【正文】 設(shè)計(jì)總結(jié) ???????????????? ?? ??????? ??? 30 致謝 ? ?? ????????????????? ?????? ????? 31 參考文獻(xiàn) ??????????????????? ?????? ??? 32 3 二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊單面焊雙面成形 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第一部分 工藝簡(jiǎn)介 一、二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊的特點(diǎn) 二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊是用二氧化碳作為保護(hù)氣體，依靠焊絲與焊件之間產(chǎn)生的電弧來熔化金屬的一種氣體保護(hù)焊方法。 圖 11 二 氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊的焊接過程示意圖 1焊絲盤 2送絲輪 3送絲機(jī) 4噴嘴 5導(dǎo)電嘴 6焊絲 7保護(hù)氣體 8焊縫 9熔池 10焊件 二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊具有如下優(yōu)點(diǎn) （ 1）采用明弧焊接 明弧焊接熔池可見度好，便于觀察，操作方便。 （ 3）焊后變形小 由于電弧熱量集中，熔池體積小，熱影響區(qū)窄，焊縫塑性好，焊件焊后變形小。 （ 5）生產(chǎn)效率高 二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊的焊接電流密度大，使熔深增大，減少了焊接層數(shù)。單面焊雙面成形可以窄間隙連續(xù)焊接，因此提高了焊接生產(chǎn)率。而且焊縫含氫量低，抗裂性能好。二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊在焊接過程中的問題主要存在與以下幾方面： （ 1） 氧化性及合金元素的燒損問題 二氧化碳?xì)怏w為活性氣體，在電弧高溫下，二氧化碳?xì)怏w被分解而呈很強(qiáng)的氧化性，能使合金元素氧化燒損，降低焊縫的力學(xué)性能。一般采用高錳高硅焊絲是解決二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊氧化問題的主要方法。對(duì)于單面焊雙面成形，采用細(xì)焊絲和小焊接參數(shù)焊接，不但有利于減少合金 成分的燒損，更有利于背面焊縫的成形。因此，為防止產(chǎn)生氫氣孔，焊前要適當(dāng)清除焊絲和焊件表面的雜質(zhì)，并需對(duì)CO2 氣體進(jìn)行提純與干燥處理。 當(dāng)焊絲中脫氧元素不足時(shí)，是大量 FeO不能還原而溶于熔池金屬中，在熔池結(jié)晶時(shí)發(fā)生下列反應(yīng)： FeO+C? Fe+CO? 這樣，如果熔池冷卻太快，所生成的 CO 氣體來不及析出，就可能形成氣孔。 C、 氮?dú)饪? 氮?dú)庵饕獊碓从诳諝?，這和熔池保護(hù)不好有關(guān)。焊接當(dāng)中要經(jīng)常清理噴嘴內(nèi)的飛濺物，以使保護(hù)氣流均勻通暢。此外，熔滴或熔池中產(chǎn)生的氣泡及氣體從熔滴內(nèi)流出時(shí)劇烈膨脹等因素均可以引起飛濺。但由于目前使用的CO2 焊設(shè)備均為直流電源，采用反極性，熔滴過渡過程中，是電子撞擊熔滴，因此引起的飛濺較小，對(duì)焊接過程的影響不大。 短路過渡焊接時(shí)，直流回路電感值調(diào)節(jié)不 當(dāng)，致使電源的動(dòng)特性不適合，造成短路電流增長(zhǎng)速度過快或過慢，從而產(chǎn)生小顆?；虼箢w粒飛濺。電弧的長(zhǎng)度關(guān)系到熔滴的大小。