q35焊接工艺课程设计

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1绪论1 .1 Q235的成分及焊接性分析

Q235钢是一种普通碳素结构钢,具有冶炼容易,工艺性好,价格价廉的优点,而且在力学性能上也能满足一般工程结构及普通机器零件的要求,在世界各国得到广泛应用。碳素结构钢的牌号体现其机械性能,符号用Q+数字表示,其中“Q”为屈服点“屈”的汉语拼音,表示屈服强度的数值。Q235表示这种钢的屈服强度为235MP,Q235钢含碳量约为0.2%属于低碳钢。Q235成分:C含量0.12%-0.22%、Mn含量0.30%-0.65%、Si含量不大于0.30%、S含量不大于0.050%、P含量不大于0.045%。S、P和非金属夹杂物较多在相同含碳量及热处理条件下,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、控制层间温度和后热,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。

Q235含有少量的合金元素,碳含量比较低,一般情况下(除环境温度很低或钢板厚度很大时)冷裂倾向不大。工件预热有防止裂纹、降低焊缝和热影响区冷却速度、减小内应力等重要作用。但是预热使劳动条件恶化,并使工艺复杂。低合金结构施焊前是否需要预热,一般应根据生产实践和焊接性试验来确定。当母材的碳当量Ceq≥0.35时应考虑预热。低合金钢淬硬倾向[1]主要取决于钢的化学成分,根据碳当量公式可知Q235的碳当量小于0.4%,在焊接过程中基本无淬硬倾向,焊前不需预热。且这类刚含碳量较低,具有较的抗热裂性能,焊接过程中热裂纹倾向较小,正常情况下不会出现热裂纹。从厚度考虑,当板厚超过25mm时应考虑100℃以上的焊前预热,试验中所用钢板的厚度为12mm,不需预热。

焊接热处理的目的是为了消除焊接内应力、提高构件尺寸的稳定性、增强抗应力腐蚀性能、提高结构长期使用的质量稳定性和工件安全性等。低合金钢焊接结构在大多数请况下不进行焊后热处理,只有在特殊要求的情况下才进行焊后热处理。此试验并无特殊要求,因此并未进行焊后热处理。

1.2 焊条

(1)焊条的熔敷金属应具有良好的力学性能

(2)焊条的熔敷金属应具有规定的化学成分,以保证其使用性能的要求

(3)焊条应具有良好的工艺性能

(4)要求焊条具有良好的抗气孔、抗裂纹能力

(5)焊条应具有良好的外观(表皮)质量

焊条由焊芯和药皮两部分组成。焊条中被药皮包覆的金属芯是焊芯,其主要作用是导电,在焊条端部形成电弧,同时焊芯靠电弧热熔化后,冷却形成具有一定成分的熔敷金属。焊条中涂在焊芯表面上的涂料称为药皮。其主要作用是机械保护作用、冶金处理作用和改善焊接工艺性能。

焊条按熔渣酸碱度可分为酸性焊条和碱性焊条。酸性焊条的工艺性能好,焊缝外表成形美观、波纹细密。碱性焊条的焊缝具有较高的塑性和冲击韧度,一般承受动载的焊件或刚性较大的重要结构采用碱性碱性焊条。本实验为一般结构,采用酸性焊条E4303(J422).

1.3焊接操作注意事项及安全要求

焊条电弧焊操作时,必须注意安全与防护,安全与防护技术主要有防止触电、弧光辐射、火灾、爆炸和有毒气体与烟尘中毒等。

1.3.1 防止触电

焊条电弧焊时,电网电压和焊机输出电压以及手提照明灯的电压等都会有触电危险。因此,要采取防止触电措施。或接零。焊接电缆和焊钳绝缘要良好,如有损坏,要及时修理。焊条电弧焊时,要穿绝缘鞋,戴电焊手套。在锅炉、压力容器、管道、狭小潮湿的地沟内焊接时,要有绝缘垫,并有人在外监护。使用手提照明灯时,电压不超过安全电压36V,高空作业时不超过12V。高空作业时,在接近高压线5m或离低压线2.5m 以内作业,必须停电,并在电闸上挂警告牌,设人监护。万一有人触电,要迅速切断电源,并及时抢救。

1.3.2 防止弧光辐射

焊接电弧强烈的弧光和紫外线对眼睛和皮肤有损害。焊条电弧焊时,必须使用带弧焊护目镜片的面罩,并穿工作服,戴电焊手套。多人焊接操作时,要注意避免相互影响,宜设置弧光防护屏或采取其他措施,避免弧光辐射的交叉影响。6 级以上大风时,没有采取有效的安全措施不能进行露天焊接作业和高空作业,焊接作业现场附近应有消防设施。电焊作业完毕应拉闸,并及时清理现场,彻底消除火种。

1.3.3 防止火灾

在焊接作业点火源10米以内、高空作业下方和焊接火星所及范围内,应彻底清除有机灰尘、木材、木屑、棉纱棉丝、草垫干草、石油、汽油、油漆等易燃物品。如有不能撤离的易燃物品,诸如木材、未拆除的隔热保温的可燃材料等,应采取可靠的安全措施,如用水喷湿,覆盖湿麻袋、石棉布等。

1.3.4 防止爆炸

在焊接作业点10 米以内,不得有易爆物品,在油库、油品室、乙炔站、喷漆室等有爆炸性混合气体的室内,严禁焊接作业。没有特殊措施时,不得在内有压力的压力容器和管道上焊接。在进行装过易燃易爆物品的容器焊补前,要将盛装的物品放尽,并用水、水蒸气或氮气置换,清洗干净:用测爆仪等仪器检验分析气体介质的浓度;焊接作业时,要打开盖口,操作人员要躲离容器孔口。

1.3.5 防止有毒气体和烟尘中毒

焊条电弧焊时会产生可溶性氟、氟化氢、锰、氮氧化物等有毒气体和粉尘,会导致氟中毒、锰中毒、电焊尘肺等,尤其是碱性焊条在容器、管道内部焊接更甚。因此,要根据具体情况采取全面通风换气、局部通风、小型电焊排烟机组等通风排烟尘措施。

1.4 焊接工艺参数对Q235焊接性能的影响

Q235属于对焊接方法的选择无特殊要求,焊条电弧焊、埋弧焊、气体保护焊、电渣焊、氩焊等焊接方法均可采用。本实验采用的是最常用的焊条电弧焊。焊接时,为保证焊接质量,必须选择合理的工艺参数,所选定的焊接工艺参数总称为焊接工艺规范。例如,

手工电弧焊的焊接工艺规范包括:焊接电流、焊条直径、焊接速度、电弧长度和多层焊焊接层数等,其中电弧长度和焊接速度一般由操作者在操作中视实际情况自行掌握,其他参数均在焊接前确定。

1.4.1 焊条直径

焊条直径根据焊件的厚度和焊接位置来选择。一般,厚焊件用粗焊条,薄焊件用细焊条。立焊、横焊和仰焊的焊条应比平焊细。焊条直径是根据焊件厚度、焊接位置、接头形式、焊接层数等进行选择的。

1)对根部要求均匀焊透的Ⅰ形坡口角接、T形接、搭接焊缝和背面根部底焊的对接焊缝,焊条直径可根据焊件厚度进行选用。

2)焊件厚度相同但所处焊接位置不同,应选用不同直径的焊条。如在横焊、立焊焊接时,很少使用直径5.0mm的焊条。

3)不同的接头形式应选用不同直径的焊条。如T形接头、搭接接头,由于散热条件比对接接头好,所以可选用较粗直径的焊条。

4)开坡口的接头第一层打底焊时应选用直径较细的焊条,如对接接头打底焊时可选用直径3.2mm的焊条,其余各层可选用直径4.0mm的焊条。

5)平焊低碳钢时, 焊条的直径与焊件的厚度有一个大体的对应关系。

1.4.2 焊缝的空间位置

按焊缝在空间所处的位置,可分为平焊、仰焊、立焊和横焊四种。其中平焊操作方便,易于保证焊接质量,生产率高,应尽可能地应用。其他位置施焊,金属液因重力作用容易下流,施焊困难,应尽量避免。若确需采用这些位置时,应采取一定的焊接措施。因此在做此次实验时采用的是平焊。

1.4.3 焊接电流和焊接速度

焊接电流是影响焊接接头质量和生产率的主要因素。电流过大,金属熔化快,熔深大、金属飞溅大,同时易产生烧穿、咬边等缺陷;电流过小,易产生未焊透、夹渣等缺陷,而且生产率低。确定焊接电流时,应考虑到焊条直径、焊件厚度、接头型式、焊接位置等因素,其中主要的是焊条直径。可根据生产经验选择焊接电流:看飞溅,焊接电流大致使电弧力增大。飞溅大;焊接电流小时电弧力小,熔渣与铁水不易分清。看焊缝成型:焊接电流大容易咬边,余高小;焊接电流小,焊缝窄而高。看焊条熔化状况:焊接电流大,焊条熔化快而发红,焊接电流小容易粘弧。

一般,细焊条选小电流,粗焊条选大电流。焊接低碳钢时,焊接电流和焊条直径的关系可由下列经验公式确定:

I=(30~40)d

式中:I为焊接电流(A),d为焊条直径(mm)。由于老师已指定焊条直径为3.2mm,且为平板堆焊,合适电流应在96A~128A之间,为了比较不同电流对焊缝的影响,我们组在实验中选用了四个焊接电流,分别是80A、100A、120A、140A.我在实验中用的焊接电流为120A。

焊接速度是指焊条沿焊缝长度方向单位时间移动的距离,它对焊接质量影响很大。焊速过快,易产生焊缝的熔深浅、熔宽小及未焊透等缺陷;焊速过慢,焊缝熔深、熔宽增加,特别是薄件易烧穿。确定焊接电流和焊接速度的一般原则是:在保证焊接质量的前提下,尽量采用较大的焊接电流值,在保证焊透且焊缝成形良好的前提下尽可能快速施焊,以提高生产率。

1.4.4 焊件坡口

根据设计或工艺需要,在焊件的待焊部位加工出一定几何形状的沟槽称为坡口。手弧焊时,当被焊工件较薄(板厚≤6mm)时,可采用I型坡口,当焊件厚度大于6mm时,为了保证焊缝区焊透,按板厚的不同,需要在接头处开出一定形状的坡口。本实验只是为观察不同焊接电流条件下的组织和力学性性能,并且由于时间和技术有限,虽然板厚为

12mm,并未开破口。

根据施焊金属件的空间位置,常见的焊接接头型式有:对接接头、搭接接头、角接接头和丁字接头等。其中对接接头受力均匀,是应用最多的接头型式。搭接接头受力时将产生附加弯矩,而且消耗金属量大,但不需开坡口,装配尺寸要求不高。

1.4.6 焊接电压和电弧长度的选择

焊条电弧焊中电弧电压不是焊接工艺的重要参数,一般不须确定。但电弧电压是由电弧长度来决定的,电弧长则电弧电压高,反之则低电弧长度是焊条芯的融化端到焊接熔池表面的距离。它的长短的控制主要取决于焊工的知识、经验和技巧。在焊接过程中,电弧长短直接影响焊缝的质量和成形。如果电弧长,电弧飘摆,燃烧不稳定,飞溅增加,熔深小,熔宽大,易形成气孔缺陷。电弧短,则经常出现短路。正常的电弧长度可用经验公式来确定,即: L=( 0.5~1) d(d 为焊条直径)。电弧长度往往是个抽象的概念,判断时可根据具体的情况灵活掌握。实际操作中,电弧长,则电弧发出“呼呼”的响声,且熔深浅,焊缝中出现水珠状的铁水;电弧短时,铁水和熔渣分辨不清,有时会看到铁水淹没焊条末端,看不到熔池形状;电弧适中时,可看到熔池与母材有两条清晰的界限,熔池形状呈桃状,铁水与熔渣有明显的层次感。

2实验过程

电弧焊作为一种熔化焊,是通

过加热使被焊金属的联接处达到熔化状态,

焊缝金属凝固后实现金属的焊接。焊接接头

处[2]的焊缝金属和母材具有交互结晶的特征,

图2-2为母材和焊缝金属交互结晶的示意图。

由图可知,焊缝金属与联接处母材具有共晶现象,即熔池金属的结晶是从熔合区母材的半熔化晶粒上开始向焊缝中心成长的。这种结晶形式称为交互结晶或联生结晶。当晶体最易长大方向与散热最快方向一致时,晶体便优先得到成长,有的晶体由于取向不利于成长,晶粒的成长会被遏止。这就是所谓选择长大,并形成焊缝中的柱状晶。

在图2-2发生变化。因而,熔池全部凝固以后,各处将会出现不同的结晶形态。在焊接熔池的熔化边界上,温度梯度G 较大,结晶速度R 很小,因此此处的浓度过冷最小,随着焊接熔池的结晶。温度梯度G 由熔化边界处直到焊缝中心逐渐变小,熔池的结晶速度R 却逐渐增大,到焊缝中心处,温度梯度最小,结晶速度最大。

热影响区是焊接或切割过程中,材料因受热的影响(但未熔化)而发生金相组织和力学性能变化的区域。按其组织特征又可分为以下四个区域:

(a )过热区 (粗晶区)

指焊接热影响区中,具有过热组织或晶粒显着粗大的区域。此区的温度范围为固相线至1100℃,因加热温度过高,奥氏体晶粒急剧长大,使其塑性明显下降,尤其是冲击韧度图2-2 焊缝金属的交互结晶示意图 图 2—3

下降20%-30%,对于易淬火钢,此区脆性更大,是热影响区中性能最差的部位。焊接刚度大的结构件时,常在过热粗晶区产生脆化或裂纹。

(b)细晶区

细晶区是焊接时母材被加热到1100℃~Ac3的部位,将发生重结晶,将发生重结晶,即铁素体和珠光体全部变为奥氏体,然后在空气中冷却得到细小均匀的铁素体和珠光体,相当于热处理的正火组织。此区域的塑性和韧性都较好,是焊接热影响区中性能最好的区域。

(c)熔合区

熔合区为焊缝与母材相邻的部位,又称半熔化区,温度处于液相线与固相线之间。这个区域的微观行为十分复杂,焊缝与母材的不规则结合,形成了参差不齐的分界面。此区域的范围很窄,但由于在化学成分上和组织性能上都有较大的不均匀性,所以对焊接接头的强度、韧性有很大影响。在许多情况下熔合区是产生裂纹、脆性破坏的发源地。

(d)不完全重结晶区

加热温度Ac1- Ac3,约750-900℃,钢被加热奥氏体+ 部分铁素体区域,冷却后的组织为细小铁素体+珠光体+部分大块未变化的铁素体,晶粒大小不均匀。此区特点是晶粒大小不一,组织不均匀,因此力学性能也不均匀。

2.2实验材料与设备

钨极交、直流方波氩弧焊焊机(焊机型号WANBO-WSE-350)、BM-4XDV倒置金相显微镜、维氏显微硬度计HV—1000A、型材切割机(J1G-DI-355)、250毫米落地砂轮机、金相砂纸、金相抛光机,J422系列焊条等。

图2-4 粗抛设备图2-5 精抛设备

图2-6 BM-4XDV倒置金相显微镜

在光学显微镜下观察、辨别和分析金属的微观组织的金相检验,多是用专门制备的试样。由于金属试样对一般光线的不透明性,所以要经过特殊的制备,使金属试样表面既要平整如镜,又要界限分明,以便在显微镜视场中不同程度地反射光源,从而显示出清晰的图象。

[5]步骤:

1)取样

取样部位及检验面地选择取决于被分析材料或零件的特点、加工工艺过程及热处理过程,应选择有代表性的部位。生产中常规检验所用试样的取样部位、形状、尺寸都有明确的规定。对于轧材,要研究材料表层的缺陷和非金属夹杂物的分布时,应在垂直轧制方向上取横向试样。研究夹杂物的类型、材料的变形程度,晶粒被拉长的程度、带状组织等应在平行于轧制方向取纵向试样。取样时,应该保证不使被观察的截面由于截取而产生组织变化,因此对不同的材料要采用不同的截取方法。软材料:可以用锯、车、刨等加工方法;硬材料:可以用砂轮切片机切割或用电;火花切割等方法,切割过程中要不断地进行水冷却;硬而脆的材料:可以用锤击方法。

金相试样的大小以便于握持、易于磨制为准,通常金相试样为的圆柱体或相当尺寸的立方体。

2)镶样

一般情况下,如果试样大小合适,则不需要镶样。但试样尺寸过小或形状极不规则者以及化学热处理的试样,如带、丝、片、管,渗碳制备试样十分困难,我们就必须把试样镶嵌起来。一般常采用塑料镶嵌,镶嵌材料有胶木粉、聚氯乙烯等,也可以采用机械镶嵌法,即用夹具夹持试样。

3)磨样

磨样分为粗磨和细磨,粗磨就是将试样在砂轮机上磨出一个平面,并倒45 的倾斜角。细磨即将试样在金相砂纸上磨,我们使用的金相砂纸是:0号(320 #);01 号(400 #);02号(500 #);03号(600 #);-04号(800 #),号数越大, 砂纸越细,细磨时从最粗的开始磨,磨的步骤如下: 为了保证磨面平整不产生塌边和弧度,应单方向进行。磨削时应顺号进行,不宜跳号。当新的磨痕盖过旧的磨痕,更换下一号砂布。换砂布时,试样转90 ,使新的磨痕垂直旧磨痕,易于观察粗痕的逐渐消除。以此类推,一直磨到05号。

4) 抛光

经细磨后的试样需要清洗,除去铁屑、砂,以便于进一步抛光,抛光的目的是除去细磨时遗留下来的细微磨痕而获得光亮无疵的镜面。金相抛光一般可分为机械抛光,电解抛光和化学抛光。实验中我们采用机械抛光。下面介绍机械抛光机的工作原理:机械抛光在金相制样抛光机上进行,抛光机主要是由一个电动机和被带动的一个或两个抛光盘组成,转速200~600 转/分,抛光盘上铺以不同材料的抛光布,粗抛时常用帆布粗抛,细抛时常用绒布、细呢或丝绸。抛光时在抛光盘上不断滴注抛光液,抛光液一般为Al O 、Mg O 和Cr O 等。在水中的悬浮液,有时也在抛光盘上涂以极细钻石粉制成的膏状抛光剂。

