焊接试验报告参考答案.docx
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焊接试验报告参考答案
焊接试验报告参考答案
试验一金属焊接性实验
一、实验学时
本实验2学时。
二、实验目的
1．掌握材料可焊性的概念；
2．能正确使用实验手段分析材料可焊性的好坏；
3．学会使用主要焊接设备和仪器。
三、实验材料
实验材料可选择Q235，16Mn，1Cr18Ni9Ti，手工电弧焊焊条可选择E4303（J422），二氧化碳可选择H08Mn2Si焊丝。
四、实验设备及仪器
手工电弧焊焊机一台、CO2焊焊机一台；砂轮切割机一台；手动砂轮打磨机一台，计算机控制应力分析仪一台；CNC焊接工作台两台，直缝和环缝自动焊装置一台，视频体式显微镜及金相显微镜两台。
五、实验内容
热裂纹敏感性评定：
焊接热裂纹是在高温下形成的，特征是沿原奥氏体晶界开裂。
被焊金属材料不同，产生热裂纹的形态，温度区间和影响因素等也不同。
因此，热裂纹又分为结晶裂纹、液化裂纹、高温脆化裂纹和多边形化裂纹。
（1）压板对接（FISCO）焊接裂纹实验方法
分别选择Q235和1Cr18Ni9Ti，板材进行直缝焊，板材尺寸和接头如图1-1。
图1-1FISCO焊接裂纹实验装置
焊接前用螺栓将试板紧固在槽钢架上，依次焊接4条长度为40mm的实验焊缝，焊缝间距5-10mm。
焊接电流选为100-120A,焊接速度保持在100mm/min左右。
焊后检查焊缝及热影响区有无裂纹等缺陷。
并用公式（1-1）计算表面裂纹率：
式中：
为表面裂纹率（%），Li为每段焊缝的裂纹长度（mm），L0为4条焊缝的长度之和。
（2）可调拘束裂纹实验法
实验的原理是利用焊缝凝固后期，施加不同的应变，研究产生裂纹的规律。
当外加的应变值在某一温度区间超过焊缝金属或热影响区内塑性变形能力时，就会产生裂纹。
实验装置如图1-2所示。
图1-2可调拘束裂纹实验装置
分别选择Q235、16Mn和1Cr18Ni9Ti，试板尺寸为（3-5）×140×350，焊接局部约束的直缝焊，通过手动液压千斤顶调节应力和应变的大小，当焊接一定的长度时（大约80mm），及时将应力和应变施加在试件的上面，应变量可用公式1-2计算：
S=R0aπ/180（1-2）
式中：
S—加载压头下降的弧形位移（mm）
R0—加载压头的旋转半径（mm）
a—试板的弯曲角。
当快速变形时，应变量可用公式1-3计算：
分别在不同的
作用下，用体式显微镜观察裂纹的数量和长度，获得下列数据：
1）不产生裂纹的最大应变量
2）某一应变下最大裂纹的长度Lmax
3）某一应变下裂纹的总长度Lt
4）某一应变下裂纹的总条数Nt
通过以上数据分析不同材料裂纹敏感性大小。
六、实验结果分析
将以上实验结果列表如下：
表1-1材料焊接性的分析与比较
焊件材料
焊接方法
焊条或焊丝
焊接工艺参数
表面裂纹率Q
Q235-Q235
二氧化碳气体保护焊
H08Mn2Si
100A,100mm/min
0％
16Mn-16Mn
二氧化碳气体保护焊
H08Mn2Si
100A,100mm/min
0％～0.7％
1Cr18Ni9-1Cr18Ni9
二氧化碳气体保护焊
H08Mn2Si
100A,100mm/min
0～2％
1Cr18Ni9-16Mn
二氧化碳气体保护焊
H08Mn2Si
100A,100mm/min
0～3％
