【正文】 士學(xué)位論文 1 1 緒論 自從 1810 年俄國人發(fā)明碳弧焊接以來，焊接技術(shù)已走過了近兩百年的歷程。隨著十余種新的焊接技術(shù)的發(fā)展，焊接逐漸成為了工業(yè)領(lǐng)域的不可或 缺的材料成型方法。 【 4】 表 1 主要焊接方法的發(fā)明國家和年份 焊接方法 英文縮寫 發(fā)明國 發(fā)明年份 電阻焊 RW 美國 1886～ 1900 氧炔氣焊 OAW 法國 1900 鋁熱焊 TW 德國 1900 焊條電弧焊 MMA、 SMAW 瑞典 1907 電渣焊 ESW 俄國、蘇聯(lián) 1908～ 1950 等離子弧焊 PAW 德國、美國 1909～ 1953 鎢極惰性氣體保護(hù)焊 TIG、 GTAW 美國 1920～ 1941 藥芯焊絲電弧焊 PCAW 美國 1926 螺柱焊 美國 1930 熔化極惰性氣體保護(hù)焊 MIG、 GMAW 美國 1930～ 1948 埋弧焊 SAW 美國 1930 CO2氣 體保護(hù)焊 MAG、 GMAW 蘇聯(lián) 1953 電子束焊 EBW 蘇聯(lián) 1956 激光束焊 LBW 英國 1970 攪拌摩擦焊 FSW 英國 1991 近 50 年來，全球工業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)一步促進(jìn)了焊接技術(shù)的全面創(chuàng)新和開拓性的工程應(yīng)用。焊接基礎(chǔ)理論包括焊接物理學(xué)、焊接冶金學(xué)、焊接力學(xué)及 焊接控制學(xué)四大分支?？梢?，焊接技術(shù)領(lǐng)域已成為一個(gè)巨大的科技知識(shí)寶庫，而焊接技術(shù)本身也提升為現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中只是密集型的先進(jìn)制造技術(shù)。由美國建立的 Inter 網(wǎng)，是當(dāng)前發(fā)展最快、最有成效的國際聯(lián)網(wǎng)。網(wǎng)絡(luò)的強(qiáng)大功能，已深入到政治、經(jīng)濟(jì)、軍事、商業(yè)、工業(yè)、文化、教育等各個(gè)領(lǐng)域，可以稱為人類社會(huì)進(jìn)入信息時(shí)代的標(biāo)志。 【 11】 焊接技術(shù)是先進(jìn)制造技術(shù)中一個(gè)重要組成部分，它將不斷吸收高新技術(shù)的成果，如計(jì)算機(jī) 、 信息、電控、能源及現(xiàn)代管理等推動(dòng)向前發(fā)展。焊接是一個(gè)涉及到電弧物理、傳熱、冶金和力學(xué)等學(xué)科的復(fù)雜過程。傳統(tǒng)上，焊接工藝總是要通過一系列的實(shí)驗(yàn)或根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來確定，以獲得可靠而經(jīng)濟(jì)的焊接結(jié)構(gòu)，計(jì)算機(jī)模擬只要通過少量驗(yàn)證試驗(yàn)證明數(shù)值方法在處理某一問題上的適用性，大量篩選工作即可由計(jì)算機(jī)完成，省去了大量的試驗(yàn)工作，從而大大節(jié)約了人力、物力和時(shí)間，在新的工程結(jié)構(gòu)及新材料的焊接方面具有很重要的意 義。此外，計(jì)算機(jī)模擬還廣泛用于分析焊接結(jié)構(gòu)和接頭的強(qiáng)度和性能等問題。數(shù)據(jù)庫技術(shù)目前已經(jīng)滲透到焊接領(lǐng)域的各個(gè)方面，從原材料、焊接試驗(yàn)、焊接工藝到焊接生產(chǎn)。這些數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)為焊接領(lǐng)域內(nèi)各種數(shù)據(jù)和信息管理提供了有利條件?，F(xiàn)有的焊接專家系統(tǒng)中，工藝選擇和工藝制定是最主要的應(yīng)用領(lǐng)域，焊接過程的實(shí)時(shí)控制是重要的發(fā)展方向。