浅谈焊接质量控制对焊接质量的影响毕业论文

目 录摘要 .IABSTRACT .II第 1 章 绪论 .11.1 我国焊接自动化技术的发展趋势 .11.2 我国焊接自动化技术的发展的现状 .1第 2 章 焊接工艺参数对焊缝质量的影响 .32.1 选择合适的工艺参数 .32.1.1 焊接电流 .32.1.3 电弧电压 .32.1.4 焊接层数 .42.1.5 焊条类形及焊条直径的影响 .42.1.6 操作因素 .42.2 焊接坡口的选择原则 .52.2.1 焊接坡口选择应遵循的原则 .52.2.2 对接接头的坡口形式 .52.2.3 角接接头和 T 形接头的坡口形式 .6第 3 章 焊缝质量控制 .73.1 作好焊前准备 .73.2 焊接过程中的质量控制 .83.2.1 焊接环境的检查 .103.2.2 焊接规范执行情况的检查 .103.2.3 预热的检查 .113.2.4 焊接后热的检查 .113.2.5 焊接试板的机械性能试验 .12第 4 章 焊接产品的检验 .134.1 焊缝外观检查 .134.2 磁粉探伤 .144.2.1 优点 .144.2.2 缺点 .154.3 煤油渗透检验 .15结论 .16致谢 .17参考文献 .18I摘要焊接质量受到了焊接设备、焊材工艺流程、技术水平的限制。本文详细的介绍了焊接电源、焊接电流、焊接速度、电弧电压、焊接层数、焊条类形、焊条直径等焊接工艺参数对单面焊双面成形技术焊接质量的影响，阐述了焊接质量控制对焊接质量的影响。焊接工艺设计过程中，由于坡口形式的多样性和不规则性，现象的本质原因是坡口形状复杂，导致参数建模和图形驱动困难，同时不同厚度坡口截面面积计算繁琐，对于对接焊缝，破口形式与板件的厚度密切相关，斜坡口和焊缝跟部共同形成一个焊条能够运转的施焊空间，使焊缝易于焊透。并以水平固定单面焊双面成形技术为例介绍了焊接坡口和焊接质量控制在焊接过程中的应用，充分证明单面焊双面成形技术在焊接生产中的指导作用。关键词：水平固定平对接焊 单面焊双面成形 质量控制IIAbstractWelding quality of the welding equipment, welding process, technical level limit. This paper introduced the welding power, welding current, welding speed, arc voltage, welding, welding rod, welding electrode layers form diameter of welding process parameters on one side welding technology welding quality influence, elaborated the quality control in welding of the influence on the welding quality. Welding process design process, because the groove form diversity and irregular, phenomenon essential reason is the groove shape is complex, due to the parameters modeling and graphics driver difficulties, at the same time different thickness groove section area calculation is tedious, for butt weld, break form and plate thickness are closely related, slope mouth and weld with the common to form a welding electrode able to operate the welding space, easy penetration weld. And to the horizontal fixed one side welding technology was introduced as an example of welding groove and welding quality control in the welding process, fully proved that one side welding technology in welding production guidanceKey words: Horizontal fixed butt welding One-side welding with back formation Quality control1第 1 章 绪论1.1 我国焊接自动化技术的发展趋势 现代自动化技术主要依靠计算机控制技术来实现。