1、前門焊接工藝說明書材料科學與工程系成型05-2柴新亮2009年1月8號目錄1. 成品的數據分析及技術支持2. 選料加工工藝過程2.1前蓋法蘭材料及尺寸加工工藝2.2面板材料及尺寸加工工藝坡口尺寸2.3觀察孔座材料及尺寸加工工藝2.4軸套材料及尺寸加工工藝2.5護圓材料及尺寸加工工藝2.6加強筋材料及尺寸加工工藝3. 選擇零件、組件3.1前蓋法蘭3.2按鈕座。3.3螺栓。4. 裝配焊接工藝設計方案的說明與分析4.1材料焊接性分析4.1.1A3鋼焊接性分析4.1.2 20g鋼焊接性分析 ZA35的設計強度4.2裝配-焊接工藝設計：4.3面板與前蓋法蘭焊接焊條選擇焊接參數選擇4.3.3焊接過程特點4

2、.3.4焊縫形狀與尺寸4.4加強筋與面板的焊接4.4.1工藝選擇4.4.2焊條選擇4.3.3焊接參數選擇4.4.4焊縫形狀與尺寸4.5觀察孔座與面板的焊接4.5.1工藝選擇4.5.2焊條選擇4.5.3焊接參數選擇4.5.4焊縫形狀及尺寸4.6軸套、按鈕座、護圓與面板的焊接4.6.1工藝選擇4.6.2焊條選擇4.6.3焊接參數選擇4.6.4焊縫形狀及尺寸4.7護圓與面板的焊接4.7.1工藝選擇4.7.2焊條選擇焊接參數選擇4.7.4焊縫形狀及尺寸5.焊接技術要求6.產品質量檢驗7.1外觀檢驗7.2致密性檢驗7.焊后處理8.參考文獻1. 產品的技術條件及原始數據分析 前門的主要結構：代號名稱數量材

3、料1K5-0201-1加強筋1A3扁鋼50×8×3392K5-0201-2加強筋1A3扁鋼50×8×*4503K4-0701-5軸套1204K4-06-17按鈕座2205Q20-0201-1前蓋法蘭1A3扁鋼6K5-0201-3加強筋2A3扁鋼50×8×4507K4-0701-3觀察孔座1ZG358Q20-0201-2面板1A3扁鋼49Q30-0401-7護圈1無縫鋼管70×32. 備料加工工藝過程2.1前蓋法蘭材料及尺寸材料：A3鋼板，尺寸：長584mm寬570mm，采用厚度為25mm鋼板沖壓軋制而成。加工工藝（1） 原材

4、料復驗。（2） 矯正。由于冷卻、儲存及運輸等環節組織不當使軋制材料發生所不希望的變形，如局部凸起，波浪、整體彎曲、板邊折彎、局部折彎等。變形的鋼材會影響到后續的劃線、號料、切割等工序的精確度。因此在制造結構之前需對鋼材進行矯正。根據工經驗，10100的鋼板和扁鋼和1520的型材（角鋼、槽鋼、工字鋼）需要矯正。鋼材厚度從0.550mm，通常利用多輥鋼板矯正機進行矯正。（3） 劃線、放樣。放樣是在制造金屬結構之前，按照設計圖紙，在放樣平臺上1：1比例，繪出結構圖來，其目的是：確定毛坯的下料尺寸；制作樣板，復雜的或曲面構件（圓柱面、圓球面、圓錐面等）制造時，其外形尺寸是用樣板檢驗的，同時大批量生產時

5、，可減輕劃線的工作量。劃線是將待加工零件毛坯尺寸劃在金屬上。劃線必須準確，以保證加工的零件或結構有要求的精度。劃線要恰當排料、使原材料得以充分利用，將邊角廢料降低到最低限度。利用樣板進行劃線和排料，工序簡單，用樣板進行劃線稱為號料留出必要的余量加工坡口。（4） 切割下料。選擇用氧-乙炔焰切割加工出如下圖示的鋼板。規格572mm×570mm×25mm。切割下料以后為保證裝配的精確度和去除不良的金屬邊緣（倒角或加工破口）多采用刨邊機進行邊緣加工。（5） 開孔。采用手工熱切割在板面獲得10個螺孔，按圖樣要求確定開孔中心，劃出中心線和圓周開孔線，打上沖眼，并用色漆標上主中心線的編號

