎn)的工藝缺陷。焊接裂紋不僅發(fā)生于焊接過(guò)程中，有的還有一定潛伏期，有的則產(chǎn)生于焊后的再次加熱過(guò)程中。焊接裂紋根據(jù)其部位、尺寸、形成原因和機(jī)理的不同，可以有不同的分類方法。按裂紋形成的條件，可分為熱裂紋、冷裂紋、再熱裂紋和層狀撕裂等四類。Q345鋼的焊接裂紋主要是冷裂紋。3.1.1 冷裂紋Q345鋼的焊接裂紋主要是冷裂紋。根據(jù)引起的主要原因可分為淬火裂紋、氫致延遲裂紋和變形裂紋。1 .定義冷裂紋焊接接頭冷卻到較低溫度時(shí)（對(duì)于鋼來(lái)說(shuō)在MS溫度，即奧氏體開始轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏

33、體的溫度以下）產(chǎn)生的焊接裂紋。最主要、最常見的冷裂紋為延遲裂紋（即在焊后延遲一段時(shí)間才發(fā)生的裂紋因?yàn)闅涫亲罨钴S的誘發(fā)因素，而氫在金屬中擴(kuò)散、聚集和誘發(fā)裂紋需要一定的時(shí)間）。2 .產(chǎn)生原因（1）焊接接頭存在淬硬組織，性能脆化。（2）擴(kuò)散氫含量較高，使接頭性能脆化，并聚集在焊接缺陷處形成大量氫分子，造成非常大的局部壓力。(氫是誘發(fā)延遲裂紋的最活躍因素，故有人將延遲裂紋又稱氫致裂紋)。(3)存在較大的焊接拉應(yīng)力。3.預(yù)防措施(1)選用堿性焊條，減少焊縫金屬中氫含量、提高焊縫金屬塑性。(2)減少氫來(lái)源棗焊材要烘干，接頭要清潔(無(wú)油、無(wú)銹、無(wú)水)。(3)避免產(chǎn)生淬硬組織棗焊前預(yù)熱、焊后緩冷(可以降低焊后

34、冷卻速度)。(4)降低焊接應(yīng)力棗采用合理的工藝規(guī)范，焊后熱處理等。(5)焊后立即進(jìn)行消氫處理(即加熱到250C,保溫26h左右，使焊縫金屬中的擴(kuò)散氫逸出金屬表面)。3.1.2其它裂紋1 .熱裂紋多產(chǎn)生于接近固相線的高溫下，有沿晶界(見界面)分布的特征；但有時(shí)也能在低于固相線的溫度下，沿多邊形化邊界”形成。熱裂紋通常多產(chǎn)生于焊縫金屬內(nèi)，但也可能形成在焊接熔合線附近的被焊金屬(母材)內(nèi)。按其形成過(guò)程的特點(diǎn)，又可分為下述三種情況。(1)結(jié)晶裂紋產(chǎn)生于焊縫金屬結(jié)晶過(guò)程末期的脆性溫度”區(qū)間，此時(shí)晶粒間存在著薄的液相層，因而金屬塑性極低，由冷卻的不均勻收縮而產(chǎn)生的拉伸變形超過(guò)了允許值時(shí)，即沿晶界液層開裂。

35、消除結(jié)晶裂紋的主要冶金措施為通過(guò)調(diào)整成分，細(xì)化晶粒，嚴(yán)格控制形成低熔點(diǎn)共晶的雜質(zhì)元素等，以達(dá)到提高材料在脆性溫度區(qū)間的塑性；止匕外，從設(shè)計(jì)和工藝上盡量減少在該溫度區(qū)間的內(nèi)部拉伸變形。(2)液化裂紋主要產(chǎn)生于焊縫熔合線附近的母材中，有時(shí)也產(chǎn)生于多層焊的先施焊的焊道內(nèi)。形成原因是由于在焊接熱的作用下，焊縫熔合線外側(cè)金屬內(nèi)產(chǎn)生沿晶界的局部熔化，以及在隨后冷卻收縮時(shí)引起的沿晶界液化層開裂。造成這種裂紋的情況有二：一是材料晶粒邊界有較多的低熔點(diǎn)物質(zhì)；另一種是由于迅速加熱，使某些金屬化合物分解而又來(lái)不及擴(kuò)散，致局部晶界出現(xiàn)一些合金元素的富集甚至達(dá)到共晶成分。防止這類裂紋的原則為嚴(yán)格控制雜質(zhì)含量，合理選用焊

