门式启闭机下横梁工艺规程参考Word.docx
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门式启闭机下横梁工艺规程参考Word
第1章绪论
1.1箱型梁结构特点及应用
指横截面形式为箱型的梁。
当桥梁跨度较大时，箱形梁是最好的结构形式，它的闭合薄壁截面抗扭刚度很大，对于弯桥和采用悬臂施工的桥梁犹为有利。
顶底板都具有大的面积，能有效地抵抗正负弯矩并满足配筋需要，具有良好的动力特性和小的收缩变形值。
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。
1.2母材性能分析
1.2.1Q235简介
Q235A韧性和塑性较好，有一定的伸长率，具有良好的焊接性能和热加工性。
Q235A一般在热轧状态下使用，用其轧制的型钢、钢筋、钢板、钢管可用于制造各种焊接结构件、桥梁及一般不重要的机器零件，如螺栓、拉杆、铆钉、套环和连杆等。
1.2.2物理性能
1.化学成份：
碳C：
≤0.22%
硅Si：
≤0.35%
锰Mn：
≤1.4%
硫S：
≤0.050%
磷P：
≤0.045%
铬Cr：
允许残余含量≤0.030%
镍Ni：
允许残余含量≤0.030%
铜Cu：
允许残余含量≤0.030%
注：
脱氧方法:
F、Z
2.力学性能：
抗拉强度σb（MPa）：
370～500
屈服强度σs（MPa）：
≤16时:
≥235;>16～40时:
≥225;>40～60时:
≥215;>60～100时:
≥215;>100～150时:
≥195;>150时:
≥185
伸长率δ5（%）：
≤40时:
≥26;>40～60时:
≥25;>60～100时:
≥24;>100～150时:
≥22;>150～200时:
≥21;
冷弯（弯180°）：
【纵向】钢厚度≤16时，弯心直径d=a；钢厚度>16～100
时，弯心直径d=2a；
【横向】钢厚度≤16时，弯心直径d=1.5a；钢厚度>16～100时，弯心直径d=2.5a；
3.热处理规范及金相组织：
热处理规范：
热轧。
金相组织：
铁素体+珠光体。
1.3二氧化碳气体保护焊
1.3.1简介
二氧化碳气体保护电弧焊（简称CO2焊）是以二氧化碳气为保护气体，进行焊接的方法。
（有时采用CO2+Ar的混合气体）。
在应用方面操作简单，适合自动焊和全方位焊接。
焊接时抗风能力差，适合室内作业。
由于它成本低，二氧化碳气体易生产，广泛应用于各大小企业。
由于二氧化碳气体的0热物理性能的特殊影响，使用常规焊接电源时，焊丝端头熔化金属不可能形成平衡的轴向自由过渡，通常需要采用短路和熔滴缩颈爆断、因此，与MIG焊自由过渡相比，飞溅较多。
但如采用优质焊机，参数选择合适，可以得到很稳定的焊接过程，使飞溅降低到最小的程度。
由于所用保护气体价格低廉，采用短路过渡时焊缝成形良好，加上使用含脱氧剂的焊丝即可获得无内部缺陷的高质量焊接接头。
因此这种焊接方法目前已成为黑色金属材料最重要焊接方法之一。
1.3.2分类
按机械化程度可分为自动化和半自动化；按焊丝直径可分为细丝0.8~1.2mm中丝1.2~1.4mm粗丝1.4~1.6mm；按焊丝分类可分为药芯和实心焊丝两种；
1.3.3焊接工艺参数
（1）焊丝直径
焊丝的直径通常是根据焊件的厚薄、施焊的位置和效率等要求选择。
焊接薄板或中厚板的全位置焊缝时，多采用1.6mm以下的焊丝（称为细丝CO2气保焊）。
焊丝直径的选择参照下表
表1.1
焊丝直径（mm）
熔滴过渡形式
可焊板厚（mm）
施焊位置
0.5~0.8
短路过渡
0.4~3
各种位置
细颗粒过渡
2~4
平焊、横角
1.0~1.2
短路过渡
2~8
各种位置
细颗粒过渡
2~12
平焊、横角
1.6
短路过渡
2~12
平焊、横角
细颗粒过渡
〉8
平焊、横角
2.0~2.5
细颗粒过渡
〉10
平焊、横角
（2）焊接电流
