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1、中原工學(xué)院材料與化工學(xué)院
課
程
設(shè)
計(jì)
專業(yè)班級: 材控101
學(xué)生姓名: 梁建明
學(xué) 號: 201001514121
指導(dǎo)老師: 史光遠(yuǎn)
題 目: 支座焊接工藝設(shè)計(jì)
目錄
一 支座簡介 ……………………………………………………3
支座的定義…………………………………………… 3
支座材料…………………………………………………3
二 零件示意圖…………………………………………………5
三 零件下料……………………………………………………6
四 拼 裝……………………
2、……………………………………9
五:焊接………………………………………………………… 10
手工電弧焊………………………………………………… 10
二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊……………………………………… 11
具體焊接情況……………………………………………… 12
六:最佳焊接工藝………………………………………………………14
支座簡介
支座的定義:支座是指用以支承容器或設(shè)備的重量,并使其固定于一定位置的支承部件。還要承受操作時(shí)的振動(dòng)與地震載荷。
支座的結(jié)構(gòu)型式主要由容器自身的型式和支座的形狀來決定,通常分為立式支座、臥式支座和球形容器支座三類。立式支座又分為懸掛式支座、支承式支座
3、、支承式支腳,支承式支腿、裙式支座等;臥式支座分鞍式支座、圈座和支腿式支座等;球形容器支座分支柱式、裙式、半埋式和V形支承等.
支座材料:Q235
Q235普通碳素結(jié)構(gòu)鋼又稱在A3板。 普通碳素結(jié)構(gòu)鋼-普板是一種鋼材的材質(zhì).Q代表的是這種材質(zhì)的屈服極限,后面的235,就是指這種材質(zhì)的屈服值,在235MPa左右。并會隨著材質(zhì)的厚度的增加而使其屈服值減小。由于含碳適中,綜合性能較好,強(qiáng)度、塑性和焊接等性能得到較好配合,用途最廣泛,大量應(yīng)用于建筑及工程結(jié)構(gòu),以及一些對性能要求不太高的機(jī)械零件
Q235的碳和其他合金元素含量較低,其塑性、韌性好,一般無淬硬傾向,不易產(chǎn)生焊接裂紋等傾向,焊接性能優(yōu)
4、良。Q235焊接時(shí),一般不需要預(yù)熱和焊后熱處理等特殊的工藝措施,也不需選用復(fù)雜和特殊的設(shè)備。對焊接電源沒有特殊要求,一般的交、直流弧焊機(jī)都可以焊接。在實(shí)際生產(chǎn)中,根據(jù)工件的不同加工要求,可選擇手工電弧焊、CO2氣體保護(hù)焊、埋弧焊等焊接方法。
1
3
6
5
4
2
支座零件簡圖
零件示意圖
5
4
1
主視圖
3
2
俯視圖
6
左視圖
零件下料
由于所有構(gòu)件均是Q235,所以無太多特殊的要求,根據(jù)板材的形狀號線,下料。下料的方法有一下幾種:
剪切下料:
1檢查號線是否清晰、正確,發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時(shí)找有關(guān)人員解決.
2剪切下料時(shí),剪床的剪刀
5、必須鋒利,并根據(jù)剪切厚度調(diào)整好剪刀間隙,其值參見附錄A.
3根據(jù)下料尺寸要求,調(diào)準(zhǔn)定尺擋板,并保證工作可靠,剪切時(shí)材料一定靠實(shí)擋板。
4按號線剪切,剪切時(shí)剪刃必須對準(zhǔn)號線。
5剪切時(shí)應(yīng)先將不規(guī)則的料邊剪掉。
6切口斷面不得有撕裂、裂紋、棱邊.
7剪切最后剩下的料頭,必須保證剪床的壓料板能壓牢,否則必須加輔助壓料板。
附錄A
剪切鋼板時(shí)剪刃間隙與板厚的關(guān)系(參考條件)
鋼板厚度
1~3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
剪刃間隙
0.10
0。15
0。20
0
6、。25
0.30
0。35
0.40
0.45
0。50
0.55
0。60
0.65
0。70
0.75
氣割下料:
1檢查號線是否正確、清晰。數(shù)控切割機(jī)應(yīng)復(fù)核切割圖樣和數(shù)控程序是否正確,發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時(shí)找有關(guān)人員解決.
