焊接技术综合实训 课件 项目三-任务二 焊前工件制备

s焊接技术综合实训项目三H型钢制作任务二焊前工件制备s目录01钢材的变形及矫正02下料准备工作04气割后检查及矫正03半自动火焰切割机操作过程05焊前清理s01钢材的变形及矫正钢材在轧制过程中可能产生残余应力而变形。例如，在轧制钢板时，由于轧辊沿长度方向受热不均匀、轧辊弯曲、轧辊间隙不一致，而使板料在宽度方向的压缩不均匀，导致长度方向延伸不相等而产生变形。热轧厚钢板时，由于金属的良好塑性和较大的横向刚度，延伸较多的部分克服了相邻延伸较少部分的作用，而产生板材的不均匀伸长。焊接结构使用的钢材，均是较长、较大的钢板和型材，如果吊装、运输和存放不当，钢材就会因自重而产生弯曲、扭曲和局部变形。钢材在划线以后，一般要经过气割、剪切、冲裁、等离子弧切割等工序。而气割、等离子弧切割过程是对钢材的局部进行加热而使其分离的过程。对钢材的不均匀加热必然会产生残余应力，进而导致钢材产生变形，尤其是在气割窄而长的钢板时，边上的一条钢板弯曲得最明显。在剪切、冲裁等工序时，由于工件的边缘受到剪切，必然产生很大的塑性变形。123钢材变形的原因01钢材的变形及矫正轧制引起变形运输堆放产生变形下料过程中引起的变形钢材的矫正原理钢材的矫正钢材在厚度方向上可以假设是由多层纤维组成的，如图3-2-2（b）。钢材平直时，各层纤维长度都相等，即ab=cd。钢材弯曲后，各层纤维长度不一致，即a’b’≠c’d’见图3-2-2（b）。可见，钢材的变形就是其中一部分纤维与另一部分纤维长短不一致造成的。矫正是通过采用加压或加热的方式进行的，其过程是把已伸长的纤维缩短，把缩短的纤维拉长。最终使钢板厚度方向的纤维趋于一致。矫正就是将变形的钢材在外力作用下产生塑性变形(永久性变形)，使钢材中局部收缩的纤维拉长，伸长的纤维缩短，达到金属各部分的纤维长度均匀，以消除表面不平、弯曲、扭曲和波浪变形等变形的缺陷，从而获得正确的形状。钢材的矫正可以在冷态或热态下进行。冷态矫正简称冷矫形，热态矫正简称热矫形。经常采用的方法有手工矫正、机械矫正、火焰矫正和高频热点矫正四种。矫正方法的选用，与工件的形状、材料的性能和工件的变形程度有关，同时也与制造厂拥有的设备有关。01钢材的变形及矫正钢材的矫正方法手工矫正是采用手工工具，对已变形的钢材施加外力，以达到矫正变形的目的。手工矫正由于矫正力小，劳动强度大，效率低，所以常用于矫正尺寸较小的薄板钢材。手工矫正时，根据刚度大小和变形情况不同，有反向变形法和锤展伸长法。因手工矫正的作用力有限，劳动强度大，效率低，表面损伤大，不能满足生产需要；另一方面，冷作用的轧制钢材和工件的变形情况都比较有规律，所以许多钢材和工件一般采用机械方法进行矫正。机械矫正是利用三点弯曲使构件产生一个与变形方向相反的变形，使结构件恢复平直。机械矫正使用的设备有专用设备和通用设备。专用设备有钢板矫正机、圆钢与钢管矫正机、型钢矫正机、型钢撑直机等；通用设备指一般的压力机、卷板机等。手工矫形机械矫正钢材的矫正方法火焰矫正法是利用火焰对钢材的伸长部位进行局部加热，使其在较高温度下发生塑性变形，冷却后收缩而变短，这样使构件变形得到矫正。火焰矫正操作方便灵活，所以应用比较广泛。火焰矫正的原理：火焰矫正是采用火焰对钢材的变形部位进行局部加热，利用钢材热胀冷缩的特性，使加热部分的纤维在四周较低温度的阻碍下膨胀，产生压缩塑性变形，冷却后纤维缩短，使纤维长度趋于一致，从而使变形得以矫正。高频热点矫正是在火焰矫正的基础上发展起来的一种新工艺，它可以矫正任何钢材的变形，尤其对尺寸较大、形状复杂的工件，效果更显著。其原理是：通入高频交流电的感应圈产生交变磁场，当感应圈靠近钢材时，钢材内部产生感应电流(即涡流)，使钢材局部的温度立即升高，从而进行加热矫正。加热的位置与火焰矫正时相同，加热区域的大小取决于感应圈的形状和尺寸。感应圈一般不宜过大，否则加热慢；加热区域大，也会影响加热矫正的效果。一般加热时间为4-5s，温度约为800℃。火焰矫正高频热点矫正本项目在下料过程中产生弯曲变形的主要原因是两侧气割过程中受热较大，产生收缩变形，从而引起的弯曲变形，如下图所示。矫正方法-针对弯曲变形矫正01钢材的变形及矫正本项目在下料过程中产生弯曲变形的主要原因是两侧气割过程中受热较大，产生收缩变形，从而引起的弯曲变形，如下图所示。