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二是“高适应性”，由于施工场所环境的“非结构性”，即其工作环境不可预知并且多变，因此要求对环境具有适应能力；

三是“高效率”，目前使用的行业经常用于抢修作业，并且多为室外或野外作业，作业环境条件差，所以要求其具有较高作业效率。

由于高空作业车所应用的领域逐渐广泛，涉及行业多，每个行业的作业内容不同，相同行业不同地区的要求不同、环境不同、习惯不同、作业规范不同等等，对作业车的功能要求不同、结构型式和性能要求的不同，即市场对高空作业车的要求千差万别，呈现出个性化、差异化和多样化的需求特征。

与国外高空作业车一般只有高空作业功能不同，我国用户则要求附加的辅助功能很多，主要有臂架起重、平台小吊、驾驶室载人多、货车式车厢用于载货等多种要求，所以我国还要在这方面多做努力才行。

二、焊接工艺过程分析

1.研究对象

　　本次焊接的对象主要是起升高度为10米的高空作业平台车的底盘部分。

下图分别为高空作业平台车和其底盘图。

高空作业平台车１

底盘1

2.焊接工艺参数

　　本焊接采用CO₂气体保护半自动焊，其工艺参数主要包括焊丝直径、焊接接头、熔滴过渡形式、焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊丝伸长度、气体流量、电源极性及回路电感等。