2檢查仿形切割靠模板是否正確,對變形的靠模板應(yīng)修復(fù)后再用.
3氣割前應(yīng)根據(jù)被切割板材厚度換好切割嘴(參見附錄A)
4氣割型材時(shí)應(yīng)根據(jù)具體情況選用切割嘴.
5氣割前應(yīng)調(diào)整好表壓,點(diǎn)火試驗(yàn)合格后方可切割。
6機(jī)動(dòng)氣割時(shí),應(yīng)不間斷地使用冷卻水。
7氣割過程中,應(yīng)注意觀察切割情況,發(fā)現(xiàn)異常情況,應(yīng)立即停止切割.
8氣割下料后,應(yīng)清渣、除去
7、氧化皮、必要時(shí)采用工具打磨干凈。
附錄A
氣割下料時(shí)割嘴規(guī)格號的選擇 (參考條件)
板材厚度
3~5
>5~10
〉10~20
>20~40
〉40~60
〉60~100
〉100~150
>150~180
割嘴號
0
1
2
3
4
5
6
7
手動(dòng)割口寬度
1.5
2
2.5
3
3。5
4~6
6。5
8
機(jī)動(dòng)割口寬度
1~1.5
1。5~2
2。5
3
3.5
4.5~5
5~5。5
6~7
鋸削下料:
1鋸削下料時(shí),應(yīng)根據(jù)材料的牌號和規(guī)格選用鋸條或鋸
8、片。
2根據(jù)下料尺寸要求調(diào)準(zhǔn)定尺擋桿,并保證工作可靠,鋸削時(shí)材料一定靠實(shí)擋桿。
3鋸削時(shí)應(yīng)先將不規(guī)則的料頭鋸掉。
4鋸床的夾料裝置應(yīng)能可靠地夾緊材料,在鋸削過程中不得有松動(dòng)現(xiàn)象。
5裝夾后的材料應(yīng)與鋸床的工作臺面相平行。
6在鋸削過程中應(yīng)不間斷地使用冷卻液。
7鋸切最后剩下的料頭必須保證鋸床的夾料裝置能夾牢
其他方法
下料方法
使用設(shè)備
特點(diǎn)
車削切斷
車床
端面質(zhì)量好,尺寸精度高,材料有耗損
片砂輪切割
臥式砂輪 切斷機(jī)
端面質(zhì)量好,尺寸精度高,生產(chǎn)率比鋸切高
熱剁切
自由鍛造液壓機(jī)
下料范圍廣,工具簡單,勞動(dòng)條件不好,毛坯需要加
9、熱到鍛造溫度。
氧-乙炔氣火焰切割
割炬,氧氣瓶,乙炔發(fā)生器
設(shè)備簡單,斷面質(zhì)量差,金屬損耗大,端面質(zhì)量差,生產(chǎn)率低.
氧氣等離子弧
割后即可焊接,割縫寬度和熱變形較小,但電極和壓縮噴嘴損耗快,因此要求操作者起弧后盡可能不中斷切割過程
沖裁
在沖裁過程中,除剪切輪廓線附近的金屬外,板料本身并不產(chǎn)生塑性變形,所以由平板沖裁加工的零件仍然是一平面形狀。
綜合考慮:考慮板厚、板材、經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性,以及對零件精度的要求推薦使用氧-乙炔氣火焰切割
零件④的孔可以采用鉆床,氧—乙炔氣割制成
零件⑤的圓弧可以采用壓彎機(jī)壓成
焊前準(zhǔn)備
焊前準(zhǔn)備有以下三點(diǎn):
10、1、技術(shù)準(zhǔn)備
焊工在施焊前需要進(jìn)行的技術(shù)準(zhǔn)備工作為:熟悉產(chǎn)品圖紙,了解產(chǎn)品結(jié)構(gòu);熟悉產(chǎn)品焊接工藝,了解產(chǎn)品焊接接頭要求的焊工持證項(xiàng)目,掌握產(chǎn)品焊接接頭的焊接參數(shù)。
2、器材準(zhǔn)備
焊工在施焊前需要進(jìn)行的器材準(zhǔn)備工作為:焊接設(shè)備及工裝的檢驗(yàn)調(diào)試;焊接參數(shù)調(diào)整,按焊接工藝的規(guī)定領(lǐng)取焊接材料。
3、工件準(zhǔn)備
(1)坡口清理
施焊前焊工應(yīng)檢查坡口表面,不得有裂紋、分層、夾雜等缺陷,應(yīng)清除焊接接頭的內(nèi)外坡口表面及坡口兩側(cè)母材表面至少20mm范圍內(nèi)的氧化物、油污、熔渣及其它有害物質(zhì).
