焊接工藝課程設(shè)計

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1 結(jié)構(gòu)與母材性能分析1</p><p>　　1.1 工字形柱結(jié)構(gòu)分析1</p><p>　　1.1.1 結(jié)構(gòu)特點及應(yīng)用1</p><p>　　1.1.2 受力情況1</p><p>　　1.2 母材性能分析1

2、</p><p>　　1.2.1 Q235-C鋼簡介1</p><p>　　1.2.2 化學(xué)成分及其影響1</p><p>　　1.2.3 Q235-C鋼的力學(xué)性能1</p><p>　　1.2.4 Q235-C鋼的焊接性分析1</p><p>　　2 生產(chǎn)工藝流程圖1</p><

3、;p>　　3 裝配焊接工藝流程1</p><p>　　3.1 下 料1</p><p>　　3.2 裝配與焊接1</p><p>　　3.2.1 翼板與腹板的裝配焊接1</p><p>　　3.2.2 肋板焊縫的焊接工藝1</p><p>　　3.2.3 肋板縱向角焊縫的焊接工藝1<

4、/p><p><b>　　4 焊接變形1</b></p><p>　　4.1 焊接變形的種類1</p><p>　　4.2 焊接變形的防治措施1</p><p>　　5 埋弧自動焊1</p><p>　　5.1 埋弧自動焊的原理1</p><p>　　5.2

5、 埋弧自動焊的特點及應(yīng)用1</p><p>　　5.2.1 埋弧自動焊的特點1</p><p>　　5.2.2 埋弧自動焊的應(yīng)用1</p><p>　　5.3 埋弧自動焊的焊接工藝1</p><p>　　5.3.1 埋弧焊的焊接材料及選用1</p><p>　　5.3.2 埋弧焊的冶金過程的特點

6、1</p><p>　　5.3.3 埋弧焊焊接工藝1</p><p>　　5.3.4 埋弧焊的常見缺陷及防止方法1</p><p><b>　　6 參考文獻(xiàn)1</b></p><p>　　1 結(jié)構(gòu)與母材性能分析</p><p>　　1.1 工字形柱結(jié)構(gòu)分析</p>&

7、lt;p>　　1.1.1 結(jié)構(gòu)特點及應(yīng)用</p><p>　　工字形柱是指工字形斷面的軋制鐵柱、鋼柱或鑄鋼柱；尤其是用于鋼鐵結(jié)構(gòu)(如鋼架建筑物)中的柱。使用工字形結(jié)構(gòu)不僅可節(jié)省材料，還能保證強度和剛性，即利于用最少的材料，承受更大的力。其結(jié)構(gòu)科學(xué)合理，塑性和柔韌性好，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性高，適用于承受振動和沖擊載荷大的建筑結(jié)構(gòu)，抗自然災(zāi)害能力強，特別適用于一些多地震發(fā)生帶的建筑結(jié)構(gòu)。廣泛用于各種建筑結(jié)構(gòu)、橋梁、車輛

8、、支架、機械等。</p><p>　　1.1.2 受力情況</p><p>　　工字形柱具有較好的承載能力，由于強軸方向的承載力較大，而工字形柱具有強弱明顯的強弱軸關(guān)系和非常薄弱的抗扭性能，如果設(shè)計不當(dāng)，很容易出現(xiàn)變形或者失穩(wěn)的問題。在柱兩端受力較復(fù)雜，受風(fēng)載荷、地震載荷、水平以及其他動載荷作用下，兩端會產(chǎn)生較大的剪切應(yīng)力，彎矩大的在柱子中間同時受較大的壓力。</p>&l

9、t;p>　　1.2 母材性能分析</p><p>　　1.2.1 Q235-C鋼簡介</p><p>　　Q235-C鋼是一種普通碳素結(jié)構(gòu)鋼，這種鋼容易冶煉，工藝性好，價格低廉。而且在力學(xué)性能上也能滿足一般工程結(jié)構(gòu)及普通機器零件的要求應(yīng)用十分廣泛。Q235-C表示這種鋼的屈服強度為235MPa，質(zhì)量等級為C級，Q235-C鋼含碳量約為0.2%屬于低碳鋼，S、P和非金屬夾雜物較多在