但弧長(zhǎng)過短時(shí)，將阻礙熔滴向熔池過渡，同樣產(chǎn)生較大的飛濺。 電弧電壓是決定弧長(zhǎng)和熔滴過渡的重要因素，電弧電壓過高或過低，無論是用小焊接電流還是大焊接電流施焊，飛濺都會(huì)增大。 圖 12 電弧電壓與熔滴飛濺量之間關(guān)系 電弧電壓過高，不但熔滴 的尺寸增大，而且弧長(zhǎng)變長(zhǎng)，使單面焊雙面成形根本無法實(shí)現(xiàn)正常焊接，且大熔滴易受電磁力的影響，從而產(chǎn)生大顆粒飛濺。此外，電弧電壓過低，電弧“潛入”熔池深處，發(fā)生固體短路，也易產(chǎn)生熔池飛濺。 2）正確選擇焊接參數(shù)。 3）調(diào)節(jié)地線方向，減少電磁力的影響。正確地選擇焊接參數(shù)，是獲得良好正面和背面焊縫成形的先決條件。 焊絲直徑的選擇 焊絲直徑是影響單面焊雙面成形的重要因素。對(duì)于要求采用單面焊雙面成形及厚度小于 6mm 的焊件和全位置焊接的韓風(fēng)，一般要求采用細(xì)直徑焊絲，焊絲直徑在 ~ 之間。焊接電流的大小取決于焊件的厚度 坡口形式、焊絲直徑及熔滴過渡形式等因素。焊絲直徑不同時(shí)，其焊接電流選擇的范圍亦不相同。該規(guī)范選擇適當(dāng)，飛濺極小，特別有利于實(shí)現(xiàn)單面焊雙面成 形焊縫成形美觀。 電弧電壓的選擇 電弧電壓是影響焊接質(zhì)量的重要焊接參數(shù)，它不但影響焊接過程的穩(wěn)定性，而且對(duì)焊縫的成形、飛濺、焊接缺陷、短路過渡頻率及焊縫力學(xué)性能都有很大影響。 熔滴過渡形式與焊接電流、電弧電壓、焊絲直徑等焊接參數(shù)之間的關(guān)系見 下 表 11。隨著焊接速度的增大、焊縫熔寬和熔深減小，焊接速度過快時(shí)，還會(huì)導(dǎo)致保護(hù)氣氛的破壞，使焊縫產(chǎn)生氣孔。焊接速度過慢，又會(huì)使熔寬加大，熔池變大，溫度升高，容易產(chǎn)生燒穿和焊縫組織粗大等缺陷。 焊絲伸出長(zhǎng)度的選擇 焊絲伸出長(zhǎng)度是指焊絲從導(dǎo)電嘴伸到焊件的距離。當(dāng)焊絲伸出長(zhǎng)度過大時(shí)，則焊絲發(fā)生過熱而成段熔斷，致使焊接過程不穩(wěn)定，飛濺增大，焊縫成形不良，氣體對(duì)熔池的保護(hù)也將被減弱。 實(shí)踐表明，焊絲伸出長(zhǎng)度為焊絲直徑的 10倍左右時(shí)較為適合。 CO2氣體的流量必須以排除空氣對(duì)熔池的侵襲為原則進(jìn)行選擇。 當(dāng)使用的焊接電流較大，焊接速度較快，焊絲伸出長(zhǎng)度較大時(shí)，相應(yīng)氣體流量也 8 較大。周圍環(huán)境空氣流動(dòng)時(shí)應(yīng)增 大氣體流量，當(dāng)空氣流動(dòng)影響較大時(shí)，應(yīng)終止焊接。過大的 CO2氣體流量會(huì)沖擊金屬熔池，使冷卻作用加強(qiáng)，并且使保護(hù)氣氛紊亂反而失去了保護(hù)作用，使焊縫產(chǎn)生氣孔，飛濺增加，焊縫表面粗糙。 三 、操作 技巧 焊接姿勢(shì)和握槍要領(lǐng) 二氧化 碳?xì)怏w保護(hù)焊由于焊槍結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，因此操作起來不如焊條電弧焊那 樣方便自如。 （ 2）焊槍軟管應(yīng)舒展， 以免影響送絲速度均勻。 （ 4）立焊、仰焊位置時(shí)，焊槍不宜發(fā)生擺動(dòng)，且焊槍上的把線不應(yīng)拖墜焊槍向前移動(dòng)。 （ 1）短路引弧 引弧前焊絲端頭與焊件應(yīng)保持 2— 3mm的距離，然后開啟焊槍上的手動(dòng)開關(guān)，焊接電弧即在焊絲與焊件之間被引燃，引弧后應(yīng)盡量將電弧壓低并作適當(dāng)?shù)臋M向擺動(dòng)，以防焊縫中心金屬堆積過高而 使焊縫兩側(cè)產(chǎn)生未熔合現(xiàn)象。 （ 3）收弧 當(dāng)焊接電源沒有衰減電流裝置時(shí)，焊槍應(yīng)在弧坑處停留一下，并在熔池尚未凝固前，間斷短路 2— 3 次，使熔滴填滿弧坑。 接頭 CO2氣體保護(hù)焊單面焊雙面成形打底焊時(shí)，由于收尾處的焊肉較厚，不宜直接接頭，故重新引弧接頭前應(yīng)對(duì)前道 焊縫收弧處的焊肉進(jìn)行削薄打磨，即將收尾處用角磨機(jī)打 9 磨成斜坡狀，然后在斜坡的頂端引弧，引燃電弧后，均勻平穩(wěn)地將電弧移到斜坡底部，并 做均勻擺動(dòng)。 a b 圖 13 左向焊法和右向焊法 a）左向焊法 b）右向焊法 （ 1）左向焊法 焊槍由右向左移動(dòng)，焊槍向手把方向稍作傾斜。 （ 2）右向焊法 焊槍由左向右移動(dòng)，焊槍向焊接方向略作傾斜。缺點(diǎn)是用小焊接參數(shù)焊接時(shí)，不易觀察焊縫，易焊偏。 （ 1）直線法 該方法主要用于薄板及間隙較小的中厚板的打底焊。中厚板打底焊時(shí)可防止未焊透現(xiàn)象。焊接時(shí)，焊槍由右向左均勻擺動(dòng)，并保持適當(dāng)?shù)娜劭字睆剑纯梢员３至己玫谋巢砍尚?。可有效控制熔池溫度，避免背面焊縫由于金屬過熱而超高。 （ 4）斜圓圈形擺動(dòng)法 橫位打底焊時(shí)，為防止鐵液下淌，可采用右向焊法，并且焊槍由左向右作斜圓圈形上下擺動(dòng)和向前移動(dòng)，從而得到良好的焊縫背面成形。 表 12 焊槍擺動(dòng)方法及適用范圍 焊槍擺動(dòng)方法 適用范圍 直線法 用于薄板窄坡口及間隙較小的中厚板打底焊 鋸齒形橫向擺動(dòng)法 用于坡口較小的平、立、仰位置打底焊 反月牙形橫向擺動(dòng)法 用于坡 口或間隙較大的平、立、仰位置打底焊 斜圓圈形橫向擺動(dòng)法 用于橫位或 450橫位打底焊 在生產(chǎn)實(shí)際中，焊槍的擺動(dòng)方法還很多，如奧氏體不銹鋼的窄間隙打底焊，宜采用直線往復(fù)方法進(jìn)行焊接。 第二部分 船體用 B 級(jí)鋼試驗(yàn)和技術(shù)數(shù)據(jù) 一 .B 級(jí)鋼的制造 工藝與過程 ，均應(yīng)由經(jīng) CCS認(rèn)可的鋼廠按認(rèn)可的工藝、鋼種和等級(jí)進(jìn)行生產(chǎn)。 爐、電爐或堿性吹氧轉(zhuǎn)爐冶煉。 CCS認(rèn)可的連鑄方法鑄造并應(yīng)符合下列規(guī)定： (1). 鋼錠或連鑄方坯的尺寸與鋼材成品最厚部分的尺寸間的比例，應(yīng)達(dá)到足夠的壓縮比以保證成品具有良好的性能； (2). 若采用錠模澆鑄，每個(gè)鋼錠應(yīng)切去足夠的錠頭錠尾，以保證成品無有害缺陷。 。規(guī)定的試驗(yàn)應(yīng)在驗(yàn)船師在場(chǎng)時(shí)進(jìn)行。 鋼材制造廠在鋼材生產(chǎn)過程中應(yīng)遵循有關(guān)的生產(chǎn)技術(shù)條件，進(jìn)行有效的操作和 11控制。同時(shí)將調(diào)查處理報(bào)告提交驗(yàn)船師備查。試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)符合規(guī)范要求。 二、厚度公差 對(duì)于各類船體結(jié)構(gòu)用鋼板，其厚度負(fù)偏差應(yīng)不超過 。 對(duì)于機(jī)械結(jié)構(gòu)用鋼板，其厚度負(fù)偏差應(yīng)符合下表 21的規(guī)定 。 鋼板和寬扁鋼的厚度應(yīng)在距邊緣至少 10mm處測(cè)量。船廠亦有責(zé)任保證鋼材在使用前不會(huì)因人為因素而不符合厚度公差的要求。 當(dāng)允許按批試驗(yàn)驗(yàn)收時(shí)，供試驗(yàn)的材料應(yīng)從同一產(chǎn)品形式 (鋼板 、扁鋼或型鋼 )、同一爐罐號(hào)、同一軋制工藝和同一供貨狀態(tài)的一批材料中選取。試驗(yàn)材料應(yīng)從下列部位切取 (對(duì)于尺寸較小的鋼材，試驗(yàn)材料的切取位置應(yīng)盡可能接近所規(guī)定的部位 )： 對(duì)鋼板應(yīng)在端部距板邊約 1/4板寬處切取，如下 圖 21所示。 