焊接技术及自动化毕业设计说明书

1、焊接技术及自动化毕业设计说明书、八 、-一 . 前言wELDoX系列钢板是瑞典SSAB钢铁公司开发生产的超高 强度钢 , 集高强度与可焊性、长寿命于一身 ,在国内得到了较 快的发展应用 . 主要应用范围：压力钢管、采矿设备、矿用 自卸车体和汽车起重机、帆船龙骨、大的拱梁、斗铲的顶边 的框架和主要的高韧性部件等领域。产品改造后工作出色， 重量的减轻减少了产品的总重量，从而减少了设备的维修费 用和维修的时间，因此提高了生产率。焊接是影响低合金调 质高强钢应用至关重要的因素 , 本课题就是针对于高强钢 wELDoX90（钢进行焊接工艺设计。二. wELDoX900钢的性能及应用概述.wELDoX90

2、0钢的化学成分（见表 1）表 1 材料的化学成分化学成分cSimnPScr0Nimo cuTiN质量分数0.170.21.390.0090.0010.230.050.4960.010.040.003由于其合金元素总含量低于5% wELDoX为低合金高强钢。2. wELDoX900钢的力学性能wELDoX900钢的抗拉强度1015mPa,屈服强度940mPa 断后伸长率13 %。3. wELDoX900钢的焊接性能wELDoX900钢的合金含量低，碳当量低，从而可用任何普通的电弧焊方法，就可将其焊在普通结构钢板上。在焊接 时，我们所要求的目标是在焊接接头处获得较好的强度和良 好的韧性。 根据国际

3、焊接学会推荐的碳当量公式 cE=c+mn/6+ （cu+Ni ）/15+ （cr+mo+V）/5 ，我们可以知道，随着碳当量 的增加，钢材的焊接性回变差，当cE值大于0.4%0.6%时, 冷裂纹的敏感性将增大 , 焊接时需采取预热施焊后保温缓冷， 并进行消除应力热处理。考虑到产品的结构特点和生产实际 情况，我们采用焊条电弧焊打底，药芯焊丝 co2 焊盖面。与 焊条电弧焊相比，药芯焊丝 co2 焊具有电弧的热输入集中、 焊接电流密度大、焊接热变形小、生产效率高及焊缝成形好 等明显优势。4. wELDoX900钢的用途wELDoX900钢产品改造后工作出色，重量的减轻减少了 产品的总重量，从而减少

4、了设备的维修费用和维修的时间。 主要应用于矿山机械、 桥梁、铁路、汽车起重机等重载领域， 如压力钢管、采矿设备、矿用自卸车体和汽车起重机、帆船 龙骨、大的拱梁、斗铲的顶边的框架和主要的高韧性部件等 领域。三. wELDoX900钢焊接试验及试验方法. 碳当量法根据国际焊学会推荐的碳当量公式：cE=c+mn/6+（cu+Ni ）/15+ （ cr+mo+V） /5我们可以了解到 wELDoX90（的ce=0.554 %,当碳当量大于 0.45 时， 则热影响区热影响区粹硬倾向性大， 焊接时易 产生冷裂纹。因此在焊接之前应采取预热措施，焊后保温缓 冷，并进行消除应力热处理。2. T 形接头抗裂性试

5、验（1）试件及试验参数参照 GB/T4675， 1-1984 斜 y 坡口焊接裂纹试验方法自行设计了 T形接头试件进行裂纹敏感性试验。15mm厚wELDoX900钢板抗冷裂试验件组合形状及尺寸，腹板两侧各 75mm长，加工成 k形60°破口，中间100mm长加工60°斜 y形坡口。翼板与腹板间隙为2mm用方形拘束快固定，焊接方法为 mAG旱，焊接工艺见表 2,保护气体为80%Ar+20co2 , 试验环境温度25 C,相对湿度为 65%。表 2 焊缝焊接工艺参数焊接电流I/A电弧电压U/V焊丝伸出长度L/mm焊接速度26028205（2）试验结果试件经过 48 小时后进行裂

6、纹的检验和解剖，采用着色 探伤法进行表面裂纹检查。试验焊缝横面经研磨、化学试剂 侵蚀、冲洗干燥后置于体式金相显微镜下放大 10 倍进行金 相价差，在室温 25C裂纹率为10%及13%，在余下三种试 验温度下，试件的表面裂纹率均为0，金相检查结果表明，室温条件下试验焊缝底部有疑似裂纹存在，未见进步一扩展 倾向，预热50C、75C及100C,试件没有冷裂纹产生。四. wELDoX900钢焊接工艺在产品的实际焊接过程中，由于产品的结构复杂，焊接 方法多种多样。 焊接接头存在较大的拘束度， 局部应力集中， 因此在焊接操作时必须制定严格的工艺规程。以焊接板厚5-7mm 不开坡口的 wELDoX900钢，

