焊接方法及设备课程设计任务书

1、课程设计说明书学 院： 山东交通学院 专业/班级： 成型112 姓 名： 李斌 学 号： 110616231 指导教师： 赵老师 目 录1.课程设计任务书 22.焊接方法及设备 32.1 产品结构及材质性能分析32.2 焊接方法及设备型号43.焊接材料与焊接规范53.1 焊接材料53.2 焊接规范54.焊前准备与焊接辅助设备 85.焊接操作要点 96.焊后处理及检验 117.总结 138.参考文献 12 焊接方法及设备课程设计任务书题目：试制定尺寸为220mm×8mm，材质为Q235，低碳钢管对接的焊接工艺。任务：1. 根据设计题目中产品的结构特点和材料性能，选择焊接方法，确定焊接设

2、备型号；2. 根据所确定焊接方法及设备，选择焊接材料，确定焊接规范；3. 焊前准备和焊后处理、焊接辅助设备等；4. 焊接操作要点及相关注意事项；5. 编写设计说明书一份，内容包括上述产品的结构特点和材料焊接性能分析，所选择的焊接方法，确定的焊接设备，选择的焊接材料，确定的焊接规范；焊前准备和焊后处理、焊接辅助设备及焊接操作要点等。第二章 焊接方法及设备2.1产品结构及材质性能分析产品结构 产品为直径220mm，厚度为8mm的低碳钢管。产品为低碳钢管的对接焊,焊缝为环缝。 材质性能分析（1）化学性能分析 板材的化学成分如表2-1所示。1表2-1 Q235的化学成分牌号化学成分/CMnSiSPQ2

3、350.170.350.800.300.0350.035（2）物理性能分析机械性能为，屈服极限为235MPa，抗拉强度=375460MPa，伸长率=26。1（3）焊接性分析 低碳钢的碳的质量分数0.25,碳当量值远小于0.40,所以这类钢的焊接性好,焊接时一般不需要采取特殊的工艺措施,用各种焊接方法都能获得优质的焊接接头。只有厚大结构件、低温下焊接，才考虑焊前预热、焊后热处理等。如板厚大于50mm，温度低于0或20mm以下板厚、温度低于10，应焊前预热100150。22.2焊接方法及设备型号焊接方法选择 该直径的管子无法从内部进行焊接，必须采用单面焊双面成型工艺。为了保证焊透及根部焊接质量，采

4、用U形坡口。焊接时可用“管子旋转焊枪位置固定”地方法，因为利用这种方法焊接时熔池始终处于相同的位置，有利于获得良好的焊缝成形。管壁较厚时，焊枪固定在1点钟位置（如图2所示），而管壁较薄时，焊枪固定在3点位置。8mm壁厚属于中等厚度，可采用焊接或细颗粒过渡焊接。3焊接设备型号选择根据板材厚度8mm，确定焊接电流为100140A，电弧电压为1822V选择焊机的型号为NBC-250焊机，焊机参数如表2-2所示。4表2-2 NBC-250焊机参数项目一次电压相数频率额定输入容量额定工作电流电流调节范围电压调节范围空载电压范围冷却方式基本参数380V350Hz8.1KVA250A50250A1727V1

5、836V自冷第三章 焊接材料及焊接规范3.1焊接材料的选择3.1.1焊丝的选择 气体保护焊的常用焊丝为H08Mn2SiA焊丝，具有较好的工艺性能、力学性能及抗裂纹能力，适于焊接低碳钢、屈服点500MPa的低合金钢，以及经焊后热处理抗拉强度1200Mpa的低合金高强钢。H08Mn2SiA 的化学成分如表3所示。4表3-1 H08Mn2SiA焊丝的化学成分焊丝牌号合金元素（质量分数，）CSiMnCrNiSPH08Mn2SiA0.110.650.951.802.100.200.300.0300.0303.2焊接规范焊丝直径的选择 板材厚度为28mm，焊接位置为全位置时，熔滴过渡形式为短路过度时，应采

6、用直径为1.01.2mm的焊丝。此处选择焊丝直径为1.2mm。电流相同时，随着焊丝直径的减小，熔深要增大。4焊接电流的选择 焊接电流的作用是熔化焊丝和工件，同时也是决定熔深的主要因素。焊接电流的使用范围随焊丝的直径和熔滴过渡形式的不同而不同。因为焊丝直径选择了1.2mm，熔滴过渡形式为短路过度，所以焊接电流的范围为100175A。4电弧电压的选择 电弧电压是焊接参数中很重要的一个参数。电弧电压的大小决定了电弧的长短和熔滴的过渡形式，他对焊缝的成形、飞溅、焊接缺陷以及焊缝的力学性能有很大的影响。电弧电压对焊接过程和对金属与气体间的冶金反映的影响均比焊接电流大，且随着焊丝直径的减小，电弧电压影响的

7、程度增大。实现短路过度的条件之一是保持较短的电弧长度，即低电压。但电弧电压，电弧引燃困难，焊丝会插入熔池，电弧也不能稳定燃烧；若电弧电压过高，则有短路过度转变成粗滴的长弧过渡，焊接过程不稳定。为获得良好的工艺性能，应该选择最佳的电弧电压之值，该值是一个很窄的电压区间，一般仅有12V变化范围。最佳电弧电压值与焊接电流、焊丝直径和熔滴过渡形式等因素有关。根据焊丝的直径为1.2mm，熔滴过渡形式为短路过渡，选择焊接电弧电压的范围为，1823V。4焊接速度的选择选择焊接速度的主要根据生产率和焊接质量。焊速过快，保护效果差，同时使冷却速度加大，使焊缝塑性降低，且不利于焊缝成形，易形成咬边缺陷，；焊速过慢