6、，然后切割，再用絲錐攻出螺紋。（6） 表面清理。清除零件表面上的銹、氧化物和油污是焊接生產中不可忽視的一項工作。這項工作沒有徹底進行或被省略，是造成質量問題，甚至造成廢品的重要原因之。本次設計采用噴丸處理，噴丸是將鐵丸由專門的空氣壓縮裝置中急速噴出，把被轟擊的金屬表面的氧化物，污物等打落。用這種方法除去鋼板上的油漬、銹漬等，清理的較徹底且效率較高。2.2面板材料及尺寸 材料：A3鋼板，尺寸：長510mm寬510mm壁厚4mm，倒半徑25的圓角，高度34mm加工工藝（1） 原材料復驗。（2） 劃線、放樣。留出必要的余量加工坡口。（3） 切割下料。用手工熱焰切割下長580mm寬580mm厚4mm的

7、正方形鋼板。采用刨邊機進行邊緣加工。（4） 沖壓成型。把板件加熱到800，采用水壓機熱壓成型，并壓出2個直徑為33mm的圓，一個直徑為50mm的圓，一個長96mm寬45.5的長方形。如下圖示：（5） 開坡口倒圓角。在配合前蓋法蘭邊緣開單面V形坡口，并把方形倒圓角。（6） 表面清理。采用噴丸處理，除去坡口兩側油漬、銹漬等。坡口尺寸2.3觀察孔座材料及尺寸材料：ZG35，尺寸見零件圖加工工藝（1）制做模樣。為了起模，必須在模樣上作起模斜度。（2）澆注。澆注時考慮到鐵水的流動性和隨后冷卻均勻，鑄件壁厚不能太薄，一般大于10mm，在鑄件拐角處要作出較大的圓弧。（3）精加工。表面用銑床加工并倒圓角。（4

8、）開孔。采用手工熱切割6個螺孔，按圖樣要求確定開孔中心，劃出中心線和圓周開孔線，打上沖眼，并用色漆標上主中心線的編號，然后切割，再用絲錐攻出螺紋。（5）表面清理。除去坡口兩側油漬、銹漬等。2.4軸套材料及尺寸材料：20，尺寸：內孔直徑為25mm，外孔直徑為50mm，高度為40，形狀如圖示：加工工藝（1）制作模樣。（2）澆注。（3）精加工。表面用銑床加工，并倒圓角。（4）表面清理。采用噴丸處理，除去坡口兩側油漬、銹漬等。2.5護圓材料及尺寸20鋼無縫鋼管70X3，外徑70mm，厚4mm，高10mm。加工工藝（1）原材料復驗。（2）劃線、放樣。（3）切割下料。在直徑70mm，厚4mm的20鋼無縫鋼

9、管上，切下長10mm的一段，采用手工熱焰切割下料。（4）表面清理。采用噴丸處理，除去坡口兩側油漬、銹漬等。2.6加強筋材料及尺寸材料：A3扁鋼，尺寸：1個長339mm，寬8mm，高50mm；3個長450mm，寬8mm，高50mm加工工藝（1）原材料復驗。（2）劃線、放樣。（3）切割下料。在A3鋼板上切出一個50X8X339的鋼條，3個50X8X450的鋼條，采用手工熱焰切割下料。（4）表面清理。采用噴丸處理，除去坡口兩側油漬、銹漬等。3.零件、組件3.1前蓋法蘭。尺寸見零件圖。3.2按鈕座。3.3螺栓。需要10個M12螺栓，6個M6螺栓。4. 裝配焊接工藝設計方案的說明與分析 （附焊接裝配工藝

