常用焊接方法手册模板.doc
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1、常见焊接方法手册一、什么是钎焊?钎焊是怎样分类?钎焊接头形式有何特点? 钎焊是利用熔点比母材低金属作为钎料,加热后,钎料熔化,焊件不熔化,利用液态钎料润湿母材,填充接头间隙并和母材相互扩散,将焊件牢靠连接在一起。 依据钎料熔点不一样,将钎焊分为软钎焊和硬钎焊。 (1)软钎焊:软钎焊钎料熔点低于450C,接头强度较低(小于70 MPa)。 (2)硬钎焊:硬钎焊钎料熔点高于450C,接头强度较高(大于200 MPa)。 钎焊接头承载能力和接头连接面大小相关。所以,钎焊通常采取搭接接头和套件镶接,以填补钎焊强度不足。二、电弧焊分类有哪些,有什么优点? 利用电弧作为热源熔焊方法,称为电弧焊。可分为手工
2、电弧焊、埋弧自动焊和气体保护焊等三种。手工自动焊最大优点是设备简单,应用灵活、方便,适用面广,可焊接多种焊接位置和直缝、环缝及多种曲线焊缝。尤其适适用于操作不变场所和短小焊缝焊接;埋弧自动焊含有生产率高、焊缝质量好、劳动条件好等特点;气体保护焊含有保护效果好、电弧稳定、热量集中等特点。 三、焊条电弧焊时,低碳钢焊接接头组成、各区域金属组织和性能有何特点? (1)焊接接头由焊缝金属和热影响区组成。 1)焊缝金属:焊接加热时,焊缝处温度在液相线以上,母材和填充金属形成共同熔池,冷凝后成为铸态组织。在冷却过程中,液态金属自熔合区向焊缝中心方向结晶,形成柱状晶组织。因为焊条芯及药皮在焊接过程中含有合金
3、化作用,焊缝金属化学成份往往优于母材,只要焊条和焊接工艺参数选择合理,焊缝金属强度通常不低于母材强度。 2)热影响区:在焊接过程中,焊缝两侧金属因焊接热作用而产生组织和性能改变区域。 (2)低碳钢热影响区分为熔合区、过热区、正火区和部分相变区。 1)熔合区 在焊缝和基础金属之间,部分金属焙化部分未熔,也称半熔化区。加热温度约为1 4901 530C,此区成份及组织极不均匀,强度下降,塑性很差,是产生裂纹及局部脆性破坏起源地。 2)过热区 紧靠着熔合区,加热温度约为1 1001 490C。因为温度大大超出Ac3,奥氏体晶粒急剧长大,形成过热组织,使塑性大大降低,冲击韧性值下降25%75%左右。
4、3)正火区 加热温度约为8501 100C,属于正常正火加热温度范围。冷却后得到均匀细小铁素体和珠光体组织,其力学性能优于母材。 4)部分相变区 加热温度约为727850C。只有部分组织发生转变,冷却后组织不均匀,力学性能较差。 四、什么是电阻焊?电阻焊分为哪多个类型、分别用于何种场所? 电阻焊是利用电流经过工件及焊接接触面间所产生电阻热,将焊件加热至塑性或局部熔化状态,再施加压力形成焊接接头焊接方法。 电阻焊分为点焊、缝焊和对焊3种形式。 (1)点焊:将焊件压紧在两个柱状电极之间,通电加热,使焊件在接触处熔化形成熔核,然后断电,并在压力下凝固结晶,形成组织致密焊点。 点焊适适用于焊接4 mm
5、以下薄板(搭接)和钢筋,广泛用于汽车、飞机、电子、仪表和日常生活用具生产。 (2)缝焊:缝焊和点焊相同,所不一样是用旋转盘状电极替换柱状电极。叠合工件在圆盘间受压通电,并随圆盘转动而送进,形成连续焊缝。 缝焊适宜于焊接厚度在3 mm以下薄板搭接,关键应用于生产密封性容器和管道等。 (3)对焊:依据焊接工艺过程不一样,对焊可分为电阻对焊和闪光对焊。 1)电阻对焊 焊接过程是先施加顶锻压力(1015 MPa),使工件接头紧密接触,通电加热至塑性状态,然后施加顶锻压力(3050 MPa),同时断电,使焊件接触处于压力下产生塑性变形而焊合。 电阻对焊操作简便,接头外形光滑,但对焊件端面加工和清理要求较
6、高,不然会造成接触面加热不均匀,产生氧化物夹杂、焊不透等缺点,影响焊接质量。所以,电阻对焊通常只用于焊接直径小于20 mm、截面简单和受力不大工件。 2)闪光对焊 焊接过程是先通电,再使两焊件轻微接触,因为焊件表面不平,使接触点经过电流密度很大,金属快速熔化、气化、爆破,飞溅出火花,造成闪光现象。继续移动焊件,产生新接触点,闪光现象不停发生,待两焊件端面全部熔化时,快速加压,随即断电并继续加压,使焊件焊合。 闪光对焊接头质量好,对接头表面焊前清理要求不高。常见于焊接收力较大关键工件。闪光对焊不仅能焊接同种金属,也能焊接铝钢、铝铜等异种金属,能够焊接0.01 mm金属丝,也能够焊接直径500 m
