焊接方法与设备使用课程设计

mm板厚Q235A埋弧自动焊平焊焊接工艺设计设计题目10mm板厚Q345(16Mn)埋弧自动焊平焊焊接工艺设计试件尺寸：300mm×100mm×16mm焊接要求：单面焊双面成形接头形式：对接接头二、母材技术情况母材的选择：母材选择用尺寸为300mm×100mm×16mm的Q345(16Mn)试板2块，化学成分见下表1。 表1Q345(16Mn)化学成分牌号等级化学成分（质量分数）（%）Q235ACMnsisF≤≤0.20≤1.200.500.0350.0451、材料性能分析1)物理性能分析Q345(16Mn)钢抗拉强度：σb（MPa）：490～675，屈服强度：σs（MPa）：＞345，伸长率：21%。2)焊接性分析Q345(16Mn)钢是一种普通碳素结构钢，碳含量0.07～0.14，碳当量值远小于0.20%，具有冶练容易、工艺性好、价格价廉等优点。S、P和非金属夹杂物较多在相同含碳最及热处理条件下，低碳钢焊接材料焊后的接头塑性和冲击韧度良好，焊接时，一般不需预热、控制间温度和后热，焊后也不必采用热处理改善组织，整个焊接过程不必采取特殊的工艺措施，焊接性优良。只有在厚大结构件、低温下焊接，才考虑焊前预热、焊后热处理等。2、焊接要求：焊双面成形，对接接头，交货状态：一般以热轧状态交货。三、焊接材料选择及技术状况1、焊丝、焊剂的选择（1）埋弧焊时，在给定工艺参数的条件下，熔敷金属的力学性能主要取决于焊丝、焊剂两者的组合，选择埋弧焊焊接材料时，必须按焊缝金属的性能来匹配适当的焊丝和焊剂，选择的方法通常是，首先按照接头强度韧性和其他性能要求，选择适当的焊丝，然后根据焊丝的成份选择焊剂。（2）埋弧焊低碳钢时，以保证焊缝金属力学性能为主，使焊缝与母材等强，宜采用低锰或含锰焊丝，配合高锰高硅焊剂。按国家标准GB/T14957-1944《熔化焊用钢丝》及GB/T4241-1984《焊接用不锈钢盘条》规定，可选用高猛高硅焊剂（HJ430、HJ431、HJ433、HJ434）与低碳钢焊丝（H08A、H08Mm）想配合。镀铜焊丝H08A的化学成分学性能如表2.表2H08A化学成分及力学性能化学成分（质量分数%）力学性能CMnSiSFCuδb（MPa）δ（%）0.090.380.010.0120.0070.085.3728HJ431焊剂属于高锰、高硅、低氟型焊剂，电弧稳定、焊波美观，但抗锈能力一般，在使用前需在250℃下烘干1-2h。其化学成分如表3.表3HJ431焊剂化学成分MnOSiO2CaF2MgOCaOAl2O3FeOSF34.5-3840-443-6.55-7.5≤5.5≤4≤1.5≤0.1≤0.1四、焊前准备1、坡口的设计与加工和其他焊接方法相比，埋弧焊所用的电流较大，热输入较多，母材稀释率高，熔透深度大，所以设计和加工破口时要注意。以保证根部熔透和消除夹渣等缺陷。根据国家标准GB/T985.2-2008《埋弧焊的推荐坡口》执行。根据所焊接工件要求，选择I形坡口，间隙b≤5mm焊剂和焊丝的处理根据焊件的钢种及板厚按工艺要求选择焊丝和焊剂的牌号和直径，并对焊缝表面进行除油、除锈处理。焊剂烘干后立即使用。3、装配点固埋弧焊要求焊接接头间隙均匀，高低平整不错边，所以在焊接前，根据焊接板件厚度进行定间距定位焊。定位焊一般采用焊条电弧焊，使用E4303焊条，焊条直径4mm。焊缝长度一般为30mm，间距为100-300mm。保证焊透、融合良好，无焊接缺陷。4、焊件的清理焊接前，必须将破口内的铁锈，夹杂铁末及定位点焊后放置较长时间时间，因受潮而产生的氧化物清理干净，以防止焊接时产生气孔，清理时可采用网状砂轮，喷丸等方法。