8、，熔敷金属在电弧下堆积，电弧热和电弧力受阻碍，焊道不均匀，且焊缝组织粗大。在实际生产中，一般不超过0.5mmin。4焊丝伸出长度的选择由于短路过渡焊接时采用的焊丝都比较细，因此在焊丝伸出长度产生的电阻热很大，成为焊接参数中不可忽视的因素。当其他焊接参数不变时，随着焊丝陈出的长度的增加，焊接电流下降，熔深也减小；焊丝上的电阻热增大，焊丝熔化加快，从提高生产率上看这是有利的。但是，当焊丝伸出长度过大时，焊丝容易发生过热而成段熔断，飞溅严重，焊接过程不稳定。同时，焊丝伸出长度增大后，喷嘴与工件间的距离亦增大，因此气体保护效果变差。4直径1.2mm的H08Mn2SiA焊丝的伸出长度815mm。电流极性

9、的选择 气体保护焊主要采用直流反接法。4气体流量的选择气体流量的大小主要是根据对焊接区域的保护效果来决定的。在焊接电流较大、焊接速度较快、焊接伸出长度较长以及在室外作业等情况下，气体流量要是适当加大，以使保护气体有足够的挺度，提高期抗干扰的能力。气体流量过大或过小都将影响保护效果，容易造成焊接缺陷。4犹豫焊丝直径为1.2mm，属于细焊丝，所以选择的汽提流量为1216L/min。第四章 焊前准备及辅助设备4.1焊前准备坡口制备将每个待焊端口用刨边机加工成半U形（单边J形坡口），如图1所示。然后将坡口及附近内外表面20mm范围内的油污、水分、铁锈等打磨干净，露出金属光泽。将管子放在滚轮架上，按照图

10、1所示进行装配，根部间隙控制在1，52.5mm之间，高低平整，不要有错边。选用直径为1.2mm的H08MnSiA焊丝，纯度高于99.8的气体。3焊材的准备焊丝在150烘干2h。CO2气瓶倒置0.5h，排除多余的水分，再正置0.5h，让气体充满瓶的顶部。4.2焊接辅助设备手工钳子，手工扳子，夹具，引弧板，熄弧板。5 预热器，作用是防止CO2气化时，是出气口结冰。干燥器，作用是吸收CO2气体中的水分和杂质。第五章 焊接操作要点5.1焊接操作定位焊定位焊可采用与打底焊相同的焊接参数。在整个环缝上焊接三段定位焊缝，每段长度为1015mm。采用左焊法进行焊接，首先在1点钟位置进行第一段焊接，转动后焊接第

11、二道焊缝，再转动后焊接第三道焊缝。定位焊缝上应无未焊透、气孔等缺陷，焊好后用角向磨光机将其两端打磨成斜坡，以便于接头。35.1.2打底焊定位焊缝位于1点钟的位置，在该定位焊缝上引弧，将焊枪保持在1点钟位置且不罢休，并使管子沿顺时针方向转动，。这样可以防止熔池金属流淌，将熔池金属宽度控制得比根部间隙大0.51mm。焊完后，将打底焊表面清理干净。35.1.3 填充层焊接 仍在1点钟处引弧，焊枪保持在该位置，并作月牙形或锯齿形摆动。焊枪摆动到坡口两侧稍作停留，保证焊道两侧熔合良好但不能熔化工件表面坡口棱角。控制焊接速度、弧长及两侧停留时间，使焊道表面微有下凹，并低于工件表面1.01.5mm，焊后将焊

12、道表面清理干净。35.1.3 盖面焊焊接在管子1点钟处引弧并焊接，焊枪保持在该位置，焊枪摆动幅度应明显大于填充时的摆动幅度，应超过坡口边缘0.51.5mm，以保证坡口边缘的良好熔合。3焊接的参数如表5-1所示。3表5-1 220mm×8mm钢管的焊接参数焊层焊接电流/A电弧电压/V焊丝伸出长度/mm气体流量/Lmin打底焊100120181918201216填充焊110130192118201216盖面焊120140202220221216第六章 焊后处理及检验6.1.1焊后处理因为低碳钢的可焊性能良好，通常情况下不会因焊接而引起严重硬化组织和淬硬组织，但是如果用在重要的结构件时，要

13、进行焊后热处理，如果经过热处理以后，接头的金相组织会得到改善，提高了焊接接头的塑性、韧性，从而改善了焊接接头的综合机械性能。常用的方法有两种：一是整体高温回火，这种方法可以消除80%90%的焊接应力；另一种是局部高温回火，这种方法起到消除局部焊接应力的目的。检验焊接检验的方法有很多，常用以下方法：（1） 外观检验（2） 致密性检验（3） 受压容器的强度检验（4） 物理方法的检验总结Q235钢是一种普通碳素结构钢，具有冶炼容易，工艺性好，价格价廉的优点，而且在力学性能上也能满足一般工程结构及普通机器零件的要求，在世界各国得到广泛应用。通过这次的课程设计，了解了许多在焊接方面上课本上所没有学习到的知识。让我认识到了只有通过严谨，严格的设计要求，才能保障产品质量。任何一个方面上的失误，都有可能在产品上产生焊接缺陷，这些缺陷对产品质量都有致命的漏洞，产生严重的焊接事故，造成不必要的经济损失。所以在以后的学习中，必须注意其重要的意义，严格对待在焊接中的每一步。通过设计，使我初步具有分析金属材料焊接性的能力.并能根据产品的技术要求、结构特点等，正确编制焊接工艺(包括焊前准备、焊接方法与焊接材料的选用，焊接工艺参数的确定及焊后处理等)。我在设计过程中学会查阅和运用工具书及技术文件，巩固所学内容，把该课程设计的理论知