焊接工艺.docx

1、焊接工艺 焊接工艺1、主题内容和适用范围本工艺文件规定了焊接的工序准备、工艺规范、操作规程、质量检验和安全环保等方面要求2、引用标准3焊接工序准备3.1钢材的确定焊接用钢材一般选用低碳钢，主要钢种有Q235，Q345，20，等钢材也可以有其他材质的钢3.2钢板的预处理钢板受外力、加热等因素的影响，表面易产生弯曲、扭曲、波纹等变形缺陷。钢板的矫正主要是在钢板矫正机上进行的。当钢板通过多对呈交错布置的轴锟时，钢板发生多次反复弯曲，使各层纤维尺度趋于一致，从而达到矫正的目的，另外钢板因存放不妥和其他因素的影响，表面会产生铁锈、氧化皮等，这些将影响零件产品的质量。预处理的目的是把钢材表面的铁锈、油污、

2、氧化皮等清理干净，为后续加工做准备，采用喷砂法不仅可以清除工件表面的铁锈、油污、氧化皮等污物，而且能使钢材表面产生一层均匀的粗糙表面。3.3 钢材的下料利用ZC4000编程进行下料，手工下料时要先进行划线划线工具为划线平台、划针、划规、角尺、样冲、曲尺、石壁、粉等。3.4焊接方法及设备的选择与焊接材料及参数的确定3.4.1 CO2气体保护焊根据生产效率、焊接变形、经济效益及适用范围等特点，优选CO2气体保护焊；次选MAG焊；再次选焊条电弧焊。3.4.1.1 CO2气体保护焊的特点 1.焊接成本低 CO2气体来源广、价格低廉，而且消耗的焊接电能少，所以CO2气体保护焊的成本低，仅为埋弧焊及焊条电

3、弧焊的百分之三十到五十。 2.生产效率高 由于CO2气体保护焊的焊接电流密度大，使焊缝厚度增加，焊丝的熔化率提高，熔敷速度加快；另外，焊丝又是连续送进，且焊后没有焊渣，特别是多层焊接时，节省了清洁时间。生产效率比焊条电弧焊高1-4倍。 3.焊接变形和焊接应力小 由于电弧热量集中，焊件加热面积小，同时CO2气流具有较强的冷却作用，因此，焊接应力和变形小。3.4.1.2 CO2气体保护焊的焊接材料 CO2焊所用的焊接材料是CO2气体和焊丝。 3.4.1.2 1. CO2气体CO2气体为无色、无味、无毒的气体。其密度为空气的1.5倍。焊接用的CO2为钢瓶装的液态CO2气体，气瓶外表涂铝白色，并标有“

4、液化二氧化碳” 的字样。焊接用CO2的纯度应大于99.5%，含水量不超过0.05%，否侧会降低焊缝的力学性能，焊缝也易产生气孔。3.4.1.22.焊丝 焊接时根据焊件强度等级及工作条件选择焊丝类型。焊接Q235AF钢时常选用H08Mn2SiA(ER49-1).焊丝直径为1.2mm。表3-1 H08Mn2SiA的化学成分牌号型号主要元素含量（%）CMnSiCrNiMoVTiSPH08Mn2SiAER49-10.111.80-2.100.65-0.950.200.30不大于0.0300.030 表3-2 ER49-1焊丝熔敷金属的力学性能焊丝型号保护气体熔敷金属的抗拉试验熔敷金属V形缺口冲击试验E

5、R49-1CO2b/MPaa2/MPa5/试验温度/Akv/J49037220室温473.4.1.3 CO2气体保护焊的设备 CO2气体保护焊有半自动焊设备和自动焊设备，其中CO2气体半自动焊在生产中应用较广。考虑到焊接的机动灵活性，选择CO2半自动焊。其型号为KR500。CO2半自动焊主要由焊接电源、焊枪及送丝系统、CO2供气系统、控制系统、CO2供气系统、控制系统等部分组成。3.4.1.4 CO2气体保护焊的工艺参数选择 CO2气体保护焊的主要工艺参数有焊丝直径、焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊丝伸出长度、气体流量、电源极性、回路电感、装配间隙与坡口尺寸、喷嘴到焊件的距离等。3.4.1.4