36、接材料，盡量減少焊接熱的作用。（3）多邊化裂紋是在低于固相線溫度下形成的。具特點(diǎn)是沿多邊形化邊界”分布，與一次結(jié)晶晶界無(wú)明顯關(guān)系；易產(chǎn)生于單相奧氏體金屬中。這種現(xiàn)象可解釋為由于焊接的高溫過(guò)熱和不平衡的結(jié)晶條件，使晶體內(nèi)形成大量的空位和位錯(cuò)，在一定的溫度、應(yīng)力作用下排列成亞晶界（多邊形化品界），當(dāng)此晶界與有害雜質(zhì)富集區(qū)重合時(shí)，往往形成微裂紋。消除此種缺陷的方法是加入可以提高多邊形化激活能的合金元素，如在Ni-Cr合金中加入W、Mo、Ta等；另一方面是減少焊接時(shí)過(guò)熱和焊接應(yīng)力。2 .再熱裂紋產(chǎn)生于某些低合金高強(qiáng)度鋼、珠光體耐熱鋼、奧氏體不銹鋼以及鍥基合金焊后的再次高溫加熱過(guò)程中。其主要原因一般認(rèn)為

37、當(dāng)焊后再次加熱到500700c時(shí)，在熱影響區(qū)的過(guò)熱區(qū)內(nèi)，由于特殊碳化物析出引起的晶內(nèi)二次強(qiáng)化，一些弱化品界的微量元素的析出，以及使焊接應(yīng)力松弛時(shí)的附加變形集中于晶界，而導(dǎo)致沿晶開裂。因此，這種裂紋具有晶間開裂的特征，并且都發(fā)生在有嚴(yán)重應(yīng)力集中的熱影響區(qū)的粗晶區(qū)內(nèi)。為了防止這種裂紋的產(chǎn)生，首先在設(shè)計(jì)時(shí)要選擇再熱裂紋敏感性低的材料，其次從工藝上要盡量減少近縫區(qū)的內(nèi)應(yīng)力和應(yīng)力集中問題。3 .層狀撕裂主要產(chǎn)生于厚板角焊時(shí)，其特征為平行于鋼板表面，沿軋制方向呈階梯形發(fā)展。這種裂紋往往不限于熱影響區(qū)內(nèi)，也可出現(xiàn)在遠(yuǎn)離表面的母材中。其產(chǎn)生的主要原因是由于金屬中非金屬夾雜物的層狀分布，使鋼板沿板厚方向塑性低于

38、沿軋制方向，另外由于厚板角焊時(shí)在板厚方向造成了很大的焊接應(yīng)力，所以引起層狀撕裂。通常認(rèn)為片狀硫化物夾雜危害最大，而層狀硅酸鹽和過(guò)量密集的氧化鋁夾雜物也有影響。防止這種缺陷，主要應(yīng)在冶金過(guò)程中嚴(yán)格控制夾雜物的數(shù)量和分布狀態(tài)。另外，改進(jìn)接頭設(shè)計(jì)和焊接工藝，也有一定的作用。3.2 氣孔CO2氣體保護(hù)焊時(shí)，在焊縫中形成氣孔的主要原因，一般認(rèn)為是在焊接熔池中存在著被溶解的N2、CO和H2,在焊縫金屬結(jié)晶的瞬間，由于溶解度突然減小，這些氣體將析出，但當(dāng)這些氣體來(lái)不及從熔池逸出時(shí)，就會(huì)在焊縫中形成氣孔。因此，氣孔分為氮?dú)饪?、氫氣孔和一氧化碳?xì)饪住?.2.1 N2氣孔氮?dú)饪捉?jīng)常出現(xiàn)在焊縫表面，呈蜂窩狀，或者以

