焊接结构工艺——支撑座的制作(徐平)

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安徽机电职业技术学院

课 程 设 计

焊接结构工艺及实施

系 别：机械工程系 专 业：焊接技术及自动化 班 级: 焊接3121 姓 名: 徐平 学 号: 1203123041

2013～2014学年第二学期

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目录

前言................................................................ 1 1、焊接结构工艺及实施实训........................................... 2

1.1实训的目的及意义............................................. 2 1.2实训的主要内容............................................... 2 1.3实训所要准备的工具........................................... 2 1.4实训的步骤................................................... 2 二 测量与绘图....................................................... 4

2.1测量的基本要求............................................... 4 2.2测量注意的事项............................................... 4 2.3实际测量..................................................... 4 2.4绘图的基本要求............................................... 4 2.5绘图注意的事项：............................................. 4 三 备料与板材初加工................................................. 6

3.1领料......................................................... 6 3.2矫正......................................................... 6 3.3实际矫正..................................................... 6 3.4放样与号料................................................... 6 3.5划线......................................................... 7 3.6号料......................................................... 7 3.7钢材的切割................................................... 8 3.8氧气切割..................................................... 8 四、装配与焊接..................................................... 10

4.1装配与焊接顺序.............................................. 10 4.2装配时注意的问题............................................ 10 4.3装配顺序.................................................... 10 4.4解说这样装配的原因：........................................ 11 4.5焊接........................................................ 11 五 焊接检测........................................................ 13

5.1外观检测.................................................... 13 5.2无损检测的好处.............................................. 13 5.3超声波检测原理.............................................. 13 产品检测工艺卡 ................................................. 14 产品检测报告 ................................................... 15 结束语............................................................. 16 参考书目........................................................... 17

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前言

《焊接结构制造与工艺实施》是一门涉及多种焊接相关知识及多种工程技术，理论与实际结合极为紧密的课程。其任务是学习焊接结构的基本知识，并以焊接结构、接头形式、焊接变形与应力，通过本次实训，使我们认识到了在具体工作中认识到了如何有效的减小应力与变形对焊接结构的影响，及从原材料的控制与矫正，设计时的预留余量，合理的装配顺序，合理的焊接方法与参数等。通过本次实训可以使我们对关于焊接方面的书有一个很好的复习与巩固，同时，也检验了我们所学的知识。

通过本次实训让我们更加了解实际生产过程，也让我们了解了如何设计一个合格的产品。

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1、焊接结构工艺及实施实训

1.1实训的目的及意义

《焊接结构制造与工艺实施》是一门涉及多种焊接相关知识及多种工程技术，理论与实际结合极为紧密的课程。其任务是学习焊接结构的基本知识，并以焊接结构、接头形式、焊接变形与应力，通过本次实训，使我们认识到了在具体工作中认识到了如何有效的减小应力与变形对焊接结构的影响，及从原材料的控制与矫正，设计时的预留余量，合理的装配顺序，合理的焊接方法与参数等。通过本次实训可以使我们对关于焊接方面的书有一个很好的复习与巩固，同时，也检验了我们所学的知识。

1.2实训的主要内容

本次实训主要通过制作一个支撑架，使我们身临其境的感受到如何利用所学的《焊接结构制造工艺及实施》等关于焊接方面的相关知识将一堆材料变成实际的产品。其中包括测绘、画图、放样、划线、下料、切割、焊接、装配等一系列问题。总的来说，这是一个焊接方面知识的整合。

1.3实训所要准备的工具

测绘工具：三角尺一副、铅笔、A3绘图纸；

划线工具：直尺、粉笔、划针、錾子、锤子、圆规； 切割工具：氧乙炔切割设备（氧气、乙炔、割枪）、钳子； 焊接工具：焊机、焊条（E5015）、锤子、钢丝刷 检测工具：超声波检测仪、X射线检测仪

1.4实训的步骤

领料→外观检查→矫正→排样（套料）→划线→钻孔→下料→装配（配合公差，点固）→焊接

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二 测量与绘图

2.1测量的基本要求

1）测量对象：支撑架 2）测量单位：mm

3）测量方法：三角板实尺测量 4）测量精度：（-1~+1）mm

2.2测量注意的事项

1) 正确读出刻度尺的零刻度、最小刻度、测量范围； 2) 把刻度尺的刻度尽可能与被测物体接近，不能歪斜； 3) 读数时，视线应垂直于被测物体与刻度尺；

4) 除读出最小刻度以上各位数字外，还应估读最小刻度下一位的数字；

5) 记录的测量数据，包括准确值、估计值以及单位（没有单位的数值是毫无意义的）。

2.3实际测量

1）选择好测量基准，将刻度尺的刻度尽可能与被测物体接近，三角尺不能倾斜，要与被测量物体的平面保持平行；

2）读数时要尽可能使视线垂直于被测物体与刻度尺； 3）按上述步骤测量各个零件。

2.4绘图的基本要求

1）粗线与细线要分明

2) 三视图要符合“长对正，高平齐，宽相等”

