平敷焊单面焊双面成型气割焊接毕业论文

1、 PAGE17 / NUMPAGES17平敷焊 单面焊双面成型 气割 目 录摘要5第一章 绪论6第二章 平敷焊7第三章 单面焊双面成型13第四章 气割16第五章 结束语19参考文献20 第一章 摘要通过对本课题的设计，应掌握焊接工艺参数的基本选择原则。掌握板对接平焊单面焊双面成型正确操作手法。本课题设计是能够正确调整、使用焊条电弧焊焊接设备与工具。掌握焊接工艺参数的选择原则。掌握焊条电弧焊的引弧操作和运条的基本方法。，焊缝的高度和宽度能符合要求，焊缝表面均匀，无缺陷。能够使用焊缝检测尺测量焊缝尺寸。让大家掌握开坡口的平对接单面焊双面成形打底层焊接工艺参数，运条方法要领与接头方法，掌握中间层与表

2、面层焊接操作技术。熟悉气割各项要求，熟练切割。关键词：电弧焊 工艺参数 焊接参数平对接单面焊双面成形 焊接工艺参数 气割第一章 绪论为了解决双面焊存在的问题，提高劳动生产率、降低劳动强度和能源损耗，日本从50年代，已经开始了单面焊工艺的研究，并在80年代，广泛进行了应用，成为一种高效的焊接工艺；其核心是在背面采用衬垫材料，单面焊接，焊缝在背面直接成型，同时确保整个焊缝的外观质量和力学性能；七五期间，国的焊接工作者启动了单面焊双面成型工艺与衬垫的研究，理工大学（原水运工程学院、原交通科技大学）焊接教研室承接了交通部高效焊接衬垫的研制，以施雨湘教授、建强博士、杜学铭副教授等一批专家学者，在90年代

3、初，开发出了国产的烧结型瓷衬垫，解决限制我国单面焊工艺使用的衬垫材料问题，并对在不同焊接方法下的使用，进行了持续深入研究，发表了一批论文，证实了采用瓷衬垫的单面焊工艺，不但完全可以保证焊接质量，提高焊接效率，节能、减排，而且经济性非常高！国产的烧结型瓷单面焊衬垫，适用于各种焊接位置：直焊缝、角焊缝，不同的焊接方法：手工焊、CO2焊等，目前已经广泛使用与造船等行业；与传统的双面焊相比，采用瓷衬垫的单面焊工艺，完全可以将传统焊接工艺改变为“能单面焊，绝不双面焊”，其具有明显的优点。利用可燃气体同氧混合燃烧所产生的火焰分离 材料的 HYPERLINK :/baike.baidu /view/1166

4、460.htm t _blank 热切割，又称氧气切割或火焰切割。气割时，火焰在起割点将材料预热到燃点，然后喷射氧气流，使 HYPERLINK :/baike.baidu /view/403617.htm t _blank 金属材料剧烈氧化燃烧，生成的氧化物熔渣被气流吹除，形成切口。气割用的氧纯度应大于99；可燃气体一般用乙炔气，也可用石油气、天然气或煤气。用乙炔气的切割效率最高，质量较好，但成本较高。气割设备主要是割炬和气源。割炬是产生气体火焰、传递和调节切割热能的工具，其结构影响气割速度和质量。采用快速割嘴可提高切割速度，使切口平直，表面光洁。手工操作的气割割炬，用氧和可燃气体的气瓶或发生

5、器作为气源。半自动和自动气割机还有割炬驱动机构或坐标驱动机构、仿形切割机构、光电跟踪或数字控制系统。大批量下料用的自动气割机可装有多个割炬和 HYPERLINK :/baike.baidu /view/8055.htm t _blank 计算机控制系统。被气割的金属材料应具备下列条件：在纯氧中能剧烈燃烧，其燃点和熔渣的熔点必须低于材料本身的熔点。熔渣具有良好的流动性，易被气流吹除。导热性小。在切割过程中氧化反应能产生足够的热量，使切割部位的预热速度超过材料的导热速度，以保持切口前方的温度始终高于燃点,切割才不致中断。因此,气割一般只用于低碳钢、低合金钢和钛与钛合金。气割是各个工业部门常用的金属