焊接电流的大小主要取决于送丝速度。
送丝的速度越快，则焊接的电流就越大。
焊接电流对焊缝的熔深的影响最大。
当焊接电流为60~250A，即以短路过渡形式焊接时，焊缝熔深一般为1mm~2mm；只有在300A以上时，熔深才明显的增大。
（3）电弧电压
短路过渡时，则电弧电压可用下式计算：
U=0.04I+16±2（V）
此时，焊接电流一般在200A以下，焊接电流和电弧电压的最佳配合值见表2。
当电流在200A以上时，则电弧电压的计算公式如下。
U=0.04I+20±2（V）
（4）焊接速度
半自动焊接时，熟练的焊工的焊接速度为18m/h~36m/h；自动焊时，焊接速度可高达150m/h。
（5）焊丝的伸出长度
一般情况下焊丝的伸出长度约为焊丝直径的10倍左右，并随焊接电流的增加而增加。
（6）气体的流量
正常焊接时，200A以下薄板焊接，CO2的流量为10L/min~25L/min；200A以上厚板焊接，CO2的流量为15L/min~25L/min；粗丝大规范自动焊为25L/min~50L/min。
具体工艺参数:
电流：
一般为：
150-350安培，常用规范为200-300安培。
电压：
一般范围值：
22-40伏特，常用规范为26-32伏特。
干伸长度：
焊丝从导电嘴前端伸出的长度，一般为焊丝直径的10-15倍，即10-15毫米长。
焊接速度：
每分钟焊接的焊缝长度，单焊道按时每分钟300-500毫米，个别达到25000毫米/分钟（比如截齿的焊丝用的LQ605），摆动焊接时，120-200毫米/分钟。
1.3.4优点
1．焊接成本低。
其成本只有埋弧焊、焊条电弧焊的40~50%。
2．生产效率高。
其生产率是焊条电弧焊的1~4倍。
3．操作简便。
明弧，对工件厚度不限，可进行全位置焊接而且可以向下焊接。
4．焊缝抗裂性能高。
焊缝低氢且含氮量也较少。
5．焊后变形较小。
角变形为千分之五，不平度只有千分之三。
6．焊接飞溅小。
当采用超低碳合金焊丝或药芯焊丝，或在CO2中加入Ar，都可以降低焊接飞溅。
1.3.5确定焊缝布置图
通过读图纸和查阅相关材料，确定焊缝分布如图所示：
图1.1
根据焊接接头型式，将焊缝分类，Ⅱ1﹑Ⅱ3﹑Ⅱ4﹑Ⅱ5﹑Ⅱ6﹑Ⅱ7﹑Ⅱ8﹑Ⅱ9﹑Ⅱ10﹑Ⅱ11﹑Ⅱ12﹑Ⅱ13﹑Ⅱ14和Ⅱ15为角接接头类型焊缝；Ⅱ2为对接接头焊缝。
第2章工艺规程的制定
2.1总则
本工艺适用于本次课程设计启闭机主梁的焊接。
焊工必须经过培训，考核合格后持证上岗。
2.2启闭机横梁的焊接方法
焊接方法主要为二氧化碳气体保护焊必要时还得选用埋弧自动焊。
二氧化碳气体保护焊焊丝用H08Mn2SiA。
2.3材料预处理
2.3.1复检
梁材质为Q235A钢，所用钢材必须有材质证明书或材料代用通知单。
重检料单，包括重检成分、力学性能和尺寸等。
2.3.2材料的表面预处理
采用化学或机械的方法对型材的表面进行清理称为表面预处理。
由于钢材表面的油污、锈蚀和氧化皮等会影响产品的质量。
因此，在进行划线、下料之前必须进行表面预处理。
常用的预处理方法有机械除锈和化学除锈法；机械除锈常用的方法主要有喷砂、喷丸与抛丸。
这里我们采用喷丸除锈，其除锈等级应达到GB98923-88《涂装前钢材表面锈蚀和除锈等级》中的Sa2级：
Sa2级彻底的喷砂除锈表面应无可见的油污、污物、氧化皮、铁锈、油漆涂层和杂质基本清除，残留物应附着牢固。
2.3.3钢板的矫正
矫正〔又称为矫形）就是使钢板或工件在外力作用下产生与原来变形相反的塑性变形，以消除弯曲、扭曲、皱折、表面不平等变形，从而获得正确形状的过程。
2.3.4钢板规格选择
钢材进厂前可能会因为运输等原因造成边缘损伤，应切去边缘30mm，腹板与翼板的预留加工余量（切割和边缘加工分别留3mm），长度方向上预留焊接收缩余量。
焊接工艺制定要避免最大应力处存在焊缝，腹板和翼板的焊缝不能在同一垂直平面内。
母材为Q235A，买料时的钢板尺寸如下表2.1所示。
表2.3
