【導(dǎo)讀】河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)論文 莆薆螂聿節(jié)薅襖袂膈薅薄肇肄膁蚆袀羀芀蝿肆羋艿蒈衿膄羋薁肄膀羋螃羇肆芇裊螀蒞芆薅羅芁芅蚇螈膇芄蝿羃肅莃葿螆罿莂薁芇莂螄螅芃莁袆肀腿莀薆袃肅荿蚈肈羈莈螀袁芀莇蒀肇膆蒆薂衿肂蒆蚅肅羈蒅袇袈莆蒄薇蟻節(jié)蒃蠆羆膈蒂螁蝿肄蒁蒁羄羀蒀薃螇艿薀蚅羃膅蕿螈螅肁薈蕆羈肇薇蝕襖莆薆螂聿節(jié)薅襖袂膈薅薄肇肄膁蚆袀羀芀蝿肆羋艿蒈衿膄羋薁肄膀羋螃羇肆芇裊螀蒞芆薅羅芁芅蚇螈膇芄蝿羃肅莃葿螆罿莂薁芇莂螄螅芃莁袆肀腿莀薆袃肅荿蚈肈羈莈螀袁芀莇蒀肇膆蒆薂衿肂蒆蚅肅羈蒅袇袈莆蒄薇蟻節(jié)蒃蠆羆膈蒂螁蝿肄蒁蒁羄羀蒀薃螇艿薀蚅羃膅蕿螈螅肁薈蕆羈肇薇蝕襖莆薆螂聿節(jié)薅襖袂膈薅薄肇肄膁蚆袀羀芀蝿肆羋艿蒈衿膄羋薁肄膀羋螃羇肆芇裊螀蒞芆薅羅芁芅蚇螈膇芄蝿羃肅莃葿螆罿莂薁芇莂螄螅芃莁袆肀腿莀薆袃肅荿蚈肈羈莈螀袁芀莇蒀肇膆蒆薂衿肂蒆蚅肅羈蒅袇袈莆蒄薇蟻節(jié)蒃蠆羆膈蒂螁蝿肄蒁蒁羄羀蒀薃螇艿薀蚅羃膅蕿螈螅肁薈蕆羈肇薇蝕

　　

【正文】 700 36～ 38 32 H08A+ HJ431 V形坡口 雙面焊 14～ 16 正 反 600～ 640 620～ 680 34～ 36 H08A+ HJ431 18～ 20 正 反 680～ 700 700～ 720 36～ 38 H08MnA+ HJ431 22～ 25 正 反 700～ 720 720～ 740 36～ 38 H08MnA+ HJ431 T形接頭 不開坡口 雙面焊 16～ 18 （ 2） 600～ 650 680～ 720 32～ 34 36～ 38 34～ 38 24～ 29 H08A+ HJ431 20～ 25 （ 2） 600～ 700 720～ 760 32～ 34 36～ 38 30～ 36 21～ 26 H08A+ HJ431 焊接 焊絲直徑 /mm 保護(hù) 氣體 氣體流量/ 預(yù)熱或焊道間溫度/℃ 焊接參數(shù) 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)論文 14 表 34 CO2氣體保護(hù)焊焊接參數(shù) 表 35 鎢極氬弧焊工藝參數(shù) 鎢極直徑 （ mm） 焊絲直徑 （ mm） 焊接電流 （ A) 焊接電壓 （ V） 噴嘴直徑 （ mm） 鎢極伸出長(zhǎng)度 （ mm） 氬氣流量 （ L/min） 60～ 120 12～ 18 8～ 16 3～ 8 5～ 10 90～ 130 12～ 18 8～ 16 3～ 8 5～ 15 BFe301 1 焊接工藝 白銅是銅鎳合金，顏色呈銀白色或淡白色。白銅具有耐熱和耐寒的性能，中等強(qiáng)度，塑 性高，能進(jìn)行冷熱壓力加工，優(yōu)良的綜合力學(xué)性能，焊接性好。白銅在淡水、海水和蒸汽中有很好的耐蝕性，主要用于高速、高溫、高壓條件下工作的冷凝管、蒸發(fā)器、熱交換器和各種高強(qiáng)度的耐蝕件等。 焊接方法選擇 一般說(shuō)來(lái)，焊接銅及銅合金需要大功率、高能束的焊接熱源。熱效率越高，能量越集中對(duì)焊機(jī)越有利。 根據(jù)銅及銅合金的焊接性特點(diǎn)，惰性氣體保護(hù)焊是獲得優(yōu)質(zhì)焊接接頭的主要方法。對(duì)于厚度 δ =1～ 4mm 的板材，最好采用鎢極氬弧焊。這種方法能量密度大、惰性氣體對(duì)熔池保護(hù)效果好，并且有冷卻作用，變形小，價(jià)格相對(duì)適中，焊接質(zhì)量好。焊接厚度δ =6～ 30mm 的中厚板可采用埋弧自動(dòng)焊，其電弧功率大、穿透能力強(qiáng)、焊接質(zhì)量好、成本低，焊接時(shí)可以降低預(yù)熱溫度，勞動(dòng)條件較好。等離子弧熱量集中，可焊 6～ 8mm 銅板，用微束等離子弧能焊接 ～ 厚的銅箔和直徑 的銅絲網(wǎng)。氣焊變形大，接頭塑性差。對(duì)厚度δ﹥ 15mm 的板材采用熔化極氬弧焊，電流大，容深大、焊縫含氧量低。 