机械抛光是靠极细的抛光粉末与磨面间产生的相对磨削和滚压作用来消除磨痕的。抛光时应将试样磨面均匀地、平正地压在旋转着地抛光盘近中心处,压力不宜过大,并沿盘的边缘到中心不断地来回移动。在抛光的最后阶段,可将试样转180作反向抛光,防止夹杂物的“拖尾”现象。

5) 腐蚀

试样抛光后(化学抛光除外),在显微镜下只能看到光亮的磨面及夹杂物等,要对试样的组织进行显微分析,试样还须经过腐蚀,常用的腐蚀方法为化学腐蚀法。化学腐蚀

是将抛光好的样品磨面在化学腐蚀剂中腐蚀一定时间,从而显示出试样的组织。实验中常用的腐蚀剂为4%的硝酸酒精溶液。

2.3硬度测试

本次试验测试的力学性能指标为硬度,采用的硬度测试设备为华银HV-1000A维氏显微硬度计。硬度测定是机械性能试验中最简单、最常用的一种方式,常用的方法为压入法。其标志为反映固体材料在受到其他物体压入时所表现出的抵抗弹性变形、塑性变形和破裂的综合能力。若将硬度测量对象缩小到显微尺寸以内,就称为显微硬度试验。显微硬度测试试验采用静力压入法,压头是一个极小的金刚石角锥体,如图2—7所示

图2—7华银HV-1000A维氏显微硬度计

在测试硬度时,要根据组织的分布来确定每个区的硬度分布。转动目镜,使目镜对着试样,缓慢摇动右下方手柄直至目镜内出现试样组织,然后小心摇动手柄,以防试样和物镜相碰。当目镜里组织最清晰时停止摇动手柄。按下操作界面上的加载按钮,压头自动加载、保荷、卸荷,卸荷后目镜自动转回中心位置,这时目镜里会出现如图2-8所示的小菱形,通过目镜两边手柄测量菱形的两条对角线并记录下来。显微维氏硬度压头为菱面锥体压头,它的硬度值是用试验力除以压痕表面积所得的商表示,压痕面积根据压痕对角线长度求的。在具体操作时,只需按选定的试验力,将测得的对角线长度输入系统,即可获得显微硬度值。

图2-8 硬度压痕测试图

3 试验结果与讨论

3.1不同电流对焊接工艺性的影响

表3-1焊接电流对焊接的工艺性影响

随着电弧焊接电流的增大,焊接的引弧性、稳弧性、脱渣性及焊缝成形性都逐渐变好,但是焊接飞溅和电弧吹力也较大,作用在焊件上的电弧力增加,焊条熔化快,熔宽略有增加,焊接效率也高。但是焊接电流太大时,飞溅和烟雾大,焊条尾部易发红,部分涂层要失效或崩落,而且容易产生咬边、焊瘤、烧穿等缺陷,增大焊件变形,还会使接头热影响区晶粒粗大,焊接接头的韧性降低;焊接电流太小,则引弧困难,焊条容易粘连在工件上,电弧不稳定,易产生未焊透、未熔合、气孔和夹渣等缺陷,且生产率低。可以看出焊条直径为3.2mm时,焊接电流120A的焊接工艺较好。

3.2焊接电流对硬度的影响

表3-2 焊接电流对硬度的影响

3 120 150.5 156.8 157.9 155.1 176.5 171.

4 164.3 170.7

4 140 144 139.6 132.1 138.6 134.9 134.9 133.7 134.5

母材平均硬度为151.5

图3-1120A各区硬度曲线

图3-2 不同电流热影响区硬度曲线图3-3 不同电流焊缝区硬度曲线

上图中显示,焊接电流逐渐增大,熔合区、热影响区和焊缝区硬度[4]均体现出逐渐增大的趋势。各直径下的电流中,低电流硬度较为低,电流过高则硬度过高,从而使低碳钢的韧性和塑性降低,只有中间电流的力学性能最为合适。

3.3焊接电流对Q235焊接接头组织的影响

3.3.1母材组织图

图3-4母材40倍图3-6 母材100倍

图3-6 母材400倍

上图为不同放大倍数下的Q235钢母材的组织图,块状多面体组织为铁素体, 黑色多面体组织为珠光体,铁素体和珠光体较为均匀地混合分布着。

3.3.2焊缝组织图

图3-7 焊缝40倍图3-8 焊缝100倍

图3-9 焊缝400倍

焊缝区的显微组织[3]在显微镜下观察,焊缝凝固后的组织主要特征之一是形成柱状晶。其生长有明显的方向性,与散热最快的方向一致,即垂直于熔合线向焊缝中心发展。对于常用的焊接结构钢(低碳钢)从液态向固态的一次结晶形成柱状晶奥氏体,然后进一步冷至室温还要经历二次结晶过程,呈柱状晶的奥氏体在冷却过程中分解为铁素体和珠光体。由于含碳较低,由先共析体素体沿奥氏体晶界析出,把原奥氏体的柱状晶轮廓勾画出来,也称为柱状铁素体。柱状铁素体十分粗大,其间隙中为少量珠光体,往往成魏氏组织形态。若为多层焊接,焊缝二次结晶组织变为细小铁素体加少量珠光体。这是由于后一层焊缝相对前一层焊缝进行加热,使其发生相变再结晶,从而柱状晶消失,形成细小的等轴晶。合金钢二次结晶的组织,则受到合金元素和焊接条件的影响而会出现不同的组织一般焊缝中合金元素较多,淬透性较好或冷却速度加快时出现贝氏体-马氏体组织。

3.3.3 热影响区组织图

图3-9 热影响区40倍图3-10 热影响区100倍

图3-11 热影响区400倍

热影响区的显微组织受焊接过程热循环(加热和冷却)的作用焊缝附近的热影响区相当于经历了“特殊的热处理”过程一样。焊缝及热影响区各部分由于离焊池距离不同而被加热到不同的温度,焊后冷却时又以不同的冷速冷却下来,因此使该区的组织变得复杂。由于焊缝周围的金属导热作用,焊缝和热影响的冷却速度很快,有时可达淬火的程度。冷却速度受材料的导热性、板厚和接头形状及钢板在焊前初始温度(包括环境温度或预热温度)等因素的影响。钢板尺寸越大,冷却越快,钢板初始温度越高(预热),冷速越慢。

通过一组同学的对比观察到的组织随焊接电流的变大,焊缝区、熔合区和热影响区组织晶粒度逐渐粗化,由铁素体逐渐变为珠光体和魏氏组织。

结论

(1)在其他条件一定的情况下,随着电弧焊焊接电流增大,焊接的引弧性、稳弧性、脱渣性及焊缝成形性都逐渐变好,但是焊接飞溅和电弧吹力较大。

(2)随着焊接电流增大,焊接接头同一特征区的组织由铁素体逐渐转变为珠光体或者魏氏组织,晶粒度逐渐变粗化。

(3)焊条直径相同,焊接电流不同时,焊接电流越大,各特征区的硬度分布呈现曲线分布,逐渐变大;同一焊接电流下,焊缝区硬度最低,熔合区和热影响区较高。

(4)焊条直径为3.2mm时最佳焊接电流为120A。

结束语

通过这次课程设计,我学会了不少知识,也对以前学的焊接方面的知识有了很好的复习巩固。这次的课程设计并不是很简单,想要做好,需要查很多文献,对工艺设计有较好的了解。做实验获得数据的过程也并不容易,尤其是磨金相组织,一开始有很多划痕,结果返工重新磨了多次才可以看清组织,顺利完成实验。这次的课程设计试验和理论相结合,既提高了自己的动手操作能力,也学会了很多理论知识,在焊接基础和焊接工艺这方面受益匪浅,工艺设计和应用能力得到很大的提高,我学到许多课本上没有的知识,了解到实践的重要性,很感谢老师们的耐心指导。由于自己焊接知识方面还有很多欠缺,难免存在不足和错误之处,希望老师给以指正。

参考文献

[1] 周振丰,张文钺.焊接冶金与金属焊接性[M].北京:机械工业出版社,1988.

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[4] 汪守朴主编.金相分析基础[M].河北:机械工业出版社,1998.