Q235A
长／mm
宽／mm
厚／mm
数量／块
翼板1
10200
1400
10
1
翼板2
5200
1400
10
1
腹板1
10200
1600
10
1
腹板2
5200
1600
10
1
内隔板
1800
700
10
1
2.3.5划线、下料
划线、下料时要考虑加工过程中的加工余量、收缩量,在长度方向上加2mm的焊接补偿量，宽度方向依靠内撑板加放1~2mm来控制收缩，各余量必须分别放在各段中。
2.3.6坡口形式
坡口加工前，应仔细清除切割金属表面的铁锈、尘垢和油污。
腹板与上下翼板坡口角度均为50°，且坡口角度偏差控制在±2.5。
2.4下料采用半自动火焰切割
气割是利用气体火焰的热能将工件切割处金属预热到一定温度后，喷出高速切割氧流，使预热处金属燃烧并放出大量的热量实现切割的方法。
钢材的切割是利用气体火焰将钢材表面加热到能够在氧气流中燃烧的温度，然后送进高纯度、高流速的切割氧，使钢中的铁燃烧形成氧化铁熔渣，同时放出大量的热。
借助这些燃烧热和熔渣不断加热钢的下层和切口前沿，使之也达到燃点，直到工件的底部。
与此同时，切割氧气流把氧化铁熔渣吹掉，从而形成切口将钢材切割开来。
下料时要充分考虑火焰切割余量，自动切割缝宽度一般为3～4mm。
缺陷超过规定的用与母材相匹配的焊条修补，然后打磨平整。
组装前先矫正板平度，变形超标的进行火焰或机械矫正，确保组装后偏差达到允许范围内。
如果气割的坡口内有缺陷，应用砂轮机磨成光顺凹坑且应圆滑过渡，然后按焊接要求进行拼焊。
2.5装配与焊接
2.5.1装配
1.在上翼板弹出与腹板的装配线，并划出内隔板与翼板的装配线。
2.利用直角靠模先将隔板与翼板组装好，将内隔板与翼板装配，并保证全部内隔板的边缘在同一条直线上，检查隔板的装配质量，点焊后用直角尺矫正。
3.将隔板与翼板组装好。
4.焊接隔板与翼板及腹板的连接焊缝。
5.覆盖下翼板，组装成型。
2.5.2定位焊
定位焊采用对称间断点焊，点焊长度为50～80mm，点焊单面间隔长度为400～600mm。
定位焊焊缝两边错开，距焊缝端部30mm以上，定位焊焊缝厚度度不宜超过设计厚度的2/3。
2.5.3焊接
焊接前坡口清理，并将焊接及焊接部位两侧各50mm范围内的油锈和污物清除干净。
因为CO2气体是氧化性气体，所以利用Mn、Si含量较高的CO2气体保护焊丝H08Mn2SiA。
对于CO2气体含水量超标的现象进行2~3次放水处理。
a.先焊π型梁内侧筋板与腹板的角接焊缝。
由偶数焊工采用手工对称焊接，分段退焊。
b.焊腹板与翼板的内侧平角焊，由2名合格焊工对称施焊，由中间向两头焊。
c.π型梁内部焊透经检验合格，清理干净后对内部进行除锈防腐，最后组装后翼板，然后进行外侧焊缝的焊接。
d.焊接外部焊缝，将箱形梁水平支撑平稳，采用两台林肯自动焊机平行同时施焊。
分二道进行，先用较大电流和较慢的速度焊接第一道，这一道主要保证其溶深达到要求，同时基本把坡口焊平。
为减少焊接变形，焊完第一道之后，将箱形梁翻转180度，水平支撑平稳，焊接另两条焊缝。
第一道同样采用大电流和低速度施焊，接着用较小的电流和较快的速度完成第二道焊缝。
焊接时一定要同方向施焊，不准逆方向进行，防止箱形梁产生扭曲变形。
完成这两道焊缝的焊接后，再将箱形梁翻转180度，用同样的方法焊接方法，完成第二道焊缝的焊接。
为保证焊接质量，再完成第一道焊缝焊接后，进行无损探伤，检查焊缝质量，如发现缺陷及时返工处理。
2.5.4焊接规范参数
表2.4焊接规范
接头形式
母材厚度mm
坡口形式
焊接位置
垫板
焊丝直径mm
焊接电流A
电弧电压V
气体流量L/min
对
接
接
头
1~2
Ⅰ形
F
无
0.5~1.2
35~120
17~21
6~12
有
40~150
18~23
V
无
0.5~0.8
35~100
16~19
8~15
2~4.5
F
0.8~1.2
100~230
20~26
10~15
有
