【正文】 A）或含錳的焊絲（如 H08MnA）相配合，或用中錳、低錳或無(wú)錳焊劑與含錳量較高的焊絲（如 H08MnA、H10Mn2）相配合。 在焊接低合金高強(qiáng)鋼時(shí)，特別注意保證焊縫的塑性和韌度，可選用中錳中硅或低錳中硅型焊劑，匹配相應(yīng)的合金鋼焊絲。當(dāng)焊接強(qiáng)度級(jí)別比較高的鋼時(shí)，為了得到高韌度，一般選用 堿度高的燒結(jié)焊劑。 在焊接耐熱鋼、低溫鋼和耐蝕鋼時(shí)除了要考慮焊縫與母材等強(qiáng)外，還要保證焊縫具有與母材相同或相近的耐熱性耐蝕性和耐低溫性，可選用中硅或低硅型焊劑與相應(yīng)的合金鋼焊絲相匹配。 焊接奧氏體或鐵素體高合金鋼時(shí)一般選用堿度比較高的中硅或低硅型熔煉焊劑，與合適的高合金鋼焊絲相匹配。不可采用高硅型熔煉焊劑，防止大量滲硅，導(dǎo)致焊縫性能下降。 二、 埋弧焊的工藝特點(diǎn) 稀釋率高 由于埋弧焊焊縫熔透深度大，母材熔化量大，焊縫的稀釋率可達(dá) 70%，這使得焊縫的成分在很大程度上取決于母材的成分，因此選用合金元素含量低于母 材的焊絲焊接不會(huì)降低焊接接頭的強(qiáng)度。 熱輸入大 為獲得高的熔敷率，埋弧焊通常選用大電流焊接，焊接熱輸入較大，焊接接頭冷卻速度比較慢，導(dǎo)致焊接接頭組織易粗大，強(qiáng)度和降低。為提高接頭的強(qiáng)度和韌性，在焊接厚板坡口的填充焊道時(shí)，應(yīng)選用合金成分略高于母材的焊絲并配用中性焊劑焊接。 焊接速度快 埋弧焊的焊接速度一般為 25m/h，應(yīng)該選用適宜的快速焊焊劑。 精品 167。 焊接工藝參數(shù)分析 埋弧焊的焊接參數(shù)有焊接電流、電弧電壓、焊接速度等。焊接參數(shù)的選擇關(guān)系到焊接質(zhì)量的好壞，所以在焊接過(guò)程中必須嚴(yán)格控制埋弧焊的焊接參數(shù) 。 一、 焊接電流 當(dāng)其他條件不變時(shí)，改變焊接電流會(huì)改變焊縫的形狀和尺寸。無(wú)論是 Y 型坡口還是 I 型坡口，在正常焊接條件下，熔深與焊接電流的變化成正比。電流不能過(guò)小，也不能過(guò)大，電流小，熔深淺，余高和寬度不足，電流過(guò)大，熔深大，余高過(guò)大，易產(chǎn)生高溫裂紋。由于隨著電流密度的增加，熔池熔化金屬質(zhì)量不斷增加，熔融金屬排出困難，熔深增加較慢，并隨著熔化金屬量的增加，余高增加焊縫成形變差，所以埋弧焊時(shí)增加焊接電流的同時(shí)要增加電弧電壓，保證焊縫成形。 二、 電弧電壓 電弧電壓的大小對(duì)焊縫成形影響較大，電弧電壓低熔深大，焊縫寬度窄，易產(chǎn) 生熱裂紋；電弧電壓高時(shí)，焊縫寬度增加，焊道下凹，脫渣困難，氣孔和咬邊傾向增加。埋弧焊時(shí)，電弧電壓是依據(jù)焊接電流調(diào)整的，即一定焊接電流要保持一定的弧長(zhǎng)才可能保證焊接電流的穩(wěn)定燃燒，所以電弧電壓的變化范圍是有限的。 三、 焊接速度 焊接速度對(duì)熔深和熔深的影響較大，通常情況下，焊接速度小，焊接熔池大，焊縫熔深和熔寬均較大。隨焊接速度的增加，焊縫熔深和熔寬都將減小。焊接速度隊(duì)焊縫斷面形狀的影響也較大，焊接速度過(guò)小的話(huà)，熔化金屬量多，焊縫成形差，焊接速度較大時(shí)熔化金屬量不足，容易咬邊。