10、相同含碳量及熱處理條件下，其塑性、韌性較低，加工成形后一般不進(jìn)行熱處理，大都在熱軋狀態(tài)下直接使用，綜合性能較好，強度、塑性和焊接等性能得到較好配合，用途最廣泛。通常軋制成盤條或圓鋼、方鋼、扁鋼、角鋼、工字鋼、槽鋼、窗框鋼等型鋼，中厚鋼板，大量應(yīng)用于建筑及工程結(jié)構(gòu)，用以制作鋼筋或建造廠房房架、高壓輸電鐵塔、橋梁、車輛、鍋爐、容器、船舶等，也大量用作對性能要求不太高的機械零件（如鉚釘、螺釘、螺母、軸套、及某些農(nóng)機零件等）。C級鋼還可作某些專

11、業(yè)用鋼使用。</p><p>　　1.2.2 化學(xué)成分及其影響</p><p>　　Q235-C鋼的化學(xué)成分如表1-1所示。</p><p>　　表1-1 Q235-C的化學(xué)成分</p><p>　　化學(xué)元素對Q235-C鋼性能的主要影響如表1-2所示。</p><p>　　表1-2 化學(xué)元素對Q235-C鋼

12、性能的主要影響</p><p>　　1.2.3 Q235-C鋼的力學(xué)性能</p><p>　　Q235-C鋼的力學(xué)性能如表1-3所示。</p><p>　　表1-3 Q235-C鋼的力學(xué)性能</p><p>　　1.2.4 Q235-C鋼的焊接性分析</p><p>　　Q235-C鋼的焊接性分析：</p

13、><p>　　按碳當(dāng)量計算公式計算焊接接頭的碳當(dāng)量</p><p>　　因為Q235-C鋼的含碳量較低CE=0.4%，合金元素錳和硅含量不高，所以Q235-C鋼在焊接過程中基本無淬硬傾向，冷裂敏感性小，焊接性良好，不會因焊接熱周期的快速冷卻而引起淬硬而使組織脆化。因此，在板厚小于70mm的焊件焊接時，焊前不需預(yù)熱，不必嚴(yán)格保持層間溫度，除了鍋爐、壓力容器等重要焊接結(jié)構(gòu)外，焊后不必做消除應(yīng)力處理

14、。焊接接頭具有足夠的力學(xué)性能和工藝性能。</p><p>　　2 生產(chǎn)工藝流程圖</p><p>　　工字形柱的生產(chǎn)工藝流程圖如圖2-1所示。</p><p>　　3 裝配焊接工藝流程</p><p><b>　　3.1 下 料</b></p><p>　　根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)，翼板選擇規(guī)格為120

15、00×1250×22（長×寬×板厚）和3200×1250×22（長×寬×板厚）以及腹板選擇規(guī)格為12000×1250×14（長×寬×板厚）和3200×1250×14（長×寬×板厚）?？紤]到鋼板邊緣30mm不能用于生產(chǎn)加工，腹板與翼板的預(yù)留加工余量（切割和邊緣加工分別留3mm），長

16、度方向上預(yù)留焊接收縮量以及肋板收縮量（22.5~90mm），所以第一塊翼板的規(guī)格為11900×1012×22，第二塊翼板規(guī)格為3100×1012×22；第一塊腹板規(guī)格為1190×1250×14，第二塊腹板的規(guī)格為3100×1012×22。肋板選擇規(guī)格為5000×1250×10（長×寬×板厚）的兩塊板，每塊板使用氧可燃?xì)?/p>

17、體火焰切割出11塊肋板，每塊肋板規(guī)格為1157×443×10。為防止肋板焊縫與縱向角焊縫交叉，肋板的四個內(nèi)角要切掉一部分，半徑為20mm。</p><p>　　翼板及腹板對接采用開坡口雙面埋弧焊，焊絲為H08A，焊劑為HJ431。焊接參數(shù)如表3-1所示。</p><p>　　表3-1 開坡口雙面埋弧焊的焊接參數(shù)</p><p>　　3.2

