Q235低碳钢板材焊接工艺要点.pdf
《Q235低碳钢板材焊接工艺要点.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《Q235低碳钢板材焊接工艺要点.pdf(19页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、西安航空职业技术学院毕业设计论文 Q235低碳钢板材焊接工艺 【摘要】 Q235 低碳钢在现代工业上应用十分广泛,本文主要针对Q235 低碳钢板材 的焊接工艺进行设计, Q235 钢具有较高的可塑性,因此它的焊接性比较好,焊 接过程中不易产生裂纹, 通过经济和操作性两个方面的考虑,选用手工电弧焊进 行焊接,焊接后变形小,缺陷少,焊接质量良好,当然最重要的是焊接工艺参数 设计正确,再到最后的焊后处理和金相检验和硬度测试,总的来说设计思路正确, 构思明确 关键词:低碳钢;手工电弧焊;裂纹;焊接工艺;焊接接头;焊接质量 目录 【摘要】 1 第一章绪论 3 1.碳钢的简述: . 3 2.Q235 低碳
2、钢的发展及应用 3 第二章 Q235 低碳钢板材的焊接:. 4 1. Q235 低碳钢的化学成份分析:. 4 2板材厚度和焊接材料的的选择及其原因:. 4 2.1 板材厚度的选择. 4 2.2 焊接材料的选择. 5 3 焊接方法和焊接设备的选定 6 4. 焊接工艺的制订 7 4.1 焊前准备 . 7 4.1.1 焊接接头形式及坡口准备 7 4.1.2 工件表面的清理 7 4.2 焊接工艺参数的制定 . 7 4.2.1 焊条直径 . 7 4.2.2 焊接电流 . 8 4.2.3 焊接电压 8 4.2.4 焊接层数 9 4.2.5 焊接速度 9 4.3 焊接及焊后热处理. 9 4.3.1 防止钢裂
3、纹的措施 9 4.3.1.1 结晶裂纹产生的原因 . 10 4.3.1.2 冷裂纹的防止措施 . 11 4.3.1.3 严格控制氢的来源 . 12 4.3.1.4 焊前预热 . 12 4.3.2 焊后热处理 12 4.3.3 焊接时应注意的要点 13 三焊接质量的检验 14 1.外观检验 . 14 2.内部检验 . 15 3.力学性能检验 . 15 四结束语 17 五谢辞 18 六参考文献 19 西安航空职业技术学院毕业设计论文 第一章绪论 1.碳钢的简述: 在钢铁领域,最早泛用的是碳素钢(简称碳钢),碳素钢是指含铁,碳和为 了生产技术所需要的正常数量的硅【w(si)16-40mm) 24(a
4、40-60mm) 23(a60-100mm) 22(a100-150mm) 21(a150mm) 2板材厚度和焊接材料的的选择及其原因: 2.1 板材厚度的选择 在设计的过程中办学板材的厚度不能厚,也不能太薄, 必须符合现在工业的 的大众需求,和现代工业相接轨, 所以在这片论文设计中我选用板材厚度为8mm 西安航空职业技术学院毕业设计论文 厚的钢板。 2.2 焊接材料的选择 电焊条就是在金属丝 (即焊芯)表面涂有适当药皮的手工电弧焊用的融化电 极。 电焊条的选用原则: 1) 考虑工件的物理,力学性能和化学成分 2) 考虑工件的工作条件和使用性能 3) 考虑工件的复杂成度,刚度大小,焊接坡口和焊
5、接部位等 4) 考虑经济性和实用性 根据以上原则,焊接过程中选用J422焊条 表 2-1 所示 表 2-1 J422焊条的简介 焊接牌号国标药皮类型焊接电源主要特点及用途 J422 E4303 钛钙型交直流 焊接较重要的低碳钢结构和同 强度等级的低合金钢 焊芯的作用主要是导电, 在焊条端部形成电弧, 同时,焊芯靠电弧热融化后 冷却形成具有一定成分的融敷金属 表 2-2 低碳钢焊条焊芯 电焊条种类所用焊芯 低碳钢焊条低碳钢焊芯( H08A)等 表 2-3 焊芯的化学成分 牌号C mn Si Cr Ni Mn 其他 Si p H08A 0.10 0.30- 0.60 0.03 0.02 0.3 0
6、.030 0.030 西安航空职业技术学院毕业设计论文 表 2-4 融敷金属的主要性能 焊条牌号熔敷金属化学成分 % 熔敷金属力学性能 J422 C Mn Si 其他 b mpa s mpa s % AKv C J 0.08 0.47 0.15 48 382 28 0 79 表 2-5 冶金行能 焊 条 牌 号 药皮类型 及渣系 熔敷金属主要成 分% 熔敷金属中气体及杂质含 量% 熔敷金属力学 性能 C Si M N O H m K g S P b N m % Akv J J422 钛钙型 Tio2-Sio2- Cao 0.07 0.09 0.10 0.20 0.35 0.60 0.24 0.