39、彌散形式的微氣孔分布于焊縫金屬中，這些氣孔往往在拋光后檢驗(yàn)或試水壓試驗(yàn)時(shí)才能被發(fā)現(xiàn)。氮?dú)鈦?lái)源：一是由于保護(hù)效果不良，空氣侵入焊接區(qū)；二是CO2氣體不純。實(shí)踐表明，要避免產(chǎn)生氮?dú)饪?，最主要的是?yīng)增強(qiáng)氣體的保護(hù)效果。另外，選用含有固氮元素（如Ti和Al）的焊絲，也有助于防止產(chǎn)生氮?dú)饪住?.2.2 H2氣孔焊接熔池中氫的含量正比于電弧空間中氫氣的含量。電弧區(qū)的H2主要是來(lái)自焊絲，焊件表面的油污及鐵銹，以及CO2氣體中的水分。例如，隨著CO2氣體中水分的增加，會(huì)提高在焊接區(qū)域內(nèi)氫的分壓，同時(shí)也提高H2在焊縫金屬中的含量（見表3-1）。當(dāng)CO2氣體中的水分為1.92g/cm3和100g焊縫金屬中的氫含量

40、為4.7mL時(shí)，開始出現(xiàn)單個(gè)氣孔，如果進(jìn)一步增加CO2氣體中的水分，則焊縫中的氣孔說(shuō)量也將增加。多數(shù)國(guó)家規(guī)定，焊接用CO2氣體純度不應(yīng)低于99.5%。表3-1CO2氣體中水分與焊縫金屬含氫量的關(guān)系CO2氣體中水分/（g/cm3)焊縫金屬中的含氫量/（mL/100g)0.852.91.354.51.924.7155.53.2.3 CO氣孔在金屬結(jié)晶的過(guò)程中，由于激烈地析出CO而產(chǎn)生沸騰現(xiàn)象，而CO氣體不易逸出，因此在焊縫中形成氣孔。如果在焊縫金屬中Si的含量不少于0.2%時(shí)，就可以防止由于產(chǎn)生CO氣體而引起的氣孔，這是因?yàn)镾i在金屬凝固溫度時(shí)能強(qiáng)烈脫氧所致。在大多數(shù)情況下，CO氣孔產(chǎn)生在焊縫內(nèi)部

41、，并沿結(jié)晶方向分布，呈條蟲狀，表面光滑。如果焊絲的脫氧能力很低時(shí)，CO氣孔還可能成為表面氣孔。3.3 焊接飛濺3.3.1 飛濺產(chǎn)生原因1 .由冶金反應(yīng)引起的飛濺這種飛濺主要是CO氣體造成的，由于CO2氣體具有強(qiáng)烈的氧化性，焊接時(shí)熔滴和熔池中的碳元素被氧化生成CO氣體，在電弧高溫作用下，其體積急劇膨脹，逐漸增大的CO氣體壓力最終突破液態(tài)熔滴和熔池表面的約束，形成爆破，從而產(chǎn)生大量的細(xì)顆粒飛濺。2 .極點(diǎn)壓力引起的飛濺這種飛濺主要取決于電弧的極性，采用正接焊接時(shí)，正離子飛向焊絲末端，機(jī)械沖擊力大，造成大顆粒飛濺。3 .熔滴短路時(shí)引起的飛濺發(fā)生短路時(shí)，焊絲與熔池間形成液體小橋，由于短路電流的強(qiáng)烈加熱