18、裝配與焊接</p><p>　　3.2.1 翼板與腹板的裝配焊接</p><p><b>　　一、裝配</b></p><p>　　對稱的工字?jǐn)嗝娴闹Y(jié)構(gòu)制造的程序應(yīng)是先裝配后焊接，即先裝配成工字形狀并定位焊后再進(jìn)行焊接。不應(yīng)邊裝配邊焊接，即不能先焊成T形斷面再裝另一翼板，最后焊成完整的工字形，這樣做變形大、工序多、生產(chǎn)周期長。</p&

19、gt;<p>　　裝配時先在翼板上劃出腹板的位置線，如圖3-1a所示。并焊上定位角鐵2。為便于吊裝在腹板背上角鐵，如圖3-1b所示。用90°角尺檢查腹板與翼板的垂直度，如圖3-1c所示。</p><p>　　圖3-1 工字形結(jié)構(gòu)的裝配</p><p>　　a)劃線與安裝定位角鐵 b)裝配T形梁 c)裝配工字梁</p><p>

20、　　1、3－翼板 2－定位角鐵 4－腹板 5－吊具 6－直角尺</p><p><b>　　二、定位焊</b></p><p>　　此次裝配選擇二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊進(jìn)行定位焊。定位焊是為了裝配和固定焊件上的接縫位置而進(jìn)行的焊接。定位焊縫本身易產(chǎn)生氣孔和夾渣，也是導(dǎo)致隨后二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊時產(chǎn)生氣孔和夾渣的主要原因，所以必須認(rèn)真地焊接定位焊縫。定位焊縫間距為100

21、~150mm，為增加定位焊縫的強度，應(yīng)適當(dāng)增大定位焊縫長度，一般為15~50mm長。焊絲為H08Mn2SiA，具體焊接工藝參數(shù)如表3-2所示。</p><p>　　表3-2 定位焊焊接參數(shù)</p><p><b>　　三、焊接工藝</b></p><p>　　為保證四條縱向角焊縫的焊接質(zhì)量，生產(chǎn)中常采用“船形”位置施焊，其傾角為45

22、6;。圖3-2即為傾斜焊件的簡易裝置。</p><p>　　圖3-2 傾斜焊件的簡易裝置</p><p>　　工字形柱四條縱向角焊縫采用埋弧自動焊進(jìn)行焊接，需安裝引弧板和熄弧板，焊前要認(rèn)真清理焊接區(qū)。焊絲為H08A，焊劑為HJ431。具體焊接工藝參數(shù)如表3-3所示。</p><p>　　表3-3 翼板與腹板的焊接參數(shù)</p><p>

23、　　焊接順序如圖3-3所示。</p><p>　　圖3-3 工字形結(jié)構(gòu)的焊接順序</p><p>　　焊后采用氣體火焰加熱對焊接變形進(jìn)行矯正，至此工字形結(jié)構(gòu)制造完成。</p><p>　　3.2.2 肋板焊縫的焊接工藝</p><p>　　先在腹板上劃肋板裝配線，使用合適的夾緊器（如永磁式夾緊器）予以定位夾緊。肋板的焊接選用二氧化碳?xì)怏w

24、保護(hù)焊。為減少焊接變形，采用圖3-4所示的肋板焊接順序。</p><p>　　肋板如圖3-5所示。</p><p>　　焊絲選用H08Mn2SiA，具體焊接工藝參數(shù)如表3-4所示。</p><p>　　表3-4 肋板焊縫的焊接參數(shù)</p><p>　　3.2.3 肋板縱向角焊縫的焊接工藝</p><p>　　由于

25、肋板與腹板的焊接已完成，經(jīng)焊接變形矯正后即可對其進(jìn)行肋板縱向角焊縫（肋板與翼板之間的焊縫）的焊接。選用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊進(jìn)行焊接，焊絲選用H08Mn2SiA，具體焊接參數(shù)如表3-5所示。</p><p>　　表3-5 肋板縱向角焊縫的焊接參數(shù)</p><p>　　肋板焊接完成后，如果沒有變形，在長度方向上測量一定尺寸切割后進(jìn)行端面銑平或磨平；如果存在變形，則焊后對其進(jìn)行矯正后再進(jìn)行定尺