對(duì)于成批驗(yàn)收的鋼材，沖擊試樣應(yīng)取自同批材料中厚 度最大的材料。 四、外觀檢查和無損檢測(cè) 發(fā)貨之前，鋼廠有責(zé)任對(duì)所有鋼材進(jìn)行外觀檢查及外形尺寸校核。如船廠在加工中發(fā)現(xiàn)鋼材有制造缺陷時(shí)，仍應(yīng)由鋼廠負(fù)責(zé) 。 除本章各節(jié)另有規(guī)定外，鋼材的無損檢測(cè)一般不作為驗(yàn)收項(xiàng)目，但鋼廠應(yīng)采取 適當(dāng)措施保證鋼材的內(nèi)部質(zhì)量。 五、缺陷的修整 ，但修整后任何部位的厚度應(yīng)不小于公稱厚度的 93%，且減薄量應(yīng)不大于 3mm，修整后表面應(yīng)光潔平順。驗(yàn) 13船師可要求對(duì)已修整區(qū)域進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒o損檢測(cè)，以證明缺陷已全 部消除。焊補(bǔ)后，被修補(bǔ)部位應(yīng) 打磨光順，并進(jìn)行無損檢測(cè)，以證明焊補(bǔ)質(zhì)量合格； (4).當(dāng)驗(yàn)船師提出要求時(shí)，鋼材應(yīng)在焊補(bǔ)和打磨后進(jìn)行正火或其他適當(dāng)?shù)臒崽幚?。同時(shí)焊補(bǔ)后應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮负鬅崽幚聿?duì)修補(bǔ)區(qū)域進(jìn)行無損檢測(cè)。 凡標(biāo)有 CCS標(biāo)志的鋼材，在隨后的力學(xué)性能試驗(yàn)中，如發(fā)現(xiàn)不符合規(guī)定要求，則應(yīng)將該標(biāo)志徹 底去除。 14當(dāng)鋼錠或連鑄鋼坯并非由軋鋼廠生產(chǎn)時(shí)，應(yīng)由煉鋼廠提供 1份合格證書，說明鋼的冶煉工藝、爐罐號(hào)和桶樣化學(xué)成分，且該煉鋼廠應(yīng)經(jīng) CCS認(rèn)可 。 表 22 船體用碳素結(jié)構(gòu)鋼 B 級(jí)化學(xué)成分（質(zhì)量 分?jǐn)?shù) /%）標(biāo)準(zhǔn) /GB71288 C Mn Si S P Al Cr Ni Cu ≤ ≤ ≤ —— ≤ ≤ ≤ 表 23 船體用碳素結(jié)構(gòu)鋼 B級(jí)鋼的脫氧方法和交貨狀態(tài) 鋼種 脫氧方法 t（ mm） 產(chǎn)品型式 交貨狀態(tài) B級(jí)鋼 t≤ 50，除沸騰鋼外任何方法；t＞ 50，鎮(zhèn)靜處理。 ② 對(duì)于型鋼，最大含碳量可為 %。 ⑤ 鋼中殘余銅含量應(yīng)不大于 %；鉻、鎳的殘余含量各應(yīng)不大于 %。 ⑦交貨狀態(tài)： A：任意； N：正火； CR：控制軋制； TM(TMCP)：溫度 形變控制軋制； AR*：經(jīng) CCS特別認(rèn)可后，可采用熱軋狀態(tài)交貨； CR*：經(jīng) CCS特別認(rèn)可后，可采用控制軋制狀態(tài)交貨。每一批 量 應(yīng)取 1組 3個(gè)夏比 V型缺口沖擊試樣進(jìn)行試驗(yàn) ，見表 24所示。） 抗拉強(qiáng)度Rn （ N/mm178。 ② 對(duì)厚度不大于 25mm的 B級(jí)鋼，經(jīng) CCS同意可不做沖擊試驗(yàn)。 對(duì)于寬度 25mm、標(biāo)距長(zhǎng)度 200mm的全厚度板狀試樣，其最小伸長(zhǎng)率應(yīng)符合 表 25的規(guī)定。焊接工藝評(píng)定是通過焊接過程中的一整套技術(shù)規(guī)定 ,包括 :焊前準(zhǔn)備 v 焊接材料 v 焊接設(shè)備 v 焊接方法 v 焊接順序 v 焊接操作 v焊后熱處理 v 焊后檢驗(yàn)及評(píng)定。