6、.1.焊丝直径 根据焊件厚度、焊接位置及生产率的要求选择1.2 mm的H08Mn2SiA焊丝。3.4.1.4.2.焊接电流 在焊接过程中采用熔滴过渡形式，根据过渡形式和焊件厚度等因素，选择的焊接电流为250-280A。3.4.1.4.3.电弧电压 电弧电压与焊接电流配合必须恰当，根据电弧电压（V）=0.04*焊接电流（A）+161.5的经验公式确定由电话电压为27-29V。3.4.1.4.4.焊接速度 根据保护气体保护效果及生产效率等因素，选定焊接速度在25m/h。3.4.1.4.5.焊丝伸出长度 焊丝伸出长度取决于焊丝直径，一般约等于焊丝直径的10倍，且不超过15mm。因此选择焊丝伸出长度为

7、12-15mm。3.4.1.4.6.CO2气体流量 CO2气体流量根据焊接电流、焊接速度、焊丝伸出长度及喷嘴直径等选择。又因1.2mm的焊丝为细丝，则选择的气体流量大约为8-15L/min。3.4.1.4.7.电源极性与回路电感 为了减少飞溅，保证焊接电弧的稳定性，CO2气体保护焊选用直流反接，又焊丝直径为1.2mm，则选的电感值为0.10-0.16mH。3.4.1.4.8.装配间隙及坡口尺寸 由于CO2气体保护焊焊丝直径比较细，电流密度大，电弧穿透力强，电弧热量集中，对于10mm的焊件不开坡口也可焊透，对于必须开坡口的焊件，一般坡口角度可由焊条电弧焊的60左右减至30-40，钝变可相应增大2

8、-3mm，根据间隙可相应减少1-2mm。3.4.1.5 CO2气体保护焊易出现的缺陷及补救措施CO2气体保护焊中易出现的缺陷是气孔。CO2电弧焊时，由于熔池表面没有熔渣覆盖，CO2气流又有冷却作用，因而熔池凝固比较快。如果焊接材料或焊接工艺处理不当，可能会出现CO气孔、氮气孔和氢气孔。补救措施：1. 防止产生一氧化碳气孔，必须选用含足够脱氧剂的焊丝，且焊丝中的含碳量要低，抑制C与FeO的氧化反应。如果母材的含碳量较高，则在工艺上应选用较大线能量的焊接参数，增加熔池停留的时间，以利于CO气体的逸出。2. 避免氢气孔，就要杜绝氢的来源。焊前应去除工件及焊丝上的铁锈、油污及其它杂质，更重要的要注意C

9、O2气体中的含水量。因为CO2气体中的水分常常是引起氢气孔的主要原因。3. 要避免氮气孔，必须改善气保护效果。要选用纯度合格的CO2气体，焊接时采用适当的气体流量参数；要检验从气瓶至焊枪的气路是否有漏气或阻塞现象；要增加室外焊接的防风措施。此外，在野外施工中最好选用含有固氮元素（如Ti、Al）的焊丝。3.4.2 焊条电弧焊3.4.2.1 焊条电弧焊的优点1.工艺灵活、适应性强 对于不同的焊接位置、接头形式，只要焊条所能达到的任何位置，均能进行方便的焊接。2.应用范围广 焊条电弧焊的焊条能够与大多数金属性能相匹配，因而接头的性能可以达到被焊金属的性能。3.易于分散焊接应力和控制焊接变形 由于焊接

10、是局部的不均匀加热，所以在焊接过程都存在着焊接应力和变形。采用焊条电弧焊，可以通过改变焊接工艺，如采用跳焊、分段退焊、对称焊等方法来减少变形和改善焊接应力的分布。4.设备简单、成本低 焊条电弧焊所用的设备结构都比较简单，维护保养也方便，设备轻便而且易于移动，且焊接过程中不需要辅助气体保护，并具有较强的抗风能力。投资少，成本相对较低。3.4.2.2 焊条电弧焊所用的焊接材料焊条电弧焊所用的焊接材料是焊条焊条按焊条药皮熔化后的熔渣特性可分为酸性焊条和碱性焊条1.酸性焊条 药皮中含有大型的TiO2 、SiO2等酸性氧化物及一定数量的碳酸盐，熔渣氧化性强、施焊后熔渣呈酸性。酸性焊条工艺性好，电弧稳定，