6、热切割方法，特别是手工气割使用灵活方便，是工厂零星下料、废品废料解体、安装和拆除工作中不可缺少的工艺方法。第二章 平敷焊1. 平敷焊的特点 平敷焊是焊件处于水平位置时，在焊件上堆敷焊道的一种操作方法。在选定焊接工艺参数和操作方法的基础上，利用电弧电压、焊接速度，达到控制熔池温度、熔池形状来完成焊接焊缝。 平敷焊是初学者进行焊接技能训练时所必须掌握的一项基本技能，焊接技术易掌握，焊缝无烧穿、焊瘤等缺陷，易获得良好焊缝成形和焊缝质量。2. 基本操作姿势焊接基本操作姿势有蹲姿、坐姿、站姿，如图1-6所示。图1-6 焊接基本操作姿势焊钳与焊条的夹角如图1-7所示。图1-7 焊钳与焊条的夹角辅助姿势 焊

7、钳的握法如图1-8所示。 面罩的握法为左手握面罩，自然上提至护目镜框与眼平行，向脸部靠近，面罩与鼻尖距离1020mm即可。图1-8 焊钳的握法、实习操作练习基本操作方法（1）引弧 焊条电弧焊施焊时，使焊条引燃焊接电弧的过程，称为引弧。常用的引弧方法有划擦法、直击法两种。划擦法 优点：易掌握，不受焊条端部清洁情况（有无熔渣）限制。 缺点：操作不熟练时，易损伤焊件。 操作要领：类似划火柴。先将焊条端部对准焊缝，然后将手腕扭转，使焊条在焊件表面上轻轻划擦，划的长度以2030mm为佳，以减少对工件表面的损伤，然后将手腕扭平后迅速将焊条提起，使弧长约为所用焊条外径1.5倍，作“预热”动作（即停留片刻），

8、其弧长不变，预热后将电弧压短至与所用焊条直径相符。在始焊点作适量横向摆动，且在起焊处稳弧（即稍停片刻）以形成熔池后进行正常焊接，如图1-9（a）所示。 图1-9 引弧方法直击法 优点：直击法是一种理想的引弧方法。适用于各种位置引弧，不易碰伤工件。 缺点：受焊条端部清洁情况限制，用力过猛时药皮易大块脱落，造成暂时性偏吹，操作不熟练时易粘于工件表面。操作要领：焊条垂直于焊件，使焊条末端对准焊缝，然后将手腕下弯，使焊条轻碰焊件，引燃后，手腕放平，迅速将焊条提起，使弧长约为焊条外径1。5倍，稍作“预热”后，压低电弧，使弧长与焊条径相等，且焊条横向摆动，待形成熔池后向前移动，如图1-9（b）所示。影响电

9、弧顺利引燃的因素有：工件清洁度、焊接电流、焊条质量、焊条酸碱性、操作方法等。（2）引弧注意事项注意清理工件表面，以免影响引弧与焊缝质量。引弧前应尽量使焊条端部焊芯裸露，若不裸露可用锉刀轻锉，或轻击地面。焊条与焊件接触后提起时间应适当。引弧时，若焊条与工件出现粘连，应迅速使焊钳脱离焊条，以免烧损弧焊电源，待焊条冷却后，用手将焊条拿下。引弧前应夹持好焊条，然后使用正确操作方法进行焊接。初学引弧，要注意防止电弧光灼伤眼睛。对刚焊完的焊件和焊条头不要用手触摸，也不要乱丢，以免烫伤和引起火灾。 运条方法 焊接过程中，焊条相对焊缝所做的各种动作的总称叫运条。在正常焊接时，焊条一般有三个基本运动相互配合，即

10、沿焊条中心线向熔池送进、沿焊接方向移动、焊条横向摆动（平敷焊练习时焊条可不摆动），如图1-10所示。图1-10 焊条角度与应用焊条的送进沿焊条的中心线向熔池送进，主要用来维持所要求的电弧长度和向熔池添加填充金属。焊条送进的速度应与焊条熔化速度相适应，如果焊条送进速度比焊条熔化速度慢，电弧长度会增加；反之如果焊条送进速度太快，则电弧长度迅速缩短，使焊条与焊件接触，造成短路，从而影响焊接过程的顺利进行。 长弧焊接时所得焊缝质量较差，因为电弧易左右飘移，使电弧不稳定，电弧的热量散失，焊缝熔深变浅，又曲于空气侵人易产生气孔，所以在焊接时应选用短弧。（2）焊条纵向移动 焊条沿焊接方向移动，目的是控制焊道

11、成形，若焊条移动速度太慢，则焊道会过高、过宽，外形不整齐，如图1-11（a）所示。焊接薄板时甚至会发生烧穿等缺陷。若焊条移动太快则焊条和焊件熔化不均造成焊道较窄，甚至发生未焊透等缺陷，如图1-11（b）所示。只有速度适中时才能焊成表面平整，焊波细致而均匀的焊缝，如图1-11（c）所示。焊条沿焊接方向移动的速度由焊接电流、焊条直径、焊件厚度、装配间隙、焊缝位置以与接头型式来决定。图1-11 焊条沿焊接方向移动（3）焊条横向摆动 焊条横向摆动，主要是为了获得一定宽度的焊缝和焊道，也是对焊件输入足够的热量，排渣、排气等。其摆动围与焊件厚度、坡口形式、焊道层次和焊条直径有关，摆动的围越宽，则得到的焊缝

