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1、项目一 驾驶室台面焊接加工一、项目描述图1-1 玉米联合收割机玉米联合收割机可一次完成摘穗、剥除苞叶、果穗搜集装车、秸杆粉碎还田的全过程，具有摘穗快、节省动力、损失少、效率高的特点。近年来,随着国家购机补贴政策的不断深化和大力扶持,玉米收获机械化作业程度不断提高,玉米联合收割机的销售量大幅上升,作为我校的实习基地东风公司玉米联合收割机的生产规模不断扩大，玉米联合收割机的配件也成为该公司的主流产品。为了响应国家的教育方针，学校在教学过程中服务于当地经济发展，积极推进工学结合、校企合作，让学生做到学以致用，满足就业需求，因而我们挑选了具有典型工作任务的50C2玉米联合收割机驾驶室台面焊接加工作为一
2、个项目进行教学。二、项目分析驾驶室台面是50C2玉米联合收割机中的重要部件，位于驾驶室下方，便于驾驶安装，同时起到定位，加固，支撑联合收割机其它部件的作用。驾驶室台面由20种单件焊合，单件都是由厚度分别为1.5mm、2mm、3mm、4mm、8mm的钢板冲压而成，材料为Q235普通碳素结构钢，焊接性能良好，焊接前后，都不需要特殊焊接工艺和热处理加以保证。该部件总长为2320mm，总宽度为940mm，总厚度243mm，属于中小型部件，一般的加工场地和加工设备都能满足生产制造要求。该部件大部分都是角焊缝，需要平角焊和立角焊，有几处需要平对接和立对接，焊接方法采用CO2气体保护焊就能满足焊接要求。从技
3、术要求上看，焊缝等级为级（GB/T3323-2005）,焊接只要牢固可靠，无虚焊、漏焊等缺陷，焊后去渣，校正变形，就能满足技术要求。从驾驶室台面图纸可以看出，该项目单件加工完成后，最后的装配完全由CO2气体保护焊焊接而成。焊缝的位置和形式主要采用T形接头横角焊和立角焊，薄板平对接焊和立对接焊，这四种焊缝位置形式不但是在生产中应用最多的焊缝位置形式，也是我们在教学过程中严格训练的焊缝位置形式，也是教学的重点内容。所以，我们把该部件作为典型项目进行教学，具有很好的代表性，能够使学生比较全面地掌握CO2气体保护焊焊接技能，并且起到工学结合作用，为学生顶岗实习作好准备。该部件从单件制备，组对，整形，到
4、最后的焊合，整个生产过程非常适合学生实训练习，焊接工艺既不过于复杂，学生经过实训后，无论从理论水平，还是技能水平，都能满足要求，使教学过程能够密切联系生产实际，突出应用性和实践性。三、学习目标（一）知识目标1、能够看懂焊接图样，弄清焊接符号的所表示的意义。2、对材料的类别和焊接性能有一个大概的了解。3、掌握焊接工艺设计方面的知识。（二）技能目标1、掌握CO2气体保护焊有关理论知识。2、学会选择和调整焊接参数。3、对各种接头形式和焊缝位置进行CO2气体保护焊的焊接技能水平达到较高的要求。四、技能训练任务一 CO2气体保护焊的焊接参数选择及调整【学习任务】进行平敷焊练习，学会选择及调整焊接参数，减
5、小飞溅，焊出美观的焊道。图1-2 NBC350电焊机及其附属设备【任务分析】本任务要求学员首先了解NBC350焊机及其附属设备的组成及结构特点，能够正确地连接及调试设备。在此基础上，掌握各种焊接材料的特点及性能，能够合理选择焊接参数，进行平敷焊练习，焊出高质量的焊道，正确处理焊接接头和收尾。【任务处理】一、相关知识（一）CO2气体保护焊焊接材料CO2 气体保护焊所用的焊接材料，主要是指 CO2 气体和焊丝。1、CO2 气体CO2 是略有气味的无色气体，可溶于水（其水溶液稍有酸味），其密度为空气的 1.5 倍， 沸点为78，因而安装在气瓶出口的压力表上带有加热器，以防止温度过低。焊接用的 CO2
