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1、营口职业技术学院设计用纸 毕业设计（论文） 题 目: 埋弧自动焊技术 教学单位： 营口职业技术学院 专 业： 机械制造与自动化 班 级： 13级自动化1班 学 号： 2013032010 姓 名： 李秀岩 指导教师： 韩长征 完成日期： 2016年5月22日 AbstractSAW is one of the welding methods that works at higher productivity in todays mechanized welding methods. The advantages of its inherent stability of the welding
2、quality, high productivity, without the light of arc and very little smoke, make it the main welding method in the production of pressure vessel, pipe, steel box beams and other important steel structure. Since the impact toughness of SAW joint of 16Mn steel is widly used in our normal life. Therefo
3、re, combining the actual situation in this paper, study was made on the impact toughness of the SAW joint of16Mn(Q345) plain carbon steel which commonly used on the project. Two types of flux, HJ431 acid melting flux and SJ101 basic agglomerated flux, were used. By comparing the two situations, we e
4、xplored the influence of the sort of the welding flux and the welding current on the impact toughness of the welded joint, microstructure and the hardness. The results showed that by using the alkaline flux, it can obviously improve the impact toughness of welding joint, even up to the level of pare
5、nt material. With the help of scanning electron microscope, the micro-fracture mechanism on impact load was revealed and the basic welding joint fractures using agglomerated flux was in the transgranular dimple way. By means of metallographic analysis, the action mechanism of the welding flux and th
6、e welding current on the microstructure of welding joint was revealed. Keywords:16Mnsteel; submerged arc welding; impact toughness; micros前言在科学技术飞速发展的当今时代，焊接已经成功地完成了自身的蜕变。很少有人注意到这个过程何时开始，何时结束。但它确确实实地发生在过去的某个时段。我们今天面对着这样一个事实：焊接已经从一种传统的热加工技艺发展到了集材料、冶金、结构、力学、电子等多门类科学为一体的工程工艺学科。而且，随着相关学科技术的发展和进步，不断有新的知识
7、融合在焊接之中。我国的焊接设备发展非常快，在世界焊接领域里占有重要的地位。我国焊接设备总的趋势是向高效、节能、机电一体化和成套方面发展，自动化焊接设备所占比重越来越大，并出现了视觉跟踪的自动焊接配套系统12。自动化焊接由于具有焊接性能好、动态反应速度快、动特性好、效率高、焊接速度高、多功能、实现焊接的全方位智能化和自动化，已成为焊接设备的发展方向。据不完全统计，近年来，我国焊机在品种、规格不断增加的同时，其产量和销售量每年以近30%的速度增长，随着焊接设备应用到自动、半自动焊机方面的进一步研究，焊接组件可靠性的提高，焊接机将得到较大的发展。近年来，通过焊接设备行业的自行开发、设计、引进技术和合
8、资生产，我国的自动、半自动焊机的技术水平有了很大的提高，自动、半自动焊机的发展对我国电焊机行业具有重要意义，其不但作为独立的产品广泛服务于社会，而且作为大多数成套专用焊机设备必备的焊接电源在国民经济的关键领域广泛应用，加强成套、专用焊接设备的研发。与国际水平相比，我国的专用、成套焊接设备生产企业在经济实力、技术水平和管理水平方面都存在一定的差距。成套专用焊接设备的开发、设计是一个国家技术水平的体现，一定要加强这方面的工作。H型钢，即宽翼缘工字钢，是现代建筑结构、桥梁结构和电站建设中日益广泛采用的一种型材，具有构造美观、经济、断面力学性能好和稳定性好等特点3。因具有优越的结构型式和良好的力学性能