[5] ,,.金相试样制备过程概述[J]. .

q35焊接工艺课程设计

1绪论1 .1 Q235的成分及焊接性分析 Q235钢是一种普通碳素结构钢,具有冶炼容易,工艺性好,价格价廉的优点,而且在力学性能上也能满足一般工程结构及普通机器零件的要求,在世界各国得到广泛应用。碳素结构钢的牌号体现其机械性能,符号用Q+数字表示,其中“Q”为屈服点“屈”的汉语拼音,表示屈服强度的数值。Q235表示这种钢的屈服强度为235MP,Q235钢含碳量约为0.2%属于低碳钢。Q235成分:C含量0.12%-0.22%、Mn含量0.30%-0.65%、Si含量不大于0.30%、S含量不大于0.050%、P含量不大于0.045%。S、P和非金属夹杂物较多在相同含碳量及热处理条件下,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、控制层间温度和后热,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。 Q235含有少量的合金元素,碳含量比较低,一般情况下(除环境温度很低或钢板厚度很大时)冷裂倾向不大。工件预热有防止裂纹、降低焊缝和热影响区冷却速度、减小内应力等重要作用。但是预热使劳动条件恶化,并使工艺复杂。低合金结构施焊前是否需要预热,一般应根据生产实践和焊接性试验来确定。当母材的碳当量Ceq≥0.35时应考虑预热。低合金钢淬硬倾向[1]主要取决于钢的化学成分,根据碳当量公式可知Q235的碳当量小于0.4%,在焊接过程中基本无淬硬倾向,焊前不需预热。且这类刚含碳量较低,具有较的抗热裂性能,焊接过程中热裂纹倾向较小,正常情况下不会出现热裂纹。从厚度考虑,当板厚超过25mm时应考虑100℃以上的焊前预热,试验中所用钢板的厚度为12mm,不需预热。 焊接热处理的目的是为了消除焊接内应力、提高构件尺寸的稳定性、增强抗应力腐蚀性能、提高结构长期使用的质量稳定性和工件安全性等。低合金钢焊接结构在大多数请况下不进行焊后热处理,只有在特殊要求的情况下才进行焊后热处理。此试验并无特殊要求,因此并未进行焊后热处理。 1.2 焊条 (1)焊条的熔敷金属应具有良好的力学性能

焊接工艺评定报告模板

中石化工建设 预焊接工艺规程(pWPS ) 表号/装订号 共 页 第 页 单位名称 海盛石化建筑安装工程 预焊接工艺规程编号WPS-HP0101 日期 2014.8 所依据焊接工艺评定报告编号HP0101 焊接方法 GTAW+SMAW 机动化程度(手工、机动、自动) 手工 焊接接头: 坡口形式: V 型坡口 衬垫 (材料及规格) Q235B 其他 坡口采用机械加工或火焰切割 简图:(接头形式、坡口形式与尺寸、焊层、焊道布置及顺序) 母材: 类别号 Fe-1 组别号 Fe-1-1 与类别号 Fe-1 组别号 Fe-1-1 相焊或 标准号 GB3274-2007 材料代号Q235B 与标准号GB3274-2007 材料代号Q235B 相焊 对接焊缝焊件母材厚度围: 4~12mm 角接焊缝焊件母材厚度围: 不限 管子直径、壁厚围:对接焊缝 --- 角焊缝 --- 其他: 同时适用返修焊和补焊 填充金属: 焊材类别: 焊丝(GMAW ) 焊丝(SAW ) 焊材标准: GB/T8110-2008 JIS Z3351 填充金属尺寸: φ1.2mm φ4.8mm 焊材型号: ER50-6 YS-S6 焊材牌号(金属材料代号): THT-50-6 US-36 填充金属类别: Fe-1-1 FeMS1-1 其他: / 对接焊缝焊件焊缝金属厚度围:GMAW ≤6mm,SAW ≤12角焊缝焊件焊缝金属厚度围: 不限 耐蚀堆焊金属化学成分(%) C Si Mn P S Cr Ni Mo V Ti Nb

编制: 审核: 批准: 日期: 日期: 日期: 中石化工建设 焊接工艺评定报告 表号/装订号 共 页 第 页 单位名称 中石化工建设 焊接工艺评定报告编号 日期 预焊接工艺规程编号 焊接方法 机动化程度(手工、机动、自动) 接头简图:(接头形式、坡口形式与尺寸、焊层、焊道布置及顺序) 60° 母材: 材料标准 材料代号 类、组别号 与类、别号 相焊 厚度 其他 焊后热处理: 保温温度(℃) 保温时间 ( h ) 保护气体: 气体 混合比 流量(L/min ) 保护气体 尾部保护气 / / / 背部保护气 / / / 填充金属: 焊材类别 焊材标准 焊材型号 焊接牌号 焊材规格 焊缝金属厚度 其他 / 电特性: 电流种类 极性 钨极尺寸 焊接电流(A ) 电弧电压(V ) 焊接电弧种类 / 其他

焊接工艺课程设计

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焊接工艺课程设计 1绪论 1 .1 Q235的成分及焊接性分析 Q235钢是一种普通碳素结构钢,具有冶炼容易,工艺性好,价格价廉的优点,而且在力学性能上也能满足一般工程结构及普通机器零件的要求,在世界各国得到广泛应用。碳素结构钢的牌号体现其机械性能,符号用Q+数字表示,其中“Q”为屈服点“屈”的汉语拼音,表示屈服强度的数值。Q235表示这种钢的屈服强度为235MP,Q235钢含碳量约为0.2%属于低碳钢。Q235成分:C含量0.12%-0.22%、Mn含量0.30%-0.65%、Si含量不大于0.30%、S含量不大于0.050%、P含量不大于0.045%。S、P和非金属夹杂物较多在相同含碳量及热处理条件下,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、控制层间温度和后热,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。 Q235含有少量的合金元素,碳含量比较低,一般情况下(除环

境温度很低或钢板厚度很大时)冷裂倾向不大。工件预热有防止裂纹、降低焊缝和热影响区冷却速度、减小内应力等重要作用。但是预热使劳动条件恶化,并使工艺复杂。低合金结构施焊前是否需要预热,一般应根据生产实践和焊接性试验来确定。当母材的碳当量Ceq≥0.35时应考虑预热。低合金钢淬硬倾向[1]主要取决于钢的化学成分,根据碳当量公式可知Q235的碳当量小于0.4%,在焊接过程中基本无淬硬倾向,焊前不需预热。且这类刚含碳量较低,具有较的抗热裂性能,焊接过程中热裂纹倾向较小,正常情况下不会出现热裂纹。从厚度考虑,当板厚超过25mm时应考虑100℃以上的焊前预热,试验中所用钢板的厚度为12mm,不需预热。 焊接热处理的目的是为了消除焊接内应力、提高构件尺寸的稳定性、增强抗应力腐蚀性能、提高结构长期使用的质量稳定性和工件安全性等。低合金钢焊接结构在大多数请况下不进行焊后热处理,只有在特殊要求的情况下才进行焊后热处理。此试验并无特殊要求,因此并未进行焊后热处理。 1.2 焊条 1.2.1对焊条的基本要求 (1)焊条的熔敷金属应具有良好的力学性能 (2)焊条的熔敷金属应具有规定的化学成分,以保证其使用性能的要求

焊接课程设计报告

焊接课程设计报告 姓名:高雨雨 学号:080301103

课程设计题目:氧化剂贮瓶结构及工艺设计 压力容器因运行条件复杂,对钢材的性能和工艺设计提出了更高的要求。与普通结构钢相比压力容器用的低合金钢应具有较高的高温强度常温和高温冲击性能,抗时效性,抗氢和硫化氢性等。这类钢的合金系是以提高钢材高温性能的合金元素(如Mn,Mo,Cr,V等)为基础。 一,课程设计目的: 设计是针对指定焊接产品(部件)的技术要求,制定焊接生产过程的工艺技术规程。通过设计实践,熟悉焊接生产的工艺分析,指定材料焊接性的技术规范的要领,设计必须的工艺装备及工夹具,并加以分析以及必要的计算过程和检验过程。为适应实际工作打下基础。 二,课程设计任务: 1 材料焊接性的分析过程 2 选择合适的焊接工艺装备 3 编写工艺设计说明书 4 填写焊接工艺卡 5 绘制示意图 三,课程设计的步骤及内容: 材料焊接性分析:采用常规的氩弧焊工艺对LF6焊接容易产生气孔,裂纹和变性较大等缺陷,大大限制了LF6的应用。 采用低频脉冲交流TIG焊接工艺 焊前准备:冷加工开坡口。进行焊前清理:氧化膜的存在会导致未焊透,未熔合,焊缝夹杂等缺陷,且由于氧化膜吸附大量水分课促使焊缝产生气孔,所以采用化学清洗除去试件表面的氧化膜,油脂和尘污是铝合金焊接前的必须的准备工作。此外,母材和焊丝中得固溶氢是造成氢气孔的主要原因之一,所以焊件和焊丝进行除氢处理(加热到170度,保温5h)以除去焊接材料中得固溶氢。 实验材料及设备:应选用化学成分与抗拉强度与母材相近的焊丝作为填充材料,铝镁焊丝ER5356,直径为1.6mm,选用镧钨极,焊枪喷嘴直径为9.0mm。 当焊接电流与送丝速度匹配合理时可以获得多个焊接点相互搭接的连续焊缝,外观均匀,呈鱼鳞波纹。当频率较低时容易实现。 焊接参数的选择: 基值电流:80 脉冲电流:140 焊接速度:300 送丝速度:820 钨极直径:2.5 脉冲频率:2 电弧长度:2.5 焊缝应有检验措施: 焊缝缺陷的存在将直接影响焊件结构的安全使用,为防止焊接焊件缺陷的存在,需要进行焊接检验。

焊接工艺课程设计要点

焊接工艺课程设计 题目焊接工艺与控制课程设计 指导教师 姓名 学号 专业 班级 完成日期2014 年 6 月23 日

三峡大学课程设计任务书 (2014年春季学期)