7、m管子及截面为20 000 mm2板材。五、激光焊基础原理是什么?有何特点及用途? 激光焊利用聚焦激光束作为能源轰击工件所产生热量进行焊接。 激光焊含有以下特点: 1)激光束能量密度大,加热过程极短,焊点小,热影响区窄,焊接变形小,焊件尺寸精度高; 2)能够焊接常规焊接方法难以焊接材料,如焊接钨、鉬、钽、锆等难熔金属; 3)能够在空气中焊接有色金属,而不需外加保护气体; 4)激光焊设备较复杂,成本高。 激光焊能够焊接低合金高强度钢、不锈钢及铜、镍、钛合金等;异种金属和非金属材料(如陶瓷、有机玻璃等);现在关键用于电子仪表、航空、航天、原子核反应堆等领域。六、电子束焊基础原理是什么?有何特点及用
8、途? 电子束焊利用在真空中利用聚焦高速电子束轰击焊接表面,使之瞬间熔化并形成焊接接头。 电子束焊含有以下特点: 1)能量密度大,电子穿透力强; 2)焊接速度快,热影响取消,焊接变形小; 3)真空保护好,焊缝质量高,尤其适适用于活波金属焊接。 电子束焊用于焊接低合金钢、有色金属、难熔金属、复合材料、异种材料等,薄板、厚板均可。尤其适适用于焊接厚件及要求变形很小焊件、真空中使用器件、精密微型器件等。车架焊接变形及减小变形方法摩托车车架多数采取复杂管、板式焊接结构,是摩托车支撑骨架,在整车中既要满足众多车体零件安装要求,又要确保车辆行驶平稳,所以对车架结构尺寸和形状精度要求较高。摩托车车架焊接后往往
9、会出现变形,不仅直接影响整车装配及整车性能,还可能降低车架结构承载能力引发事故,所以制造中限制和消除焊接变形很关键。控制摩托车车架焊接变形关键从设计和工艺2个方面处理,现探讨怎样控制车架焊接变形方法。影响车架变形原因和焊接变形种类1、影响原因影响车架焊接变形原因有很多,关键有以下几点:a)焊接工艺方法:不一样焊接方法将产生不一样温度场,形成热变形也不相同。通常来说自动焊比手工焊加热集中,受势区窄,变形较小;CO2气体保护焊焊丝细,电流密度大,加热集中,变形小,比手工焊更适合于车架焊接。b)焊接参数(焊接电流、电弧电压、焊接速度):焊接变形随焊接电流和电弧电压增大而增大,随焊接速度增快而减小,其
10、中电弧 电压作用显著。所以低电压、高速大电流密度自动焊变形较小。c)焊缝数量和断面大小:焊缝数量愈多,断面尺寸愈大,焊接变形愈大。d)施焊方法:连续焊、断续焊温度场不一样,产生热变形也不一样。通常连续焊变形较大,断续焊变形较小。e)材料热物理性能:不一样材料导热系数、比热和膨胀系数等均不一样,产生热变形不一样,焊接变形也不一样。f)焊接夹具设计合理性:采取焊接夹具,增加了构件刚性,从而影响到焊接变形。g)构件焊接程序:焊接程序能引发构件在不一样组合阶段刚性改变和质心位置改变,对控制构件焊接变形有很大影响。2、车架焊接变形种类车架结构焊接变形分为整体变形和局部变形,整体变形是焊接以后,整个构件尺
11、寸或形状发生改变,包含纵向和横向收缩,弯曲变形和扭曲变形等;局部变形是指焊接后构件局部区域出现变形,包含角变形和波浪变形等。设计方法1、合理焊缝尺寸和形式焊缝尺寸直接关系到车架焊接工作量和焊接变形大小,焊缝尺寸大,焊接工作量大,焊接变形也大。所以,在确保车架承载能力情况下,应尽可能减小焊缝尺寸,但并不是说焊缝尺寸越小越好,焊缝尺寸太小,冷却速度快,轻易产生裂纹、热影响区硬度过高等焊接缺点;应在确保焊接质量前提下,按板厚(管壁厚)来选择工艺上许可最小焊缝尺寸。2、合理焊缝数目在车架结构中努力争取焊缝数量合理,焊缝不宜过分集中,尽可能避免2条或3条焊缝垂直交叉。有时为了减小车架质量,采取壁厚较薄钢
12、管加筋板来焊接车架,以提升车架稳定性和刚性,其实这么既增加了构件和焊接工作量,还因焊接变形大增加校正工时。所以,合适增加管壁厚或管径,降低筋板,车架质量稍大部分也是比较经济。另外,合理选择筋板形状,合适安排筋板位置,也能够降低焊缝达成提升筋板加固效果。3、合理焊缝位置设计车架时,尽可能将焊缝对称于截面中性轴,这么能使焊缝引发挠曲变形相互抵消;或使焊缝靠近断面中性轴,以降低焊缝引发挠曲。工艺方法1、反变形法反变形法是事先估量好焊接结构变形大小和方向,然后在组合(点固焊)时给一个相反方向变形来抵消焊接变形,这是使焊后构件保持设计要求一个工艺方法,也是车架生产中较常见一个控制变形方法。因焊接变形影响