(2)焊接接頭組對
使用卡具定位或直接在坡口內(nèi)點(diǎn)焊的方法進(jìn)行焊接接頭的組對,組對時(shí)應(yīng)保證在焊接過程中焊點(diǎn)不得
11、開裂,并不影響底層焊縫的施焊;控制對口錯(cuò)邊量、組對間隙及棱角度等參數(shù)不超過按相應(yīng)的產(chǎn)品制造、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。
在備料過程中所需要的設(shè)備有;普通的機(jī)床,以及清除焊接接頭氧化物、油污、熔渣的設(shè)備,還有焊接設(shè)備。
坡口加工:機(jī)械加工(切削 剪切 磨削) 氣割加工 風(fēng)鏟加工 碳弧氣刨
坡口加工原則:
經(jīng)濟(jì)性原則:在滿足強(qiáng)度要求的前提下,選擇合理的接頭和坡口,減少焊材的填充量,提高焊接效率.
考慮坡口加工:優(yōu)先選擇便于加工的坡口,如V形、X形。U形和雙U形坡口,加工相對困難.
避免焊接缺陷:采用不適當(dāng)?shù)钠驴谛问饺菀桩a(chǎn)生焊接缺陷。比如:坡口角度過大,致使焊接熱輸入大,工件變形;鈍邊過高,不能完
12、全熔透,殘留的鈍邊即成了缺陷源。
拼裝
裝配 焊接結(jié)構(gòu)的裝配是將已經(jīng)加工好的零件組裝成部件,再將部件組裝成整體結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)過程。焊件的組裝固定通常采用定位板、定位焊縫、裝配平臺、裝焊工夾具和變位機(jī)械等。
焊件的組裝不僅僅要求組件的尺寸與配合符號符合設(shè)計(jì)圖樣的要求,而且要保證接頭的裝配及定位焊縫的質(zhì)量符合工藝要求.
① ② ③ ④ ⑤ ⑥是支座各部分代碼,具體情況見支座零件簡圖
方案一:按①②③④⑤⑥的順序依次焊接各部分
方案二:按①⑥⑤④②③的順序依次焊接各部分
方案三:按①⑥②③④⑤的順序依次焊接各部分
方案四:按①②③+⑥⑤④焊接,先將①②③焊接為一個(gè)整體,再將⑥⑤④焊接為
13、一個(gè)整體,再將兩個(gè)整體組合焊接起來
方案五:按①⑤④②③+⑥先將①⑤④②③按順序焊接為一個(gè)整體再與⑥焊接
方案六:按⑥⑤④②③+①先將⑥⑤④②③按順序焊接為一個(gè)整體再與①焊接
方案七:按①④②③⑤⑥的順序依次焊接各部分
最佳方案:方案二,先將①⑥焊接起來,矯正變形后依次焊接⑤④②③,焊縫分布合理的話,就不會存在裝配不上的情況.
焊接
1。手工電弧焊
手工電弧焊是一種基本的焊接方法,其設(shè)備簡單,操作方便、靈活,應(yīng)用較為廣泛
1。1焊材選擇:Q235是普通碳素結(jié)構(gòu)鋼,當(dāng)作為一般結(jié)構(gòu)焊接時(shí),可搭配E43系列焊條使用,一般多使用 E4303焊條。當(dāng)其作為動(dòng)載荷或是復(fù)雜的厚板結(jié)構(gòu)時(shí),
14、一般選用E4315、E4316、E5015、E5016焊條。
1.2焊前準(zhǔn)備: 焊接前,焊件按工藝要求選擇坡口形式,開坡口并清除坡口、焊件對接面及周圍的銹蝕、油污等有害物質(zhì),避免產(chǎn)生焊接缺陷。同時(shí)也要保證焊條的表面清潔、無污物。當(dāng)環(huán)境溫度低于0℃,或者焊件較厚時(shí),一般在100—150℃下預(yù)熱.