10、卡）4.1材料焊接性分析4.1.1 A3鋼焊接性分析。（1）化學成分含C0.17%，Mn:0.35%0.80%，Si<0.3%,S<0.035,P<0.035（2）力學性能。 屈服強度為235N/mm2，抗拉強度為375N/mm2460N/mm2，伸長率為26%。V型沖擊吸收功27（3）焊接性能 一般不產生馬氏體，不必預熱、層間溫度或后熱，具有良好的焊接性。4.1.2 20鋼焊接性分析（1）化學成分：含C0.21%，Si：0.15%0.30%，Mn:0.35%0.65% ，Cu0.305， S0.035%，P0.35%.（2）允許工作條件GB3087普通碳素鋼，允許工作溫度4

11、50，熔點1495。與20鋼相比，20鋼在里面加入了少量合金元素來改善鋼的性能，具有抗沖擊性能好，溫度，形變小，耐腐蝕性能好，微合金化學特點。（3）力學性能：交貨狀態，熱軋或熱處理。鋼板厚度10mm?？估瓘姸?00540N/mm2，屈服點245N/mm2，伸長率26%，U型常溫沖擊韌度59J/cm3，V型常溫沖擊吸收27J，應變實效值29J/cm3。（4）焊接性能20鋼含碳量低，錳硅含量又少，所以通常情況下不會因焊接而引起嚴重硬化組織或淬火組織。這種鋼材的塑性和沖擊韌性優良。焊成的接頭塑性和沖擊韌性也很良好，焊接時一般不需預熱層間溫度和后熱，焊后也不必采用熱處理改善組織，可以說整個焊接過程中毋

12、需特殊的工藝措施其焊接性優良。 ZG35的設計強度：抗拉、壓和抗彎f:215N/mm2, 抗剪fv:125 N/mm2,端面承壓fcd：320 N/mm24.2裝配-焊接工藝設計：（1）：準備。將各種材料通過切割、機加工、或組裝焊接，得到符合圖紙要求的部件。（2）：將零件進行裝配，然后點固（要焊透）。（3）：采用手工電弧焊將面板和前蓋法蘭焊在一起。坡口采用開單面V型坡口。（4）：連續焊將加強筋焊在面板上，采用T型角焊不開坡口。（5）：采用手工電弧焊，將觀察孔座、按鈕座、軸套、護圓焊在面板上。用角焊縫不開坡口。（6）：焊接檢驗。（7）：焊后熱處理。4.3面板與前蓋法蘭焊接4.3.1焊接工藝參數及

13、選擇( 1)焊條直徑的選擇手工電弧焊時, 對于低碳鋼采用平敷焊時, 焊條直徑取決于焊件厚度, 一般的選用原則是焊件越厚, 選擇的焊條直徑越粗。直徑過小容易造成焊條藥皮發紅脫落、焊道狹窄等缺陷; 直徑過大會造成未焊透、焊道堆積過高、成形不良等缺陷。有表一可知選擇焊條直徑為3.2mm。表一 焊條直徑與焊件厚度的關系 （mm）焊件厚度234681213焊條直徑1.522.23.243.2445( 2)焊接電流的選擇焊接電流是焊條電弧焊的主要工藝參數, 它直接影響焊接質量?？偟脑瓌t是在保證焊接質量的前提下, 盡量選用較大的焊接電流以提高生產率。但是焊接電流過大, 焊條后部發紅, 藥皮失效或崩落,保護效

14、果變差, 造成氣孔和飛濺, 焊接時出現咬邊,燒穿等缺陷, 從而影響焊接接頭的質量。焊接電流過小, 則電弧不穩, 易造成未焊透、未熔合等缺陷。確定焊條電弧焊焊接電流大小要依據焊條類型、焊條直徑、焊件厚度、接頭形式等因素。其中最主要的是焊條直徑和焊接位置。一般碳鋼可根據焊條直徑按表二來確定焊接電流:表二層數焊條直徑焊接電流13.29010023.210011033.21001104416018054160180（3）其余焊接參數的選擇由于本次設計選擇開單面V型坡口，角焊縫，用手工電弧焊，所以選擇E4301焊條。因為低碳鋼結構抗拉強度平均值為417.5N/mm2。E43型系列焊條融敷金屬抗拉強度不小