26、加工。</p><p>　　以上所有工序完成之后，使用超聲波對工字形柱整體進(jìn)行探傷，檢驗合格后方可出廠。</p><p><b>　　4 焊接變形</b></p><p>　　4.1 焊接變形的種類</p><p>　　焊接過程中焊件產(chǎn)生的變形稱為焊接變形。焊后，焊件殘留的變形稱為焊接殘余變形。焊接殘余變形有縱向收縮

27、變形、橫向收縮變形、撓曲變形、角變形、錯邊變形、扭曲變形和波浪變形等共七種，其中焊縫的縱向收縮變形和橫向收縮變形是基本的變形形式，在不同的焊件上，由于焊縫的數(shù)量和位置分布不同，這兩種變形又可表現(xiàn)為其它幾種不同形式的變形。</p><p>　　變形種類有翼板角變形、整體撓曲、彎曲（旁彎）、扭曲和腹板的波浪變形。</p><p>　　翼板上的角變形，根本原因是由于焊縫的橫向收縮沿板厚分布不均勻

28、所致的，焊縫接頭形式不同，其角變形的特點也是不同。但是焊接工字形柱的時候常是以Ｔ形接頭的形式出現(xiàn)，Ｔ形接頭角變形可以看成是由立板相對于水平板的回轉(zhuǎn)與水平板本身的角變形兩部分組成。在焊接翼板的時候一面溫度較高，另一面較低，在焊接的那面受熱膨脹較大，另一面較小，這樣翼板冷卻的時候厚度方向上的收縮不均勻，焊接收縮面較大，另一面較小，產(chǎn)生了角變形。</p><p>　　角變形的大小與焊接規(guī)范以及焊件的剛性有關(guān)，焊接規(guī)范中

29、數(shù)值越大，它的輸出能量就越大，造成厚度方面的收縮就不均勻，角變形也就會很大，焊件的剛性越小，焊后引起的變形就越大，所以在焊接工字形結(jié)構(gòu)的時候就要合理加強板的剛性,但是在批量生產(chǎn)的時候，基本采用剛性固定的方法,以加強焊接板的剛度。但是對于一些特殊要求的工字形柱焊接時，也采用反變形的方法。</p><p>　　工字鋼焊后的彎曲變形表現(xiàn)在構(gòu)件實際中心線偏離設(shè)計中心線，產(chǎn)生一定的撓度，彎曲變形分為兩種：焊縫橫向收縮引起的

30、彎曲變形和焊縫縱向收縮引起的彎曲變形。如圖4-1所示。腹板在焊接時，高溫部分(焊縫)受熱膨脹受阻，產(chǎn)生壓縮塑性變形，腹板在膨脹力的作用下發(fā)生圖4-1中b所示的變形：冷卻時由于壓縮塑性變形的存在，高溫部分在冷卻后受拉力作用，其反作用力使腹板發(fā)生圖4-1中c所示的變形。在焊接圖4-2中3，4角焊縫時，由于先焊的1，2角焊縫使腹板與翼板已構(gòu)成一個T形梁，構(gòu)件的剛性有所增大，焊后產(chǎn)生較小的彎曲變形，和前面產(chǎn)生的彎曲變形只能部分抵消。</p

31、><p>　　彎曲變形也與焊接規(guī)范和焊接構(gòu)件的剛性有關(guān)，因此在焊接的時候盡量增加構(gòu)件的剛度，同時運用較小的焊接規(guī)范進(jìn)行焊接。但是合理的裝配順序也是很重要的，他能增加焊接時的剛性，同時能減少彎曲變形。如圖4-2所示為兩種裝配順序，若采用圖4-2b所示邊裝邊焊順序，焊后會產(chǎn)生上拱的變形；若按圖4-2c所示整體裝配再焊的順序，焊后彎曲變形較小。此外，工字梁上下角焊縫對稱分布．在相同數(shù)值的焊接規(guī)范下進(jìn)行焊接，每道焊縫引起的變

32、形量并非互相抵消，而且先焊的引起的變形最大，但最后焊接的焊縫變形一般總是和最先焊的焊縫引起的變形方向一致，所以在裝配完畢以后，焊接順序也是很重要的，正確的焊接順序能減少變形，如果按照圖4-2c所示的焊接順序，會出現(xiàn)上拱現(xiàn)象。但是在根據(jù)圖4-2d所示出現(xiàn)的彎曲變形會很小。</p><p>　　扭曲變形產(chǎn)生的根本原因主要是焊縫的角變形沿焊縫長度分布不均勻,在焊接工字形結(jié)構(gòu)的時候焊接順序和焊接方向選擇不好，則會產(chǎn)生扭曲