12、宽度也越大。 为了控制好熔池温度，使焊缝具有一定宽度和高度与良好的熔合边缘，对焊条的摆动可采用多种方法。（4）焊条角度 焊接时工件表面与焊条所形成的夹角称为焊条角度。 焊条角度的选择应根据焊接位置、工件厚度、工作环境、熔池温度等来选择，如图1-12所示。图1-12焊条角度（5）运条时几个关键动作与作用焊条角度掌握好焊条角度是为控制铁水与熔渣很好的分离，防止熔渣超前现象和控制一定的熔深。立焊、横焊、仰焊时，还有防止铁水下坠的作用。 横摆动作 作用是保证两侧坡口根部与每个焊波之间相互很好的熔合与获得适量的焊缝熔深与熔宽。稳弧动作（电弧在某处稍加停留之意）作用是保证坡口根部很好熔合，增加熔合面积。直

13、线动作保证焊缝直线敷焊，并通过变化直线速度控制每道焊缝的横截面积。焊条送进动作 主要是控制弧长，添加焊缝填充金属。 （6）运条时注意事项焊条运至焊缝两侧时应稍作停顿，并压低电弧。三个动作运行时要有规律，应根据焊接位置、接头形式、焊条直径与性能、焊接电流大小以与技术熟练程度等因素来掌握。 对于碱性焊条应选用较短电弧进行操作。焊条在向前移动时，应达到匀速运动，不能时快时慢。 运条方法的选择应在实习指导教师的指导下，根据实际情况确定。 接头技术（1）焊道的连接方式 焊条电弧焊时，由于受到焊条长度的限制或操作姿势的变化，不可能一根焊条完成一条焊缝，因而出现了焊道前后两段的连接。焊道连接一般有以下几种方

14、式。后焊焊缝的起头与先焊焊缝结尾相接，如图1-12（a）所示。 后焊焊缝的起头与先焊焊缝起头相接，如图1-12（b）所示。后焊焊缝的结尾与先焊焊缝结尾相接，如图1-12（c）所示。后焊焊缝结尾与先焊焊缝起头相接，如图1-12（d）所示。图1-12 焊缝接头的四种情况（2）焊道连接注意事项接头时引弧应在弧坑前10mm任何一个待焊面上进行，然后迅速移至弧坑处划圈进行正常焊。接头时应对前一道焊缝端部进行认真地清理工作，必要时可对接头处进行修整，这样有利于保证接头的质量。 焊缝的收尾 焊接时电弧中断和焊接结束，都会产生弧坑，常出现疏松、裂纹、气孔、夹渣等现象。为了克服弧坑缺陷，就必须采用正确的收尾方法

15、，一般常用的收尾方法有三种。 （1）划圈收尾法 焊条移至焊缝终点时，作圆圈运动，直到填满弧坑再拉断电弧。此法适用于厚板收尾，如图1-13（a）所示。 （2）反复断弧收尾法 焊条移至焊缝终点时，在弧坑处反复熄弧，引弧数次，直到填满弧坑为止。此法一般适用于薄板和大电流焊接，不适应碱性焊条，如图1-13（b）所示。 （3）回焊收尾法 焊条移至焊缝收尾处即停住，并虽改变焊条角度回焊一小段。此法适用于碱性焊条，如图1-13（c）所示。收尾方法的选用还应根据实际情况来确定，可单项使用，也可多项结合使用。无论选用何种方法都必须将弧坑填满，达到无缺陷为止。图1-13 焊缝的收尾方法操作要领 手持面罩，看准引弧

16、位置，用面罩挡着面部，将焊条端部对准引弧处，用划擦法或直击法引弧，迅速而适当地提起焊条，形成电弧。 调试电流。 （1）看飞溅 电流过大时，电弧吹力大，可看到较大颗粒的铁水向熔池外飞溅，焊接时爆裂声大；电流过小时，电弧吹力小，熔渣和铁水不易分清。 （2）看焊缝成形 电流过大时，熔深大，焊缝余高低，两侧易产生咬边；电流过小时，焊缝窄而高，熔深浅，且两侧与母材金属熔合不好；电流适中时焊缝两侧与母材金属熔合得很好，呈圆滑过渡。 （3）看焊条熔化状况 电流过大时，当焊条熔化了大半截时，其余部分均已发红；电流过小时，电弧燃烧不稳定，焊条易粘在焊件上。 操作要求：按指导教师示动作进行操作，教师巡查指导，主要

