毕业设计-减速器壳体的焊接制作(终稿).doc
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1、河南质量工程职业学院毕业设计(论文) 第 20页河南质量工程职业学院毕 业 设 计(论 文) 题 目减速器壳体的焊接制作系 别机电工程系专 业机电一体化班 级08三班学生姓名张攀学 号02043080339指导教师张艳玲定稿日期2011年3月20日河南质量工程职业学院毕业设计(论文)任务书专业班级08机电一体化三班姓名张 攀学号02043080339指导教师张艳玲设计(论文)题目减速器壳体的焊接制作主要研究内容减速器上盖的拼焊是将三个圆环筒和三个固定板按图纸拼焊到一起。焊机和焊条分别采用KR-500二氧化碳半自动焊机和E4303焊条。主要技术指标或研究目标(1)确定母材及相关热处理方法。(2)
2、正确选择焊接材料、焊接方法和设备。(3)设计焊接结构工艺路线、焊接夹具和确定焊接检验的方法及实施步骤。(4)分析可能出现的重要缺陷以及进行预见和危害分析。基本要求减速器壳体具有一定的结构强度,在兼顾精度的同时,考虑加工的经济性。主要参考资料及文献1、金捷 刘晓菡 机械制造技术与项目训练M复旦大学出版社20082、隋冬杰 机械基础M河南质量工程职业学院20083、张晓坤 AtoCAD中文版实用教材M机械工业出版社 20084、高忠民 实用电焊技术M金盾出版社2003目 录摘要 3引言 4 1 减速器上盖的母材选用及加工 4 1.1 母材的选用 4 1. 2 钢板的矫正及预处理 4 1.2.1 划
3、线 5 1.2.2 母材的下料与边缘加工 5 1. 2. 3 Q235的热处理 6 2 减速器上盖的工艺 7 2. 1 减速器上盖的拼焊图 7 2. 2 Q235的焊接性 8 2 .2. 1 焊接方法及设备的选择 8 2 .2. 2 焊接材料参数的确定 8 2 .2. 3 CO2气体保护焊 9 2 .2. 4 焊接中常见的缺陷及预防措施 10 2. 3 焊条电弧焊特点及原理 10 2 .3 .1 焊条的选择 11 2 .3 .4 焊接中常见的缺陷及预防 11 3 焊接夹具的选择及设计 13 3. 1 焊接夹具的作用和基本要求 13 3.2 焊接夹具的使用 13 3. 3 重要尺寸的定位 14
4、4 焊接检验 14 4. 1 焊接检验的作用 14 4.2 常用的焊接检测方法的优缺点及使用范围 14 4 .3 焊接检验方法 14 结论 18 摘要主要叙述了减速器上盖的结构制造过程,关键工艺等。根据Q235-A钢选择合适的成型工艺以及焊接方法、编制合理的工艺规程、选择正确的装配方法、对焊接缺陷的预测与危害分析以及相关的补救措施。关键词:减速器上盖、焊接缺陷、母材、焊接工艺Abstrctthe Cover mainly described the structure of gear reducer manufacturing process, the key technology and s
5、o on. According to A steel Q235 - to choose the appropriate molding process and welding method, compilation reasonable procedure, choosing the right assembly method, the prediction of the welding defects with the hazard analysis and related remedial measures.Keywords: reducer cover, welding defects,
6、 mother materials, welding process 引言毕业设计是对在学校学业完成的一个重要组成部分,这是对在学校所学知识的综合应用和为走想社会打下基础。本次学校下发的毕业设计的课题为:减速器上盖的焊接制作工艺。通过任务书,我了解这次设计的主要内容。母材选择及相关热处理;焊接材料;焊接方法和设备的选择;确定焊接结构工艺路线;设计焊接夹具;确定焊接检验的方法及实施步骤;对可能出现的重要缺陷进行预见和危害分析。1 减速器上盖的母材选用及加工1.1 母材的选用根据减速器上盖的结构强度要求及经济因素选择母材:Q235-A钢:化学成分(%):表1 母材的化学成分牌号CMaSiSPQ23
7、5-A0.140.220.300.650.300.0500.045力学性能:表2 母材的力学性能牌号b/MPas/MPas(%)Q235-A375460235261.2 钢材的矫正原理及方法:矫正就是采用加或加热的方式,把已伸长的纤维缩短,把缩短的纤维伸长,最终使钢板厚度方向的纤维趋于一致。 方法:减速器上盖的矫正方法为机械矫正 矫正过程:钢板矫正机如图1所示,下派轴辊是主动轴辊,由电动机带动旋转。上排轴辊是从动轴辊。能作上下调节以适应矫正不同厚度的钢板,减速器上盖矫正时,先将上盖压在下排轴辊上,调节上排轴辊至合适高度,然后启动电动机带动旋转。减速器上盖的矫正采用机械矫正例图图1 机械矫正例图
8、1.2.1 划线根据图样和技术要求,在毛坯或半成品上用划线工具画出加工界线,或划出做为基准的点、线的操作过程称为划线。划线分为平面划线和立体划线两种。只需要在工件一个表面上划线后即能明确表明加工界限的,称之为平面划线;需要在工件几个互成不同角度(一般式互相垂直)的表面上划线,才能明确表明加工界限的,称为立体划线。対划线的基本要求是线条清晰匀称,定型、定位尺寸准确。由于划线的线条有一定宽度,一般要求精度达到0.25-0.5mm。应当注意,工件的加工精度不能完全有划线确定,而应该在加工过程中通过测量来保证把后板展开再按图纸设计图样上的图形和尺寸,按1:1的比例在待下料的钢材上画出加工界限,再经过加