33、變形，這主要是角變形沿焊縫長度逐漸增大的結(jié)果。如果改變焊接順序（如圖4-2d所示）就會克服這種扭曲變形，這是因為兩條相鄰的焊縫同時同向同一個方向焊接，這樣就會相互抵消各自的焊接變形；扭曲變形還由于構(gòu)件本身的形狀不規(guī)則、裝配不當(dāng)、擱置位置不正確等。</p><p>　　4.2 焊接變形的防治措施</p><p>　　扭曲和波浪變形矯正困難，要防止其產(chǎn)生；角變形可以通過預(yù)制反變形和焊后矯正（

34、常用氣體火焰矯正方法）來防治；扭曲和彎曲變形可通過焊接順序來避免，也可用氣體火焰來修整。</p><p>　?。?）組裝和焊接順序。鋼結(jié)構(gòu)的制作、組裝應(yīng)該在一個標(biāo)準(zhǔn)的水平面上進(jìn)行。該平臺應(yīng)確保所受的自重壓力的程度足夠大，不會出現(xiàn)鋼構(gòu)件失穩(wěn)和下沉的現(xiàn)象，以滿足構(gòu)件組裝的基本要求。在焊接小型構(gòu)件時可一次完成，即在焊接固定好位置后，用合適的焊接順序組裝完畢。而大型鋼結(jié)構(gòu)組裝與焊接需要先將小件組焊接完畢，然后再進(jìn)行最后的

35、組裝和焊接。在進(jìn)行部件組裝時，為了防止組裝過程中產(chǎn)生過度的應(yīng)力和變形，應(yīng)該使不同型號的零配件符合構(gòu)件規(guī)定的規(guī)格、形狀大小和樣板的要求，并且組裝時不能有較大外力強制拼裝，以防止零部件過度焊接應(yīng)力和較大約束力帶來的變形。此外，組裝與焊接過程中應(yīng)使焊接接頭熱量均勻，消除應(yīng)力并減少變形；焊縫應(yīng)做到對接間隙、坡口角度、搭接長度和T形貼角的尺寸無誤，且形式、大小應(yīng)與構(gòu)件的設(shè)計和焊接規(guī)范一致。</p><p>　　（2）反變形

36、。由于在冷卻過程焊縫會產(chǎn)生收縮反應(yīng)，結(jié)果使得減少了工件焊接后的尺寸。針對這個問題，為了彌補熱脹冷縮帶來的變形，在大型構(gòu)件焊接時常用反變形的方法。反變形方法是在進(jìn)行焊接前使構(gòu)件預(yù)先發(fā)生變形，使變形方向和焊接變形方向相反、變形量大小基本相等。例如，為了防止工字鋼梁柱上下蓋板的焊接角變形，可以在焊前用油壓機或折邊機在相反方向預(yù)先壓彎蓋板。</p><p>　?。?）焊件夾具。大型結(jié)構(gòu)件在焊接接頭時各個工件和零件在自重和

37、焊接應(yīng)力的作用下，要想使其位置固定是比較困難的。所以，每件焊接工件和零件除了要用焊接平臺固定位置外，還需要用到焊件夾具有效地夾緊，以便防止工件發(fā)生變形。</p><p><b>　　5 埋弧自動焊</b></p><p>　　5.1 埋弧自動焊的原理</p><p>　　埋弧焊的的工作原理如圖5-1所示，焊接電源的兩極分別接至導(dǎo)電嘴和焊件。