15、于420N/mm2在力學性能上正好與之匹配。采用直流正接焊接，焊接電流90A-100A，焊接電壓100130V 。焊速1020cm/min4.3.3焊縫形狀與尺寸（1）焊縫寒風尺寸的選擇，如圖：表三 定位焊縫尺寸（mm）焊件厚度定位焊縫高度定位焊縫寬度定位焊縫間距4412124366561020152050100100200100300（2）焊縫示意圖4.4加強筋與面板的焊接4.4.1工藝選擇采用手工電弧焊，中間兩塊加強筋用交錯斷續角焊縫，兩側加強筋用連續角焊縫。焊條選擇選用E4301焊條。焊接參數選擇焊條直徑3.2mm，采用直流正接焊接，選用BX1300交流弧焊變壓器，焊接電壓為1

16、00130V，焊接電流為90100A，焊速為1020 cm/min。4.4.4焊縫形狀與尺寸（1）焊縫寒風尺寸的選擇，參照圖三。（2）焊縫示意圖4.5觀察孔座與面板的焊接4.5.1工藝選擇采用手工電弧焊。采用里外雙面角焊縫，由于面板只有4mm厚，不開坡口。焊條選擇選用低氫型焊條E4301。4.5.3焊接參數選擇焊條直徑3.2，采用直流正接，選用BX1300交流弧焊變壓器，焊接電壓為100130V，焊接電流為100110A，焊速為1020 cm/min。4.5.4焊縫形狀及尺寸（1）焊縫寒風尺寸的選擇，參照圖三。（2）焊縫示意圖4.6軸套、按鈕座與面板的焊接4.6.1工藝選擇用手工電弧焊，均采用

17、圓形角焊縫，由于面板厚度為4mm，不開坡口。4.6.2焊條選擇選用焊條E4301。4.6.3焊接參數選擇焊條直徑3.2，采用直流反接，選用BX1300交流弧焊變壓器，焊接電壓為24±2，焊接電流為100110A，焊速為1020 cm/min4.6.4焊縫形狀及尺寸（1）焊縫寒風尺寸的選擇，參照圖三。（2）焊縫示意圖4.7護圈與面板的焊接4.7.1工藝選擇 用手工電弧焊，均采用圓形角焊縫，由于面板厚度為4mm，不開坡口。焊條選擇選用焊條E4301。焊接參數選擇焊條直徑3.2，采用直流反接，選用BX1300交流弧焊變壓器，焊接電壓為100130V，焊接電流為90100A，焊速為1020

18、cm/min4.7.4焊縫形狀及尺寸（1）焊縫寒風尺寸的選擇，參照圖三。（2）焊縫示意圖5、焊接技術要求（1）、必須按圖樣、工藝文件，技術標準施焊。（2）、焊接環境。在出現下列任一情況時需采取有效防護措施否則禁止施焊。a、風速：氣體保護焊時大于2m/s，其他焊接方法大于10m/s。b、相對濕度大于90%。 c、雨雪環境。d、焊件溫度低于-20。當焊件溫度為0-20ºC時，應在開始焊處100mm范圍內預熱道15以上。（3）、應在引弧板或坡口內引弧，禁止在非焊接部位引弧，焊縫應在引出板上收弧，弧坑應填滿。（4）、防止地線電纜線焊鉗與焊件打弧。（5）、電弧擦傷處的弧坑需要打磨，使其均勻過度到母材表面，若打磨后的厚度低于規定值則需要補焊。（6）、角焊縫的根部應保證焊透（受壓件）。（7）、接弧處應保證焊透與融合。（8）、層間溫度不超過規定范圍。（9）、每條焊縫應盡可能一次焊完。6、產品質量檢驗。6.1外觀檢驗 焊接接頭的外觀檢驗是一種手續簡便而又應用廣泛的檢驗方法，是成品檢驗的一個重要內容，主要是發現焊縫表面的缺陷和尺寸上的偏差。一般通