5、焊件的处理埋弧焊时，由于在焊接起始阶段焊接参数不够稳定，达到预定的焊缝厚度需要有一个过程，而在焊缝收尾时，由于熔池冷却收缩会出现弧坑。这两种情况都会影响焊接质量，甚至产生缺陷。因此，在试板两端分别焊上一块引弧板和引出板。焊接开始时，在引弧板上起弧，结束时在引出板上收弧。焊接结束后，用气割将两块板割除。如图1所示。图1对接埋弧焊装配示意图6、焊接辅助工具:手工钳子，手工扳手，夹具，引弧板，引出板，熄弧板五、焊接设备1、焊接设备MZ—1000型埋弧焊机，2.特点这种焊机的控制操作系统比较简单，外形尺寸不大，焊接小车结构也比较简单，使用方便，可以使用交流或直流焊接电源，主要用于焊接水平位置及倾角小于15°的对接焊缝和角焊缝。3、工作原理MZ-1000型自动焊机工作原理MZ-1000型自动电焊机的电气线路是根据电弧电压的变化，自动调节焊丝的给送速度，使电弧电压保持不变的原理设计。六、焊接工艺参数表4埋弧焊工艺参数焊缝焊件厚度（mm）装配间隙（mm)焊丝直径（mm）焊接电流（A）电弧电压（V）焊接速度(cm/min)]/打底焊102-34480-52032-3420-30盖面焊10—4550-60032-3420-30七、焊接操作及注意事项1、焊接操作（1）打底焊将装配好的焊件置于焊剂衬垫上，焊剂衬垫的作用是避免焊接过程中液态金属盒熔渣从接口处流失。将焊接小车摆放好，调整焊丝位置，使焊丝对准根部间隙，往复拉动小车几次，保证焊丝在整条焊缝上均能对中，且不与焊件接触。引弧前将小车拉到引弧板上，调整好小车行走方向开关，锁定行走离合器之后，按动送丝、退丝按钮，使焊丝端部与引弧板轻轻而可靠接触，并且时时保证添加焊剂，让焊剂覆盖焊接处。引弧后，迅速调整相应的按钮，直至相关的工艺参数符合要求，电压、电流表指针摆动减小，焊接稳定为止。当焊接熔池离开焊件位于引出板上时，应马上收弧。待焊缝金属及熔渣冷却凝固后，敲掉熔渣，并检查焊缝外观质量。（2）碳弧气刨清根：焊剂ZXG—400，直流反接；碳棒∅6mm,刨削电流250～300A，压缩空气压力为0.4～0.6MPa；槽深4～5mm,槽宽6～8mm。（3）盖面焊焊前将填充金属层焊道的熔渣和飞溅清理干净，若有凹凸不平处要予以处理，打磨平整，以便于盖面焊。将修整好的试件，按打底焊的操作步骤，进行盖面焊。2、注意事项（1）收弧时，如果按下启动按钮后，焊丝不能上抽引燃电弧，而且把机头顶起，表明焊丝与焊件接触太紧或接触不良，这是需要适当剪断焊丝和清理接触表面，在重新引弧。（2）收弧时，如果按停止按钮直接按到底（为按两步操作），焊丝送进与电源同时切断，就会由于送丝电动机的惯性继续下送一段焊丝，致使焊丝插入待凝固的熔池中，发生焊丝与焊件粘结现象；若导电嘴较低或电弧电压较高时，突然断电，电弧还可能返烧导电嘴，甚至将焊丝与导电嘴熔化在一起。八、实训小结时间稍纵即逝，转眼间一个星期的实训已经接近尾声了，在这过去的一个星期里我在老师的带领下做了关于16mm板厚Q345（16Mn）SAM焊对接平焊焊接的工艺设计。在设计的过程中遇到了许多在学习中没有遇到或者是存在没有解决的问题，对此我在院图书馆查阅了相关的书籍并且利用网络搜集了相关的资料，针对存在的问题寻找解决方案。在此过程中虽然有点累但是还是很快乐的，一周的时间过得很充实。在此过程中使我对所学的SAM焊接有了更深一步的了解和认识，首先通过选择焊接材料，考虑材料的属性和焊接性能，紧接着对焊丝焊剂进行选择并设定焊接工艺参数，需要考虑到许多在日常学习中没有考虑到的问题。在解决问题的过程中我学到了很多，也是我对焊接这个专业有了更