在實(shí)際的焊接生產(chǎn)中為提高生產(chǎn)效率，同時(shí) 保持一定的熱輸入，在增加焊接速度的同時(shí)必須加大電弧功率，才能保證一定的熔深和熔寬。 精品 四、 焊絲直徑 焊絲直徑影響熔敷率。在電流一定的條件下，細(xì)絲的電流密度大，熔敷率高。但是送絲機(jī)的送絲速度有限，為得到更高的熔敷率，應(yīng)選擇粗絲。焊絲越細(xì)，焊縫熔深越大，同時(shí)熔寬越小。 五、 焊絲伸出長(zhǎng)度 在焊接開(kāi)始時(shí)最好使伸出長(zhǎng)度大約為焊絲直徑的 8 倍，隨著焊接過(guò)程的進(jìn)行，應(yīng)逐步調(diào)整伸出長(zhǎng)度。增加伸出長(zhǎng)度，會(huì)導(dǎo)致電弧電壓的下降。因此，在增加伸出長(zhǎng)度時(shí)需要同時(shí)增加電源的電壓輸出，以保證焊縫成形質(zhì)量。當(dāng)焊接薄板時(shí)通過(guò)增加伸出長(zhǎng)度可以有效減小熔深 ，從而避免燒穿。 六、 焊縫層數(shù) 厚板焊接，一般要開(kāi)坡口并采用多層焊，因?yàn)槎鄬雍负附宇^的顯微組織較細(xì)，熱影響區(qū)較窄。前一條焊道對(duì)后一條焊道起預(yù)熱作用，而后一條焊道對(duì)前一條焊道起熱處理作用。因此，接頭的延性和韌性都比較好。當(dāng)用埋弧焊焊接板厚超過(guò) 40~50mm 的鋼板時(shí)，往往需要采用多層焊。 167。 焊前預(yù)熱及焊后熱處理 為保證滿(mǎn)足焊接結(jié)構(gòu)技術(shù)條件，防止裂紋和某些其他的焊接缺陷產(chǎn)生，改善接頭的韌性，消除焊接應(yīng)力，一些結(jié)構(gòu)需要進(jìn)行熱處理。預(yù)熱可以減緩焊接接頭加熱 時(shí)溫度梯度及冷卻速度，改善焊縫金屬和熱影響區(qū)的顯微組織，從而減少和避免產(chǎn)生淬硬組織，有利于氫的逸出，可防止冷裂紋的產(chǎn)生。對(duì) Q235 而言板材厚度大于 34mm 時(shí)，預(yù)熱溫度可以選擇 100~150℃，預(yù)熱溫度過(guò)高則會(huì)增加焊工焊接困難。焊后熱處理可以消除或降低焊接殘余應(yīng)力，改善焊縫金屬盒焊接接頭組織與性能，同樣有利于殘余氫 的逸出。在高拘束度接頭和焊接性較差的材料焊接時(shí)，必須采用焊后熱處理工藝減少淬硬性，才能有效防止冷裂紋的產(chǎn)生。 精品 167。 焊接檢驗(yàn) 為確保焊接結(jié)構(gòu)件制造質(zhì)量，保證其安全運(yùn)行需要把焊接檢驗(yàn)工作實(shí)施到整 個(gè)焊接生產(chǎn)過(guò)程中去。焊接檢驗(yàn)過(guò)程主要由焊前檢驗(yàn)、焊后檢驗(yàn)、安裝調(diào)試質(zhì)量檢測(cè)和產(chǎn)品服役質(zhì)量檢測(cè)等五個(gè)環(huán)節(jié)。常用的焊接方法可分為非破壞性檢驗(yàn)和破壞性檢驗(yàn)兩大類(lèi)。生產(chǎn)中根據(jù)產(chǎn)品要求或不同材料，選用不同的檢驗(yàn)方法進(jìn)行檢驗(yàn)。 精品 第三章Φ 13m 水泥磨機(jī)筒體焊接工藝設(shè)計(jì) 167。 備料工藝設(shè)計(jì) 備料工藝包括鋼板清理矯正、切割下料、坡口及邊緣加、彎曲變形等。 一、 鋼板的清理矯正 鋼板的清理主要是除銹，可以選用噴丸機(jī)對(duì)整個(gè)鋼板進(jìn)行除銹。采用設(shè)備為噴丸機(jī)。 