【正文】 灰口鑄鐵焊件的焊縫設(shè)計 焊后焊接質(zhì)量的檢測 方 法：利用所學(xué)的知識及實踐經(jīng)驗設(shè)計有關(guān)鑄鐵焊件的焊縫設(shè)計。 四、論文進度安排： ；確定題目，收集資料。 ；修改論文完成第二稿并交指導(dǎo)老師。 ；畢業(yè)論文答辯評定。接頭形式應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)形狀，強度要求，工件厚度，焊后變形大小，焊條消耗量，坡口加工難易程度，焊接方法等因素綜合考慮 決定。我國 2020 年鋼產(chǎn)量為 億 t，約占全球鋼產(chǎn)量的 26%，全年用鋼量為 億 t，占全球鋼產(chǎn)量的 33%，其中 億 t 應(yīng)用于焊接結(jié)構(gòu) ，約占用鋼量的51%左右。中國商朝制造的鐵刃銅鉞，就是鐵與銅的鑄焊件，其表面銅與鐵的熔合線婉蜒曲折，接合良好。中世紀，在敘利亞大馬士革也曾用鍛焊制造兵器。 在此期間，美國的諾布爾利用電弧電壓控制焊條送給速度，制成自動電弧焊機，從而成為焊接機械化、自動化的開端。1953 年，蘇聯(lián)的柳巴夫斯基等人發(fā)明二氧化碳氣體保護焊，促進了氣體保護電弧焊的應(yīng)用和發(fā)展，如出現(xiàn)了混合氣體保護焊 、藥芯焊絲氣渣聯(lián)合保護焊和自保護電弧焊等。 1956 年，美國的瓊斯發(fā)明超聲波焊；蘇聯(lián)的丘季科夫發(fā)明摩擦焊； 1959 年，美國斯坦福研究所研究成功爆炸焊； 50 年代末蘇聯(lián)又制成真空擴散焊設(shè)備。 隨著生產(chǎn)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進步，焊接已成為 —門獨立的學(xué)科，并廣泛應(yīng)用于宇航、航空、核工業(yè)、造船、建筑及機械制造等工業(yè)部門，在我國的國民經(jīng)濟發(fā)展中，尤其是制造業(yè)發(fā)展中，焊接技術(shù)是一種不可缺少的加工手段。離開焊接，簡直無法想象如何完成這樣的工程。 縱觀 2020 年的三大焊接展，即 2020 年 6 月在上海舉辦的第 14 屆北京．埃森焊接與切割展覽會、 2020 年 9 月在德國埃森舉辦 的第 17 屆德國埃森焊接與切割展覽、 2020 年 10 月在天津舉辦的第 23 屆中國焊接博覽會，我們對國內(nèi)外焊接技術(shù)的發(fā)展趨勢以及焊接生產(chǎn)發(fā)展的新需求和新動向印象較深的是：核心技術(shù)的作用得以顯現(xiàn)，數(shù)控和電源方面有發(fā)展，激光焊接技術(shù)成為一大亮點，機器人應(yīng)用普及化。同時，焊接中存在的手工、粗糙、臟亂、低速已基本消除，取而代之的是自 動、精密、清潔、高效。產(chǎn)生白口組織的原因是：由于母材近縫區(qū)在焊接時受到高溫加熱，當(dāng)受熱溫度 860℃以上時，原來灰口鑄鐵 中得游離狀態(tài)的石墨開始部分也熔于鐵中，溫度越高，熔于鐵中的石墨也越多。一般在窄小的高溫度熔合區(qū)內(nèi)，焊后很容易產(chǎn)生白口組織。例如氣焊用鑄鐵焊絲的碳，硅含量要比母材高（ ％ ~％， %~%）特別是冷焊 灰口鑄鐵 時，焊絲中的含硅量可 高達 ％焊后緩冷和延長熔合區(qū)處于紅熱狀態(tài)的時間，使石墨充分析出，這是避免熔合區(qū)產(chǎn)生白口的主要工藝途徑。對于防止白口極為有力 焊接接頭出現(xiàn)裂紋 裂紋是焊接 灰口鑄鐵 的要問題， 灰口鑄鐵 焊接接頭上的裂紋可能出現(xiàn)在焊縫金屬中，也可能在基本金屬即母材上。如果焊縫強度較高而母材強度較低，或結(jié)合處產(chǎn)生白口時，由于白口鑄鐵收縮率（ ％ ~2.％）比 灰口鑄鐵 收縮率（ ％ ~％）大，且塑性也差，故均產(chǎn)生剝離。最容易發(fā)生裂紋的溫度在400℃ 以下，通常這種在熱應(yīng)力和組織應(yīng)力的共同作用下發(fā)生的裂紋稱為熱應(yīng)力裂紋。因此灰口 鑄鐵的抗拉強度低、硬度低，塑性幾乎為零。鑄鐵零件在制造及使用過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)裂紋、氣孔、損壞等情況。 鑄鐵含 碳 量高、雜質(zhì)多，并具有塑性低、焊接性差、對冷卻速度敏感等特性， 焊補后容易出現(xiàn)白口組織和產(chǎn)生裂紋。