0.8~1.6
120~260
21~27
V
无
0.8~1.0
70~120
17~20
5~9
F
1.2~1.6
200~400
23~40
15~20
有
250~420
26~41
15~25
10~12
无
1.6
350~450
32~43
20~25
5~40
单边V形
1.2~1.6
200~450
23~43
15~25
有
250~450
26~43
20~25
V
无
0.8~1.2
100~150
17~21
10~15
H
1.2~1.6
200~400
23~40
15~25
5~50
V形
F
200~450
23~43
20~42
有
250~450
26~43
20~25
V
无
0.8~1.2
100~150
17~21
10~15
10~80
K形
F
1.2~1.6
200~450
23~43
15~25
V
0.8~1.2
100~150
17~21
10~15
H
1.2~1.6
200~400
23~40
15~25
10~100
X形
F
200~450
23~43
V
1.0~1.2
100~150
19~21
10~15
20~60
U形
F
1.2~1.6
200~450
23~43
20~25
40~100
双U形
接头形式
母材厚度mm
坡口形式
焊接位置
垫板
焊丝直径mm
焊接电流A
电弧电压V
气体流量L/min
T
形
接
头
1~2
Ⅰ形
无
40~120
18~21
6~12
V
0.5~0.8
35~100
16~19
H
0.5~1.2
40~120
18~21
2~4.5
F
0.8~1.6
100~230
20~26
10~15
V
0.8~1.0
70~120
17~20
H
0.8~1.6
100~230
20~26
5~60
F
1.2~1.6
200~450
23~43
15~25
V
0.8~1.2
100~150
17~21
10~15
H
1.2~1.6
200~450
23~43
15~25
5~40
单边
V形
F
有
250~450
26~43
20~25
V
无
0.8~1.2
100~150
17~21
10~15
H
1.2~1.6
200~400
23~40
15~25
5~80
K形
F
200~450
23~43
V
0.8~1.2
100~150
17~21
10~15
H
1.2~1.6
200~400
23~40
15~20
角
接
接
头
1~2
Ⅰ形
F
0.5~1.2
40~120
18~21
6~12
V
0.5~0.8
35~80
16~18
H
0.5~1.2
40~120
18~21
2~4.5
F
0.8~1.6
100~230
20~26
10~15
V
0.8~1.0
70~120
17~20
H
0.8~1.6
100~230
20~26
5~30
F
1.2~1.6
200~450
23~43
20~25
V
0.8~1.2
100~150
17~21
10~15
H
1.2~1.6
200~400
23~40
15~25
5~40
单边
V形
F
200~450
23~43
有
250~450
26~43
20~25
V
无
0.8~1.2
100~150
17~21
10~15
H
1.2~1.6
200~400
23~40
15~25
5~50
V形
F
200~450
23~43
有
250~450
26~43
20~25
V
无
0.8~1.2
100~150
17~21
10~15
10~80
K形
F
0.8~1.2
200~450
23~43
V
100~150
17~21
10~15
H
1.2~1.6
200~400
23~40
15~25
搭接
接头
1~4.5
0.5~1.2
40~230
17~26
8~15
5~30
1.2~1.6
200~400
23~40
15~25
注：
1、焊接位置代号：