本项目在下料过程中产生收缩变形的主要原因是板材一侧气割过程中受热较大，产生收缩变形，从而引起如下图所示变形。这种情况的收缩变形可采用两种方法进行矫正，一种是采用手工矫形，平放时，锤击弯曲凹部或竖起锤击弯曲的凸部，如下图所示，会使收缩部分产生拉伸变形，但是随着板厚的增加，手工矫形会越来越困难。另一种方法是采用火焰加热方式进行矫正，使没有产生收缩变形的一侧产生收缩变形，从而使板材两侧尺寸一致，具体加热方式如下图红色虚线所示。矫正方法-针对收缩变形矫正01钢材的变形及矫正02下料准备工作施工前操作人员预先熟悉零件图纸（3-2-1），确定下料尺寸，根据下料清单要求，材质为Q235，其厚度分别为12mm和6mm；确定下料数量，在板材上合理排料等工作内容。1、材料检查02下料准备工作（a）腹板零件图纸（a）腹板零件图纸图3-2-1零件图01下料准备工作检查半自动火焰切割机检验及标识工具下料前设备开机运行，查看设备工作是否正常；检查氧气，混合气体的阀门，压力表和燃气胶管是否完好，连接是否紧密可靠；在整个气割过程中的设备全部运转正常，并确保安全的条件下才能运行切割工作，而且在气割过程中应注意保持。钢尺、卷尺、石笔、记号笔、焊缝检验尺等。03半自动火焰

切割机操作过程H型钢共有三块板材组成，其中两块翼板的尺寸是相同的，尺寸为600×88×6mm；腹板一块，尺寸为600×150×12mm，并且腹板一侧需要加工单边K形坡口。气割工艺参数主要包括割炬型号和切割氧压力、气割速度、预热火焰能率、割嘴与工件间的倾斜角、割嘴离工件表面的距离等。采用火焰切割小车进行切割时，主要涉及的参数如下表所示。1201半自动火焰切割机操作过程H型钢的分类确定下料尺寸气割参数H型钢共有三块板材组成，其中两块翼板的尺寸是相同的，尺寸为600×88×6mm；腹板一块，尺寸为600×150×12mm，并且腹板一侧需要加工单边K形坡口。气割工艺参数主要包括割炬型号和切割氧压力、气割速度、预热火焰能率、割嘴与工件间的倾斜角、割嘴离工件表面的距离等。采用火焰切割小车进行切割时，主要涉及的参数如下表所示。1201半自动火焰切割机操作过程确定下料尺寸气割参数割嘴号（#）切割氧孔径（mm）切割厚度（mm）割缝半径（mm）预热时间（s）切割速度（mm/min）气体压力氧气乙炔00.8618-10530-4800.2-0.4>0.03111.2560-5000.2-0.4>0.0300.812112-15430-3800.2-0.4>0.03111.2460-4000.2-0.4>0.03表3-2-1切割参数（1）拨动电源开关，让小车行走，割嘴运行的轨迹应与切割划线重合，否则应调整导轨或钢板。（2）打开乙炔气阀，点火后再打开预热氧气阀，调节火焰的功率或类型，待火焰将钢板加热到约970度时，打开切割氧气阀，调好压力后打开电源开关或推上离合器，再开始切割。301半自动火焰切割机操作过程切割操作注意：打开乙炔气阀后应立即点火，以防可燃气体外泄，造成危险。切割结束时，应依次关闭切割氧气阀、预热氧气阀、乙炔气阀，最后关掉小车的电源开关。04气割后检查及矫正04气割后检查及矫正1、气割后检查按照图纸3-2-1尺寸进行检测，需要保证板材的外观尺寸与图纸要求一致。由于板材切割长度较大，容易产生变形，但是板材会随着厚度增加自身的刚性，本项目所用板材的厚度为12mm和6mm，一般不会产生波浪变形，大多数会产生局部弯曲变形和收缩变形，如图3-2-2a所示。（a）弯曲变形变形前变形后（b）收缩变形图3-2-2变形示意图04气割后检查及矫正板材矫正图3-2-2（a）显示的是弯曲变形，其中f表示挠度，δ表示板厚，一般情形下，挠度f的大小与板厚δ有直接关系，在1000mm范围内，当δ≥14时，要求挠度f≤1，当δ＜14时，挠度f≤1.5，如果超过这个范围就需要进行矫正，弯曲变形矫正常常采用机械矫正或者手工矫正。图3-2-2（b）显示的是收缩变形，产生这种变形主要原因是cd端为割口，受热后产生了收缩，而ab端由于没有受热，保持原尺寸，这样就产生了图中所示的伞形，矫正一般采用火焰矫正进行。05焊前清理火焰切割后的工件，切口会有氧化皮，当切割参数不合理时，在切口边缘还会出现挂渣现象如图3-2-3所示，在焊接之前都需要清理干净，不然会影响焊接质量。0