7、其工艺如下。. 焊接方法wELDoX900钢碳含量为0.17%,属于低碳调质钢，mA©旱 是最合适的焊接方法，并且 Ar 与 co2 的联合保护可防止合金元素烧损，有利于得到性能良好的焊接接头。2. 焊接材料超高强度钢由于强度提高，钢材塑性、韧性相应下降。 如果仍采用等强原则，选用高组配的焊接接头，焊缝的韧性 不容易保证，将可能导致由于焊缝金属韧性不足引起低应力 脆性破坏。因此高强钢焊接应采用等韧性原则，选择焊缝韧 性不低于基体金属的低组配焊接接头比较合理。采用低强的 焊缝金属并不总是意味着焊接接头的强度一定低于母材。根 据多年来的焊接接头力学性能试验经验，只要焊缝金属的强 度不低于

8、母材的 87%，仍可保证接头与母材等强。wELDoX90（钢选用 1.2mm的ER120S-G焊丝进行焊接。3. 焊前准备 所有焊缝焊前必须保证焊道干燥、清洁，除掉其中表面的油、水、锈和防锈漆。坡口及坡口周围1020m m范围内必须清理干净，不得有影响焊接质量的铁锈 . 油污 . 水和涂料 等异物。对于重要焊缝，在焊缝两端应设置尺寸合适的引弧 板和引出板。在不能使用引弧板和引出板时，应注意防止在 引弧处和收弧处产生焊接缺陷；焊丝在使用前进行检查，其 表面应无锈垢，油污，水分；保护气体应保持干燥。4. 焊接工艺参数 表三焊接工艺参数板厚（ mm） 焊接层数 电流（ A） 电压（ U） 焊接速度（

9、 cm/min ） 保护气流（ L/min ）5-73打底焊10-1608-2420-352-20盖面焊200-24022-2835-455-25清根层200-24022-2835-455-255. 焊前预热及焊后热处理对于wELDoX9O0但板厚小于20mm寸，不要求预热，板 厚在20-30mm时，预热温度为100 C -125 C板厚在30mm以上, 预热温度为125-150 C .所以5-7mm板焊接不需预热。进行焊后热处理是为了减少焊接残余应力，高强钢经常 在焊态下使用 , 焊后一般不进行焊后热处理，热处理会使接 头的某些力学性能下降，如：冲击韧度等。只有在设计规则 有特殊说明时，方应

10、进行焊后热处理。但应注意其焊后热处 理温度不能超过其调质回火温度。6. 焊缝检验如为关键焊缝，板厚小于6mm宜用射线照相方法进行探伤，当被测焊件的板厚大于6mm可用超声波探伤方法检验，但对于在 6-8mm之间的焊件，用由从业时 间超过 3 年的检验人员完成检验。7. 焊接缺陷及控制措施由于wELDoX90（钢碳含量较低、mn含量较高，而且对S、P 含量的控制也较严格，因此热裂纹倾向较小，焊后容易产 生冷裂纹。避免裂纹出现的办法有：焊前预热母体材料；确保焊接 面的清洁与干燥；选择含氢小的焊料；通过良好的焊接顺序 与工作的合理匹配减少收缩内应力。8. 焊接工艺 焊接工艺卡 单位：湖南机电职业技术学

11、院 工程名称： 工艺卡编号： 01 部位（件）名称：I 形坡口平焊接头 焊接设备型号： yG-400TX 执行标准： 焊接方法： mAG 生产方式 单件生产材料：wELDoX90（钢冈 厚度级别： 5mm 接头型式：平焊接头 接头型式简图： 平焊接头 焊接位置： 水平固定 焊接顺序： 1-2-3 预热及中间热处理：无 焊后热处理：焊接材料及要求：规格：焊前准备： 所有焊缝焊前必须保证焊道干燥、清洁，除掉其中表面的油、水、锈和防锈漆。坡口及坡口周围1020m m范围内必须清理干净，不得有影响焊接质量的铁锈. 油污.水和涂料等异物。对于重要焊缝，在焊缝两端应设置尺寸合适的引弧 板和引出板。在不能使

12、用引弧板和引出板时，应注意防止在 引弧处和收弧处产生焊接缺陷；焊丝在使用前进行检查，其 表面应无锈垢，油污，水分；保护气体应保持干燥。技术要求： 坡口采用机械加工，坡口保持平整不得有裂纹、分层、 夹渣物等缺陷，坡口边缘20mm处应呈金属光泽，不得有油脂、油漆、涂层等污物；注意事项：、焊前清理是否符合要求； 2、焊接电极选用是否取用 正确，夹头是否过热；焊接层数焊接方法填充金属流电压（ U）焊接速度（ cm/min ） 型号 直径（ mm） 极性 大小（ A）mAG旱ER120S-G（ crabofilFk1000 ） 1.2mm直流反极性10-1608-2420-352 mAG旱ER120S-G（crabofilFk1000 ） 1.2mm直流反极性 200-24022-2835-45 3mAG旱ER120S-G( crabofilFk1000 ) 1.2mm直流反极性200-24022-2835-45焊缝检查：焊后按规范对焊缝进行外观检查，不得有裂纹、咬边、 气孔、未焊透等缺陷，对有缺陷的焊缝及时返修。编制审批日期XX-11-25五. 结语(1)在wELDoX900的钢焊接过程中，要严格按焊接工艺要点和焊接工艺参数进行焊接，使产品焊接质量达到设计 要求；（ 2）超高强度钢结构件制作虽然存在一定的难度，但 只要合理地选择焊接方法及工艺参数，加强焊接与制作过程 质量的控制，完全