焊接工艺卡

目录 1. 30CrMoV A钢的性能分析 (6) 1.1 材料: (6) 1.2 化学成分及力学性能: (6) 2. 15 30CrMoV A钢的焊接性能 (7) 2.1 碳当量分析 (7) 2.2 30CrMoV A的焊接性的主要表现 (7) 3 焊接方法的选择和分析 (8) 3.1 焊接方法选择时应考虑的因素 (8) 3.2 焊接方法的选择 (8) 3.3 焊接方法主要特点分析 (9) 4 焊接设备的选择 (9) 4.1 焊接电源的选择 (9) 4.2 焊丝及焊剂的选择....................................................................................................... (9) 4.3、焊枪及喷嘴的选择 (9) 4.4、钨极的选择 (10) 5 焊接工艺参数的选择 (10) 5.1 焊接电流与电压的选择................................................................................................错误!未定义书签。 5.2 焊接速度的选择 (10) 5.3 钨极直径与保护气体流量............................................................ 错误!未定义书签。 6 焊前预热、焊接过程及焊后处理 (11) 6.1 焊前预热 (11) 6.2 焊接过程与焊后处理 (11) 7 焊后检验 (12) 7.1 外观检验 (12) 8 总结 (13) 参考文献 (14)

(完整word版)焊接课程设计

焊接工艺课程设计题目1035铝板平板对接 指导教师石增敏 姓名陈卓学号2011106230 专业材料成型及控制工程班级20111062 完成日期2014 年 6 月25 日

目录 1、1035铝板焊接性分析 (3) 1.1、本次设计所用材料 (3) 1.2、1035铝板钢的化学成分及力学性能 (3) 1.3、铝与铝合金的焊接特点 (4) 1.4、1035铝板焊接方法的选择 (4) 2、MIG工作原理和工艺特点 (4) 2.1工作原理 (5) 2.2工作特点 (5) 2.3 焊接层数和坡口的选择 (5) 2.4焊接变形 (5) 3、MIG焊设备 (5) 3.1焊接电源 (6) 3.2控制系统 (6) 3.3送丝系统 (6) 3.4焊枪 (6) 3.5供气系统 (7) 3.6水冷系统 (7) 4、焊接工艺参数 (7) 4.1 .1焊接电流 (7) 4.1.2 电弧电压 (8) 4.1.3焊接速度 (8) 4.1.4 焊枪的操作 (8) 4.2焊前准备 (8) 4.2.1坡口制备 (8) 4.2.2清理 (9) 4.2.3预热 (9) 5焊接注意事项 (9) 6 外观检验 (10) 7无损检测 (10) 9参考文献: (11)

三峡大学课程设计任务书 (2013――2014学年) 课题名称焊接工艺课程设计 学生姓名陈卓班级20111062 指导教师石增敏 课题概述: 根据提供的原始资料,进行平板对接焊或环焊缝焊接工艺设计。设计人员制定焊接方法和焊接工艺,要求同一课题的学生使用不同的焊接方法进行设计,焊接工艺可靠、合理。 ⒈制定焊接工艺卡。⒉课程设计说明书包括:封面;目录;摘要;被焊接材料的基本数据与焊接性分析;焊接方法的选择;焊接工艺的制定和论证(具体项目可参考焊接工艺卡)、焊接操作注意事项和安全要求、焊后检验、参考文献等。 材料:35材料1035铝板两块,规格:—4×100×300,平板对接

焊接工艺课程设计指导书

材料成形及控制工程专业课程设计 焊接工艺设计指导书 一、设计目的 1.通过实际产品的焊接工艺设计,使学生了解焊接结构的生产工艺过程; 2.掌握焊接工艺的设计方法及工艺文件的制定; 3.培养学生运用专业理论知识解决实际焊接生产问题的能力,锻炼查阅文献资料及工具书籍的基本技能。 二、设计内容 在规定时间内,完成由教师指定的某一个结构件的焊接工艺设计任务,主要内容包括: 1. 焊接结构件的设计简图与技术要求; 2. 产品的制造工艺性能分析; 3. 主要接头的焊接方法选择与说明,坡口型式及尺寸的设计与说明; 4. 主要部件(筒节、封头等)的加工工艺过程卡; 5. 产品的装焊工艺过程卡; 6. 壳体的焊接工艺卡。 三、设计要求 1.手绘产品的结构设计简图,标注出产品的主要结构尺寸;主要零件的名称、材质与规格;设计技术要求(包括制造技术要求与检验要求)等。 2.产品的制造工艺性能分析主要包括容器主体材料的焊接性分析与结构的装焊工艺性能分析。容器主体材料的焊接性能主要分析材质的焊接裂纹倾向及产生其它焊接缺陷的倾向,说明为保证焊接质量应采取的工艺措施,如合理选用焊接方法、焊接材料、焊前预热、焊后热处理、层间温度等;结构的装焊工艺性能分析主要针对特殊、复杂容器结构,分析需要采用的装焊顺序与方法。 2. 接头焊接方法的选择和坡口型式的设计应包括纵焊缝、环焊缝、封头拼缝、 人孔接管与筒体的焊缝等,绘制接头的局部放大图。选择与设计的依据主要从容器结构尺寸、接头位置、材质及厚度、施焊条件与可操作性、焊接变形与应力、装焊顺序等方面考虑。 3. 主要部件(筒节、封头等)的加工过程卡要求制定部件从原材料备料至组 装焊接之前的全部加工工艺过程,包括各加工工序的名称、加工内容、所用的工装设备与检验要求等,必要时绘制出加工工艺简图; 4. 壳体的装焊工艺设计包括装焊工艺顺序、工序名称与内容、各工序所涉及

焊接工艺学课程设计

课程设计论文(说明书) 课程:焊接工艺学课程设计 题目:09MnD钢焊接性试验设计 院、系:材化学院 学科专业:金属材料工程 学生: / 学号: / 校对: / 指导教师: / 2012年 11月

1.前言 09MnD属于无镍低温钢,常用于石油、化工技术和压力容器设备,用于制造使用温度在-50℃的压力容器构件、重要锻件,石油化工中的压力容器。含碳量为0.2%,硅含量在0.17%到0.35%之间,锰含量在0.95%到1.35%之间,磷含量和硫含量均小于0.25%,钒含量小于等于0.03%。其化学成分见:表1.1,其机械性能见:表1.2。 牌号化学成分(质量分数)(%) C Si Mn P S V 09MnD ≤0.12 0.17-0.35 0.95-1.35 ≤0.025 ≤0.025 ≤0.03 表1.1 09MnD的化学成分 牌号抗拉强度/MPa 屈服强度/MPa 伸长率(%)冲击功/J 09MnD 400-540 ≥240 ≥26 ≥21 表1.2 09MnD的机械性能 本实验主要通过熔化极混合气体保护焊对焊接材料为09MnD厚度为10mm 板材的焊接性及焊接特点进行探索,在制出实验试板后,根据国家的一系列标准对此次焊接工艺进行焊后组织及力学性能进行评定,进而分析09MnD的焊接性能。 2.焊接工艺 2.1 09MnD的焊接特点 焊接材料的选择应保证接头与母材有同样的低温性能,焊条、焊丝、焊剂都必须保证焊缝中的油含杂质S、P、N、O最少。焊接时需要最大限度地减小过热程度,防止出现粗大的铁素体或粗大的马氏体组织。 2.2 焊接方法及焊丝的确定 低温钢的焊接方法可选焊条电弧焊、埋弧焊及熔化极气体保护焊。采用含Ni低温焊条电弧焊,虽可保证低温韧性,但成本高、生产效率低且焊缝成形差。故选用普通的焊丝H08Mn2SiA,用混合气体保护半自动焊,其生产成本为焊条电弧焊的55%-60%,生产率高2-3倍。焊材选择见:表2.2.1。

焊接工艺评定报告(DOC)

古城副井行政办公楼 钢结构挑檐手工电弧焊焊接工艺评定报告 编制部门: 编制: 审定: 批准部门: 批准:

手工电弧焊焊接工艺评定报告 1.评定材质: 16M n钢材评定厚度δ=36mm 2.评定目的: 为了验证施焊中的焊接工艺性的正确性。 3. 评定接头形式: 背部带衬板的组合焊缝。 衬板和腹翼板应根据拼点规定,点焊牢固,每一边都有拼点焊缝。 施焊分9层焊接,采用直线运条,当焊宽超过3-4φ焊时采用分道焊。其中φ焊为焊条直径。 4.参数选择: 打底层:φ3.2mm E5015 I=120±10(A) U=22±2(v) V=10±1c m/min 其余层:φ4mm E5015 I=190±10(A) U=22±2(v) V=13±1m/h 随着焊缝宽度增加,对焊速可作相应的调整. 焊接材质都选用J506或J507焊接. 5. 极性及电流种类; 选用交流弧焊机(J506) 6. 检测: Ⅰ主控项目

焊缝表面不得有裂纹、焊瘤等缺陷。一级、二级焊缝不得有表面气孔、夹渣、弧坑裂纹、电弧擦伤等缺陷。且一级焊缝不得有咬伤、未焊满、根部收缩等缺陷。 2、不允许有表面裂纹、夹渣、未焊透、焊缝宽度,应盖边每边2-4㎜,平缓过渡,飞溅应清除干净。 3、力学试验: 取试件进行力学试验,应符合建筑工程试验、检验标准。

