焊接方法课程设计.doc

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第1章课程设计任务书

题目：

试制定尺寸为φ220mm×8mm，材质为Q235，低碳钢管对接的焊接工艺。(CO2气保焊)

任务：

1.根据设计题目中产品的结构特点和材料性能，选择焊接方法，确定焊接设备型号；

2.根据所确定焊接方法及设备，选择焊接材料，确定焊接规范；

3.焊前准备和焊后处理、焊接辅助设备等；

4.焊接操作要点及相关注意事项；

5.焊接检验方法及合格标准；

6.编写设计说明书一份，内容包括上述产品的结构特点和材料焊接性能分析，所选择的焊接方法，确定的焊接设备，选择的焊接材料，确定的焊接规范；焊前准备和焊后处理、焊接辅助设备及焊接操作要点等。

第2章焊接方法及设备

2.1产品结构及材料性能分析

2.1.1产品结构

产品为直径220mm，厚度为8mm的低碳钢管。产品为低碳钢管的对焊接，焊缝为环缝。

2.1.2材质性能分析

（1）化学性能分析

板材的化学成分如表2-1所示。

表2-1Q235的化学成分

牌号

化学成分﹪

C

Mn

Si

S

P

Q235

≤0.17

0.30～0.68

0.30

0.035

0.035

（2）物理性能分析

机械力学性能为，屈服极限为235MPa，抗拉强度375～470MPa，伸长率26%。

（3）焊接性分析

低碳钢的碳含量较低，合金元素锰和硅的含量亦不高。总的来说，其焊接性良好，不会因焊接热周期的快速冷却，引起淬硬而使组织脆化。因此，在焊接板厚小于70mm的焊件时，焊前不需预热，不必严格保持层间温度。除了锅炉、压力容器等重要的焊接结构外，焊后不必作消除应力处理，整个焊接过程不必采取特殊的工艺措施，焊接性能优良。

2.2焊接方法及设备型号

2.2.1焊接方法选择

该直径的管子无法从内部进行焊接，必须采用单面焊双面成型工艺。为了保证焊透及根部焊接质量，采用U形坡口。焊接时可用“管子旋转—焊枪位置固定”的方法，因为利用这种方法焊接时熔池始终处于相同的位置，有利于获得良好的焊缝成形。管壁较厚时，焊枪固定在1点钟位置（如图2-1所示），而管壁较薄时，焊枪固定在3点位置。8mm壁厚属于中等厚度，可采用焊接或细颗粒过渡焊接。

图2-1焊枪固定位置

2.2.2焊接设备型号选择

根据板材厚度8mm，确定焊接电流为100～150A，电弧电压为18～23V选择焊机的型号为NBC-250焊机，焊机参数如表2-2所示。

表2-2NBC-250焊机参数

规格型号

NBC—250

空载电压范围(V)

18～36

一次电压

380V

调节级率

21

相数

3

额定输入容量（KVA)

8.1

频率

50Hz

效率

0.85

额定工作电流(A)

250

焊丝直径(mm)

φ0.8～1.2

电压调节范围(V)

17～27

适应板厚(mm)

1.0～6.0

额定负载持续率

60﹪

外形尺寸

570*490*890

长*宽*高(mm)

电流调节范围(A)

50～250

重量

125

第3章焊接材料及焊接规范

3.1焊接材料的选择

3.1.1焊丝的选择

气体保护焊的常用焊丝为H08Mn2SiA焊丝，具有较好的工艺性能、力学性能及抗裂纹能力，适于焊接低碳钢、屈服点500MPa的低合金钢，以及经焊后热处理抗拉强度1200MPa的低合金钢。H08Mn2SiA的化学成分如表3所示。

表3-1H08Mn2SiA焊丝的化学成分

焊丝牌号

焊丝化学成分（﹪）（≤）

C

Mn

Si

S

P

Cr

Ni

Cu

H08Mn2SiA

0.11

1.80～2.10

0.65～0.95

0.030

0.030

0.20

0.30

0.20

3.2焊接规范参数

焊的焊接参数较多，主要包括焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊丝直径、焊丝伸出长度、电流极性、焊接回路电感值和气体流量等。

3.2.1焊丝直径的选择

板材厚度为2～8mm，焊接位置为全位置时，熔滴过渡形式为短路过渡时，应采用直径为1.0～1.2mm的焊丝。此处选择焊丝直径为1.2mm。电流相同时，随着焊丝直径的减小，熔深要增大。

3.2.2焊接电流的选择

根据焊件的厚度、坡口形式、焊丝直径来确定焊接电流。焊接电流的大小、直接关系到焊接过程的稳定性、焊缝成形、焊接质量、焊接生产率。一般情况下，焊丝直径一定时，焊接电流的增加，使焊缝的熔深、熔宽、余高都有所增加，而熔深增加最为明显。当焊接电流太大时，易产生飞溅、焊穿及气孔等缺陷，反之，焊接电流过小时，电弧不能连续燃烧，易产生未焊透或成形不良等。所用焊丝直径选择了1.2mm，熔滴过渡形式为短路过渡，所以焊接电流的范围为100～150A。

3.2.3电弧电压的选择

电弧电压是焊接参数中很重要的一个参数。电弧电压的大小决定了电弧的长短和熔滴的过渡形式，它对焊缝的成形、飞溅、焊接