6、 气体一般是将其压缩成液体储存于钢瓶内。CO2 气瓶的容量为 40L，可装 25kg 的液态 CO2，满瓶压力约为 57 MPa，气瓶外表涂铝白色，并标有黑色“液化二氧化碳”字样。25kg 液态 CO2 约占钢瓶容积的 80，其余 20%左右的空间则充满了汽化的 CO2。CO2 气瓶要防止烈日暴晒或靠近热源，以免发生爆炸。只有当液态 CO2 全部汽化后，瓶内 CO2 气体的压力才随 CO2 气体的消耗而逐渐下降，所以不能根据压力表的数值判断气瓶中CO2的剩余量。溶于液态 CO2 中的水分易蒸发成水汽混入 CO2 气体中，随着二氧化碳气体中水分的增加，焊缝金属中的扩散氢含量也增加，焊缝金属的致密
7、性、 塑性变差，容易出现气孔，还可能产生冷裂纹。因此焊接用的 CO2 气体应该有较高的纯度， 一般技术标准规定是：O20.l；H2O12gm3；CO299.5。为提高输出的 CO2 气体纯度。常用措施如下。（1) 鉴于在温度高于-11时，液态 CO2 比水轻，所以可把灌气后的气瓶倒立静置 12h， 以使瓶内处于自由状态的水分沉积于瓶口处，然后打开瓶口气阀，放水 23 次即可，每次放水间隔 30min 左右。放水结束后，仍将气瓶放正。经放水处理后的气瓶，在使用前先放 气 23min，放掉瓶内上部纯度低的气体，然后再接输气管。（2) 在焊接气路系统中设置高压干燥器和低压干燥器，以进一步减少 CO2
8、 气体中的水分。 干燥剂常选用硅胶或脱水硫酸铜，吸水后它们的颜色会发生变化，但经过加热烘干后又可重复使用。2、焊丝CO2 焊丝可以分为实心焊丝和药芯焊丝。（1）CO2 气体保护焊常用实心焊丝型号及规格 根据 GB/T 81101995气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝规定，焊丝型号由三部分组成。ER 表示焊丝，ER 后面的两位数字表示熔敷金属的最低抗拉强度，短划“”后面的字母或数字表示焊丝化学成分分类代号，若还附加其他化学成分时，直接用元素符号表示，并以短划“”与前面数字分开。例如 ER 491ER表示焊丝 49表示熔敷金属抗拉强度最低值为490MPa1表示焊丝化学成分分类代号目前常用的CO2
9、 气体保护焊焊丝有 ER49-1 和 ER50-6 等。ER49-1 对应的牌号为 H08Mn2SiA， ER50-6 对应的牌号为 H11Mn2SiA。对于低碳钢及低合金高强钢常用以上两种型号的焊丝就能满足要求，它们有较好的工艺性能和力学性能以及抗热裂纹能力。（2）CO2 气体保护焊的药芯焊丝药芯焊丝是用薄钢带卷成圆形管或异形管，在其管中填入一定成分的药粉，经过拉制而成的焊丝。通过调整药粉的成分和比例，可获得不同性能、不同用途的焊丝。药芯焊丝中药粉的主要作用：保护熔化金属免受空气中氧和氮的污染，提高焊缝金属的致密性。 保持电弧稳定燃烧，减少飞溅，使接头区域平滑、整洁。熔渣与液态金属发生冶金反
10、应，消除熔化金属中的杂质，熔渣壳对焊缝有机械性的保护作用。调整焊缝金属的化学成分，使焊缝金属具有不同的力学性能、冶金性能和耐蚀性能。 使用药芯焊丝，对操作技能要求低，焊缝质量易于得到保证，但成本较高。（二）焊接参数选择焊接工艺参数是整个焊接方案中的核心部分，焊接工艺参数选择的正确与否直接影响到焊接质量。CO2气体保护焊的主要焊接参数有焊丝直径、焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊丝干伸长度、气体流量、电源极性、回路电感等。选择焊接参数时应按焊丝的粗细，及自动与半自动焊的不同形式而确定，同时要根据焊件厚度、接头形式及空间位置等来选择。1、焊丝直径焊丝直径应根据焊件厚度、焊接空间位置及生产率的要求来选