13、原因很多,包含焊接次序、拘束度、焊接条件和接头特征等,焊接手册中变形估算公式及相关图表只能提供一个大致数值,相关变形量确实定能够参考文件。在实际生产工艺规范和相同条件下经过试验来实测确定,再依据所得数据确定反变形量,并在焊胎制造中应用,可取得比很好效果。2、刚性固定法当不便采取反变形时,将零部件加以固定来限制焊接变形。车架生产中普遍采取焊接夹具定位和紧固,装夹刚度越大,变形越小。3、合理施焊CO2气体保护焊和其它电弧焊相比,含有生产率高、焊接成本低、能耗低、适用范围广、抗锈能力强、焊后无须清渣等优点,所以车架采取CO2气体保护自动(半自动)焊接。同时因为CO2气体保护焊电弧热量集中,加热面积小
14、,和CO2气流冷却作用,所以,工件焊接变形也较小。另外,在焊接时合适降低规范,选择较低线能量,能够有效地预防焊接变形,但线能量不能过低,不然影响焊接质量。4、合理焊接次序焊接次序对焊接结构变形有很大影响。焊接次序合理,焊接变形能够经过自由收缩,相互抵消;焊接次序不合理,焊接变形将相互叠加。为便于控制焊接变形,尽可能采取对称焊接,以使焊缝引发变形相互抵消。焊缝不对称,先焊焊缝少一侧,因为焊缝越长,变形越大,先焊焊缝少一侧,能够增大焊缝多一侧施焊时焊件结构刚度和反变形能力。焊接变形矫正车架焊接过程中,即使在车架结构设计和工艺上采取多个方法来控制施焊过程中所产生焊接变形,但因为焊接过程特点和车架焊接
15、工艺复杂性,还或多或少产生焊接变形,为此必需矫正超出设计要求焊接变形。矫正工艺只限于矫正焊接构件局部变形,如角变形、弯曲变形和波浪变形等,对于车架结构整体变形如纵向和横向收缩(总尺寸缩短),只能经过下料或装配时预放余量来赔偿。机械矫正法是在室温条件下,对焊接施加外力,使构件压缩塑性变形区金属伸展降低或消除焊缝区塑性变形,达成矫正变形目标;如车架焊完后能够在矫正整形胎上矫正整形,以确保车头管中心线和车架中心平面垂直度。另外各部件焊完后也整形,以避免产生综合效应。实际操作中还应注意自然时效作用,必需经过经验积累和严格检验手段确保矫正精度。结论总而言之,车架在制造过程中,焊接变形是不可避免,只能采取
16、有效设计和工艺方法控制焊接变形,并对超出公差要求焊接变形进行矫正,才能达成车架强度、使用性能及经济性能要求。实际生产中,只有对焊接进行全过程控制,才能更有效控制车架焊接变形,达成确保车架尺寸精度和装配要求目标。Q345焊接工艺编订一、 材料介绍 1. Q345化学成份以下表(%): 元素 C Mn Si P S Al V Nb Ti 含量 0.2 1.0-1.6 0.55 0.035 0.035 0.015 0.02-0.15 0.015-0.06 0.02-0.2 Q345C力学性能以下表(%): 机械性能指标 伸长率(%) 试验温度0 抗拉强度MPa 屈服点MPa 数值 522 J34 b
17、(470-650) s(324-259) 其中壁厚介于16-35mm时,s325Mpa;壁厚介于 35-50mm时,s295Mpa 2. Q345钢焊接特点 2.1 碳当量(Ceq)计算 Ceq=C+Mn/6+Ni/15+Cu/15+Cr/5+Mo/5+V/5 计算Ceq=0.49%,大于0.45%,可见Q345钢焊接性能不是很好,需要在焊接时制订严格工艺方法。 2.2 Q345钢在焊接时易出现问题 2.2.1 热影响区淬硬倾向 Q345钢在焊接冷却过程中,热影响区轻易形成淬火组织-马氏体,使近缝区硬度提升,塑性下降。结果造成焊后发生裂纹。 2.2.2 冷裂纹敏感性 Q345钢焊接裂纹关键是冷
18、裂纹。 二、焊接施工步骤 坡口准备点固焊预热里口施焊背部清根(碳弧气刨)外口施焊 里口施焊自检/专检焊后热处理无损检验(焊缝质量一级合格) 三、焊接工艺参数选择 经过对Q345钢焊接性分析,制订方法以下: 1. 焊接材料选择 因为Q345钢冷裂纹倾向较大,应选择低氢型焊接材料,同时考虑到焊接接头应和母材等强标准,选择E5015 (J507)型电焊条。 化学成份见下表(%): 元素 C Mn Si S P Cr Mo V Ti 含量 0.071 1.11 0.53 0.009 0.016 0.02 0.01 0.01 0.01 力学性能见下表: 机械性能指标 b(Mpa) s(Mpa) 5(%)
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