鋼板的矯正主要是對(duì)鋼板的矯平， 可以選用五輥鋼板矯平機(jī)對(duì)所用的鋼板進(jìn)行矯平。鋼板矯平時(shí)要注意調(diào)整上下輥之間的間距，上下輥之間的間距不均勻?qū)?huì)導(dǎo)致鋼板矯平的平整度。采用設(shè)備為五輥矯平機(jī)。 二、 切割下料 綜合考慮鋼板材料、板厚及經(jīng)濟(jì)性等因素，在本次研究中對(duì)厚度為 38mm 的 Q235 鋼板下料可以選用氧 乙炔火焰切割。半自動(dòng)氧乙炔火焰切割主要用與切割外形較小，厚度較大的規(guī)則零件外形 。氧乙炔火焰切割具有燃?xì)獬杀镜?，割縫小，爆炸范圍小等優(yōu)點(diǎn)。在切割 38mm板厚低碳鋼時(shí)切割速度為 150~300mm/min。 三、 坡口及邊緣加工 坡口及邊緣加工主要用火焰切割和刨 邊機(jī)進(jìn)性加工，所采用的設(shè)備是數(shù)控切割機(jī)和刨邊機(jī)。 四、 彎曲變形 在進(jìn)行彎曲變形時(shí)需要對(duì) 38mm 板厚鋼板進(jìn)行彎曲，可以選用在冷態(tài)下卷板機(jī)上進(jìn)行加工，所采用的設(shè)備是四輥卷板機(jī)。 精品 167。 焊接工藝設(shè)計(jì) 167。 焊接方法確定 一、 裝焊方法設(shè)計(jì) 裝焊方法可以選用手工電弧焊，因?yàn)槭止る娀『笐?yīng)用靈活、方便，適用于短小焊縫，并且焊接位置不受限制。 二、 焊接方法的設(shè)計(jì) 筒體焊接分為環(huán)焊縫和縱焊縫，考慮到筒體在交變載荷下的性能，全部采用連續(xù)焊縫焊接，又考慮板厚及焊接效率，所以選用埋弧焊進(jìn)行焊接。 167。 焊接材料的選擇 一、 手工 電弧焊焊接材料的選擇 低碳鋼 Q235 的抗拉強(qiáng)度為 370~500MPa，平均值為 435MPa，根據(jù)母材與焊縫等強(qiáng)原則，與之匹配的焊條可選 E43 系列，焊條直徑為5mm。所以定位焊時(shí)選擇 J422 焊條合適。 二、 埋弧焊焊接材料的選擇 根據(jù)等強(qiáng)原則及埋弧焊工藝特點(diǎn)可以選用 H08A 焊絲與 HJ431 焊劑匹配。焊絲直徑為 4mm，機(jī)械性能：抗拉強(qiáng)度 415~550MPa，屈服強(qiáng)度≧ 330MPa,延伸率≧ 22%。 167。 焊接工藝參數(shù)的選擇 一、 手工電弧焊焊接工藝參數(shù)的設(shè)計(jì) 根據(jù)分析選擇表 31 的參數(shù)進(jìn)行定位焊接。 焊條 直徑(mm) 焊接電流 /A 電弧電壓/V 定位焊層數(shù) J422 Φ 5 200～ 270 16～ 25 1 精品 表 3－ 1 定位焊工藝參數(shù) 二、焊接時(shí)埋弧焊的工藝參數(shù)設(shè)計(jì) 焊接時(shí)由于板厚為 38mm，電流可取 900~1000A，電弧電壓為40~42V，焊接速度選取為 。 167。 焊接坡口形式的設(shè)計(jì) 在焊接筒體時(shí)存在環(huán)焊縫和縱焊縫兩種焊縫，其中環(huán)焊縫存在有不同板厚之間的焊接所以焊接坡口也有以下三種 （ a） （ b） (c) （ d） 圖 31 如圖 31 中所示，（ a）坡口形式為板厚為 38mm 的鋼板的縱焊縫坡口。