9、工做出样板,用样品进行划线。1.2.2 母材的下料与边缘加工下料利用CG21520型摇臂式仿形气割机将毛坯或工件从钢板上切割下来。 图2 CG2型摇臂式仿形气割机 采用刨边机进行加工焊接结构的坡口、去除不良的边缘、毛坯到脚等。采用热切气割将母材按样板切割成1200*740板图3 xxx图采用热切气割将大经为240小径为180的圆筒切割深度为70.图4 xxx图采用热切气割将长为250.5,宽为190,高为56的厚板加工成如下图所示图5 xxx图1. 2. 3 Q235的热处理Q235是低碳钢,而低碳钢中含碳量较低,含锰、硅又少,所以通常情况下不会因焊接而一起严重硬化组织和淬火组织,这种钢材的塑
10、性和冲击韧度优良,焊成的接头塑性和冲击韧度也很好,焊接时一般不需要预热、控制层间温度和后热,焊后也不采用热处理来改善组织,可以说整个焊接过程中不需要特殊的工艺措施,其焊接性优良,可以采用各种焊接方法焊接。但根据双工位封头抛磨机除尘罩子图纸上的技术要求说明,除尘罩子在焊接前可以不需要热处理,在焊接后应该进行退火处理,退火处理其主要用于去掉焊接结构的焊接残余应力。2 减速器上盖的工艺2. 1 减速器上盖的拼焊图 减速器上盖的拼焊是将三个圆环筒和三个固定板拼焊到一起如图6所示,焊缝位置相应标出.图15标注是什么? 图6 减速器上盖的拼焊图2. 2 Q235的焊接性 Q235AF中含碳量较低、含锰硅有
11、少,所以,通常情况下不会因焊接而引起严重硬化组织和淬火组织,这样钢材的塑性和冲击韧度优良,焊接成的街头塑性和冲击韧 度也很好,焊接时一般不需要特殊的工艺措施,其焊接性优良。2 .2. 1 焊接方法及设备的选择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2 .2. 2 焊接材料参数的确定在用CO2气体保护焊焊接薄板时,焊接规范一般采用比较小的,即较低的电弧电压和较小的焊接电流,因此,熔滴呈
12、短路过渡。主要的规范参数有:电弧电压,焊接电流,焊接回路电感,焊接速度,气体流量以及焊丝干伸长等。1.电弧电压及焊接电流。电弧电压是焊接规范中关键的一个参数。它的大小决定了电弧的长短,决定了熔滴的过渡形式。实现短路过渡的条件之一是保持较短的电弧长度。所以就焊接规范而言,短路过渡的一个重要特征是低电压。确定电弧电压数值时,要考虑和焊接电流之间的匹配关系。在一定的焊丝直径及焊接电流下,电弧电压若过低,电弧引燃困难,焊接过程不稳定。电弧电压过高,则由短路过渡转变成大颗粒的长弧过渡,焊接过程也不稳定。只有电弧电压与焊接电流匹配得较合适时,才能获得稳定的焊接过程,并且飞溅小,焊缝成形好。当电流小于300
13、A时,焊接电压与电流遵循以下:U=0.04I+16(+-)1.52.焊接速度。焊接速度过快会引起焊缝两侧咬肉,焊接速度过慢则容易产生烧穿和焊缝组织粗大等缺陷,因此为了保证焊缝的质量,需要选择合适的焊接速度。3.焊丝干伸长。由于短路过渡焊接所采用的焊丝都比较细,因此焊丝干伸长度上产生的电阻便成为焊接规范中不可忽视的因素。随着焊丝干伸长度增加,焊丝上的电阻热增大,焊丝熔化加快,从提高生产率上看这是有利的, 但是当焊丝干伸长度过大时,焊丝容易发生过热而成段熔断,飞溅严重,焊接过程不稳定。焊丝干伸长度过小势必缩短喷嘴与工件间的距离,飞溅金属容易堵塞喷嘴。4、气体流量。在焊接电流较大,焊接速度较快,焊丝
14、干伸长度较长以及在室外作业等情况下,气体流量要适当加大,以使保护气体有足够的挺度,提高其抗干扰的能力。但是,气体流量过大,保护气流的紊流度增大,反而会将外界空气卷入焊接区,使保护效果变差,甚至在焊缝中引起气孔。5、电源极性。CO2电弧焊在焊接薄板时一般都是采用直流反接(反极性),即焊件接阴极,焊丝接阳极。因为采用反极性,飞溅小,电弧稳定,成形较好。综合以上分析,有如下的焊接规范:表3 焊接规范 板厚(mm)焊丝直径(mm)焊接电压(V)焊接电流(A)气体流量(L/min)焊丝干伸长(mm)10.8171870801520101.511920901301520101.21920120130152
15、0102119201001501520101.219201301501520103 1.221241502001520101.2242620025015201015 2 .2. 3 CO2气体保护焊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焊的成本低,仅为埋弧焊及电弧焊的百分之三十到五十。 2.生产效率高 由于CO2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搞1-4倍。 3.焊接变形和焊接应力少 由于电弧热量集中,焊件加热面积小,同时CO2气
16、流具有较强的冷却作用,因此,焊接应力和变形小。2 .2. 4 焊接中常见的缺陷及预防措施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盖覆,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CO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H2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CO2气体
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