7、03 0.06 0.10 25 30 0.015 0.030 0.02 0.030 440 490 20 30 123 196 氧化物碳酸盐杂质 总量 抗热裂纹性抗气孔性 0.1090.135 尚好 大电流或焊接含 Si,S 较高的钢材时气孔敏 感性强,对铁锈水分不太敏感 焊条使用前应烘干,酸性焊条烘干温度为15200,保温 1-2h,在焊接锅 炉,压力容器时,烘干后的焊条必须放在保温筒内,随用随取,焊条冷至室温四 小时后,必须重新烘干,焊条重复烘干次数不得超过2 次 3 焊接方法和焊接设备的选定 低碳钢的焊接性能好, 焊接工艺容量大, 常用的焊接方法有焊条电弧焊,二 氧化碳气体保护焊, 埋弧
8、焊及电渣焊等, 焊接时依焊件强度等级及工作环境来选 西安航空职业技术学院毕业设计论文 择焊接材料。 在选择焊接方法的过程中, 不仅要考虑焊接的性能, 还要考虑考虑成本价值, 焊接的环境及它的可操作性, 综上所述,焊接 Q235 低碳钢手工电弧焊最为适合, 现有焊机 BX3-400 直流弧焊机可供试用。 4. 焊接工艺的制订 4.1 焊前准备 4.1.1 焊接接头形式及坡口准备 焊条电弧焊时,由于焊件结构形状,厚度不同,以及对质量的要求不同,其 接头形式及坡口要求也不相同,采用焊条电弧焊焊接低碳钢时,由于熔深较浅, 6mm 以上钢板对接,需要开v 型坡口,或双 v 型坡口,坡口边缘的加工方法有:
9、 剪切,刨边,车削,铲削,氧乙炔焰切削,碳弧气刨等方法,应根据母材,焊接 接头的质量要求及工厂的加工条件来应用 我们选用的钢板厚度为8mm,为方便焊后检验,我们选用对接的焊接方式, 钢板两侧开 30坡口,采用车削的方式完成,如图: 图 2-1 焊接接头的破口形式 4.1.2 工件表面的清理 已加工好的坡口及其边缘两侧不小于10mm 范围内的油污, 铁锈,水分等杂 物应清除干净,直至露出金属光泽 4.2 焊接工艺参数的制定 4.2.1 焊条直径 选择焊接直径时,主要考虑焊件厚度,接头形式,焊缝位置,焊缝层数及允 许的热输入等, 一般在厚壁焊件的封底焊缝, 小口径管对接焊缝和薄板的焊接时 应采用
10、2.53.2mm 焊条,其余可采用 45mm 焊条,立焊,仰焊和其 他难焊位置焊接时,可采用3.24mm 的焊条 西安航空职业技术学院毕业设计论文 对根部不要求完全均匀焊透的不开坡口的角接,T 型接头,搭接焊缝和背面 清除根部封底焊的对接焊缝,其焊条直径见表2-6 所示 表 2-6 焊条直径 焊件直径焊条直径 4不超过焊件厚度 4123.04.0 12 4.0 根据以上原则,此次设计焊接过程中我们选用焊条直径为3.2mm 焊条 4.2.2 焊接电流 焊接电流只要根据焊条直径和焊接位置来选择,在平焊位置焊接时, 可根据 下列经验公式选用电流 I=Kd 式中: I-焊接电流( A)d=焊条直径(
11、mm) K=经验因数 通常取 3050 一般情况下增加电流能增加熔深,提高生产率, 但电流过易已造成咬边和严 重飞溅,因此应根据施工条件确定电流大小。例如环境温度降低时施焊, 热能损 失大,需加大电流, T型接头或十字接头传热方向多,施焊时电流应比对接接头 时大,焊件厚度大时,电流也应相应增加,反之焊接薄板,在立焊,横焊,仰焊 位置施焊,则电流应该相应的减小 表 2-7 焊接电流 焊条牌号焊接位置 焊条直径 mm 2.0 2.5 3.2 4.0 5.0 6.0 J422 平焊40-70 65-90 100-140 150-210 200-260 260-320 立焊 仰焊35-68 50-85