42、及電磁收縮力作用，使小橋爆斷而產(chǎn)生細(xì)顆粒飛濺。4 .非軸向熔滴過(guò)渡造成的飛濺這種飛濺是在大滴過(guò)渡焊接時(shí)由于電弧的排斥力所引起的，熔滴形成大顆粒飛濺。5 .焊接工藝參數(shù)選配不當(dāng)引起的飛濺這種飛濺是由于焊接電流、電弧電壓、電感值等參數(shù)選配不當(dāng)而引起的。3.3.2 減少飛濺的方法1 .選配合理的焊接工藝參數(shù)(1)選取適當(dāng)?shù)碾娀‰妷涸诤线m的電弧電壓下施焊，飛濺量可減到最小。例如，當(dāng)使用1.2mm焊絲焊接時(shí)，若焊接電流為220A,焊接速度為30cm/min,電弧電壓調(diào)到2728V時(shí)，可使飛濺量減少。(2)選擇合適的焊接電流在合適的焊接電流下施焊，飛濺最小。當(dāng)使用1.2mm焊絲焊接時(shí)，焊接速度為30cm/

43、min,焊接電流小于280A時(shí)，隨著焊接電流的增大，飛濺量也增加；但當(dāng)焊接電流超過(guò)280A時(shí)，在一定范圍內(nèi)，隨著焊接電流的增加飛濺量反而減少，在焊接電流250280A區(qū)間內(nèi)，熔滴以滴狀過(guò)渡而產(chǎn)生大顆粒飛濺。(3)選擇合適的焊接速度，隨著焊接速度加快，飛濺量也增加。(4)選擇合適的焊絲干伸長(zhǎng)度當(dāng)焊絲干伸長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)時(shí)，焊絲容易產(chǎn)生過(guò)熱而成段熔斷。合適的焊絲干伸長(zhǎng)度應(yīng)為焊絲直徑的1012倍。(5)選擇合適的焊接回路電感值采用合適的焊接回路電感數(shù)值，可以調(diào)節(jié)短路電流增長(zhǎng)速度，從而減少短路飛濺。(6)掌握合適的焊槍角度由于焊槍角度后傾或前傾都會(huì)使飛濺增多，所以焊槍角度應(yīng)選擇適宜。2 .適當(dāng)控制操作條件及調(diào)

44、整焊接設(shè)備(1)清理焊接部位。施焊前，應(yīng)將焊接部位及其周圍的鐵銹、污物等清理干凈，以減少飛濺。(2)焊絲進(jìn)給必須保持穩(wěn)定。焊絲最好使用成盤的焊絲，送絲軟管可能呈直線狀態(tài)；用干燥的壓縮空氣將軟管內(nèi)的灰塵、臟物等吹除；將粘附在送絲輪溝槽內(nèi)的臟物清除干凈；經(jīng)常檢查導(dǎo)電嘴前端是否粘附飛濺物；檢查導(dǎo)電嘴磨損情況，若磨損嚴(yán)重則應(yīng)及時(shí)更換。(3)保證焊機(jī)輸入接線及焊接地線連接良好。(4)焊接電纜的長(zhǎng)度必須合適，焊接電纜過(guò)長(zhǎng)，會(huì)使飛濺量增加。(5)電源極性采用直流反接，反極性時(shí)飛濺量小，電弧穩(wěn)定。(6)盡可能避免在焊接過(guò)程中產(chǎn)生磁偏吹。(7)CO2氣體應(yīng)有足夠的純度，焊接用CO2的純度不應(yīng)低于99.5%o新灌

45、的CO2氣瓶?jī)?nèi)含有水分，直接用于焊接時(shí)不但易形成氣孔，而且易形成飛濺，所以氣瓶?jī)?nèi)的水分應(yīng)除去。先將新灌氣瓶倒立靜置12h,然后打開閥門把沉積在下部的自由狀態(tài)的水排出，放水結(jié)束后，再將氣瓶放正，在使用前仍須先放氣23min,放掉氣瓶上面部分可能含水的氣體。3 .采用CO2+Ar混合氣體保護(hù)焊利用CO2+30%Ar作保護(hù)氣體，熔滴呈細(xì)粒過(guò)渡，電弧燃燒穩(wěn)定，飛濺量較少，焊縫外形美觀，焊波細(xì)勻。4 .在焊縫附近涂上適當(dāng)滑石粉或石灰水涂層為防止少量的飛濺不沾上工件，還可在焊縫附近涂上適當(dāng)滑石粉或石灰水涂層，能有效地防止飛濺沾上工件。第4章Q345鋼的CO2氣體保護(hù)焊工藝的確定以Q345矩形管的拼焊工藝為