焊接工艺评定报告 编号:001 评定项目:手工电弧焊 焊接方法:手工电弧焊 焊接工艺评定人:赵海职称:职务:负责评定单位:山西宏图建设工程有限公司 填写评定日期:2012年11月18日 批准人:职称:职务:批准评定报告单位: 批准评定日期:2012年5月18日 接头: 接头形式:组合焊缝 衬垫(有、无):背部采用如图衬垫 衬垫材料:A3 其它:摭点时拉开 母材:

工字梁焊接工艺课程设计

工字梁焊接工艺课程设计

《焊接工艺》课程设计 工字型梁的焊接工艺设计 班级:08焊接1 班 姓名: 学号: A0852111

目录 1 结构与母材性能分析 (6) 1.1 工字形梁结构分析及作用 (6) 1.1.1 工字梁结构特点 (6) 1.1.2 工字梁作用 (6) 1.2 母材性能分析 (6) 1.2.1 Q345-B钢简介 (6) 1.2.2 Q345B化学成分 (7) 1.2.3 Q345B机械性能 (8) 1.2.4 Q345B焊接性分析 (8) 2生产工艺流程图。 (10) 3 钢板预处理 (11) 3.1 复检 (11) 3.2 钢材的表面预处理 (11) 3.3 钢板的矫正 (11) 3.4 钢板规格选择 (11) 3.5 划线、下料 (12) 3.6 坡口形式 (13) 4.1 下料方法及设备 (15)

4.1.1 下料采用半自动火焰切割 (15) 4.1.2 CG1-30型半自动火焰切割设备 (15) 4.1.3 常用切割气体比较 (16) 5 装配与焊接 (18) 5.1 翼板与腹板的装配焊接 (18) 5.1.1 装配 (18) 5.1.2 定位焊 (19) 5.1.3 焊接工艺 (19) 6 工字梁的焊接变形及防止 (21) 6.1 焊接变形种类 (21) 6.2 工字梁焊接时变形的防止 (22) 6.2.1 预留收缩量 (22) 6.2.2 反变形 (22) 6.2.3 制定合理的焊接工艺 (22) 7 二氧化碳气体保护焊简介 (24) 7.1 简介 (24) 7.2 焊机 (24) 7.3 CO2气体保护焊特点 (24) 7.4 CO2气体保护焊工艺参数 (25)

焊接结构课程设计指导书

焊接结构与生产工艺课程设计指导书通用桥式起重机金属结构和生产工艺设计 曹永胜李慕勤曹丽杰 佳木斯大学材料工程学院

通用桥式起重机金属结构和生产工艺课程设计指导书 一、设计目的 1.培养学生综合运用所学知识的技能.通过对典型焊接结构和生产工艺的设计,使学生能针对产品使用性能和使用条件,制定焊接结构的设计方案及生产工艺方案。在具体的设计过程中,应根据结构的特点和技术要求,提出问题,分析问题产生的原因,并找到解决问题的途径和具体措施,制定合理的结构设计方案和生产工艺方案,从而得到一次解决实际工程问题的锻炼. 2.培养学生自学能力.使学生熟悉工具书,参考书的查找与使用方法,在学习前人的设计经验的基础上,发挥主观能动性,有所创新. 3.了解焊接工程技术人员的主要任务,工作内容和方式方法. 二、设计内容与计划 (一)设计内容 1. 5~50T通用桥式起重机主梁箱型结构设计。 2. 5~50T通用桥式起重机主梁生产工艺指定。 3.5~50T通用桥式起重机主梁结构生产图纸绘制。 (二)设计计划 1.接受设计任务、查阅资料和制定设计方案。(2天) 2.主梁结构设计计算;(7天) 3.主梁结构生产图纸绘制;(1天) 4.主梁结构生产工艺分析;(2天) 5.主梁生产工艺规程制定。(2天) 6.总结和考核。(1天) (三)任务完成 课程设计完成后,学生应交付以下材料: 1 主梁结构设计计算说明书; 2 主梁结构生产工艺分析报告; 3 主梁结构生产用施工图纸; 4 主梁生产工艺规程.

通用桥式起重机主梁结构及生产工艺设计 §1 通用桥式起重机简介 通用桥式起重机是指用吊钩或抓斗(有的也有用电磁盘)吊取货物的一般用途的桥式起重机,它桥架(大车)和起重小车两大部分组成,桥架横跨于厂房或露天货物上空,沿吊车梁上的起重机轨道纵向运行。通用桥式起重机有大车运行机构(装在桥架上),起升机构和小车运行机构(装在小车上)等三种工作性机构,皆为电动。通用桥式起重机的起重量可达500吨,跨度50~60米。 1.1 通用桥式起重机的基本组成 1.2 通用桥式起重机的基本参数 1额定起重量Q(tf) 2 跨度L(m) 3大车运行速度(m/min) 4 小车运行速度(m/min) 5 起升高度(m) 6 起升速度(m/min) 7 接电持续率JC JC = 100t i /T % t i —在起重机的一个工作循环中该机的总运转时间。 T --起重机一个工作循环所需的时间。 T = 360/N h (s) 通用桥式起重机 大车 小车桥架 大车运行机构 主梁 端梁小车架 小车运行机构 起升机构 图 1 通用桥式起重机组成

焊接工艺评定报告

PQR编号:QZ-HC1612-25焊接工艺评定报告 编制: 审核: 批准:

叮叮小文库 焊接工艺评定报告 衢州市河川翻板闸门有限公司 QZ-HC1612-25 焊接工艺指导卡编号HC-161225 SMAW 机械化程度(手工、半自动、全自动)手工 接头简图:(坡口形式、尺寸、衬板、每种焊接方法或焊接工艺、焊缝金属厚度) 根据推荐先前提供的资料,按照图 1结构画图,钝边0.5?1mm, 坡口 角度30?40 °,间隙2? 3mm 母 材: 材料标准:GB3274-88 钢号:Q 235B 类、组别号: I -1与类、组别号I -1 相焊 厚度: 8 mm 直径: / 苴/、他: / 焊后热处理: 热处理温度(C): / 保温时间(h): / 保护气 气体种类 / 混合比 / 流量(L/ min)/ 尾部保护气/ / / 背面保护气/ / / 填充金属:碳钢焊条 焊材标准:GB/ T5117-2012 焊材牌号:CHT711 焊材规格:①1.2 焊缝金属厚度:8 其他:/ 电流种类:交流极性:正极性钨极尺寸:/ 焊接电流(A): 160焊接电压(V): 36其他:/ 表HC-GYPD NO : 01 焊接位置: 对接焊缝位置: 角焊缝位置: 平焊方向:(向上、向下) ___ / ______ 方向:(向上、向下) 技术措施: 焊接速度(cm/mi n ): ____________ / 摆动或不摆动:/ 摆动参数:___________ / 多道焊或单道焊(每面):/ 单位名称焊接工艺评定报告编号焊接方法

结 论:本评定按 QZ-HC1612-25规定焊接试件、检验试样、测定性能、确认试验记 录正确 焊工姓名 焊工代号 施焊日期 编制 日 期 审核 日 期 批准 日 期 评定结果 合格 表 HC-GYPD 衢州市河川翻板闸们有限公司 QZ-HC1612-25 焊接工艺指导卡编号 HC-161225 SMAW 机械化程度(手工、半自动、全自动) 手工 接头简图: (坡口形式、尺寸、衬板、每种焊接方法或焊接工艺、焊缝金属厚度) 根据推荐先前提供的资料,按照 图1结构画图,钝边 0.5?1mm, 坡口角度30?40°,间隙2? 3mm NO : 03 单 位 名称 焊接工艺评定报告编号 焊 接 方法 母 材: 材料标准: GB3274-88 钢 号: Q 235B 类、 组别号: T -1与类、组别号T -1 相焊 厚 度: 8 mm 直 径: / 苴 丿 他: / 热处理温度 : / 保温时间(h ): / 保护气体: 气体种类 混合比 流量(L / min ) 保护气 / / / 尾部保护气 / / / 背面保护气 / / / 65°± 焊后热处理:

10MnCrNiMo焊接性分析课程设计解析

焊接冶金学课程设计10MnCrNiMo的焊接性分析 学院:机械工程学院 专业班级:材料成型及控制工程专业 学生: 学号: 指导老师:

目录 一.本课程设计的基本内容和要求 3 (1)基本内容 3 (2)基本要求 3 二.10MnCrNiMo的化学成分及力学性能分析 3(1)钢号及化学成分 3 (2)主要合金元素作用分析 4 三.SHCCT图分析 6四.10MnCrNiMo的焊接性分析 7(1)冷裂纹 7(2)热裂纹及消除应力裂纹(再热裂纹) 8(3)热影响区的性能变化 8 (2)焊缝化学成分的计算 11 (3)焊接参数的选择 11 (4)焊接工艺确定 12 (5)焊后质量检测 13