表 36 提供了白銅熔焊焊接方法的選擇 焊接電流/A 焊接電壓 /V 焊接速度/ 單道焊 CO2 8～ 15 不預(yù)熱或≦100 100～ 150 21～ 24 12～ 18 多道焊 10～ 18 160～ 240 22～ 26 14～ 22 單道焊 CO2 8～ 15 300～ 360 33～ 35 20～ 26 多道焊 10～ 18 280～ 340 30～ 32 18～ 24 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)論文 15 焊接方法 （熱效率） 白銅 簡(jiǎn)要說(shuō)明 鎢極氣體保護(hù)焊（ ～） 好 用于薄板（下于 12mm），白銅采用直流正接 熔化極氣體保護(hù)焊 （ ～ 好 板厚大于 3mm 可用，板厚大于 15mm 優(yōu)點(diǎn)更顯著，電源極性為直流反接 等離子弧焊 （ ～ ） 好 板厚在 3～ 6mm 可不開坡口，一次焊成，最合適 3～ 15mm 中厚板焊接 焊條電弧焊 （ ～ ） 好 采用直流反接，操作技術(shù)要求高，使用板厚 2～ 10mm 埋弧焊 （ ～ ） 采用直流反接，適用于 630mm 中厚板 氣焊 （ ～ ） 易變形，成形不好，用于厚度小于 3mm 的不重要結(jié)構(gòu)中 碳弧焊 （ ～ ） 采用直流正接，電流大、電壓高，勞動(dòng)條件差，已逐漸被淘汰，只用于厚度小于 10mm 的銅件 氣焊是黃銅焊接的主要方法之一，手工電弧焊、碳弧焊焊接質(zhì)量不穩(wěn)定，常出現(xiàn)夾渣、氣孔等缺陷，一般較少采用。熔焊時(shí)焊接材料是控制冶金反應(yīng)、調(diào)整焊縫成分以保證獲得優(yōu)質(zhì)焊縫的重要手段。針對(duì)不同的銅合金及其對(duì)接接頭性能的要求，所選用的焊接材料有很大的差別。 焊接工藝及參數(shù) 銅及銅合金手工電弧焊時(shí)，應(yīng)采用較大的間隙、較大的坡口角度、較密的定位焊縫、較高的預(yù)熱溫度和焊道層溫度以及較大的焊接電流。手工電弧焊中所使用焊 條能使銅及銅合金焊縫中含氧量增加，其中的鋅蒸發(fā)嚴(yán)重，容易形成氣孔。因此在焊接過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格控制焊接工藝參數(shù)。表 38 所示的為白銅手工電弧焊的工藝參數(shù)。 為了控制焊縫的背面成形，可在接頭背面采用襯墊。為了改善焊接接頭的性能，同時(shí)減少焊接應(yīng)力，焊后可對(duì)焊縫和接頭進(jìn)行熱態(tài)和冷態(tài)的錘擊。對(duì)要求較高的接頭，應(yīng)采用焊后高溫?zé)崽幚硐龖?yīng)力和改善接頭韌性。 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)論文 16 銅及銅合金的手弧焊操作應(yīng)在空氣流通的地方進(jìn)行，或者采用人工通風(fēng)，以排除煙塵及有害氣體。焊后可用小錘敲擊焊縫，消除應(yīng)力和改善焊縫質(zhì)量。 表 37 白銅手工電弧焊的工藝參數(shù) 材料 板厚 /mm 坡口形式 焊條直徑/mm 焊接電流 /A 備注 白銅 6～ 10 I形 120～ 130 平焊 6～ 10 V形 110～ 160 平焊或仰焊 用鎢極氬弧焊焊接銅及銅合金可以獲得高質(zhì)量的焊接接頭，具有電弧能量集中、保護(hù)效果好、熱影響區(qū)窄、操作靈活的優(yōu)點(diǎn)，這種方法已經(jīng)成為銅及銅合金熔焊方法中應(yīng)用最廣泛的一種，特別適用中、薄板和小件的焊接和補(bǔ)焊。由于鎢極的使用電流受到限制因而手工鎢極氬弧焊常用于焊接較薄的焊件和打底焊，以焊接厚度 3mm 以下的薄件最為適宜。 焊接板厚小于 3mm 的構(gòu) 件，不開坡口，一般不加填充金屬；板厚在 4～ 10mm時(shí)，一般不 V 形坡口，需加填充金屬；板厚大于 10mm 開雙 Y 形坡口。 TIG 焊一般不推薦用于厚度大于 12mm 銅及銅合金板材的焊接。 表 38 白銅鎢極氬弧焊的工藝參數(shù) 材料 板厚 /mm 鎢極直徑 /mm 焊絲直徑 /mm 焊接電流 /A 氬氣流量(L/min） 預(yù)熱溫度 鐵白銅 3 4～ 5 3 270～ 290 12～ 16 不預(yù)熱 3～ 9 5 270～ 290 換熱管 16MnR 與 BFe301 1 異種鋼焊接 管殼式換熱器是目前應(yīng)用最為廣泛的換熱設(shè)備 ，它的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)堅(jiān)固、可靠高、適應(yīng)性廣、易于制造、處理能力大、生產(chǎn)成本低、選用的材料范圍廣、換熱面的清洗比較方便、高溫和高壓下亦能應(yīng)用。