2.5绘图注意的事项：

1）要注意对称图形要画点划线； 2）注意三视图之间的关系；

3）注意什么地方是虚线什么地方是实线。 4）要注意焊接符号的标注

2.6实际绘图

1）根据测量尺寸，画出个零件图；

2）在A3图纸上画出三视图，三视图上的尺寸要与零件图相对应； 3）画出三视图后，在三视图图上标注出焊接符号。

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三 备料与板材初加工

3.1领料

在仓库领取板的规格为6.0mm×500mm的钢板，检查是否有一些严重变形与严重不符合尺寸求的板料，如果有应退料与重新换取。

3.2矫正

3.2.1变形的分类

钢材在外力作用下，引起尺、形状与体积的改变，称为变形，分弹性变形与塑性变形两种。弹性变形是在外力去除后能恢复原来形状的变形，也叫临时变形，塑性变形是在外力去除后仍留下来的变形，也叫永久变形。要根据具体情况采取不同的方法进行矫正。经常采用的矫正方法有火焰矫正、手工矫正。 3.2.2手工矫正的原理于方法 利用小锤子在，由凸起出的边缘开始向周边呈放射状锤击，越向外锤击密度约大，锤击力也越大，使有里向外各部分金属纤维层得到不同程度的延伸，凸起变形在锤击过程中逐渐消失，若在钢板的中部有几处相邻的的凸起，则应在凸起的交界出处轻轻锤击，使数处凸起合并成一个凸起，然后再依照上述方法锤击四周使之展平。

3.2.3火焰矫正与方法

利用火焰使较长的纤维缩短，加热位置应选择在金属较长的部位，及材料弯曲部分的外侧。用不同的火焰热量可以获得不同的火焰矫正变形的能力。通常，加热速度越快、热量越大，矫正能力也越强，矫正变形量也越大。钢材加热过程中颜色变化见表一。

3.3实际矫正

根据材料的变形情况，选择不同的矫正方法，通常若变形不严重，可采取手工矫正，若变形有点严重，采用火焰矫正，根据变形严重情况，采取不同的加热温度。

3.4放样与号料

3.4.1放样

根据图样按工件的实际尺寸或一定比例画出该工件的轮廓，或将曲面摊成平面，以便准确定出工件的尺寸，作为制造样板、加工和装配工作的依据，这一工作过程称为放样。

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3.4.2确定工件的余量

3.5划线

划线分为平面划线和立体划线，平面划线是在一个平面上划线，立体划线是

划立体上几个面有联系的线。 2.5.1划线注意的事项：

1）垂直线必须用作图法划，不能用量角器或直角尺，更不能用目测法划线；

2）用圆规在钢板上划圆、圆弧或分量尺寸时，为防止圆规尖角滑动，必须先冲出样冲眼；

3）划线前钢材表面应该平整，如有表面呈波浪变形或凹凸不平度过大时，就会影响划线的准确度，所以事先加以矫正； 4）划线的工具在使用前要检查

6）在划线后，在线上钻一定数量的孔，防止线不清楚时对加工的影响。

3.6号料

利用样板，样杆或根据图纸，在板材及型钢上，划出孔的位置和零件的加工界线，这种操作称为号料。 3.6.1号料时注意的事项：

1）准备好下料时所用的各种工具，如手锤、样冲、划规；

2）根据图纸直接在样板和型钢上号料时，应检查号料尺寸是否正确，以防止产生错误；

3）号料时，不要把材料放在人行道和运输道上；

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4）需要剪切的零部件，号料时应考虑剪切线是否合理，避免发生不适于剪切的情况。