38、焊接時，顆粒狀焊劑由焊劑漏斗經(jīng)軟管均勻地堆敷到焊件的待焊處，焊絲由焊絲盤經(jīng)送絲機構(gòu)和導(dǎo)電嘴送入焊接區(qū)，電弧在焊劑下面的焊絲與母材之間燃燒。電弧熱使焊絲、焊劑及母材局部熔化和部分蒸發(fā)。金屬蒸氣、焊劑蒸氣和冶金過程中析出的氣體在電弧的周圍形成一個空腔，熔化的焊劑在空腔上部形成一層熔渣膜。這層熔渣膜如同一個屏障，使電弧、液體金屬與空氣隔離，而且能將弧光遮蔽在空腔中。在空腔的下部，母材局部熔化形成熔池；空腔的上部，焊絲熔化形成熔滴，并以渣壁過渡

39、的形式向熔池中過渡，只有少數(shù)熔滴采取自由過渡。隨著電弧的向前移動，電弧力將液態(tài)金屬推向后方并逐漸冷卻凝固成焊縫，熔渣則凝固成渣殼覆蓋在焊縫表面。</p><p>　　在焊接的過程中，焊機不僅起著保護(hù)焊接金屬的作用，而且起著冶金處理的作用，即通過冶金反應(yīng)清除有害雜質(zhì)和過渡有益的合金元素。</p><p>　　5.2 埋弧自動焊的特點及應(yīng)用</p><p>　　5.2

40、.1 埋弧自動焊的特點</p><p><b>　　埋弧自動焊的優(yōu)點：</b></p><p>　?。?）生產(chǎn)效率高 埋弧焊所用的焊接電流可大到1000A以上，比焊條電弧焊高5~7倍，因而電弧的熔深能力和焊絲熔敷效率都比較大。這也使得焊接速度可以大大提高。</p><p>　?。?）焊接質(zhì)量好 這一方面是由于埋弧焊的焊接參數(shù)可通過電弧自動

41、調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)能夠保持穩(wěn)定，對焊工操作技術(shù)要求不高，因而焊縫成形好，成分穩(wěn)定；另一方面也與采用熔渣進(jìn)行保護(hù)，隔離空氣的效果好有關(guān)。</p><p>　?。?）勞動條件好 埋弧焊時，沒有刺眼的弧光，也不需要焊工手工操作。這既能改善作業(yè)環(huán)境，也能減輕勞動強度。</p><p>　　（4）節(jié)約金屬及電能 對于20~25mm厚一下的焊件可以不開破口焊接，這既可節(jié)省由于加工坡口而損失的金屬，也可

42、使焊縫中焊絲的填充大大減少。同時，由于焊劑的保護(hù)，金屬的燒損和飛濺也大大減少。由于埋弧焊的電弧熱量能得到充分的利用，單位長度焊縫上所消耗的電能也大大降低。</p><p><b>　　埋弧自動焊的缺點：</b></p><p>　?。?）焊接適用的位置受到限制 由于采用顆粒狀的焊劑進(jìn)行焊接，因此一般只適用于平焊位置（俯位）的焊接，如平焊位置的對接接頭、角接接頭以及堆

43、焊等。對于其他位置，則需要采用特殊的裝置以保證焊劑對焊縫區(qū)的覆蓋。</p><p>　　（2）焊接厚度受到限制 這主要是由于當(dāng)焊接電流小于100A時電弧的穩(wěn)定性通常變差，因此不適于焊接厚度小于1mm的薄板。</p><p>　?。?）對焊件坡口加工與裝配要求較嚴(yán) 這是因為埋弧焊時不能直接觀察電弧與坡口的相對位置，必須保證坡口的加工和裝配精度，或者采用焊縫自動跟蹤裝置才能保證不焊偏。&l

44、t;/p><p>　　5.2.2 埋弧自動焊的應(yīng)用</p><p>　　埋弧焊已有70多年歷史，至今仍是現(xiàn)代焊接生產(chǎn)中生產(chǎn)效率高、應(yīng)用廣泛的熔焊方法之一。由于埋弧焊具有生產(chǎn)效率高、焊縫質(zhì)量好、熔深大、機械化程度高等特點，其應(yīng)用廣泛，至今仍是鍋爐、壓力容器、船舶、橋梁、起重機械、工程機械、冶金機械以及海洋結(jié)構(gòu)、核電設(shè)備等制造的主要焊接手段，特別是對于中厚板、長焊縫的焊接具有明顯的優(yōu)越性。<