17、检查焊接电流、电弧长度、运条方法等，若出现问题，与时解决，必要时再进行个别示。第三章 单面焊双面成型1焊前准备（1）试板准备焊件材料：Q235试板尺寸：300mm100mm12mm，二块。坡口形式：V形坡口。（2）设备与工具准备设备：AX320型或ZXG-300型电焊机均可。工具：锤子、敲渣锤、錾子、钢丝刷、毛刷、焊条盒、钢直尺、划针、样冲、焊缝测量器等。（3）焊材选择因Q345钢的最低抗拉强度b为470MPa，故应选用E40系列焊条。为提高焊接质量，焊接时，可选用E5015低氢碱性焊条进行焊接。（4）焊前清理用砂纸、钢丝刷或角向磨光机将坡口面与坡口正反两侧20mm以的油污、铁锈、水分与其他污

18、物清除干净，直至露出金属光泽。（5）装配与定位焊将两块试板对齐、对平，装配成V形坡口的对接接头。装配时不能出现错边，并预留装配间隙，这样有利于焊透。装配间隙起焊处为3mm，终焊处为4 mm，如图11-30所示（方法是分别用直径为3.2 mm和4 mm的焊条芯夹在两头）。图11-30 试板的装配将装配好的试板在焊件坡口两侧距端头20mm以进行定位焊，定位焊用直径为3.2mm的E5015焊条进行焊接，焊接电流为90120A，定位焊缝长为1015mm。焊点不宜过高、过长。（6）试板打钢印与划线在试板上用钢印打出考试编排，并在距坡口边缘一定距离（如70 mm）的钢板表面，用划针划上与坡口边缘平行的平行

19、线，如图11-31所示。并打上样冲眼，作为焊后测量焊缝坡口每侧增宽的基准线。图11-31 试板表面的基准线（7）预置反变形由于是V型坡口，正面需填充较多的金属，焊后易产生变形。为此，在焊前必须进行反变形，反变形量可用万能角度尺测量值，也可测值，如图11-32a所示，=bsin=100sin3=5.23mm。获得反变形的方法是用两手拿住其中一块钢板的两端，轻轻磕打另一块，如图11-32b所示，使两板之间呈一夹角，作为焊接反变形量，反变形量一般为34。角如无专用量具测量，可采用简便方法，将水平尺搁于钢板两侧，中间如正好让一根直径为3.2mm的焊条通过，则反变形角符合要求，如图11-32c所示。图1

20、1-32 预置反变形角a）反变形角度与尺寸；b）获得反变形的方法；c）反变形角度的测量1焊件；2水平尺；33.2 mm焊条芯由于试板厚为12 mm，需采用多层多道焊来完成。其焊道分布，如图11-33所示，采用单面焊四层四道。图11-33 焊道分布1打底焊；2、3填充焊；4盖面焊（9）焊接工艺参数选择打底焊焊条直径：3.2mm；焊接电流：90120A。填充焊焊条直径：4mm；焊接电流：140170A。盖面焊焊条直径：4mm；焊接电流：140160A。（10）检查焊机各接线部位是否正确、是否牢固可靠。2V形坡口对接平焊操作（1）打底焊单面焊双面成形技术的关键在于正面打底层的焊接。打底层的焊接目前有

21、断弧焊和连弧焊两种方法。断弧焊施焊时，电弧时灭时燃，靠调节电弧燃、灭时间的长短来控制熔池的温度，因此工艺参数选择围较宽，是目前常用的一种打底焊方法。打底焊时，将试板放在水平面上，间隙小的一端在左侧，并在左端定位焊缝处引弧。打底焊时焊条与焊件之间的角度如图11-34a所示。运条时采用小幅度锯齿形横向摆动，并在坡口两侧稍停留，连续向前焊接。打底焊中，还应注意以下二点。控制熔孔的大小。打底焊时为保证得到良好的背面成形和优质焊缝，电弧要控制短些，要注意将电弧的2/3覆盖在熔池上，电弧的1/3保持在熔池前，用来熔化和击穿坡口根部形成的熔孔，熔孔的大小如图11-34b所示。正确进行焊缝接头。当焊条即将焊完