F—平焊位置；V—立焊位置；H—横焊位置
2、焊接规范公式：
焊接电压（V）=0.04×焊接电流（I）+16（允许误差±1.5V）
通过查阅资料及依据上表2.4焊接规范，得出下表焊接规范参数：
表2.4
焊道
焊接电流（A）
电弧电压（V）
焊速（cm∕min）
气体流量（L∕min）
焊丝伸出长度（mm）
打底焊道
230~240
28
12~16
22
10~15
中间焊道
220~240
30
16~26
22
10~15
盖面焊道
220~230
30
28~39
22
10~15
2.6焊后检验
对焊缝进行了目视检测（VT）、渗透检测（PT）和射线检测（RT）。
焊后进行X射线探伤,达到国家Ⅱ级焊缝标准,经磁粉探伤,未发现焊缝上有表面裂纹。
2.7焊接规程卡
焊接工艺卡1
编号：
1工艺评定编号：
Ⅱ
产品零部件名称：
腹板与上翼缘板
焊接方法：
二氧化碳气体保护焊
母材：
碳素结构钢
牌号Q235A
规格δ10与δ10
接头形式：
焊接层：
焊前
准备
1、清理：
对坡口及其周围20mm范围内进行严格的
清理打磨，除油除锈至见金属光泽。
2、装配定位焊：
装配定位焊采用CO2气体保护焊，焊丝为H08Mn2SiA,Φ1.6mm。
预留间隙1~2mm。
焊接
材料
H08Mn2SiA
预热温度：
75℃
焊后热处理：
无
层间温度：
100~200℃/
清理手段：
砂轮打磨
焊
接
参
数
层次
焊接电流/A
电弧电压/V
焊接电流种类
焊接速度/（m/h）
焊丝直径/（mm）
1
230~240
28
DC
12~16
Φ1.6
2
220~240
30
DC
16~26
Φ2.0
3
240~250
30
DC
28~39
Φ2.0
焊接设备型号：
焊接
操作
反面碳弧气刨清根，并打磨，然后采用气保焊。
焊接参数见上表。
焊后
检验
1外观检验，全焊透且无缺陷，无咬边，裂纹，成形良好的焊接接头
2焊后进行X射线探伤,达到国家Ⅱ级焊缝标准,还要磁粉探伤焊缝上是否有表面裂纹
编制
日期
校对
日期
审核
日期
试板经上述参数焊接，符合规定的要求，焊接工艺合格。
焊接工艺卡2
编号：
2工艺评定编号：
Ⅰ
产品零部件名称：
腹板与下翼缘板
焊接方法：
二氧化碳气体保护焊
母材：
碳素结构钢
牌号Q235A
规格δ10与δ10
接头形式：
焊接层：
焊前
准备
1、清理：
对坡口及其周围20mm范围内进行严格的
清理打磨，除油除锈至见金属光泽。
2、装配定位焊：
装配定位焊采用CO2气体保护焊，焊丝为H08Mn2SiA,Φ1.6mm。
预留间隙1~2mm。
焊接
材料
H08Mn2SiA
预热温度：
75℃
焊后热处理：
无
层间温度：
100~200℃/
清理手段：
砂轮打磨
焊
接
参
数
层次
焊接电流/A
电弧电压/V
焊接电流种类
焊接速度/（m/h）
焊丝直径/（mm）
1
230~240
28
DC
12~16
Φ1.6
2
220~240
30
DC
16~26
Φ2.0
3
240~250
30
DC
28~39
Φ2.0
焊接设备型号：
焊接
操作
反面碳弧气刨清根，并打磨，然后采用气保焊。
焊接参数见上表。
焊后
检验
1外观检验，全焊透且无缺陷，无咬边，裂纹，成形良好的焊接接头
2焊后进行X射线探伤,达到国家Ⅱ级焊缝标准,还要磁粉探伤焊缝上是否有表面裂纹
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试板经上述参数焊接，符合规定的要求，焊接工艺合格。
参考文献
[1]李亚江.焊接冶金学（材料焊接性）[M].北京：
机械工业出版社，2010
[2]王宗杰.熔焊方法及设备[M].北京：
机械工业出版社，2006
[3]宗培言.焊接结构制造技术与装备[M].北京：
机械工业出版社，2007
（注：
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