另外，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) /制造（ CAD/CAM）在焊接加工中的應(yīng)用也日益增加，主要用于數(shù)控切割、焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和焊接機(jī)器人中。 坡口又有單面坡口 和雙面坡口之分， 只構(gòu)成單面焊縫（包括封底焊）的坡口 叫做單面坡口， 形成雙面焊縫的坡口 叫做雙面坡口。 而焊接方向是指 焊接熱源沿焊縫長(zhǎng)度增長(zhǎng)的移動(dòng)方向 。 保證焊接質(zhì)量、減少焊接變形和焊接材料消耗，需把被焊工件的邊緣加工成各種形式的坡口，進(jìn)行坡口對(duì)焊。 對(duì)接接頭 坡口形式有 I 形、 V 形、 Y 形、 X 形、 U 形、雙 Y 形 、 K 形、 L 形等。一般情況下，手工電弧焊焊接6 mm 以下和自動(dòng)焊焊接 14 mm 的焊件時(shí)，采用 V 形坡口， V 形坡口加工較方便，但焊后工件容易發(fā)生變形；鋼板厚度為 12～ 60 mm 時(shí)，可采用 X 形坡口， X 形坡口比 V 形坡口好，在同樣厚度下，它能減少焊著金屬量約 1/2，另外，由于焊縫對(duì)稱，焊件變形小，它主要用于大厚度以及要求變形較小的結(jié)構(gòu)中； U 形及雙U 形坡口的焊著金屬量更少，焊接變形也少，但這種坡口加工較復(fù)雜，一般只在較重要的及板厚較大的結(jié)構(gòu)中采用，如電站鍋爐鍋筒用電弧焊焊接的環(huán)縫常 采用這種形式。 【 15】 T 形接頭 坡口 T 型接頭 將相互垂直的工件用（角）焊縫連接起來的接頭。這類接頭應(yīng)避免采用單面角焊縫，因?yàn)榻宇^的根部有較深的缺口，其承受能力較低。 板厚在 30 mm 以下時(shí)可以不開坡口，若接頭需承受載荷，俄克拉荷馬 理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 5 則應(yīng)按 鋼板厚度和對(duì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求，可分別選用單邊 V 形、 K 形或雙 U 形等坡口形式，保證焊透，對(duì)于工作壓力 ≥ MPa 的鍋爐，其鍋筒或集箱與管子進(jìn)行角焊縫連接時(shí)，則無論厚度如何都必須在管端或鍋筒、集箱上開坡口。 角接接頭 坡口 角接接頭多用于箱型結(jié)構(gòu)， 小型鍋爐中鍋筒和封頭連接就屬于這種形式，根據(jù)焊件厚度和坡口準(zhǔn)備不同，角接接頭可分為不開坡口、單邊 V 形、 V 形以及 K形 4 種形式。 坡口的選擇，主要取決于母材厚度、焊接方法和工藝要求。 在壓力容器的現(xiàn)場(chǎng)組焊過程中，我們會(huì)遇到平、立、橫、仰等多種焊接位置，而且焊接量大，焊工容易疲勞，為了既保證焊接質(zhì)量，又提高焊接速度，改善焊接條件，我們可以從合理地設(shè)計(jì)和選取不同參數(shù)尺寸的坡口形式入手。為了改善橫焊位置的施焊條件，提高焊接質(zhì)量和速度， 可以采用上下板邊坡口角度不等的坡口形式。 這種坡口的特點(diǎn)主要是：板邊坡口 α＞ β，可以防止焊接熔池中熔化金屬下淌，焊工操作難度減少，防止上板邊的咬邊。 焊接坡口的 作用 根據(jù)設(shè)計(jì)或工藝要求，在焊件的待焊部位加工成一定幾何形狀和尺寸的溝槽，叫坡口。 2)便于操作和清理 焊渣。 4)調(diào)節(jié)基本金屬與填充金屬的比例。在設(shè)計(jì)或選擇坡口焊縫時(shí)，必須注意施焊可達(dá)性，其中主要考慮坡口角度、根部間隙、鈍邊和根部半徑等參數(shù)。坡口除保證焊透外，還能起到調(diào)節(jié)母材金屬和填充金屬比例的作用，由此可以調(diào)整焊縫的性能。根據(jù) GB98588 規(guī)定，焊條電弧焊常采用的坡口形式有不開坡口（ I 形坡口）、 Y 形坡口、雙 Y 形坡口、 U 形坡口等。