（此结果不要）表1-2焊接热裂纹的分析与比较
焊件材料
焊接方法
焊接工艺参数
焊丝
εmax
Lmax
Lt
Nt
16Mn
二氧化碳气体保护焊
100A,60mm/min
H08Mn2Si
1Cr18Ni9
二氧化碳气体保护焊
100A,60mm/min
H08Mn2Si
Q235
二氧化碳气体保护焊
100A,60mm/min
H08Mn2Si
对实验结果分析对比后回答下列问题：
（1）那些材料好焊？
那些材料不好焊？
为什么？
怎样改善材料的焊接性？
此题不要
（2）材料焊接时的裂纹敏感性实验方法有什么优缺点？
实验二焊缝设计与工艺实验
一、实验学时
本实验2学时。
二、实验目的
1．掌握焊缝设计和布置的一般原理；
2．能够合理安排焊接顺序；
3．能够合理选择焊接规范参数。
4．学会使用CNC设计焊接工艺和进行焊接工作。
三、实验材料
实验材料可选择Q235，16Mn，二氧化碳气保护焊可选择H08Mn2Si焊丝。
四、实验设备及仪器
二氧化碳气体护焊机一台；计算机控制应力与应变分析仪一台；HJK－CK4综合焊接设备一台，视频体式显微镜及金相显微镜两台。
五、实验内容
1．平面交叉焊缝的设计和焊接
选用2毫米厚度的16Mn钢板，尺寸如图2-1所示。
用二氧化碳气体保护焊先焊Ⅰ和Ⅱ板（焊缝2）再将其与Ⅲ板焊接（焊缝1）；然后采用先将Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ板焊接在一起（焊缝1），再将Ⅰ和Ⅱ板焊接（焊缝2）的两种方法，焊后用钢丝刷子除去表面赃物。
然后在视频体式显微镜下观看焊后裂纹发生的部位。
焊接规范参数统一用焊接电流100A，焊接速度0.2M/min,CO2气流量10L/min,送丝速度0.1M/min。
图2-1平面交叉焊缝的设计
分析不同的焊缝设计和焊接次序，对焊接应力和裂纹的影响。
2．焊接线能量及规范参数的搭配
选用2毫米厚度的16Mn低合金钢板，尺寸如图2-2所示。
用二氧化碳气体保护焊接，焊接规范参数如表2-1所示。
用E=I×V电压/V的公式，计算焊接线能量的大小。
将焊后的接头，先用钢丝刷子除去表面赃物。
然后在视频体式显微镜下观看焊后裂纹发生的部位。
表2-1焊接规范参数的选择
焊件号
焊接方法
焊丝
焊接工艺参数
焊缝及热影响区质量
1
二氧化碳气体保护焊
H08Mn2Si
I=50A,V=150mm/min,Q=10L/min,
V丝=1mm/s
裂纹在焊趾部位
2
二氧化碳气体保护焊
H08Mn2Si
I=100A,V=150mm/min,Q=10L/min,V丝=1mm/s
裂纹在焊趾部位，较少
3
二氧化碳气体保护焊
H08Mn2Si
I=150A,V=150mm/min,Q=10L/min,V丝=1mm/s
裂纹起源于焊趾，向热影响区扩散
4
二氧化碳气体保护焊
H08Mn2Si
I=200A,V=150mm/min,Q=10L/min,V丝=1mm/s
裂纹起源于焊趾，向热影响区扩散
图2-2焊接试样
根据实验结果分析焊接线能量对焊接质量的影响规律。
六、实验报告
实验报告要求有实验名称，目的，实验步骤和结果分析。
实验四手工电弧焊实验
一、实验学时
本实验2学时。
二、实验目的
1.了解手工电弧焊工作原理及其特点。
2.熟悉并掌握收割电弧焊的设备、典型焊接电路组成和基本操作过程。
三、实验原理及其特点
