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1、长沙航空职业技术学院毕业设计 题 目 挂架的焊接制作工艺 系 别 航空机械制造工程系 专 业 焊接技术及自动化 班 级 焊接0902 学 号 姓 名 指导老师 日 期 2011年12月目 录摘要3第一章 挂架的母材选用及零部件的制造 4 1.1 母材的选用 4 1.2 圆筒、肋板、横板和立板的制造 5 第二章 焊接方法与设备的选用 10 2. 1 手工电弧焊 10 2 .2 CO2气体保护焊 13 第三章 夹具设计15 3 . 1 夹具的设计与选择 15 3.2 点焊要求 16 第四章 挂架焊接结构工艺路线 17 4.1 编制工艺规程我们要遵循的依据和步骤 17 4.2 焊接时的顺序 18 4
2、.3 焊后需要考虑的热处理问题18 4. 4 挂架焊接工艺工程卡19 4. 5 挂架手工电弧焊焊接工艺过程卡 20 第五章 焊接检验 21 5.1 焊接检验的作用21 5.2 焊接检验方法的确定21第六章 焊接中常见的缺陷及预防23谢辞及参考文献27摘要：主要叙述了挂架制造过程，关键工艺等。根据Q235-A钢选择合适的成型工艺以及焊接方法、编制合理的工艺规程、选择正确的装配方法、对焊接缺陷的预测与危害分析以及相关的补救措施。关键词：焊接方法，设备；材料；夹具的设计；焊接工艺路线；焊接检测；焊接缺陷，补救措施第一章 挂架的母材选用1.1母材的选用 （一） 根据课题的要求：可知一般的钢材就可以满足
3、要求，选用原则： 1、抗拉强度 2、刚性 3、塑性 4、冲击韧性 5、断裂韧性 6、成型性 7、焊接性 8、材料的价格及供货状况 （二）按防脆性断裂原则选择钢材1、应力状态 2、构件类别 3、使用温度 4、钢材厚度 5、冷变形率 （三）钢材材质等级的确定 （四）关于层状撕裂所以根据以上的机构钢选择要求，制作挂架的钢材可以选用235-A (五) 根据设计图纸的要求的具体要求1、化学成分（%）牌号CMaSiSPQ235-A0.140.220.300.650.300.0500.045表（一）母材的化学成分2、力学性能牌号b/MPas/MPas（%）Q235-A37546023526表（二）母材的力学
4、性能3、焊接性分析低碳钢的碳的质量分数0.25%，碳当量值远小于0.40%，所以这类钢的焊接性良好，焊接时一般不需要采用特殊的工艺措施，用各种焊接方法都能获得优质的焊接接头。只有厚大结构件或低温下焊接，才考虑焊前预热、焊后热处理等。如板厚大于50mm，温度低于0或20mm以下厚板，温度低于-10，应焊前预热100150。1.2圆筒、肋板、横板和立板的制造切割下料： 下料就是将毛料或工件从原材料上分离下来的工序。 常用的下料方法有锯割、砂轮切割、剪切、冲裁和热切割。 现采用的下料方法为热切割中的氧-乙炔气体切割 a划线 根据图样和技术要求，在毛坯或半成品上用划线工具画出加工界线，或划出做为基准的
5、点、线的操作过程称为划线。b下料及边缘加工:切割工艺参数：气割氧压力、切割速度、预热火焰能率、割嘴与焊 件的倾斜角度、割嘴离割件表面的距离 1钢板的气割厚度与氧气压力、切割速度的关系3钢板厚度/mm氧气压力/Mpa切割速度/(mm/min)40.245050050.3400500100.35340450150.375300375200.4200350250.425240270300.45210250400.45180230600.5160250800.61501801000.71301652 切割时：割嘴倾角与割件厚度的关系割件厚度/mm6630起割割穿后停割倾角方向后倾垂直前倾垂直后倾倾角2