焊接生产自动化是焊接结构生产技术发展的方向。现代焊接自动化技术将在高性能的微机波控焊接电源基础上发展智能化焊接设备，在现有的焊接机器人基础上发展柔性焊接工作站和焊接生产线，最终实现焊接计算机集成制造系统 CIMS。在我国焊接自动化技术 50 年的发展基础上，本文着重在以下 2 个领域展望我国焊接自动化技术的发展趋势。在焊接设备中发展应用微机自动化控制技术，如数控焊接电源、智能焊机、全自动专用焊机和柔性焊接机器人工作站。微机控制系统在各种自动焊接与切割设备中的作用不仅是控制各项焊接参数，而且必须能够自动协调成套焊接设备各组成部分的动作，实现无人操作，即实现焊接生产数控化、自动化与智能化。微机控制焊接电源已成为自动化专用焊机的主体和智能焊接设备的基础。如微机控制的晶闸管弧焊电源、晶体管弧焊电源、逆变弧焊电源、多功能弧焊电源、脉冲弧焊电源等。微机控制的 IGBT 式逆变焊接电源，是实现智能化控制的理想设备，目前我国正大力发展和推广应用。发展成套焊接设备的微机控制自动化技术，优化选择目前已较成熟的微机控制焊机研究成果，在制造工艺上加以改进，使之便于批量生产，形成规模，产生效益，可以收到事半功倍的效果。微机控制晶闸管焊接电源，具有制造容易、成本低廉、过载能力强、维修方便等传统优点，其数控功能中除波控功能差一些外，可实现静、动特性优化控制，焊接参数编程记忆控制与自适应控制，还可实现一机多能。这种焊机在今后仍将是埋弧焊、TIG 焊等通用或专用焊接设备的基本组成部分。如能通过批量生产来提高其性能与可靠性的话，微机控制晶闸管焊接电源将以其制造及调试容易、系列化、多功能化、程控化方便等突出优点受到广大焊接工作者的欢迎。IGBT 逆变焊机，国内的研究水平已相当高，这种焊机加上微机波形控制后是较理想的智能化焊接电源。目前要形成规模生产的关键问题之一是器件参数分散对电路可靠性的影响，其解决途径之一可能就是利用微机的自适应控制功能。另外，也应借鉴国外的先进技术来发展有前途的高档焊接电源，以促我国的 CO2、MIG 焊、MAG 焊。1.2 我国焊接自动化技术的发展的现状我国的焊接自动化技术的发展与应用起步较晚。50 年代初期，国家建设了一批大型现代化骨干企业，首先从研制自动焊接装备开始发展焊接自动化技术。随着科学技术的进步和我国工业化的发展，我国的焊接自动化技术水平不断发展与2提高，50 年来已取得了很大的成就。1.各种机械化与自动化焊接机及切割机愈来愈多地替代了手工操作的焊机与切割机“九五”计划时，国产自动和半自动焊接机占焊机总量的 57%，加上进口自动和半自动焊机达 67%左右。特别是电站锅炉、压力容器等焊接结构所需的专用自动焊机及数控切割机，经过“七五”和“八五”期间的不懈努力，研制、开发的系列成套焊接设备基本上满足了国内生产的需要，部分改变了依赖进口的被动局面。2.各种焊接辅助机械化与自动化装置及技术也得到了发展，多自由度转胎架、变位器、机械手等研制成功，并先后用于焊接生产过程。到“八五”计划末期，在汽车、锅炉、船舶、工程机械和重型机械等行业中，建成的不同规模的原材料和毛坯预处理生产线已超过 20 条。3.发展焊缝对中技术，建立焊接生产线。发展焊缝自适应控制技术，建立焊接中心。到 80 年代后，我国的汽车、摩托车、锅炉、压力容器、船舶、工程机械和重型机械等行业的大中型骨干企业，都开发了自动化程度不同的各种焊接生产线及焊接中心技术。50 年来，我国的焊接生产自动化技术发展应用取得了很大的成就，但就焊接工程整体而言，我国焊接生产自动化技术与工业发达国家相比差距仍较大。一是国产自动和半自动焊机的使用性能、品种和质量还不能完全满足国内大多数用户的需求，品种构成不适应焊接结构制造业采用先进自动焊工艺的需要，到 1995 年，我国的自动和半自动焊机的产量仅 1.16 万台（套） ，且大部分国产自动和半自焊机的使用性能还停留在 70 年代的水平上，节能型自动或半自动焊机偏少；二是机械化自动化专用成套焊接设备、焊接机器人及其工作站和焊接生产线的设计、制造技术落后，生产能力低，产品的使用性能和质量与国外同类产品相比差距较大；三是不同行业、不同地区、不同企业的机械化自动化技术发展应用不平衡，且差距很大，相当多的企业焊接结构生产仍以手工操作为主，机械化与自动化程度极低；四是科研力量不足，既懂焊接技术又会计算机应用技术的人员缺乏，发展应用现代焊接自动化最新技术（计算机控制、逆变、信息传感、参数控制等）滞后，开发出的计算机软硬件技术实用性和商品化程度差；五是企业管理水平低、建成的焊接工作站、生产线、柔性制造系统等开工率不足，利用率低。