焊接空心球

材料成型工艺课程设计报告

组员:雷聪,史亚鹏,马泽茜,张越,龚昇。

焊接空心钢球的成形工艺设计

一，课程设计要求：空心球尺寸为Ф200mm, 壁厚4.5mm完成焊接工艺方案。

二，选材

20MnSi

材料性能：具有良好的塑性和冲击韧性，焊接性良好，无须采用特殊工艺措施，预热，层间温度和后热等，焊后也不须热处理。

成形方法：采用低压铸造的方法铸造出两个相同的半球。

在采用摩擦焊的方法将空心钢球焊接起来。

三，成型方法

制坯——焊接——磨削

四，焊接工艺方案

焊接材料为25MnSi，焊接性能优秀。焊接采用摩擦焊，焊

接机构如右图：

左端端连接一个转速适当的电机，用两个真空吸盘吸住两半球壳。

摩擦焊技术的主要优点归结为如下几个方面：

(1)接头质量好且稳定。焊接过程由机器自动控制，参数设定

后容易监控，重复性好，不依赖于操作人员的技术水平和工作态度。焊接过程不发生熔化，属固相热压焊，接头为锻造组织，因此焊缝不会出现气孔、偏析和夹杂，裂纹等铸造组织的结晶缺陷，焊接接头强度远大于熔焊、钎焊的强度，达到甚至超过母材的强度；

(2)效率高。对焊件准备通常要求不高，焊接设备自动化程

度高，可在流水线上生产，每件焊接时间以秒计，一般只需零点几秒至几十秒，是其它焊接方法如熔焊、钎焊不能相比的；

(3)节能、节材、低耗。所需功率仅及传统焊接工艺的1/5～

1/15，不需焊条、焊剂、钎料、保护气体，不需填加金属，也不需消耗电极；

(4)焊接性好。特别适合异种材料的焊接，与其它焊接方法

相比，摩擦焊有得天独厚的优势，如钢和紫铜、钢和铝、钢和黄铜等等；

(5)环保，无污染。焊接过程不产生烟尘或有害气体，不产

生飞溅，没有孤光和火花，没有放射线。

由于以上这些优点，摩擦焊技术被誉为未来的绿色焊接技术。

五，总结：

学习这门课程以来，我们首设计用铸造的方法来做空心钢球，然后又设计用锻造的方案做实心钢球，以及这次用焊

接的方案做空心钢球。虽然我们差不多是在做同一种零件，但是从不同的角度，用上了这门课内不同的知识，这对我们思维的锻炼是非常有益的。通过这次的课程设计，我对焊接成型有了更深的体会，一方面巩固了我们课堂所学的知识，另一方面也让我们体会在设计焊接成型时需要考虑的方方面面。总之通过这样的课程设计，对自己的能力有了很大的提高，我希望这样的教学方式继续下去，并且越来越好。