45、;/p><p>　　可焊接的鋼種有：碳素結(jié)構(gòu)鋼、低合金結(jié)構(gòu)鋼、不銹鋼、耐熱鋼以及復(fù)合鋼等。此外，用埋弧焊堆焊耐熱、耐蝕合金，或焊接鎳基合金、同基合金等也能獲得很好的效果。</p><p>　　5.3 埋弧自動焊的焊接工藝</p><p>　　5.3.1 埋弧焊的焊接材料及選用</p><p><b>　　一、焊絲</b>

46、</p><p>　　焊絲在埋弧焊中是作為填充金屬的，也是焊縫金屬的組成部分，所以對焊縫質(zhì)量有直接影響。根據(jù)焊絲的成分和用途可將其分為碳素結(jié)構(gòu)鋼焊絲、合金結(jié)構(gòu)鋼焊絲和不銹鋼焊絲三大類。</p><p>　　在選擇埋弧焊用焊絲時，最主要的是考慮焊絲中錳和硅的含量。無論是采用單道焊還是多道焊，應(yīng)考慮焊絲向熔敷金屬中過渡的Mn、Si 對熔敷金屬力學(xué)性能的影響。</p><p&

47、gt;　　為適應(yīng)焊接不同厚度材料的要求，同一牌號的焊絲可加工成不同的直徑。</p><p>　　焊絲一般成卷供應(yīng)，使用前要盤卷到焊絲盤上，在盤卷及清理過程中，要防止焊絲產(chǎn)生局部小彎曲或在焊絲盤中相互套迭。否則，會影響焊接時正常送進(jìn)焊絲，破壞焊接過程的穩(wěn)定，嚴(yán)重時會迫使焊接過程中斷。</p><p><b>　　二、焊劑</b></p><p>

48、　　焊劑在埋弧焊中的主要作用是造渣，以隔絕空氣對熔池金屬的污染，控制焊縫金屬的化學(xué)成分，保證焊縫金屬的力學(xué)性能，防止氣孔、裂紋和夾渣等缺陷的產(chǎn)生。同時，考慮實施焊接工藝的需要，還要求焊劑具有良好的穩(wěn)弧性能，。</p><p>　　埋弧焊的焊劑可按制造方法、用途、化學(xué)成分、化學(xué)性質(zhì)以及顆粒結(jié)構(gòu)等分類。我國目前主要是按制造方法和化學(xué)成分分類。按制造方法可將焊劑分為熔煉焊劑、燒結(jié)焊劑和粘結(jié)焊劑三大類。</p>

49、;<p>　　三、焊劑和焊絲的選用與配合</p><p>　　焊劑和焊絲的正確選用及二者之間的合理配合，是獲得優(yōu)質(zhì)焊縫的關(guān)鍵，也是埋弧焊工藝過程的重要環(huán)節(jié)。所以必須按焊件的成分、性能和要求，正確、合理地選配焊劑和焊絲。</p><p>　　在焊接低碳鋼和強度等級較低的合金鋼時，選配焊劑和焊絲通常以滿足力學(xué)性能要求為主，使焊縫強度達(dá)到與母材等強度，同時要滿足其它力學(xué)性能指針要求

50、。在此前提下，即可選用下面兩種配合方式中的任何一種：用高錳高硅焊劑配合低碳鋼焊絲或含錳焊絲；用無錳高硅或低錳中硅焊劑配合高錳焊絲。</p><p>　　在進(jìn)行埋弧焊焊劑與焊絲的選配時，還應(yīng)考慮埋弧焊的工藝特點和冶金特性。</p><p>　　5.3.2 埋弧焊的冶金過程的特點</p><p>　　埋弧焊的冶金過程是指液態(tài)熔渣與液態(tài)金屬以及電弧氣氛之間的相互作用，其

51、中主要包括氧化、還原反應(yīng)，脫硫脫磷反應(yīng)以及去除氣體等過程。埋弧焊冶金過程具有下列特點：</p><p>　　1．空氣不易侵入焊接區(qū)</p><p><b>　　2．冶金反應(yīng)充分</b></p><p>　　3．焊縫金屬的合金成分易于控制</p><p>　　4．焊縫金屬純度較高且成分均勻</p><p