上述问题应引起我们的重视并予以解决。3第 2 章 焊接工艺参数对焊缝质量的影响2.1 选择合适的工艺参数2.1.1 焊接电流焊接电流是焊条电弧焊中最重要的一个工艺参数，它的大小直接影响焊接质量及焊缝成形。当焊接电流过大时，焊缝厚度和余高增加，焊缝宽度减少，且有可能造成咬边、烧穿等缺陷；当焊接电流过小时，焊缝窄而高，熔池浅，熔合不良，会产生未焊透、夹渣等缺陷。选择焊接电流大小时，要考虑焊条类型、焊条直径、焊件厚度以及接头型式、焊缝位置、焊道层次等因素。其中最主要焊条直径、焊接位置和焊道层次三大因素。2.1.2 焊条直径 1.焊条直径越大，焊接电流就越大，如表 2.1 所示。表 2.1 焊条直径与焊接电流的关系焊条直径/mm 1.6 2.0 2.5 3.2 4.0 5.0 6.0焊接电流/A 2540 4065 5080 100130 160210 260270 2603002.焊接位置较厚板或 T 形接头和搭接接头以及施焊环境温度低时，焊接电流应大些；平焊位置焊接时，可选择偏大些的焊接电流；横焊和立焊时，焊接电流应比平焊位置电流小 10%15%，仰焊时，焊接电流应比平焊位置电流小 10%20%；角焊缝电流比平位置电流稍大些。3.焊道层次在多层焊或多层多道焊的打底焊道时，为了保证背面焊道质量和便于操作，应使用较小电流；焊填充焊道时，为了提高效率，可使用较大的焊接电流；盖面焊时，为了防止出现焊接缺陷，应选用稍小电流。另外，当使用碱性焊条时，比酸性焊条的焊接电流减少 10%左右。2.1.3 电弧电压电弧电压主要影响焊缝宽度，电弧电压越高，焊缝就越宽，焊缝厚度和余高减少，飞溅增加，焊缝成形不易控制。电弧电压的大小主要取决于电弧长度，电弧长，电弧电压就高；电弧短，电弧电压就低。焊接电弧有长弧与短弧之分，当电弧长度是焊条直径的 0.51.0 倍时，称为短弧；当电弧长度大于焊条直径时，称为长弧。一般在焊接过程中，希望电弧长度始终保持一致且尽量使用短弧焊接。42.1.4 焊接层数 当焊件较厚时，要进行多层焊或多层多道焊。多层焊时，后一层焊缝对前一层焊缝有热处理作用，能细化晶粒，提高焊缝接头的塑性。因些对于一些重要结构，焊接层数多些好，每层厚度最好不大于 45mm。实践经验表明，当每层厚度为焊条直径的 0.81.2 倍时，焊接质量最好，生产效率最高。2.1.5 焊条类形及焊条直径的影响通常根据焊条的类型决定焊接电流的种类,除低氢钠型的焊条必须采用直流反接外,低氢钾型焊条可采用直流反接或交流,所有酸性焊条都采用交流电源焊接,但也可以用直流电源,焊厚板时用直流正接,焊接薄板时采用直流反接。为了提高生产率应尽可能采用直径较大的焊条。但是用直径过大的焊条焊接,因焊接电流过大,要求焊接速度快,对焊工的技术要求高,否则容易产生烧穿 焊漏 未焊透 焊逢成形不良等缺陷.选用焊条的直径主要考虑焊件的厚度,厚度较大的焊件应选用直径较大的焊条,反之易然,焊件与焊接电流的关系如下表 2.2。表 2.2 焊条直径与焊件厚度之间的关系（单位:mm）焊件厚度 2 3 45 612 13焊条直径 2 3.2 3.24 45 46焊条直径越粗，焊条融化所需的热量越大，必须增大焊接电流:若焊接电流太小，引弧困难，甚至会粘住焊条。每种直径的焊条都有一个合适的电流范围，表 2.3给出各种直径焊条合适的焊接电流的参考值。表 2.3 焊条直径与焊机电流的选择（单位：mm）焊条直径/mm 1.6 2.0 2.5 3.2 4.0 5.0 6.0焊接电流/A 2540 4065 5080 100130 160210 200270 2603002.1.6 操作因素在焊接生产过程中，焊工的单面焊双面成形操作技术水平低，就意味着打底层的运条方法、焊条角度、接头方法、中间层及盖面层的运条方法、接头、收尾等操作方法掌握不熟练，这是造成焊缝质量差的重要原因之一。焊前对工件上的油、锈、水分清理不严格，焊条未经烘干处理或烘烤温度不够而投入使用，会促使焊缝产生大量的气孔，从而使焊接缝质量达不到要求。52.2 焊接坡口的选择原则2.2.1 焊接坡口选择应遵循的原则对于焊缝技术条件要求焊透的厚板，不管是对接头、T 形接头、角接接头等，都要进行开坡口。坡口的形式和次寸主要根据钢结构的板厚、选用的焊接方法、焊接位置和焊接工艺等来选择和设计。此外，还应做到：焊缝中填充的材料少这样可以降低焊接材料的消耗，减少热量的输入和焊接工件连量。在相同厚板的情况下，双面坡口比单面坡口、U 形坡口比 V 形坡口、双U 形坡口比 X 形坡口节省焊料。具有良好的可焊达性对于不能翻转或内径较小的封闭焊缝，可采用带钝边的V 形或 U 形坡口，也可以采用加衬垫的坡口。坡口的形状应容易加工 V 形、X 形坡口可采气割，也可以采用刨边机。U 形或双 U 形坡口不能采用气割，所以无在刨边机的条件下