但從傳熱效率、結(jié)構(gòu)的緊湊性以及位換熱面積所需金屬的消耗量等方面均不如一些新型高效率緊湊式換熱器。管殼式換熱器結(jié)構(gòu)組成：管子、封頭、殼體、接管、管板、折流板。 在熱交換器的運(yùn)行過(guò)程中，管子與管板的邊接接頭是最容易發(fā)生泄漏的部位，因此換熱管與管板連接工藝是整個(gè)換熱器制造的關(guān)鍵工序之一。 如下圖所示。根據(jù)它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可分為固定管板式、浮頭式、 U 形管式、填料函和釜式重沸器五類。 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)論文 17 圖 31 換熱器內(nèi)部結(jié)構(gòu) 本畢業(yè)設(shè)計(jì) BFe3011與 16MnR 異種鋼焊接，管為 16MnR,厚度 3mm；管板為BFe3011/16MnR 復(fù)合鋼板，厚度 66mm， BFe3011 厚度 6mm。管板加工和裝配圖如下圖所示 圖 32 管板加工和裝配圖 焊接方法及材料 鐵白銅 BFe301 1與 16MnR 焊接的主要難點(diǎn)是鐵白銅 BFe3011的熔點(diǎn)比16MnR 的熔點(diǎn)低 , 鐵白銅 BFe30 1 1 的導(dǎo)電性比 16MnR 的導(dǎo)電性好 , 鐵白銅BFe301 1 的熱導(dǎo)率和膨脹系數(shù)比 16MnR 的大。因此 , 焊接時(shí)會(huì)造成磁偏吹 , 焊縫應(yīng)力不均勻 , 并有熱裂紋傾向。為了解決上述問題 , 在鐵白銅 BFe30 1 1河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)論文 18 與 16MnR 的焊接時(shí) , 可以采用以下焊接材料 : BFe3011和 16MnR 都有良好焊接性的焊接材料 , 如鎳基焊條或鎳基焊絲等 。 過(guò)渡層 , 在鐵白銅 BFe301或 16MnR、或同時(shí)在兩種材料上堆焊上鎳或鎳基合金 , 因?yàn)?, 鎳與銅無(wú)限共熔 , 且與鐵在結(jié)晶性能又比較接近 。 鐵白銅 BFe30 1 1 和 16MnR 都有良好焊接性的材料作 為中間過(guò)渡母材 , 它與鐵白銅 BFe3011 和 16MnR 都能直接焊接。 銅及銅合金焊接廣泛采用直流正接法鎢極氬弧焊。鎢極氬弧焊焊接工藝的再現(xiàn)性強(qiáng)，能夠較好的控制線能量，焊接質(zhì)量穩(wěn)定，焊縫成形好，且無(wú)飛濺和熔渣。電流極性采用直流正接是焊接白銅的最佳選擇，這時(shí)鎢極是陰極，鎢極熔點(diǎn)高，在高溫時(shí)電子發(fā)射能力強(qiáng)，電弧燃燒穩(wěn)定性更好，鎢極損耗也小，不易過(guò)熱，對(duì)于同一焊接電流可以采用直徑較小的鎢極，電流密度大，電弧挺度好，可以獲得深而窄的溶池，工作收縮和變形都小。 綜上所述，在本設(shè)計(jì)中將選用鎢極氬弧焊，焊絲材料為鎳基焊 絲 ERCuNi，焊絲規(guī)格是Φ 2mm，其化學(xué)成分見下表，管不開坡口，不預(yù)熱；管板車 2 45176。的倒角，不預(yù)熱。 表 39 ERCuNi 化學(xué)成分 Cu Mn Fe Si Ni P Pb Ti S 雜質(zhì) ≤ 余量 焊接參數(shù) 焊前準(zhǔn)備： ①坡口制備： 16MnR 鋼管不開坡口， 6mm 鐵白銅 BFe3011 開 2 45176。的倒角。 ② 焊前清理： 16MnR 和 BFe3011都用鋼絲刷打磨表面，直至露出金 屬光澤。 在此次設(shè)計(jì)中被焊材料不進(jìn)行焊前熱處理，也不用加襯墊。焊接工藝參數(shù)： 表 310 16MnR 和 BFe3011 鎢極氬弧焊焊接工藝參數(shù) 層數(shù) 氣體及