11、择，同时还应兼顾熔滴过渡的形式以及焊接过程的稳定性。一般细焊丝用于焊接薄板，随着焊件厚度的增加焊丝直径要求增加。焊丝直径越大，允许的焊接电流越大。焊接电流相同时，焊缝熔深将随焊丝直径的增加而减小，随直径的减小而增加。在相同的送丝速度下，随着焊丝直径的增加，焊接电流也应增加。焊丝直径的选择也影响焊丝的熔化速度，熔化速度随直径的减小而增加。更换焊丝要改变焊丝选择按钮。当焊接薄板或中厚板的立、横、仰焊时，多采用直径 1.6mm 以下的焊丝；在平焊位置焊接中厚板时，可以采用直径 1.6mm 以上的焊丝。焊丝直径的选择见表 1-1。表 1-1 焊丝直径的选择焊丝直径/mm熔滴过渡形式焊件厚度/mm焊缝位
12、置0.50.8短路过渡滴状过渡1.02.52.54全位置水平位置1.01.2短路过渡滴状过渡28212全位置水平位置1.6短路过渡312水平、立、横、仰1.6滴状过渡6水平CO2气体保护焊所用的焊丝直径在 0.55mm 范围内，半自动CO2气体保护焊常用的焊丝有0.8、1.0、 1.2、1.6 mm 等几种；自动CO2气体保护焊除上述细焊丝外大多采用2.0、2.5、3.0、4.0、5.0mm 的粗焊丝。2、焊接电流焊接电流的大小实际上就是送比速度的快慢。焊接电流越大，送丝速度越快。合理选择焊接电流，实际上就是取得调控送丝速度与熔化速度的平衡结果。焊接电流的大小应根据焊件厚度、焊丝直径、焊接位置
13、及熔滴过渡形式来确定。随着焊接电流增加，熔敷速度和熔深都会增加，熔宽也略有增加。焊丝直径与焊接电流的关系见表1-2。焊接电流过大时，焊丝插向工件，焊道窄而高，飞溅加大，我们会听到“嘭嘭”爆裂声。同时熔深变大，容易造成烧穿、焊漏和裂纹等缺陷，且工件变形大。 而焊接电流过小时，弧长变长，飞溅颗粒变大，我们会听到“啪嗒啪嗒”的间断声。同时焊道变平，熔深变浅，易产生气孔，且焊缝成形不良。焊接电流调节适当，我们会听到“嗞嗞”的声音，且焊接平稳，飞溅小，焊缝成形美观。表 1-2 焊丝直径与焊接电流的关系焊丝直径（mm）焊接电流（A）颗粒过渡短路过渡0.8150250601601.2200300100175
14、1.63505001001802.45007501502003、电弧电压电弧电压:提供焊丝熔化能量，电弧电压越高焊丝熔化速度越快。电弧电压必须与焊接电流配合恰当，否则会影响到焊缝成形及焊接过程的稳定性。通常焊接电流小，电弧电压低，焊接电流大，电弧电压高。当焊接电流300A 时 U=0.04I+16V1.5V当焊接电流300A 时 U=0.04I+20V2V电弧电压高，熔深浅、熔宽宽；电弧电压低，熔深深、熔宽窄。电弧电压偏高，焊缝平坦， 余高小，熔深浅，T型接头根部容易产生未熔合；电弧电压适中，焊缝余高、熔深适宜；电弧电压偏低，焊缝窄，余高大，熔深大。电弧电压应随着焊接电流的增加而增大。一般焊接
15、时，电弧电压在 1624V 范围内。对于直径为 1.23.0mm 的焊丝，电弧电压可在 2536V 范围内选择。4、焊接速度在一定的焊丝直径、焊接电流和电弧电压条件下，随着焊速增加，焊缝宽度与焊缝厚度减小。焊速过快，不仅气体保护效果变差，可能出现气孔，而且还易产生咬边及未熔合等缺陷；但焊速过慢，则焊接生产率降低，焊接变形增大。一般半自动 CO2气体保护焊的焊接速度在 1530m/h。5、焊丝干伸长度焊丝干伸长度是指焊丝从导电点到电弧端点的那段焊丝长度。焊丝伸出长 度取决于焊丝直径，一般约等于焊丝直径的 10 倍，且不超过 15 mm。伸出长度过大，焊丝会成段熔断，飞溅严重，气体保护效果差；伸出长度过小，不仅易造成飞溅物堵塞喷嘴，影响保护效果，也影响焊工视线。6、CO2 气体流量CO2 气体流量应根据焊接电流、焊接速度、焊丝伸出长度及喷嘴直径等选择，过大或过小的气体流量都会影响气体保护效果。通常细丝（1.6mm） CO2气体保护焊时，CO2 气体流量约为 8
