焊接工艺

《焊接工艺设计说明书》

题目：焊接工艺设计说明书

院系：材料工程学院

专业：材料成型及控制工程（焊接方向）

学号： 051111207 姓名：陈晓

指导教师：卢庆华、杨尚磊

完成时间： 2014.11.30

目录

第一章圆筒焊接结构设计概述 (2)

1.1圆筒焊接结构设计简介 (2)

1.2 圆筒材料的选择 (1)

第二章圆筒焊接工艺设计 (1)

2.1确定焊缝的位置 (4)

2.2焊接接头形式的设计 (5)

2.3焊接方法的选择 (12)

2.4焊接材料的选择 (12)

2.5焊接工艺参数的选择 (13)

2.6 确定焊接顺序 (14)

2.7焊接工艺卡片的制定 (14)

第三章结构设计的工艺过程 (15)

3.1焊接原材料的准备 (15)

3.2焊前准备 (15)

3.3焊接过程 (15)

3.4焊后处理及检验 (15)

第四章课程设计总结 (16)

附表一： (18)

附表二： (19)

第一章支架焊接结构设计概述

1.1圆筒焊接结构设计简介

1.1.1圆筒的结构组成及制造关键点

（1）组成

主要有底板圆柱，支架和圆筒。

（2）制造关键点

圆筒与底板圆柱间焊缝的焊接和圆筒与支架之间焊缝的焊接。

1.1.2圆筒的设计要求

底板圆柱厚度80mm、支架10mm、圆筒壁厚5mm。

生产类型：单件生产

1.2圆筒材料的选择

选择牌号为H90的黄铜

黄铜H90的化学成分如表1所示(%)：

表1 黄铜H90化学成分

Cu Ni Fe Pb Zn杂质

:88.0-91.00.5 0.10 0.03 余量0.2 1.2.1 圆筒材料的性能要求

（1）对强度性能的要求

抗拉强度：（σb/MPa）≥245 伸长率：（δ10/%）≥35

1.2.2 材料的确定

强度比紫铜高(但在普通黄铜中,它是最低的)，导电、导热性好，在大气和淡水中有较高的耐蚀性,且有良好的塑性，易于冷、热压力加工，易于焊接、锻造和镀锡，无应力腐蚀破裂倾向。热加工温度850～950℃;退火温度650～720℃;消除内应力的低温退火温度200℃。国标黄铜带H90（日标黄铜带C2200）：含铜量90%，又称金奖黄铜。具有细致光泽、良好加工性、伸抽性、防蚀性。不易时效破裂，可应用于建筑材料、个人随身配件、化妆品配件、热水器水箱、喇叭锁、拉链头、子弹弹头、汽车灯帽。黄铜H90有良好的机械性能和耐腐蚀性能，

能够承受冷热压加工，并且容易镀锡，主要用于散热器冷热管料及散热器波浪带等。黄铜H90和H96性能相似，强度稍高，可镀金属，用于各种给排水管，双金属片及奖章，艺术品等。

第二章圆筒焊接工艺设计

2.1确定焊缝的位置

如下图所示，图1为工件的示意图，图2为工件的焊缝位置示意图。

图1 工件示意图

图2 工件焊缝位置示意图

2.2焊接接头形式的设计

在此结构中，焊接接头的形式为角接。

2.2.1焊接接头的选择

（1）圆筒结构与底板圆柱结构的连接应采用双面焊缝的T型接头，如图3所示。

图3 圆筒结构与底板圆柱之间的角接头

（2）支架与圆筒结构之间的连接应采用双面焊缝的T型接头，如图4所示。

图4 板材与圆柱体之间的角接头

2.2.2坡口的设计

1.坡口形式

（1）若采用I形坡口，如果预留间隙过小，则出现未焊透；预留间隙过大，则容易焊穿，装配间隙要求精度严格，难以控制。

（2）若采用U形坡口，坡口制备困难，成本高；

（3）若采用单面V形坡口，并留有一定间隙，焊接过程中金属填充量少，易于焊透。

表2

表

综上所述，根据表2，底板与圆管之间的连接既焊缝1应采用双边V形坡口，角度为40度，支架板材与圆管体之间的连接既焊缝2应采用单边V形坡口，角度为40度。

2.坡口加工

采取的方法，根据焊件的尺寸、形状及加工条件确定。有以下方法：

(1)剪边：以剪板机剪切加工，常用于I形坡口。

(2)刨边：用刨床或刨边机加工，常用于板件加工。

(3)车削：用车床或车管机加工，适用于管子加工。

(4)切割：用氧一乙快火焰手工切割或自动切割机切割加工成I形、V形、X 形和K形坡口。

(5)碳弧气刨：主要用于清理焊根时的开槽，效率较高、劳动条件较差。

(6)铲削或磨削：用手工或风动、电动工具铲削或使用砂轮机(或角向磨光机)磨削加工，效率较低，多用于焊接缺陷返修部位的开槽。

由此这里选择切割。

2.2.3焊接夹具的选择

三爪卡盘利用均布在卡盘体上的三个活动卡爪的径向移动，把工件夹紧和定位的机床附件

2.3焊接方法的选择

在支架制造中，生产中常用的焊接方法有焊条电弧焊、埋弧焊、电渣焊、熔化极气体保护焊、钨极惰性气体保护焊、药芯焊丝电弧焊和等离子弧焊等。拟采用的焊接方法主要根据被焊钢种、接头厚度、焊缝位置和坡口形式以及对接头的质量要求等来选择，同时还应考虑到该种焊接方法的效率和生产成本。

由于支架材料为黄铜H90，底板圆柱厚度为80mm ，圆筒厚度为5mm，支架厚度为10mm，都属于中厚板。所以采用焊条电弧焊，其工艺简单，特点如下：

（1）焊接设备简单，成本低；

（2）工艺灵活，货源充足；

（3）对工作场地无特殊要求；

（4）可在任何位置焊接；

（5）对各种钢材的适应性强，可焊接碳钢、低合金钢、不锈钢和耐热钢等。

（6）焊条的品种齐全，可按技术要求选择与母材性能相配的焊条；

（7）焊缝金属的力学性能良好，特别是低温冲击韧性相当高；

（8）操作方便，容易控制焊接变形。

2.4焊接材料的选择

焊接材料的选择依据是所焊焊缝与母材等强度等化学成分。