9、而成为钢结构的主要架构模式。H型钢可分为热轧H型钢和焊接H型钢两种，前者广泛应用于工业与民用建筑中，而后者用于部分不便采用热轧H型钢的工业建筑中3。各种H型钢因其强度高、质晕轻、耐用性好及易于改造等优点在枢架结构中被广泛采用5。针对H型钢应用的日益广泛，本设计主要是完成完整的H型钢焊接设备设计，以满足社会对大型H型钢的需求。2 总体方案设计本次设计，首先详细的分析了它在实际应用中存在的问题，拿出了可行性的设计方案：H型钢在工业生产、建筑工程、桥梁建设等工程中应用的非常广泛，它主要是通过焊接来实现此构形的。随着我国经济不断发展，工业生产也在迅速往前推进，故对H型钢的需求量也日益增长。所以就需要有
10、生产效率高、性能可靠的焊接设备来代替工人操作。参考相关文献1，设计悬臂式H型钢焊接设备结构简图如图2-1所示。1焊车轨道架，2焊车，3H型钢，4型钢支架它主要由三大部分组成，包括行走部分、左右、上下移动部分。行走部分是设备的主要动力部分。它由减速器电机带动轴上的小链轮，再由链条带动从动链轮旋转，从而与从动链轮一起转动的主动轴驱动轮子在轨道上滚动，实现了这一行走方式。第二部分的上下移动是靠一对锥齿轮把电机的高速降低，把动力传递给丝杠，使丝杠转动，利用固定在悬臂上的螺母带动悬臂一起上下移动。第三部分的左右移动也是通过丝杠螺母来完成此直线运动的。因为埋弧焊有生产率高、接头质量高、成本低等优点被广泛应
11、用。所以该设备的焊接设备为埋弧焊自动焊接设备，在整个设备行走的同时，送丝机由一同步电机送出，焊丝经导电软管送给焊枪。焊枪行走时焊丝也随着跟进，这时的填料也不断的在其后堆理，从而实现了埋弧自动焊的全过程。3 电动机和减速器的选择此悬臂式H型钢焊接设备是专门为H型钢焊接而设计的，H型钢焊接设备大多体积较大且移动不方便，故采用行走式焊接设备。行走机构是整台设备的重要执行部件，它由驱动装置，行走装置等组成，而且它还起到支撑作用，支撑整台设备在轨道上移动，所以采用强度、硬度耐磨性都较好的材料。3.1 电动机的选用原则、常用类型及特点此处电动机的主要作用是作为驱动系统的动力来源。一般选择电动机应综合考虑几
12、个问题：根据机械负载性质和生产工艺对电动机的起动、制动、反转、调速等要求，选择电动机类型。根据负载转矩、速度变化范围和起动频繁程度等要求，考虑电动机的温升限制、过载能力和起动转矩，选择电动机的容量，并确定冷却通风方式。所选电动机容量应留有余量。过大的备用容量会使电机效率降低，对于感应电动机，其功率因数竟变坏，并使按电动机最大扭矩校验强度的机械造价提高。根据使用场所的环境条件，如温度、湿度、灰尘、瓦斯以及腐蚀和易燃易爆气体等考虑必要的保护方式，选择电动机的结构形式。根据生产机械的最高转速和对电力传动调速系统的过度性能的要求，以及机械减速机构的复杂程度，选择电动机额定转速。常用的几种电动机：笼式电
13、动机、饶线式电动机、交流同步电动机和直流电动机。采用三相异步电动机，它具有防止灰尘、铁屑或其他杂物侵入电动机内部等特点，且对外界环境的要求不高等优点。3.2行走设备电动机的的选择电动机额定转速是根据生产机械的要求而选定。在确定电动机额定转速时，必须考虑机械减速机构的传动比值，两者相互配合，经过技术、经济全面比才能确定。电动机转速不低于500转/分，因为当功率一定时，电动机的转速愈低，则其尺寸愈大，价格愈贵，而且效率也愈低。如选用高速电机，势必加大机械减速机构的传动比，致使机械传动部分复杂起来。悬臂式H型钢焊接设备的行走速度为v=16150m/h =4.441.7mm/s,初步估计设备总重量为m
14、=715，则G=mg=7159.8=7007N。由文献5表1-13查得铸铁对钢的滚动摩擦系数k=0.18。则受摩擦力 f=kG=0.187007=1261.26N；由功率公式：P=Fv=1261.260.0417=52.59W。已知减速器效率为0.950.96,取效率为0.95；联轴器效率为0.990.995，取效率为0.99。 则选取电动机的功率为：0.05259kw=0.56kw，根据电动机选择原则，选取的电0.950.99动机为：Y802-4，额定功率为0.75kw，满载转速为1390r/min。3.3减速器的分类、常用减速器的形式及应用减速器是应用于原动机和工作机之间的独立闭式传动装置
15、。减速器的种类很多，用以满足各种机械传动的不同要求。根据传动类型，减速器可分为齿轮、蜗杆、齿轮-蜗杆和行星减速器；根据齿轮形状不同，减速器可分为圆柱、圆锥、圆锥-圆柱齿轮减速器；根据传动的级数，减速器可分为单级、多级减速器；根据轴在空间的位置，减速器可分为卧式和立式减速器；根据传动的布置形式，减速器可分为展开式、分流式和同轴式减速器。3.4减速器传动比的分配在设计两级或多级减速器时，如何将总传动比合理地分配到各级是很重要的，因为它将直接影响到减速器的外形尺寸、重量、润滑条件和各零件的装配是否方便和可靠等。传动比分配的基本原则是：1)使各级传动的承载能力接近相等，即要达到接近等强度（一般指齿面接触强度）。2)使各级传动中的大齿轮浸入油中深度大致相等，从而使润滑简便。3)使减速器获得最小的外形尺寸和重量等。3.5普通圆柱蜗杆减速器根据所设计的悬臂式H型钢焊接设备的要求，选择普通圆柱蜗杆减速器。其适用范围：本标准为一级传动的WD（蜗杆下置）WS（蜗杆上置）型阿基米德圆柱蜗杆减速器。其适用范围如下：1） 蜗杆啮合处滑动速度不大于7.5s；rpm)；2） 蜗杆转速不超过157rad/s(15003） 工作的