46、例進(jìn)行分析。選擇焊接材料時(shí)必須考慮到兩方面的問題：一要焊縫沒有缺陷；二要滿足使用性能的要求。Q345這種鋼的焊縫金屬的熱裂紋及冷裂傾向在正常情況下是不大的。因此在焊接Q345這種鋼材時(shí)選擇焊接材料的主要依據(jù)是保證焊縫金屬的強(qiáng)度、韌性、塑性等力學(xué)性能與母材相匹配。4.1 矩形管組焊方案的確定300mmx200mm,板厚3mm,圖4-1焊縫位置的確定為滿足強(qiáng)度需要，此矩形管截面尺寸為設(shè)計(jì)要求扭曲及平行度等偏差01.2mm,制作技術(shù)難度較大。為此，通過(guò)調(diào)查研究，最終確定利用板材對(duì)稱兩半折彎成槽形半殼，然后再采用CO2氣體保護(hù)焊焊接成形的制造工藝，如圖4-1所示。4.2 焊接工藝4.2.1 坡口形式對(duì)

47、稱的兩根槽形半管用大型折彎?rùn)C(jī)壓制成形，按工藝要求加工對(duì)接焊坡口，預(yù)留間隙拼接。焊接接頭的設(shè)計(jì)在焊接工程中是較薄弱的環(huán)節(jié)。坡口形式對(duì)控制焊縫內(nèi)部質(zhì)量和焊接結(jié)構(gòu)制造質(zhì)量有著很重要的作用。坡口設(shè)計(jì)必須考慮母材的熔合比、施焊空間、焊接位置和綜合經(jīng)濟(jì)效益等問題。應(yīng)先按下式計(jì)算橫向收縮值A(chǔ)BAB=5.1A/6+1.27d(4-1)式中A-焊縫橫截面積，mm；-板厚,mm；d焊縫根部間隙，mm。找出AB與Aco的關(guān)系后，即可根據(jù)兩者關(guān)系列表分析，處理數(shù)據(jù),進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，而后確定矩形管對(duì)接焊縫坡口形式（見圖4-2）圖4-2坡口形式4.2.2 定位焊縫控制焊接變形此矩形管由于其外形屬于細(xì)長(zhǎng)桿類，因此焊接變形極難

48、控制。焊接的主要變形有撓曲（正彎）、側(cè)彎、角變形及扭曲變形等。對(duì)于此矩形管而言，主要的變形是橫向收縮，使矩形斷面尺寸受到影響，每邊需縮進(jìn)預(yù)留間隙90%左右；焊縫橫向收縮后，豎板兩端向內(nèi)彎曲，使構(gòu)件形成腰鼓狀；由于焊縫斷面大，輸入熱量多，必然引起較大的縱向收縮，使構(gòu)件在長(zhǎng)度方向形成撓曲變形；對(duì)因不合理焊接造成的扭曲變形，矯正十分困難，有時(shí)不得不割開重焊或整件報(bào)廢。從焊接變形理論可知，影響焊接變形大小的主要因素是：焊縫尺寸越大，熔敷金屬越多，變形越大；焊縫尺寸相等時(shí)，焊縫熱輸入越大，造成的變形也越大；焊接大長(zhǎng)焊縫時(shí)，分段比直通焊變形要??；焊縫布置不對(duì)稱或雖布置對(duì)稱但不對(duì)稱焊接，焊縫部位偏離越嚴(yán)重，

49、變形越大；構(gòu)件剛性越小，變形越大。4.2.3 焊接工藝參數(shù)焊接規(guī)范通過(guò)工藝試驗(yàn)和工藝分析，確定矩形管對(duì)接焊縫采用雙層CO2氣體保護(hù)焊。焊接材料用H08Mn2SiA,1.2mm焊絲；保護(hù)氣體為CO2+30%Ar氣體。第一層焊縫的焊接電流為200250A,第二層為240320A;電弧電壓為2426V。工藝要求是：第一層焊縫必須焊透，保證背面成形良好；焊接電流、電弧電壓、送絲速度和焊接速度等可根據(jù)設(shè)備型號(hào)調(diào)節(jié)。4.2.4 焊接順序焊接順序?yàn)闇p少變形，矩形對(duì)接焊的焊接順序應(yīng)按以下原則：采取由中間向兩邊分層分段對(duì)稱跳焊，產(chǎn)生的焊接變形比直通焊小，有利于應(yīng)力的分散和釋放，避免在焊件中產(chǎn)生復(fù)雜的應(yīng)力。直通擺