6、5o45o0o5o10o0o5o10o板材厚度为8mm由此可知在切割板材的时候割枪也有一定的参数：倾角方向：垂直 倾角：0o氧气压力：0.35Mpa 切割速度：340450气割后的板材参数：立板：长度：l=116 宽度：m=110 边角长：k=13 小圆：r=16 大圆：R=25 厚度：t=8横板：厚度：t=8 长度：l=110 宽度：m=47 小圆：r=16肋板：上底：l=47 厚度：m=8 下底：L=82高度：s=28圆筒：长度：l=82 倒角：z=2气割完成后在切割边缘会有许多的不平在此时就需要用砂轮机打磨切割后的工件表面是其变的符合我们需要的要求，且切割边缘的粗糙度不得超过2.5板材的
7、其他的表面可以是毛胚。因Q235-A为低碳钢其各种性能都能够满足我们作要求的标准，所以在切割后不需要进行什么方式的热处理。3 坡口坡口是根据设计或工艺需要，将焊件的待焊部位加工一定几何形状并经装配后构成的沟槽。1234坡口加工的方法有机械、火焰或电弧等，加坡口的过程称为开坡口。开坡口的目的是为保证电弧能深入到焊缝根部使其焊透，并获得良好的焊缝成形并以及边缘清查等。坡口还能调节融合比，达到调节焊缝的化学成分和性能的目的。这四种为较常见的坡口形式板厚在6则可以不开任何的坡口，当板厚在326之间时则需要开V形的坡口，当板厚在1260之间时则需要开得坡口是双V形坡口，然后就是单边U形坡口需要板厚在20
8、60之间由于需要的板材的厚度为8所以可以选择的是带钝边的v形坡口对于成型的毛坯采用刨边机、砂轮机进行加工焊接结构的坡口、去除不良的边缘、毛坯到脚等。 第二章 焊接方法与设备的选用 低碳钢的焊接方法很多，如氧乙炔焊、手工电弧焊、埋弧焊、气体保护焊、等离子弧焊、电阻焊、摩擦焊、热剂焊、钎焊等，几乎涉及所有的焊接方法。下面主要从经济、效率、设备复杂程度、操作方便等方面来选择焊接方法：2.1手工电弧焊A、手工电弧焊的优点：（1） 工艺灵活、适应性强 对于不同的焊接位置、接头形式，只要焊接所能达到的任何位置，均能进行方便的焊接。（2） 应用范围广 焊条电弧焊的焊条能够与大多数金属性能相匹配，因而接头的性
9、能可以达到被焊金属的性能。（3） 易于分散焊接应力和控制焊接变形 由于焊接是局部的不均匀加热，所以在焊接过程都存在焊接应力和变形。采用焊条电弧焊可以通过改变焊接工艺，如采用跳焊、分段退焊、对称焊等方法来减少变形和改善焊接应力的分布。（4） 设备成本低 焊条电弧焊所使用的设备结构都比较简单，维护保养也方便，设备轻便而且易于移动，且焊接中不需要辅助气体保护，并具有较强的抗风能力。投资少，成本低。B 手工电弧焊的焊接参数包括：焊条种类和牌号、焊条直径、电弧电压、焊接电流、焊接速度。1、焊条种类和牌号的选择焊条的选择因考虑焊缝金属力学性能和化学成分，焊接结构件使用性能和工作条件，焊接结构特点及受力条件
10、以及施工条件和经济效益。低碳钢Q235-A是一种普通结构钢，它要求焊缝金属和母材等强度，而从使用性能和工作条件考虑。所以选择抗裂纹好、工艺性好的酸性焊条。如表所示：牌号国标药皮类型焊接电流主要用途J422E4303钛钙型交直流主要焊接重要的碳钢结构2、焊条直径的选择根据焊件厚度选择焊条直径，焊条直径焊件厚度的关系如表所示：焊件厚度/mm234561213焊条直径/mm23.23.244546挂架焊接主要是平角焊和管板对接，因此选用直径为4mm的焊条。3、 焊接电流的选择支架焊接主要是平角焊，根据焊条直径选择合适的电流如表所示：焊条直径/mm1.62.02.53.2456焊接电流/A25404070508090130150210190270260310 因工件尺寸比较小，所以焊接电流选择170A。 4、电弧电压的选择选择电弧电压，主要由电弧长度决定。电弧的长度一般等于焊条直径的1