手工电弧焊是电弧焊中应用最广泛、最古老的一种焊接方法。
焊接时利用焊条端部和被焊接工件间气体放电时所产生的电弧热（电弧温度可高达3600℃以上）来熔化母材金属和焊条形成熔池，熔池冷凝后便得到牢固的焊接接头。
焊条由钢芯（或称焊芯）和药皮两部分组成。
钢芯在焊接回路中作为引燃电弧的一个电极，即可传导电流，又可在电弧焊的作用下使钢芯和药皮同时熔化，并以熔滴形式进入熔池，成为焊缝的填充金属；钢芯外围的药皮通常由造渣剂（主要有硅酸盐、钛铁矿和金红石等）、造气剂（主要有碳酸盐、木粉和淀粉等）、脱氧剂（如硅铁、锰铁等）、合金添加剂（如各种合金元素及其铁合金）和稳弧剂（主要有碳酸钾、钾水玻璃和长石等）所组成，在焊接过程中药皮主要起保护作用、冶金作用和改善焊接工艺性能作用。
手工电弧焊最突出的优点是设备简单，使用灵活方便，适与任何空间位置和任何形状焊缝的连接，因而至今手工电弧焊仍是生产中的主要方法；但其缺点是焊接生产率低，劳动强度大，焊接质量与焊工技术水平密切相关。
熟悉和掌握焊条直径与焊件厚度、焊接电流的关系，可以参考表4-1，表4-2。
表4-1焊条直径与焊件厚度的关系
焊件厚度（mm）
3
4～5
6～8
＞8
焊条直径（mm）
2.5～3.2
3.2～4
4～5
5
表4-2焊接电源与焊条直径（低碳钢）的关系
焊条直径（mm）
2.5
3.2
4.0
5.0
焊接电源（A）
60～80
100～130
160～210
200～270
四、实验设备及材料
1.设备：
交、直流弧焊电源，焊枪，焊条，清渣锤等。
2.材料：
Q235钢板。
五、实验内容
1.了解焊机机械结构、电源及控制系统，熟悉和掌握接线方式、方法，输入电源。
2.起弧、焊接、收弧。
六、实验结果分析
1.结合实验过程，讨论焊条药皮在焊接过程中起哪些作用？
2.讨论焊接表面缺陷成因、危害及其避免措施。
3.在焊接过程中需要用锤子击打焊缝，这样做的目的是什么？
七、实验报告
实验报告要求有：
实验名称，目的，内容、步骤和结果与分析。
实验五CO2气体保护焊工艺实验
一、实验学时
本实验2学时。
二、实验目的
通过本实验进一步了解CO2气体保护焊的工作过程和焊接中的一些特殊现象，巩固课堂所学的相关概念和原理。
此外CO2气体保护焊的设备和工艺参数的调整方法也进行初步的了解，并掌握一定的实际操作技术。
三、实验设备及材料
1．NBC－270A型CO2气体保护焊焊机；
2．CO2气体保护焊专用焊枪（一把）
3．焊接附具（焊帽、保护服、工具）
4．CO2气体（一瓶）
5．H08Mn2Si焊丝（一盘）
四、实验内容
1．焊接设备的连接方法，操作要领，安全保护常识，焊接工艺参数的调整方法。
2．学生按要求进行实际操作，并完成以下内容：
1）观察送气流量的变化对电弧形态有何影响，并记下笔录。
2）观察短路过渡频率对飞溅量的影响，并记下笔录。
3）学习掌握焊接参数的调整方法，掌握CO2气体保护焊的基本操作技术。
五、实验结果及分析
1、焊接电流、焊接电压、焊接速度对焊缝成形有哪些影响？
2、焊件开坡口的目的是什么？
选择坡口形状时应考虑那些因素？
3、CO2气体保护焊飞溅给焊接过程带来的影响，产生原因及防止办法？
六、实验报告内容及要求
实验报告要求有：
实验名称，目的，内容、步骤和结果与分析。
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