50、動(dòng)焊時(shí)，焊接開始所形成的較窄的塑性變形區(qū)只出現(xiàn)一次，而且由于連續(xù)擺動(dòng)焊接，熱輸入量大，受熱面積大，被壓縮造成的塑性變形區(qū)域大，因而焊后收縮變形很大。分層分段跳焊時(shí)，每一層截面都很小，所需熱量就小，且每一層又分若干段進(jìn)行跳焊，每焊一段基本上都是在冷鋼板上重新建立一次溫度場(chǎng)，每次都出現(xiàn)一個(gè)較窄的塑性變形區(qū)，因而塑性變形區(qū)的平均寬度（即橫向收縮的尺寸）要比相應(yīng)分層直通焊小，縱向收縮也小，比起直通連續(xù)一次填滿的擺動(dòng)焊接變形就更小。根據(jù)上述分析，先由中間向兩端分段跳焊焊縫1第一層（見圖4-1）,翻面由中間向兩端分段跳焊焊縫2第一層，焊縫2應(yīng)采用比焊縫1較大的焊接規(guī)范，以產(chǎn)生較大的反向力，使原變形得到矯正

51、。接著再以同樣的方法焊接焊縫1第二層和焊縫2第二層本文通過(guò)對(duì)Q345鋼的CO氣體保護(hù)焊的工藝分析得出以下結(jié)論：1通過(guò)對(duì)Q345鋼的物理性能和化學(xué)性能的分析，我們可以看出這種鋼種含碳量較低，焊接性能良好，應(yīng)用較為廣泛。但焊接中還有很多問題存在，需要我們?nèi)ジ纳啤? CO2氣體保護(hù)焊有很多優(yōu)點(diǎn)，廣泛用于鋼結(jié)構(gòu)的焊接，對(duì)于提高焊接生產(chǎn)率發(fā)揮著重要的作用。3 CO2氣體保護(hù)焊焊接工藝要求嚴(yán)格，這也是保證其焊接性能好壞的關(guān)鍵。4 Q345鋼能夠很好地利用CO2氣體保護(hù)焊進(jìn)行焊接，但焊接過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一些焊接缺陷，我們需要采取一些措施，盡量避免缺陷的產(chǎn)生，使其更好地滿足生產(chǎn)需要。5通過(guò)工藝分析，施焊可以采取對(duì)

52、坡口形式、焊縫位置、焊接參數(shù)、焊接順序的控制從而能很好地進(jìn)行焊接。本論文的完成，得益于理工學(xué)院老師傳授的知識(shí)，使本人有了完成論文所要求的知識(shí)積累，更得益于老師們從選題的確定、論文資料的收集、論文框架的確定、開題報(bào)告準(zhǔn)備及論文初稿與定稿中對(duì)字句的斟酌傾注的大量心血，在此對(duì)老師們表示感謝！在論文的寫作過(guò)程中也學(xué)到了做任何事情所要有的態(tài)度和心態(tài)，首先做學(xué)問要一絲不茍，對(duì)于發(fā)展過(guò)程中出現(xiàn)的任何問題和偏差都不要輕視，要通過(guò)正確的途徑去解決，在做事情的過(guò)程中要有耐心和毅力，不要一遇到困難就達(dá)退堂鼓，只要堅(jiān)持下去就可以找到思路去解決問題的。而且要學(xué)會(huì)與人合作，這樣做起事情來(lái)就可以事倍功半。在這里，要特別感謝