一.本课程设计的基本内容和要求 (1)基本内容: ?查阅板厚为5mm的母材材料的成分、力学性能、用途及其SHCCT; ?对母材进行焊接性理论分析; ?选用焊接材料,以熔合比为0.3计算焊缝的化学成分; ?根据SHCCT图分析HAZ的组织; ?初步探讨材料的焊接工艺的特点,采用对接接头; ?查询文献、综合分析及标注的方法。 (2)基本要求: ?掌握焊接性理论分析方法; ?掌握SHCCT图的分析方法; ?初步分析材料的焊接工艺特点; ?标注所引用的文献来源。 二.10MnCrNiMo的化学成分及力学性能分析 (1)钢号及化学成分 由上表可知,合金元素总质量分数为3.2%,为低合金结构钢。

由上表可知,一定温度条件下,经过调质处理后,屈服强度为σs=651Mpa,抗拉强度为σb=716Mpa,故属于低碳调质钢,且为高强钢。故10MnCrNiMo为低合金高强度的低碳调质钢。 用途:10MnCrNiMo常制造成圆钢,用于系泊链的制造如煤机链条、圆环链。(2)主要合金元素作用分析:【2】锰(Mn):在炼钢过程中,锰是良好的脱氧剂和脱硫剂。在碳素钢中加入0.70%以上时就算“锰钢”,较一般钢量的钢不但有足够的韧性,且有较高的强度和硬度,提高钢的淬性,改善钢的热加工性能,锰量增高,减弱钢的抗腐蚀能力,降低焊接性能。锰元素细化焊缝区组织晶粒大小;增加焊缝的屈服强度和抗拉强度,减少钢的时效倾向增强冲击韧性。 铬(Cr):铬能显著提高焊缝的强度、硬度和耐磨性,但同时降低塑性和韧性,热处理后韧性更低,铬又能提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性。 镍(Ni):镍能提高钢的强度,而又保持良好的塑性和韧性。镍对酸碱有较高的耐腐蚀能力,在高温下有防锈和耐热能力。镍的加入可以提高焊缝的硬度,屈服强度,抗拉强度及冲击性能。消除应力处理对锰镍匹配焊缝的韧性几乎没有影响,但在镍与锰含量不匹配时产生严重脆化。 钼(Mo):细化焊缝粗晶区与细晶区的晶粒,,提高淬透性和热强性能,在高温时保持足够的强度和抗蠕变能力(长期在高温下受到应力,发生变形,称蠕变)。结构钢中加入钼,能提高机械性能,使焊缝的硬度、屈服强度和抗拉强度提高。 硅(Si):硅会导致焊缝金属脆性降低,从韧性考虑硅有害。从防止焊缝气孔考虑,焊缝金属至少应含有0.2%的硅,能作为脱氧剂并防止CO气孔形成,所

焊接工艺评定报告记录模板

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焊接工艺评定 焊接工艺评定编号: HP0101 预焊接工艺规程编号: WPS-HP0101 中石化工建设有限公司

焊接工艺评定存档目录 工艺评定编号: 序号项目名称编号页数预焊接工艺规程(pWPS) 1 材料质量证明书 2 3 焊接材料质量证明书 无损探伤报告 4 5 机械性能试验报告 化学分析试验报告 6 7 热处理报告 焊接工艺评定报告 8 9 以下空白 10 11 12 13 14 15 备 注 档案管理:存档日期:

中石化工建设有限公司预焊接工艺规程(pWPS) 表号/装订号 共页第页 单位名称天津海盛石化建筑安装工程有限公司 预焊接工艺规程编号WPS-HP0101日期2014.8 所依据焊接工艺评定报告编号HP0101焊接方法GTAW+SMAW 机动化程度(手工、机动、自动)手工 焊接接头: 坡口形式:V型坡口 衬垫(材料及规格)Q235B 其他坡口采用机械加工或火焰切割简图:(接头形式、坡口形式与尺寸、焊层、焊道布置及顺序) 母材: 类别号Fe-1 组别号Fe-1-1 与类别号Fe-1 组别号Fe-1-1 相焊或标准号GB3274-2007 材料代号Q235B 与标准号GB3274-2007 材料代号Q235B 相焊对接焊缝焊件母材厚度范围:4~12mm 角接焊缝焊件母材厚度范围:不限 管子直径、壁厚范围:对接焊缝--- 角焊缝--- 其他:同时适用返修焊和补焊 填充金属: 焊材类别:焊丝(GMAW)焊丝(SAW) 焊材标准:GB/T8110-2008 JIS Z3351 填充金属尺寸:φ1.2mm φ4.8mm 焊材型号:ER50-6 YS-S6 焊材牌号(金属材料代号):THT-50-6 US-36 填充金属类别:Fe-1-1 FeMS1-1 其他:/ 对接焊缝焊件焊缝金属厚度范围:GMA W≤6mm,SAW≤12角焊缝焊件焊缝金属厚度范围:不限 耐蚀堆焊金属化学成分(%) C Si Mn P S Cr Ni Mo V Ti Nb 其他:/

Q235焊接工艺课程设计

1绪论 1 .1 Q235的成分及焊接性分析 Q235钢是一种普通碳素结构钢,具有冶炼容易,工艺性好,价格价廉的优点,而且在力学性能上也能满足一般工程结构及普通机器零件的要求,在世界各国得到广泛应用。碳素结构钢的牌号体现其机械性能,符号用Q+数字表示,其中“Q”为屈服点“屈”的汉语拼音,表示屈服强度的数值。Q235表示这种钢的屈服强度为235MP,Q235钢含碳量约为0.2%属于低碳钢。Q235成分:C含量0.12%-0.22%、Mn含量0.30%-0.65%、Si含量不大于0.30%、S含量不大于0.050%、P含量不大于0.045%。S、P和非金属夹杂物较多在相同含碳量及热处理条件下,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、控制层间温度和后热,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。 Q235含有少量的合金元素,碳含量比较低,一般情况下(除环境温度很低或钢板厚度很大时)冷裂倾向不大。工件预热有防止裂纹、降低焊缝和热影响区冷却速度、减小内应力等重要作用。但是预热使劳动条件恶化,并使工艺复杂。低合金结构施焊前是否需要预热,一般应根据生产实践和焊接性试验来确定。当母材的碳当量Ceq≥0.35时应考虑预热。低合金钢淬硬倾向[1]主要取决于钢的化学成分,根据碳当量公式可知Q235的碳当量小于0.4%,在焊接过程中基本无淬硬倾向,焊前不需预热。且这类刚含碳量较低,具有较的抗热裂性能,焊接过程中热裂纹倾向较小,正常情况下不会出现热裂纹。从厚度考虑,当板厚超过25mm时应考虑100℃以上的焊前预热,试验中所用 [键入文字] 1

焊接工艺课程设计

目录1 结构与母材性能分析1 1.1 工字形柱结构分析1 1.1.1 结构特点及应用1 1.1.2 受力情况1 1.2 母材性能分析1 1.2.1 Q235-C钢简介1 1.2.2 化学成分及其影响2 1.2.3 Q235-C钢的力学性能3 1.2.4 Q235-C钢的焊接性分析3 2 生产工艺流程图5 3 装配焊接工艺流程6 3.1 下料6 3.2 装配与焊接6 3.2.1 翼板与腹板的装配焊接6 3.2.2 肋板焊缝的焊接工艺8 3.2.3 肋板纵向角焊缝的焊接工艺8 4 焊接变形9 4.1 焊接变形的种类9 4.2 焊接变形的防治措施10 5 埋弧自动焊11 5.1 埋弧自动焊的原理11 5.2 埋弧自动焊的特点及应用12 5.2.1 埋弧自动焊的特点12 5.2.2 埋弧自动焊的应用12 5.3 埋弧自动焊的焊接工艺13 5.3.1 埋弧焊的焊接材料及选用13 5.3.2 埋弧焊的冶金过程的特点14 5.3.3 埋弧焊焊接工艺15

5.3.4 埋弧焊的常见缺陷及防止方法16 6 参考文献18

1 结构与母材性能分析 1.1 工字形柱结构分析 1.1.1 结构特点及应用 工字形柱是指工字形断面的轧制铁柱、钢柱或铸钢柱;尤其是用于钢铁结构(如钢架建筑物)中的柱。使用工字形结构不仅可节省材料,还能保证强度和刚性,即利于用最少的材料,承受更大的力。其结构科学合理,塑性和柔韧性好,结构稳定性高,适用于承受振动和 冲击载荷大的建筑结构,抗自然灾害能力强,特别适用于一些多地 震发生带的建筑结构。广泛用于各种建筑结构、桥梁、车辆、支 架、机械等。 1.1.2受力情况 工字形柱具有较好的承载能力,由于强轴方向的承载力较大,而工字形柱具有强弱明显的强弱轴关系和非常薄弱的抗扭性能,如果设计不当,很容易出现变形或者失稳的问题。在柱两端受力较复杂,受风载荷、地震载荷、水平以及其他动载荷作用下,两端会产生较大的剪切应力,弯矩大的在柱子中间同时受较大的压力。 1.2 母材性能分析 1.2.1 Q235-C钢简介 Q235-C钢是一种普通碳素结构钢,这种钢容易冶炼,工艺性好,价格低廉。而且在力学性能上也能满足一般工程结构及普通机器零件的要求应用十分广泛。Q235-C表示这种钢的屈服强度为235MPa,质量等级为C级,Q235-C钢含碳量约为0.2%属于低碳钢,S、P和非金属夹杂物较多

《焊接结构》课程设计指导书.