22、，需要更换焊条时，将焊条向焊接反方向拉回1015 mm，并迅速抬起焊条收弧；然后迅速更换焊条，趁熔池还未完全凝固，在熔池前方1020 mm处引弧，并立即将电弧退回到接头处。图11-34 打底焊a）打底焊时的焊条角度；b）打底焊时的熔孔1焊缝；2熔池；3熔孔（2）填充焊填充层施焊前先将前一道焊缝熔渣、飞溅清除干净，修正焊缝的过高处与凹槽。填充焊时，应选用较大一点的电流，焊条倾角如图11-35a所示，焊条的运条方法可采用月牙形或锯齿形，摆动幅度应逐层加大，但要注意不能太大，不能让熔池边缘超出坡口面上方的棱边，否则表面层焊接时看不清坡口。焊第三层填充焊时，应控制整个坡口的焊缝比坡口边缘低0.51.5

23、 mm左右，最好略呈凹形。填充焊时的接头方法如图11-35b所示。图11-35 填充焊a）填充焊时的焊条角度；b）填充焊接头（3）盖面焊盖面焊时的焊条角度、运条方法与接头方法与填充焊一样。但焊条摆动幅度比填充焊大，摆动到坡口边缘时应稍作停顿，避免产生咬边。焊接时必须注意保证熔池边沿不得超过试板坡口表面棱边2mm，否则焊缝超宽。第四章 气割一 气割的基本原理1.氧气切割的过程气割是利用气体火焰的热能将切割件预热到一定温度后，喷出高速切割氧流，使其燃烧并放出热量实现切割的方法。氧气切割是常用的切割方法。 氧气切割包括下列三个过程：（1）预热 气割开始时，用预热火焰将待切割处金属预热到燃点。（2）燃

24、烧 向被加热到燃点的金属喷射切割氧，使金属在纯氧中剧烈的燃烧。（3）氧化与吹渣 金属氧化燃烧后，放出大量的热，熔渣被切割氧吹掉，放出的热量将下层金属加热到燃点，继续下去就将金属逐渐的割穿。总之，金属的气割过程为预热燃烧吹渣的过程。其实质是金属在纯氧中燃烧的过程，而不是金属的熔化过程。氧气切割原理简图2.氧气切割的条件.(1)金属材料的燃点应低于其熔点 这样才能保证金属气割过程是燃烧过程，而不是熔化过程。因为液态金属流动性大，切口不平整，切割质量差。如低碳钢的燃点约1350，而熔点约为1500左右，完全满足了气割条件。碳钢中，随含碳量的增加，燃点升高而熔点降低。含碳量为0.7%的碳钢，其燃点比熔

25、点高，难以气割。 当含碳量超过1%时，一般就不能切割。（2）金属氧化物的熔点应低于金属本身的熔点 同时粘度要小，流动性要好，否则，气割过程中形成的高熔点金属氧化物会阻碍下层金属与切割射流的接触，使气割发生困难。如铝的熔点（660）低于三氧化二铝的熔点（2050），铬的熔点（1550）低于三氧化二铬的熔点（1990），所以铝与铝合金、高铬或铬镍钢都不具备气割条件。表列出了一些常用金属与其氧化物的熔点。表中为常用金属材料与其氧化物的熔点。（3）金属燃烧时能放出大量的热这样才能保证气割处的金属具有足够的预热温度，使气割过程能继续进行。 满足上述条件的金属材料有纯铁、低碳钢、和某些低合金钢。二 气割设

26、备 气割时所用设备，除割炬与焊炬不同外，其他设备均与气焊用的一样。气割设备有手工割炬、半自动气割机和自动气割机。1.手工割炬有射吸式和等压式，应用较多的是射吸式，2.半自动气割机应用很广，小车式半自动切割机，可进行直线和直径大于200mm的圆周、斜面、V形坡口等形状的切割。3.自动切割机常用的是摇臂仿形式和直角坐标式，如。三 气割工艺1.气割参数与选择气割参数包括切割氧压力、切割速度、预热火焰能率、割炬与工件间的倾角，以与割炬离开工件表面的距离等。（1）切割氧的压力 与割件厚度、割嘴以与氧气纯度等因素有关。（2）切割速度 与工件厚度和使用的割嘴形状有关。切割速度正确与否，主要根据切口的后拖量来判断。所谓后拖量，就是在氧气切割过程中，在同一条割纹上沿切割方向两点间的最大距离。后拖量是不可避免的，只能尽量减小。（3）预热火焰的性质与能率预热火焰应采用中性焰或轻微氧化焰而不能采用碳化焰。预热火焰能率根据割件厚度决定。（4）割炬与割件间的倾角对切割速度和后拖量有直接影响。5）割炬离割件表面的距离通常火焰焰芯离开割件表面的距离应保持在35mm围。常见缺陷的产生原因与防止方法（1）切口过