焊接技术及自动化毕业设计说明书

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一.前言

ELDoX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ELDoX900钢进行焊接工艺设计。

二．ELDoX900钢的性能及应用概述

ELDoX900钢的化学成分

表1材料的化学成分

化学成分cSinPScr0NiocuTiN

质量分数0.170.211.390.0090.0010.230.050.4960.010.040.003

由于其合金元素总含量低于5%，ELDoX为低合金高强钢。

ELDoX900钢的力学性能

ELDoX900钢的抗拉强度≥1015Pa,屈服强度≥940Pa，断后伸长率≥13％。

ELDoX900钢的焊接性能

ELDoX900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。根据国际焊接学会推荐的碳当量公式cE=c+n/6+/15+/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。

ELDoX900钢的用途

ELDoX900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．ELDoX900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：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母材的87%，仍可保证接头与母材等强。

ELDoX900钢选用Φ1.2的ER120S-G焊丝进行焊接。

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10～20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。

焊接工艺参数

表三焊接工艺参数

板厚焊接层数电流电压焊接速度保护气流

-73打底焊110-16018-2420-3512-20

盖面焊200-24022-2835-4515-25

清根层200-24022-2835-4515-25

焊前预热及焊后热处理

对于ELDoX900，但板厚小于20时，不要求预热，板厚在20-30时，预热温度为100℃-125℃板厚在30以上，预热温度为125-150℃.所以5-7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。

焊缝检验

如为关键焊缝，板厚小于6，宜用射线照相方法进行探伤，当被测焊件的板厚大于6，可用超声波探伤方法检验，但对于在6-8之间的焊件，用由从业时间超过3年的检验人员完成检验。

焊接缺陷及控制措施

由于ELDoX900钢碳含量较低、n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。

焊接工艺

焊接工艺卡

单位：湖南机电职业技术学院工程名称：

工艺卡编号：01

部位名称：

I形坡口平焊接头焊接设备型号：yG-400TX执行标准：

焊接方法：AG生产方式单件生产

材料：ELDoX900钢

厚度级别：5

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：无

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10～20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。

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20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电流电压焊接速度

型号直径极性大小

AG焊ER120S-GΦ1.2直流反极性110-16018-2420-35

AG焊ER120S-GΦ1.2直流反极性200-24022-2835-45

AG焊ER120S-GΦ1.2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

在ELDoX900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；

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，完全能制造出高质量的超高强钢结构件。

六．参考文献

[1]贺XX.焊接工艺及应用.国防工业出版社，XX.11