⑴焊丝直径焊丝直径应根据工件厚度，施焊的位置及生产率的要求来选择。

这里的工件厚度为3~12mm，故采用直径为1.2mm的焊丝。

⑵焊丝的选择二氧化碳气体保护焊焊接低碳钢时，为保证焊缝具有较高的机械性能和防止气孔产生，必须采用含锰、硅等脱氧元素的合金钢焊丝，同时还应限制焊丝中的含碳量。

其中H08Mn2SiA使用较多，主要用于低碳钢和低合金钢的焊接。

故在这里有选用H08Mn2SiA。

⑶焊接接头根据底盘图的形式采用T形接头，平焊缝连续焊缝和断续焊缝。

⑷熔滴过渡形式采用短路过渡，因为短路过渡是焊丝端部的熔滴与熔池表面接触，在过热与电池收缩力的作用下，熔滴爆断直接向熔池过渡，而且还是低电压、小电流、细焊丝。

⑸焊接电流焊接电流是最重要的焊接工艺参数，应根据工件的厚度、焊丝的直径、施焊位置及所要求的熔滴过渡形式来选择。

综合以上参数，选择焊接电流在100~110A范围内。

⑹电弧电压电弧电压也是很重要的焊接工艺参数，选择时必须要与焊接电流恰当配合。

故电弧电压在19~20V范围内。

⑺焊接速度在一定的焊丝直径、焊接电流和电弧电压条件下，熔宽与熔深都随着焊接速度的增加而减少。

这与工人的经验和操作水平有关，在这里规定为12~15cm∕min。

⑻焊丝伸长度通常焊丝伸长度取决于焊丝直径，一般约等于焊丝直径的十倍比较合适。

故焊丝伸长度为12mm。

⑼CO₂气体流量CO₂气体流量应根据焊接电流、焊接速度、焊丝伸长度及喷嘴直径等来选择。

故气体流量约为8~15L∕min。

⑽电源极性为减少飞溅，保持电弧的稳定性，一般都采用直流反接。

3.母材的焊接性能分析

⑴Q235-B简介Q235-B钢的完整名称叫做普通碳素结构钢，Q代表的是这种材质的屈服极限，后面的235，就是指这种材质的屈服值，在235MPa左右。

并会随着材质的厚度的增加而使其屈服值减小。

由于含碳适中，综合性能较好，强度、塑性和焊接等性能得到较好配合，用途最广泛。

⑵母材的化学成分及力学性能

化学成分

C/%

Mn/%

Si/%

Cr/%

Ni/%

P/%

S/%

Q235-B

0.12-0.20

0.30-0.70

≤3.00

/

≤0.045

力学性能

бs/MPa

бb/MPa

δ5/%

ψ/%

Akv

≥235

≥26

≥27（-30、0、30℃）

⑶Q235-B的焊接性钢的焊接性是指在简单可行的焊接条件下，钢材焊接后不产生裂纹，并获得良好的焊缝区的性能。

焊缝区可分为三个组成部分，即熔合区，热影响区和未受热影响的基体部分。

对于熔化区，如钢材或焊条中的S、P含量较高，在凝固过程中将产生热裂纹，因而必须控制S、P的含量。

对于热影响区，由于受熔化区的加热作用，使其温度远超过钢的临界点，奥氏体晶粒显著长大。

在冷却时受到周围未被加热的基体金属的激冷，造成极大的过冷度，甚至发生马氏体转变造成很大的热应力和组织应力。

　　为了估计钢焊接性的好坏，通常采用碳当量（CE）的概念，即把单个合金元素对热影响区硬化倾向的作用折算成碳的作用，再与钢中碳的质量分数加在一起。

碳当量公式很多，对于碳钢和低合金结构钢，国际焊接学会（IIW）推荐碳当量计算公式为：

CE=C+Mn/6+（Cr+Mo+V）/5+（Ni+Cu）/15

式中各元素的符号代表该元素在钢中的质量分数。

　　一般认为当CE<

0.4%时，钢材的淬硬倾向不大，焊接性优良。

当CE=0.4%～0.6%时，钢材的淬硬倾向增大，焊接性有限，焊接时需要采取预热，控制焊接热

输入等工艺措施，当CE＞0.6%时，淬硬倾向严重，属于较难焊接的钢材，需要采取较高的预热温度和严格的工艺措施。

根据公式计算得出Q235B碳当量为0.20，其具有优良的焊接性，可采用各种焊接方法焊接。

⑷可能出现的问题及措施

①当焊丝端头始终有滴状金属小球存在，且过渡频率偏低，此情况说明焊接电压偏高，加大送丝速度（焊接电流）或降低焊接电压以解决。

②当干伸长偏短时能正常焊接，稍长就出现顶丝问题。

说明焊接电压偏低，通过降低送丝速度（焊接电流）或升高焊接电压解决。

③要注意面板上旋钮状态：

一般情况下，我们将推力旋钮按标准刻度向右偏2～3格。

电流偏大时,建议把推力旋钮根据焊接过程的稳定性继续加大些。

④焊丝直径开关

焊丝直径开关一定要选对，要与所使用焊丝直径相符。

4.焊接变形及产生焊接变形的原因

　　焊件的焊接变形是从焊接开始时便产生，并随焊接热源的移动和焊件上温度分布的变化而变化。

一般情况下，一条焊缝在施焊处受热发生膨胀变形，后面开始凝固和冷却处发生收缩，膨胀和收缩在这条焊缝上的不同部位分别产生，其比容将增大或减小，直至焊接结束并冷至室温，热变形才停止，在近焊高温区的金属热胀和冷缩受阻时便产生这种塑性变形。

焊件内部温度有差异所引起的应力、金属局部发生拉伸或压缩塑性变形后所引起的内应力、表面和内部不同冷却过程以及可能局部相变过程均是影响焊接变形的因素。

焊件最后横向应力的分布都是由这些因素所引起的横向应力叠加的结果。

　　产生焊接应力的直接原因来自焊缝的纵向、横向收缩。

此外，对于自由状态下平板对接焊缝的横向残余应力，主要起因于受拘束的纵向收缩。

在2块板间隙瞬时完成的焊缝由于它的纵向收缩，引起2块板反向弯曲变形，于是焊缝长度的中部截面处产生间隙，实际情况是焊缝冷却有横向连接，必然使焊缝中部受到横向拉伸，而两端受到压缩，其横向残余应力，压应力最大值比拉应力大的多。

这种由纵向收缩引起的横向残余应力的分布受焊缝长度的影响。

　　沿焊缝横向收缩不同步，是引起横向应力的另一原因。

在焊接温度场上的降温区金属在收缩，升温区金属在膨胀，彼此的制约产成了应力，胀的被压，缩的被拉，温度场向前移动，曾升温膨胀过的金属开始降温收缩，它的收缩受到了比它先冷却的金属限制，而同时又受到了正在升温膨胀金属的限制，结果最后冷却的金属总是产生拉应力，与之相邻的金属产生压应力。

焊后沿整条焊缝轴线的纵截面上内应力须保持平衡而形成最终的横向应力分布，所以焊接方向和顺序对这种横向应力的分布产生影响，由中心向两端施焊和由两端向中心施焊，其横向残余应力分布完全不同，只有终焊处为拉应力是共同的。

三、拟定工艺方案

1.CO₂气体保护焊选用原则

⑴工艺特点

①CO2焊穿透能力强，焊接电流密度大（100-300A/m2），变形小，生产效率比焊条电弧焊高1~3倍。

②CO2气体便宜，焊前对工件的清理可以从简，其焊接成本只有焊条电弧焊的40%-50%。

③焊缝抗锈能力强，含氢量低，冷裂纹倾向小。

④焊接过程中金属飞溅较多，特别是当工艺参数调节不匹配时，尤为严重。

⑤不能焊接易氧化的金属材料，抗风能力差，野外作业时或漏天作业时，需要有防风措施。

⑥焊接弧光强，注意弧光辐射。

⑵冶金特点

　　CO2焊焊接过程在冶金方面主要表现在：

CO2气体是一种氧化性气体，在高温下分解，具有强烈的氧化作用，把合金元素烧损或造成气孔和飞溅等。

解决CO2氧化性的措施是脱氧，具体做法是在焊丝中加入一定量脱氧剂。

实践表明采用Si-Mn脱氧效果最好，所以目前广泛采用H08Mn2SiAH10Mn2Si等焊丝。

2.坡口的选用原则

　　在选择破口形式时，应尽量减少焊缝金属的填充量，便于装配和保证焊接接头的质量因此应考虑以下几条原则：

①是否能保证焊件焊透；

②坡口的形状是否容易加工；

③应该尽可能地提高生产效率，节省填充金属；

④焊后焊件变形应尽可能小。

综合以上原则所以本焊接采用T字接头不开坡口的这一种形式。

3.焊接顺序的选用原则

⑴结构对称时，采用对称焊法；

焊缝多比较集中时，采用跳焊法分散受热避免集中受热。

长焊缝大于1米焊缝，采用分段退焊等；

对组合件，先部件组焊矫正合格后，再整体拼装;

结构不对称时，先焊焊缝少的一侧。

先焊收缩量较大的焊缝，使焊缝能较自由地收缩，以最大限度地减少焊接应力。

先焊工作时受力较大的焊缝，使内应力合理分布。

⑵焊接时有筋板的先焊筋板，根据变形的预测确定每条焊缝的起弧和收弧方向，也就是是从左往右焊还是从右往左焊，尽量对称焊接，比如先焊左边的一道位置，然后是右边的同位置，然后还是右边，再左边。

框型结构先焊对角，再焊另外两个对角，长焊缝先断焊再满焊，小件可以用胎具压牢焊接，大件根据变形预测做反变形拼接。

大概也就是这些吧，不同的件焊接方法不同。

⑶焊缝布置应尽量分散。

焊缝密集或交叉，