53、大學(xué)學(xué)習(xí)期間給我諸多教誨和幫助的理工學(xué)院的各位老師，感謝老師們，你們給予我的指導(dǎo)和教誨我將永遠(yuǎn)記在心里感謝在大學(xué)學(xué)習(xí)期間給我傳授諸多專業(yè)知識(shí)的焊接教研室的各位老師，感謝老師們、給予我的指導(dǎo)和幫助！感謝和我一起生活的室友，是你們讓我們的寢室充滿快樂與溫馨，“君子和而不同”，我們正是如此！愿我們以后的人生都可以充實(shí)、多彩與快樂！感謝我的同學(xué)們，謝謝你們給予我的幫助！回首本人的求學(xué)生涯，父母的支持是本人最大的動(dòng)力。父母不僅在經(jīng)濟(jì)上承受了巨大的負(fù)擔(dān)，在心里上更有思子之情的煎熬與望子成龍的期待憶往昔，每次回到家時(shí)父母的欣喜之情，每次離家時(shí)父母的依依不舍之眼神，電話和信件中的殷殷期待和思念之語(yǔ)，皆使本人刻

54、苦銘心，目前除了學(xué)習(xí)成績(jī)尚可外無(wú)以為報(bào)，希望以后的學(xué)習(xí)、工作和生活能使父母寬慰。參考文獻(xiàn)1張淮、孫柏洲，小議CO2氣體保護(hù)焊焊接工藝及其飛濺的控制，生產(chǎn)一線，（哈爾濱汽輪機(jī)廠有限責(zé)任公司）2趙琳，淺談CO2氣體保護(hù)焊，特檢視窗，2009:71-723李春國(guó)、王惜寶、孫洪玲，CO2氣體保護(hù)焊實(shí)心焊絲的應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展動(dòng)態(tài)（天津大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，天津300072）,焊接技術(shù)第36卷第2期2007:1-44李玉生，青藏線機(jī)車車輛用Q345鋼材的焊接工藝研究（中國(guó)南車集團(tuán)戚墅堰機(jī)車車輛工藝研究所，江蘇常州213011）,機(jī)車車輛工藝，第6期2004:29-315朱張校，工程材料，M.北京：清華大學(xué)

55、出版社，2001:163-170.6李亞江、王娟，氣體保護(hù)焊工藝及應(yīng)用，化學(xué)工業(yè)出版社，20097杜國(guó)華，新編焊接工藝500問，機(jī)械工業(yè)出版社，20098韓國(guó)明，焊接工藝?yán)碚撆c技術(shù)第二版（焊接工程師系列教程），機(jī)械工業(yè)出版社，20079殷樹言等，CO2焊接設(shè)備原理與調(diào)試，機(jī)械工業(yè)出版社，200010李亞江，焊接冶金學(xué)一材料焊接性，機(jī)械工業(yè)出版社，200611楊春利、林三寶等，電弧焊基礎(chǔ)，哈爾濱工業(yè)出版社，200312陳裕川，焊接工藝設(shè)計(jì)與實(shí)例分析，機(jī)械工業(yè)出版社，201013彭友祿，焊接工藝，人民交通出版社，200214陳伯蠡，焊接工程缺陷分析與對(duì)策第二版，機(jī)械工業(yè)出版社，200615崔忠圻，金屬學(xué)與熱處理第二版，機(jī)械工業(yè)出版社，200416殷樹言，氣體保護(hù)焊技術(shù)問答，機(jī)械工業(yè)出版社，200317劉云龍，CO2氣體保護(hù)焊技術(shù)，機(jī)械工業(yè)出版社，200918李榮雪，焊接檢驗(yàn)第二版，機(jī)械工業(yè)出版社，200719周振豐、張文鉞，焊接冶金與金屬焊接性，機(jī)械工業(yè)出版社，198020周炳森，新編焊接設(shè)備選型與焊接材料選用實(shí)用手冊(cè)，中國(guó)知識(shí)版社，200621李亞江，焊接材料的選用，化學(xué)工業(yè)出版社,2004外文資料翻譯WELDABILITYANALYSISOFQ345STEELLOWSTEELALL