52、>　　各種常用鋼材埋弧焊焊絲與焊劑組合如表5-1所示：</p><p>　　表5-1 各種常用鋼材埋弧焊焊絲與焊劑組合</p><p>　　5.3.3 埋弧焊焊接工藝</p><p><b>　　一、焊前準(zhǔn)備</b></p><p>　　埋弧焊的焊前準(zhǔn)備包括焊件的坡口加工、焊件的清理與裝配、焊絲表面清理及焊劑烘

53、干、焊機檢查與調(diào)整等工作。</p><p>　　1．坡口的選擇與加工</p><p>　　由于埋弧焊可使用較大電流焊接，電弧具有較強穿透力，所以當(dāng)焊件厚度不太大時，一般不開坡口也能將焊件焊透。但隨著焊件厚度的增加，不能無限地提高焊接電流，為了保證焊件焊透，并使焊縫有良好的成形，應(yīng)在焊件上開坡口。坡口形式與焊條電弧焊時基本相同，其中尤以Y形、X形、U形坡口最為常用。當(dāng)焊件厚度為10~24mm

54、時，多為Y形坡口；厚度為24~60mm時，可開X形坡口；對一些要求高的厚大焊件的重要焊縫，如鍋爐鍋筒等壓力容器，一般多開U形坡口。埋弧焊焊縫坡口的基本形式已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，各種坡口適用的厚度、基本尺寸和標(biāo)注方法見GB/T986-1988的規(guī)定。</p><p>　　2．焊件的清理與裝配</p><p>　　焊件裝配前，需將坡口及附近區(qū)域表面上的銹蝕、油污、氧化物、水分等清理干凈。焊件裝配時必須保

55、證接縫間隙均勻，高低平整不錯邊，特別是在單面焊雙面成形的埋弧焊中更應(yīng)嚴(yán)格控制。</p><p>　　3．焊絲表面清理與焊劑烘干</p><p>　　埋弧焊用的焊絲要嚴(yán)格清理，焊絲表面的油、銹及拔絲用的潤滑劑都要清理干凈，以免污染焊縫造成氣孔。焊劑在運輸及儲存過程中容易吸潮，所以使用前應(yīng)經(jīng)烘干去除水分。</p><p>　　4．焊機的檢查與調(diào)試</p>

56、<p>　　二、對接接頭的埋弧焊工藝</p><p>　　1、對接接頭單面焊：焊劑銅襯墊法、水冷滑塊式銅襯墊法、熱固化焊劑襯墊法。</p><p>　　2、對接接頭雙面焊：懸空雙面焊法、焊劑墊雙面焊法、臨時工藝襯墊雙面焊法、焊條電弧焊封底雙面焊法、多層雙面焊法。</p><p>　　5.3.4 埋弧焊的常見缺陷及防止方法</p><p

57、>　　埋弧焊常見缺陷有焊縫成形不良、咬邊、未焊透、氣孔、裂紋、夾渣、焊穿等?，F(xiàn)將它們產(chǎn)生的原因及防止的方法列于表5-2中。</p><p>　　表5-2 埋弧焊常見缺陷的產(chǎn)生原因及防止方法</p><p><b>　　6 參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 曾正明.實用鋼鐵材料手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，2007(3

58、)：43-50.</p><p>　　[2] 李亞江.焊接冶金學(xué)-材料焊接性[M].北京：機械工業(yè)出版社，2006(10)：48-67.</p><p>　　[3] 方洪淵.焊接結(jié)構(gòu)學(xué)[M].北京：機械工業(yè)出版社，2008（4）：79-99.</p><p>　　[4] 王宗杰.熔焊方法及設(shè)備[M].北京：機械工業(yè)出版社，2006（12）：97-132.</p

59、><p>　　[5] 宗培言.焊接結(jié)構(gòu)制造技術(shù)與裝備[M].北京：機械工業(yè)出版社，2007（3）：256-265.</p><p>　　[6] 田錫唐.焊接結(jié)構(gòu)[M].北京：機械工業(yè)出版社，1981（8）：18-43.</p><p>　　[7] 中國機械工程學(xué)會焊接學(xué)會.焊接手冊（第3卷）：焊接結(jié)構(gòu)[M].北京：機械工業(yè)出版社，2005.</p><