焊接结构课程设计指导书 机电工程系 洛阳理工学院

目录 前言 (2) 一.课程设计的性质和目的 (3) 二.课程设计的基本任务 (3) 三.课程设计的基本要求 (3) 四.课程设计的基本步骤 (4) 五.课程设计说明书要求 (4) 六.课程设计内容简介 (4) 七.附录 (6)

前言 课程设计是焊接结构生产课程教学的最后一个环节,是对学生进行全面系统的训练。课程设计可以让学生将学过的零碎知识系统化,真正地把学过的知识落到实处,进一步激发学生学习的热情,因此课程设计是必不少的,是非常必要的。 但是,在教学实践中,一方面,我们感到学生掌握的理论知识和实践知识有限;另一方面课程设计的时间有限。要想学生在规定时间内,运用自己有限的知识去独立完成某一焊接结构的全部设计是不现实的。因此,在两周的课程设计时间内,除了让每个学生清楚地了解焊接结构的整个设计、装配过程外,更应该注重焊接结构设计的某一细节,完全弄懂、弄透,能够达到举一反三的目的,从而培养学生设计焊接结构的初步能力。 基于以上认识,作者编写了《焊接结构课程设计指导书》。 编者

一、课程设计的性质、目的 焊接作为先进制造技术的重要组成部分,在国民经济的发展和国家建设中发挥了重要的作用。焊接技术在航空航天、核能、船舶、电力、海洋钻探、高层建筑等领域得到了广泛的应用。焊接结构是焊接技术应用于工程实际产品的主要形式,也是在许多部门中应用最为广泛的金属结构。焊接结构学作为焊接专业基础课,对学生的专业知识和技能的培养具有重要的作用。《焊接结构》课程设计是在完成焊接结构理论教学课程后,进行的综合运用所学基本知识和技能的一个非常重要的教学环节。本周开展了焊接结构学的课程设计,主要目的:进一步加深学生对焊接结构学理论知识的回顾和焊接结构在实际生产中的应用; 通过本次课程设计,使学生将理论知识与实际的焊接构件设计相结合,培养学生的理论联系实际的能力; 本次课程设计可以采用计算机绘图和手工试图,使学生加深绘图要点和培养计算机绘图技能; 通过本次课程设计培养学生的查阅技术资料、团队协作和独立创新能力。 二、课程设计的主要内容和基本任务 了解焊接结构、工况环境、制造过程的特点,掌握焊接结构的整体设计、焊接工艺规程、焊接工艺卡的编制要领。最终能根据实际需要独立研究设计相应的焊接结构,制定相关的焊接工艺。设计主体可以是梁柱桁架类和压力容器结构,对选择构件进行结构的设计,焊接接头(对接、搭接、T形和角接头)合理性分析,对相关接头的强度进行简单的计算,对易产生的应力应变特征进行分析,绘制部分结构的草图,最后绘制一张A1焊接结构图纸,并编写课程设计说明书一份。 三、课程设计的基本要求 熟悉焊接结构(梁柱桁架类和压力容器结构)的结构特点,了解焊接结构(梁柱桁架类和压力容器)各部分的受力及运行状态、结构特点以及影响制造工艺的因素并能按实际情况具体制定相应的工艺流程卡和工艺卡(具体要求见附录)。 具体要求: 1) 要充分认识课程设计对培养自己的重要性,认真做好设计前的各项准备工作; 2) 既要虚心接受老师的指导,又要充分发挥主观能动性。结合课题,独立思考,努力钻研,勤 于实践,勇于创新;

课程设计:液化气干燥器的焊接工艺制定

机电工程学院 《专业课程设计》 说明书 课题名称:液化气干燥器的焊接工艺制定 学生姓名:学号: 专业:材料成型及控制工程班级:09材控2班指导教师:成绩: 2013年1月7日

专业综合训练任务书 题目:液化气干燥器的焊接工艺制定 材料:Q235A 焊接方法:CO2气体保护焊 要求: 1、看懂图纸 2、根据相关标准画出焊缝布置图,并标注焊缝类别 3、制定焊接工艺总则 4、设计焊接工艺卡 5、重要的焊缝制定相应的焊接工艺卡 6、工艺卡中应标明焊接检验的方法及标准 学生:班级: 09材控2班指导教师: 2012.12.25

接头编号表

续表 `

焊接工艺总则 一、焊前准备及施焊环境 1 焊条、焊剂及其他焊接材料的贮存库应保持干燥,相对湿度不得大于60/, 2 当施焊环境出现下列任一情况,且无有效防护措施时,禁止施焊: a) 手工焊时风速大于10m /s; b)气体保护焊时风速大于2m /s; c)相对湿度大于90%; d) 雨、雪环境. 3 当焊件温度低于0℃时,应在始焊处100 mm范围内预热到15℃左右。 二、焊接工艺 1 容器施焊前的焊接工艺评定,应按JB 4708进行。 2 焊接工艺评定报告、焊接工艺规程、施焊记录及焊工的识别标记,其保存期不少于7年。 三、焊缝表面的形状尺寸及外观要求 1 C,D类接头的焊脚,在图样无规定时,取焊件中较薄者之厚度。补强圈的焊脚,当补强圈的厚度不小于8 mm时,其焊脚等于补强圈厚度的70%,且不小于8 mm, 2 焊缝表面不得有裂纹、气孔、弧坑及飞溅物。 3 C,D类接头焊缝与母材呈圆滑过渡。 4 用标准抗拉强度下限值>540 MPa的钢材及Cr-M。低合金钢材和不锈钢材制造的容器以及焊接接头系数价取为1的容器,其焊缝表面不得有咬边。其他容器焊缝表面的咬边深度不得大于0. 5 mm,咬边连续长度不得大于100 mm,焊缝两侧咬边的总长不得超过该焊缝长度的10%。

16MnR缓冲罐焊接工艺课程设计

16MnR缓冲罐焊接工艺课程设计

16MnR缓冲罐焊接工艺课程设计 沈阳工业大学材料成型工艺课程设计 第1章绪论 1.1 焊接结构的概述 原料气缓冲罐,筒体尺寸为Φ2200mm×8mm×7500mm,材质为16MnR,制定其筒体纵环焊缝的焊接工艺。 图1.1 原料气缓冲罐结构图 1.2 焊接方法 原料气缓冲罐筒体的焊接有纵焊缝和环焊缝。一般情况下,对于此类筒体纵焊缝的焊接选用对接接头的焊接。其厚度为8mm,属于薄板或中厚板,下面是我手工电弧焊(SMAW)的一些介绍: 1.手工电弧焊是利用电弧局部熔化母材和焊条以形成焊缝的一种手 工操作焊接方法。 2.SMAW的焊接过程:焊接时电源的两极分别在导电嘴和焊件上,焊丝通过导电嘴与焊件接触,接通电源后,则电流经过导电嘴、焊丝与焊件构成焊接回路。焊接时,引弧,焊接速度均由焊工自己手动操作。 1.2.1概述(原理、特点及应用) SMAW: 1.工作原理:焊条电弧焊时,焊件和焊条在电弧热量的作用下,焊件坡口边缘被局部熔化,焊条熔化形成熔滴向焊件过渡,熔化的金属形成焊接熔池。随着焊接电弧向前移

沈阳理工应用技术学院焊接方法及工艺课程设计 动,熔池后边缘的液态金属温度逐渐降低,液态金属以母材坡口处未完全熔化的晶粒为核心生长处焊缝金属的枝状晶体并向焊缝中心部位发展,直至彼此相遇而最后凝固。与此同时,前面的焊件坡口边缘又开始局部熔化,使焊接熔池向前移动,当焊接过程稳定以后,一个形状和体积均不变化的熔池随焊接电弧向前移动,形成连续的焊缝。 2.特点:焊条电弧焊设备简单,操作灵活方便,适应性强,不受场地和焊接位置的限制,在焊条能达到的地方一般都能施焊;可焊金属材料广,除难熔或极易氧化的金属外,大部分工业用金属均能采用焊条电弧焊进行焊接;焊接接头装配要求较低。 缺点:劳动条件差,生产率低,每焊完一根焊条,必须更新焊条,并残留下一部分,而使焊条未被充分利用,焊后还须清渣,故生产率低。 3.应用:手工电弧焊的应用虽因气体保护电弧焊和其他高效焊接方法的发展而有所减少,但仍然是各个工业部门常用的焊接方法,用于多品种、小批量的焊接件最为经济,在许多安装焊接和修补焊接中还不能为其他焊接方法所取代。但焊工的操作技术水平对手工电弧焊质量影响很大,因此焊工必须接受严格培训,方能从事此种焊接工作。 1.2.2 焊接设备 手工焊条电弧焊设备包括焊机和焊枪等,焊机是核心部分,由焊接电源和控制系统组成。如图1.2所示: 图1.2手工电弧焊设备示意图 焊接选择 ZX7-400

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