11、可交、直流两用，焊接时飞溅少，流动性好，焊缝成型美观且脱渣性好，对水、锈敏感性不大。但焊缝金属塑性和韧性较差。2.碱性焊条 药皮中含有大量碱性造渣物（大理石、氟石）焊后熔渣呈碱性。碱性焊条脱硫效果好，具有较高的塑性和冲击韧性。但碱性焊条焊接时电弧稳定性差，一般多采用直流反接，焊接时对铁锈、水分较敏感且焊接过程中烟尘较大。3.选用焊条的种类及型号焊接Q235AF钢时，由于其抗拉强度在420MPa左右，又为低碳钢，故选择熔敷金属的抗拉强度与焊件抗拉强度相等或相近的焊接材料，因此选用熔敷金属抗拉强最小为430MPa的E4303(J422)作为焊接材料。E4303表示金属b420Mpa，可适用于全位置

12、焊接，药皮类型为钛钙型，可交、直两用的焊条。表3-5 E4303型焊条焊芯和熔敷金属的化学成分/%成分CMnSiSP焊芯0.0770.410.020.0170.019熔敷金属0.0720.350.10.0190.035差值-0.005-0.060.080.0020.016表3-6 E4303型焊条熔敷金属的力学性能/%型号牌号b/MPa0.2/MPa5/Akv/JE4303J42242033022140.13.4.2.3 焊条电弧焊用的设备 焊条电弧焊使用到的设备有焊机、焊钳。在实际操作中选择型号为BX3-300的焊机。 3.4.2.4 焊条电弧焊的工艺参数 焊条电弧焊的焊接工艺参数主要内容：

13、焊条直径、焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊接层数等。3.4.2.4.1.焊条直径 减速器壳体的原材料厚度为10mm，又根据焊缝的位置和层次，在生产中为了提高生产效率，选用3.2、4.0的J422焊条。3.4.2.4.2.电源种类和极性 使用E4303（酸性焊条）焊接时，可采用交流电源。3.4.2.4.3.焊接电流 碳钢酸性焊条焊接电流大小与焊条直径的关系，一般可根据下面的经验公式来选择：Ih=(35-55)d （式3-1）式3-1中： Ih焊接电流A,d焊条直径。 基于选择3.2、4.0的焊条，当用3.2的焊条时，焊接电流选为115A左右；当使用4.0的焊条时，焊接电流选为170A左右。3.4

14、.2.4.4.电弧电压 在焊接过程中，电弧不宜过长，电弧过长时燃烧不稳定、容易产生咬边等缺陷、对熔化金属的保护效果差。选择电弧电压，主要由电弧长度决定。电弧的长度一般等于焊条直径的1/2倍至1倍，相应的电弧电压则为16-25v。酸性焊条弧长等于焊条直径，碱性焊条弧长则为焊条直径的1/2。在焊接时力求使用短弧焊接，相应的电弧电压为16V。3.4.2.4.5.焊接速度 焊接速度应该均匀适当，既要保证焊透又要保证不烧穿，同时还要使焊缝宽度和高度符合图样设计要求。3.4.2.5 焊条电弧焊易出现的缺陷及补救措施焊条电弧焊易出现的缺陷是咬边和夹渣。补救措施：1.产生咬边的补救措施是： a)工艺参数选择不

15、当，如电流过大、电弧过长。b)操作技术不正确，如焊条角度不对，运条不适当。 2. 产生咬边的补救措施是：减慢焊接速度，增大焊接电流。3.5焊接检验目前常用的无损检测方法有射线探伤、超声波探伤、磁粉探伤、渗透探伤等。1.射线探伤 这种无损探伤方法具有独特的优越性，即检验缺陷的直观性、准确性和可靠性，而且得到的射线底片可用于缺陷的分析和作为质量凭证存档。但此方法设备较复杂、成本较高，并需要对射线进行防护。它可以检查制品的内部缺陷，如焊缝中的气孔、未焊透等体积性缺陷。2.超声波探伤 这种无损探伤方法灵敏度高、设备轻巧、操作方便、探测速度快、成本低，但对缺陷进行定性和定量的准确判定方面存在一定的困难。它可以检查金属材料的表面和内部缺陷，如焊缝中裂纹、未熔合、夹渣、气孔等缺陷。3.磁粉探伤 这种探伤方法设备简单、操作方便、检验灵敏度高，但只能检查金属材料中的缺陷，它只能发现其表面或者近表面的缺陷。4.渗透探伤 这种方法操作简单、成本低廉、不受材料性质的限制，但它能检测表面开口缺陷，一般应当和其他无损检测方法配合使用才能最终确定缺陷性质。编制：李志伟 审核： 批准： 2014年1月1日