3.6.2合理的号料方法 1）集中下料法 2）长短搭配法 3)零料拼整法

4）排样套料法（本次使用的是排样套料法） 3.6.2号料的基本原则

下料时，必须采用各种途径，最大限度地提高原材料的利用率，以节约材料。

K=na/A×100%

式中K—材料的利用率，% n—板材上的零件数，个

a—每一个零件的面积，mm^2 A—板材的面积，mm^2 3..6.3排料示意图

图二 排料示意图

3.7钢材的切割

切割的目的就是就是讲放样、下料的零件形状从原材料上进行分离。 3.7.1钢材切割的种类：

锯割、砂轮切割、剪切、冲裁、气割、光电跟踪自动切割等。（本次使用的是气割）

3.8氧气切割

氧乙炔切割简称氧气切割 3.8.1氧气切割的原理

因为高温的钢能在氧气中剧烈燃烧，所以钢能用氧气切割。在切割之前首先将金属加热至燃烧点，然后再用高压的氧气喷射上去，使其剧烈燃烧，同时借助喷

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射压力将熔渣吹去。即：

加热→燃烧→吹渣

3.8.2氧气切割时注意事项：

1）切割前将钢板矫正，并把被切割工件垫起工件下面要留出一定空间并使其畅通，保证切口向下的熔渣向下顺利排除； 2）切割时，割嘴应与工件保持一定的距离；

3）气割接近终点时，割嘴应与切割反方向倾斜一些；

4）切割过程中必须防止回火，一旦发生回火，应及时将皮管折拢并捏紧，并紧急关掉乙炔阀门，在关氧气阀。 3.8.3氧气切割实际操作

1）一打开氧气瓶、乙炔瓶阀门，并检查气路中是否有漏气；

2）在气割枪上，先打开氧气阀约二分之一，后打开乙炔阀约三分之一； 3）用打火机在气割枪的侧面点燃，使其燃烧；

4）调整乙炔阀与氧气阀，使火焰呈白黄色（1250-1300℃）；

5）将割嘴与钢板离一定距离，加热，当钢板要熔化时，打开高速氧，割嘴沿划线的方向平稳前进。

氧乙炔割炬示意图

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四、装配与焊接

4.1装配与焊接顺序

1）整装—装焊

2）随装随焊（本次使用这种方法） 3）部件装配焊接—总装配焊接

4.2装配时注意的问题

1）要使各零件收缩变形最小； 2）使焊接时容易操作

3）装配的工艺尽量简单经济

4）装配时使用的设备是已有的设备

4.3装配顺序

简单示意装配图如上图所示（从左到右，从上到下）

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实物装配图如上所示（从左到右）

4.4解说这样装配的原因：

1）先将两个平板对接起来，这样可以使两个零件之间自由收缩，可以减小应力集中现象；

2）将对接好的平板与底板对接，这样考虑的原因是：为了焊接操作更加容易； 3）在肋板上开圆弧的原因是为了防止产生三项应力，以免产生脆断；

4）先焊止推板与支撑板是使两个零件之间自由收缩，可以减小应力集中现象。

4.5焊接

4.5.1焊接方法的选择 根据所给条件，和焊件的技术等级要求，所选用的焊接方法是焊条电弧焊（SMAM） 4.5.2焊接参数的选择

各种电焊条使用电流

根据上表，选定的焊条直径是4mm，焊接电流160—210A，根据该参数得出其焊接参数表

4.5.3焊接时注意的事项：

1）焊接时检查焊机是否接地或接零，并检查是否有绝缘线破损，如果有上述情况，应向老师反映；

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2）焊接时，要戴好手套、和正确使用面罩；

3）刚焊好的焊件，千万不要用手触摸，以免烫伤； 4）焊接时，要正确的运条，焊接速度要适宜； 5）焊接时，严格按照焊接规范来。 4.6焊接方法的选择 1）两加强板使用平焊；

2）装配的最后一步，使用的焊接方法是船形焊，这样使焊接操作更加容易; 3)在缺少设备的情况下，装配的最后一步，也可进行横焊

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五 焊接检测

5.1外观检测

焊完后，利用焊接检验尺检测焊缝，看是否有不合格的地方，如，余高过高，坡口不符合要求等。 5.2无损检测

常用的无损检测有射线探伤、超声波检测、磁粉探伤、渗透探伤等。（次采用的是超声波检测）

5.2无损检测的好处

1）不需要破坏产品，直接进行探伤；

2）可以准确的发现缺陷的位置，以便进行补救；

5.3超声波检测原理

利用超声波折射、反射和在物质中衰减的特性来发现缺陷。 5.3.1超声波检测注意事项：

1）使用前，应调节零点、前沿、k值； 2）在矫正仪器时，使用CSK-2试块； 3）制作波幅曲线时，要正确找出个点。 5.3.2超声波检测工艺卡与工艺记录报告

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产品检测工艺卡