（ b） 、（ c） 為厚度為 38mm 的筒節(jié)與厚度為 47mm 的筒節(jié)的環(huán)焊縫連接坡口，其中為防止不同板厚的焊接產(chǎn)生應(yīng)力集中，所以需對(duì)接頭處厚板進(jìn)行加工。（ d）為板厚 為 47mm 的鋼板的縱焊縫。坡口均為精品 X 型坡口，選擇這種坡口是因?yàn)榘搴褫^厚，為防止焊不到采用兩面焊，又 X 坡口比 V 型坡口節(jié)省材料，坡口易于加工。 167。 焊縫位置和尺寸的確定 裝配中點(diǎn)固焊，其長(zhǎng)度為 20~30mm，間距為 300~500mm， 筒體成型對(duì)接時(shí)采用連續(xù)焊，環(huán)焊縫可以采取兩條焊縫對(duì)稱(chēng)焊接。 167。 焊接順序和焊接層數(shù)的選擇 對(duì)于筒體的焊接可以采用分部件焊接的方法進(jìn)行焊接。先分別進(jìn)行筒體（一）、筒體（二）和筒體（三）的縱焊縫焊接，再進(jìn)行筒體之間的環(huán)焊縫的焊接裝配。 對(duì)于筒體焊接層數(shù)的選擇，一般 采用埋弧焊的方法時(shí)，板厚大于40~50mm 時(shí)采用多層焊，本次研究中板厚為 38mm，采用 X 型坡口雙面焊接，選用單層焊接方法，但在進(jìn)行反面焊接之前需要進(jìn)行反面清根處理。 167。 熱處理工藝和檢驗(yàn)方法的設(shè)計(jì) 一、熱處理工藝 焊前預(yù)熱：由于 Q235 材料焊接性較好，且筒體的焊接過(guò)程中拘束度較小，不易產(chǎn)生冷裂紋等缺陷，同時(shí)考慮到焊接過(guò)程中的安全性，所以不必采用焊前預(yù)熱。 焊后熱處理：為了消除焊后的內(nèi)應(yīng)力，可在焊接完成后進(jìn)行580~620℃去應(yīng)力整體回火處理。 二、檢驗(yàn) 根據(jù)實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性，筒體下料后的周邊及焊 后筒體上焊縫采用超聲波檢查，筒體下料其質(zhì)量應(yīng)符合 GB/T2970 中的規(guī)定。焊后筒體上焊縫質(zhì)量應(yīng)符合 GB1134589《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結(jié)果分級(jí)》的Ⅱ B 級(jí)。對(duì)可能部位必須用射線探傷檢查，其質(zhì)量應(yīng)符精品 合 GB332387《鋼熔化焊對(duì)接接頭射線照相和質(zhì)量等級(jí)》中的Ⅲ級(jí)為合格。 結(jié)論 通過(guò)對(duì)Φ 13m 水泥磨機(jī)筒體焊接工藝分析和焊接工藝設(shè)計(jì)，可以得到如下結(jié)論： 筒體所用材料 Q235 鋼的焊接方法為采用手工電弧焊和 J422焊條進(jìn)行定位焊和采用 H08A 焊絲和 HJ431 焊劑匹配的埋弧焊。 2．埋弧焊焊接中電流為 240A，電壓為 25V，氣體流量為15L/min，焊接速度為 22cm min1。 3. 在焊接時(shí)采用分部件焊接的裝配工藝。 4. 在生產(chǎn)中采用機(jī)械固定及火焰矯正來(lái)減小焊接中的角變形。為了消除減少殘余應(yīng)力，焊后進(jìn)行 580~620℃去應(yīng)力整體回火處理。 精品 參考文獻(xiàn) [1] 中信重機(jī)礦研院 . 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