12、 80-130 120-170 150-210 根据以上原则,此次设计焊接过程中我们选用焊接电流为100-140A 4.2.3 焊接电压 焊接电压对熔深的影响很小, 主要影响熔宽, 随着焊接电压的增大, 熔宽增 大,而熔深及余高略有减小, 为保证电弧的稳定燃烧及合适的焊缝成型系数,焊 接电压与焊接电流保持适当的关系,焊接电流增大时, 应适当提高焊接电压, 于 每一焊接电流对应的焊接电压的变化范围不超过10V 焊接电压除对焊缝成型系数有影响外,还会改变熔敷金属的化学成分。 当焊 接电压增加时, 焊剂的熔深量增加, 熔渣和液化金属的比值增大,过度到熔敷金 属中的合金含量所增加 西安航空职业技术学院
13、毕业设计论文 在这里的焊接电压为22-26V 4.2.4 焊接层数 采用焊条电弧焊焊接中厚板是,应采用多层焊, 对于低碳钢, 焊接层数的多 少对接头质量影响不大, 但层数过少,每层厚度较大,则会降低焊缝金属的塑性, 易产生缺陷,因此一般按下式选择焊接层数 n=/d 式中 n=焊接层数(取整数值) =焊件厚度( mm ) d=焊条直径( mm ) 在这里的焊接层数为两层 4.2.5 焊接速度 不做特殊规定,通常焊接速度小于10mh,工件越薄,焊接速度越大焊接 速度一般由焊工根据焊缝尺寸和焊条特性自行掌握, 4.3 焊接及焊后热处理 4.3.1 防止钢裂纹的措施 在焊接应力及其它致脆因素共同作用下
14、,焊接接头中局部地区的金属原子结 合力遭到破坏而形成的新界面所产生的缝隙,叫做焊接裂纹。 它具有尖锐的缺口 和大的长宽比的特征。 裂纹是危害最严重的焊接缺陷。 这主要是因为裂纹两端的缺口效应造成了严 重的应力集中,很容易扩展而形成宏观开裂或整体断裂。因此,在焊接生产中, 裂纹一般是不允许存在的。 所以要严格控制产生裂纹的因素,以保证较好的焊接 质量。 焊接裂纹的分类 1. 焊接热裂纹 在焊接过程中,焊缝和热影响区金属冷却到固相线附近的高温区产生的焊接 裂纹,叫做焊接热裂纹。 2. 焊接冷裂纹 焊接接头冷却到较低温度下(相对钢来说在Ms 温度以下)时产生的裂 纹,叫做冷裂纹。 3. 消除应力裂纹
15、 焊件焊后在一定温度范围再次加热时,由于高温及残余应力的共同作用而产 生的晶间裂纹,叫做消除应力裂纹。 4. 层状撕裂 西安航空职业技术学院毕业设计论文 层状撕裂是指焊接时,在焊接构件中沿钢板轧层形成的呈阶梯状的一种裂 纹。 Q235 低碳钢焊接时,塑形比较好,但操作不当时易产生冷裂纹与焊接热裂 纹。 4.3.1.1结晶裂纹产生的原因 焊缝金属在结晶后期出现开裂, 原因来自于两方面: 焊缝金属在结晶后期抗 裂能力(以伸长率 代表)下降和拉伸应变的形成。焊接时金属材料的塑性变化 见图 2-2 图 2-2 高温时金属材料塑性的变化 西安航空职业技术学院毕业设计论文 图 2-3 焊接时产生结晶裂纹的
16、条件 (Tl液相线温度Ts固相线温度) 结晶裂纹的产生式由于在焊缝凝固后期存在了液态薄膜,并受拉应力的作用 的结果 当 min时不会开裂; =min时处于临界状态;只有 min时才 会产生裂纹。图 2-3 中的曲线 1、2、3 分别表示上述三种情况。 防止结晶裂纹的措施主要从冶金和工艺两方面着手,其中冶金措施更为重 要。 1)控制焊缝中硫、磷、碳等有害元素的含量。 2)调整熔渣的碱度。焊接熔渣的碱度越高,熔池中脱硫、脱氧越完全。 3)调整焊接参数已得到抗裂能力较强的焊缝成形系数。 4)调整冷却速度。冷速越高变形增长率越大,结晶裂纹倾向也越大。 5)调整焊接顺序降低拘束应力。接头刚性越大,焊缝金
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- Q235 低碳钢 板材 焊接 工艺 要点
链接地址:https://www.31doc.com/p-5197930.html