但是冷焊法在焊接后因焊縫及熱影響區(qū)的冷卻速度很大，極易形成白口組織。 ③ 采用短焊道焊接法。 冷焊焊條按焊后焊縫的可加工性分為兩大類：一類用于焊后不需要機械加工的鑄件，如鋼芯鑄鐵焊條 (EZCQ)，只適用小型薄壁鑄件剛度不大部位的缺陷焊補；另一類用于焊后需要機械加工的鑄件，如純鎳焊條（ EZNi1）鎳鐵鑄鐵 焊條（ EZNiFe1）鎳銅鑄鐵焊條（ ENiCu1）等。 氣焊 灰口鑄鐵 的焊接工藝： 氣焊火焰溫度比電弧溫度低得多，因而焊件的加熱和冷卻比較緩慢，這對防止 灰口鑄鐵 在焊接時產(chǎn)生的白口組織和裂紋都很有利。 焊前準備：① 在焊件清除完畢后，檢查缺陷。 焊接時氣焊熔劑選用氣劑 201，鑄鐵氣焊熔劑熔點 為 650℃ 成堿性，能將鑄鐵氣焊時產(chǎn)生的二氧化硅 (熔點為 1350℃ )變?yōu)橐兹鄣柠}類。當(dāng)消除缺陷的底部或開坡口時可用氧化焰 .焊接時，在要基本金屬熔化后再加入焊絲，以防止熔合不良；發(fā)現(xiàn)熔池中有小氣孔和白亮點夾雜物時，可以往熔池中加入少量氣焊熔 劑，有助于消除平渣，但氣焊熔劑不宜加入過多 ,否則反而容易產(chǎn)生夾渣，氣孔；適當(dāng)加大火焰的功率，提高熔池鐵水溫度 ,有利于氣體及雜質(zhì)浮起 ,因而能減少氣孔，夾渣；操作時應(yīng)注意火焰始終蓋住熔池；加入焊絲時，經(jīng)常用焊絲輕輕攪動熔池，促使氣體，熔渣浮出 。焊后用石棉或炭灰將鑄件蓋好，使焊縫緩慢冷卻，以 防止產(chǎn)生裂紋和白口組織。 應(yīng)是與其它部位聯(lián)系不多且強度較大的部位。 ② 針對不同的焊件體積、形狀、厚度及使用條件等選擇不同的焊接方法。如圖 23 圖 23 焊縫對稱布置的設(shè)計 ③ 焊縫應(yīng)盡量避開最大應(yīng)力斷面和應(yīng)力集中位置。如圖 25 圖 25 焊縫遠離機械加工表面的設(shè)計 ⑤焊縫位置應(yīng)便于焊接操作布置焊縫時，要考慮到有足夠 的操作空間。 對接接頭受力比較均勻，是最常用的接頭形式，重要的受力焊縫應(yīng)盡量選用。 如圖 d (d) 搭接接頭 坡口形式 的選擇 焊條電弧焊對板厚為 1～ 6 mm 對接接頭施焊時，一般可不開坡口 (即 I 形坡口 )直接焊成。 Y 形坡口和帶鈍邊 U 形坡口用于單面焊，其焊接性較好。 帶鈍邊 U 形坡口根部較寬，允許焊條深入，容易焊透。 設(shè)計焊接構(gòu)件最好采用相等厚度的金屬材料，以便獲得優(yōu)質(zhì)的焊接接頭。如果δ 1δ超過表中規(guī)定值，或者雙面超過 2(δ 1δ )時，應(yīng)在較厚板料上加工出單面或雙面斜邊的過渡形式。 焊縫表面質(zhì)量的檢驗可目測或用 10 倍放大鏡，當(dāng)存在疑義時，采用磁粉或滲透擦傷。 ② 氨氣試驗 對檢驗的壓力容器充以氨氣，在焊縫上貼一條比焊縫略寬的浸過硝酸汞溶液的試紙，若焊縫區(qū)有泄漏，試紙的相應(yīng)部件上將呈現(xiàn)黑色斑紋。 ② 磁粉探傷 有關(guān)探傷規(guī)定可參考《鋼制壓力容器磁粉探傷》標準進行。 漏磁場的強度主要取決磁化場的強度和缺陷對于磁化場垂直截面的影響程度 利用磁粉就可以將漏磁場給予顯示或測量出來，從而分析判斷出缺陷的存在與否及其位置和大小 。磁粉可分為熒光磁粉和非熒光磁粉兩大類，熒光磁粉是在普通磁粉的顆粒外表面涂上了一層熒光物質(zhì)，使它在紫外線的照射下能發(fā)出熒光，主要的作用是提高了對比度，便于觀察。 （ 2）濕法 — 將磁粉懸浮于載液 (水或煤油等 )之中形成磁懸液噴撒于被測工件表面，這時磁粉借助液體流動性較好的特點，能夠比較容易地向微弱的漏磁場移動，同時由于濕法流動性好就可以采用比干法更加細的磁粉，使磁粉更易于被微小的漏磁場所吸附，因此濕法比干法的檢測靈敏度高。 （ 3）觀察記錄 用非熒光磁粉擦傷時，在光線明亮的地方，用自然光或燈光進行觀察；用熒光磁粉擦傷時，則在暗室等暗處用紫外燈進行觀察 磁憤探傷的驗收標準 當(dāng)磁痕確定是由缺陷造成的之后，應(yīng)對缺陷進行只兩平定。 （ 3）焊縫及緊固件長度大于 的線性缺陷顯示。所以，在焊接時必須采取相應(yīng)的防止上述問題的措施。 致謝 非常感謝王老師在我大學(xué)的最后學(xué)習(xí)階段 —— 畢業(yè)設(shè)計階段給自己的指導(dǎo)，從最初的定題，到資料收集，到寫作、修改，到論文定稿，他給了我耐心的指導(dǎo)和無