1。3焊接工藝參數(shù): 手工電弧焊一般分為平焊、橫焊、立焊、仰焊四種形式.焊接電流的選擇主要取決于焊條直徑和焊縫位置,其次是焊件厚度、接頭類型、焊道層次等。而電弧電壓主要由電弧長度來決定.因此,電弧長度要適中,以保證電弧燃燒穩(wěn)定 ,防止出現(xiàn)咬邊、未焊透、外觀成型不良等缺陷。在焊接過程中,焊接速度要適當(dāng)
15、,既要保證焊透、融合良好,又要保證不燒穿。對于厚度較大的焊件需采用多層焊。在多層焊接時(shí)第一層焊通常選用較小的焊接電流,一般用直徑3。2mm的焊條,焊層厚度最大不超過5mm。蓋面層要保證焊縫寬度和高度符合要求。
2。CO2氣體保護(hù)焊接工藝
CO2氣體保護(hù)焊是一種高效節(jié)能的焊接方法,其焊接變形小,焊接質(zhì)量好,易于實(shí)現(xiàn)過程控制自動(dòng)化.
2。1焊絲選擇: Q235在CO2氣體保護(hù)焊時(shí)通常選用ER49-1(H08Mn2SiA)和ER50—6焊絲
2.2焊前準(zhǔn)備: 焊接用CO2氣體的純度應(yīng)該較高,一般不低于99.5%,有些優(yōu)質(zhì)接頭的焊接則要求CO2氣體的純度不低于99.8%,露點(diǎn)低于—40℃。坡口
16、加工的精度是保證融合良好和焊縫美觀的重要因素之一,可采用機(jī)械加工、氣體火焰切割和等離子切割等方法進(jìn)行。焊接前,應(yīng)清理坡口及坡口兩側(cè)20mm以內(nèi)的油污、銹跡和氧化皮等污物.定位焊時(shí)根據(jù)板厚確定焊縫長度和間距。一般薄板的定位焊縫應(yīng)該細(xì)而短,長度為3-50mm,間距為30—150mm;中厚板的定位焊縫長度為15—50mm,焊縫間距為100-150mm。
2。3焊接工藝參數(shù): CO2氣體保護(hù)焊在焊接時(shí),采用細(xì)絲、短路過渡的方法,可以焊接薄板;采用粗絲、射滴過渡的方法,可以焊接中、厚板。從焊接位置上看,可以進(jìn)行全位置焊接,也可以進(jìn)行平焊、橫角焊及其他空間位置的焊接.在焊接時(shí),要選擇正確的工藝參數(shù),以保
17、證焊件的焊接質(zhì)量。
具體焊接情況
1。先焊接①⑥
角接接頭(開坡口,易焊透,有較高的強(qiáng)度,而且在外觀上具有良好的棱角)兩塊板都開單邊V型坡口,采用對接焊縫,采用手工電弧焊使用交流電弧焊機(jī)。
2。再焊接⑤⑥
6
5
手工電弧焊.,采用單邊V形坡口從一面焊,比采用K形坡口施焊可靠.T型接頭,凸角焊縫,焊角為6mm..
3再焊接④ ⑤
4
5
手工電弧焊,兩塊均開單邊V型坡口,
60°±5°
用單面焊雙面成型技術(shù),采用對接接頭和對接焊縫,手工電弧焊。坡口角度60°±5°,反變形量3—-4°
V型坡口焊接變形的控制:1)放大終端的間隙 考慮到焊接過程中的橫向
18、收縮量,以保證焊透坡口根部所需要的間隙2)定位焊 將裝配好的焊件在距端部進(jìn)行定位焊,始端可少焊些,終端應(yīng)該多焊一些,以防止在焊接過程中收縮造成未焊段坡口變窄而影響焊接3)預(yù)置反變形量4°
4其余部分均類似于步驟2,
焊接變形的控制
盡量選擇能量密度高的焊接方法,合理控制焊接參數(shù)同時(shí)減少熱量輸入。
合理的焊接順序,先焊內(nèi)測焊縫,再焊外側(cè)焊縫,內(nèi)側(cè)焊縫焊后變形量
剛性固定法
留余量法
焊接工藝
1、 焊接材料型號:E4303;J422,10毫米厚的Q235鋼板角焊一般要焊接2-3層,直徑3.2毫米的焊條的焊接電流在120—140A;電壓;22-24v
5、焊接前要清理焊口周邊的油污。注意焊接變形.
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