厚度相同的工件常有幾種坡口型式可供選擇， Y 型和U 型坡口只需一面焊，可焊到性較好，但焊后角變形大，焊條消耗量也大些。 U 型和雙面 U 型坡口根部較寬，容易焊透，且焊條消耗量也較小，但坡口制備成本較高，一般只在重要的受動(dòng)載的厚板結(jié)構(gòu)中采用。在壓力容器的現(xiàn)場(chǎng)組焊過程中，我們會(huì)遇到平、立、橫、仰等多種焊接位置，而且焊接量大，焊工容易疲勞，為了既保證焊接質(zhì)量，又提高焊接速度，改善焊接條件，我們可以從合理地設(shè)計(jì)和選取不同參數(shù)尺寸的坡口形式入手。采用這種形式的坡口，主要有三個(gè)作用：①平焊位置施焊條件好，焊接電流可以適當(dāng)增大，增加焊接速度；②電弧停留時(shí)間加長(zhǎng)，防止咬邊，且焊工操作容易，焊接質(zhì)量也可以相應(yīng)提高；③仰焊位置施焊量減少，可相應(yīng)減少施焊難度，且由于坡口寬度減少，電弧橫向擺動(dòng)幅度亦相應(yīng)減少，電弧也就相對(duì)集中，焊接質(zhì)量容易保證，不易產(chǎn)生咬邊。實(shí)踐證明，同一種材料采用不同的坡口 形式和加工方法，焊后接頭有不同的性能特點(diǎn)和生產(chǎn)成本。 焊接順序的 作用 焊接順序是指 工件上各焊接接頭和焊縫的焊接次序。合理的焊接順序和方向可以控制焊接殘余應(yīng)力 ，在工程機(jī)械焊接過程中 ， 焊接變形不利于結(jié)構(gòu)件制造精度的控制 ， 從而影響機(jī)械制造的質(zhì)量，在焊接工藝正確的條件下 ， 往往因?yàn)楹附硬僮黜樞虻腻e(cuò)誤 ， 導(dǎo)致焊俄克拉荷馬 理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 7 接缺陷 ， 甚至發(fā)生不可彌補(bǔ)的損失 .在焊接質(zhì)量事故中 ， 人們往往忽略這一點(diǎn)。 為了減少結(jié)構(gòu)變形，合理安排焊接順序的原則是：采用對(duì)稱焊接，在生產(chǎn)中會(huì)遇到很多結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)稱的焊件，它具有對(duì)稱布置的焊縫。當(dāng)產(chǎn)品不能完全對(duì)稱地、同時(shí)進(jìn)行焊接，可允許焊縫焊接有先有后，但在焊接順序上盡量作到對(duì)稱，這樣能最大 限度地減少結(jié)構(gòu)變形；結(jié)構(gòu)焊縫不對(duì)稱時(shí)先焊縫少的一側(cè)，在實(shí)際生產(chǎn)中，遇到的往往是焊縫不對(duì)稱的焊接結(jié)構(gòu)；采用不同的焊接順序，將連續(xù)焊縫改成斷續(xù)焊縫可減少焊縫和工件由于受熱而產(chǎn)生的塑性變形。厚板的焊接，一般要開坡口并采用多層焊或多層多道焊。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。特別是對(duì)于易淬火鋼，后焊道對(duì)前焊 道的回火作用，可改善接頭組織和性能。焊縫層數(shù)少，每層焊縫厚度太大時(shí)，由于晶粒粗化，將導(dǎo)致焊接接頭的延性和韌性下降。主要是各種專家系統(tǒng)的建立與應(yīng)用。了解焊接坡口及焊接順序圖形的制定依據(jù)及對(duì)材料焊接成形的影響?；疽笫窃谳斎胍阎獏?shù)以后，完成自動(dòng)繪制各種焊 接坡口及焊接順序圖形的任務(wù)。 用 VB設(shè)計(jì)焊接圖形系統(tǒng)的 特點(diǎn)及 優(yōu)勢(shì) VB 編程介紹 Visual Basic 是一 種由微軟公司開 發(fā)的包含協(xié)助開發(fā)環(huán)境的事件驅(qū)動(dòng)編程語言。它源自于 BASIC編程語言。程序員可以輕松的使用 VB 提供的組件快速建立一個(gè)應(yīng)用程序。它是一種強(qiáng)大的語言，即您所能想到的編程任務(wù) ，它基本都能完成。 【 1】 VB 是微軟 公司的一種通用程序設(shè)計(jì)語言，包含在 Microsoft Excel、 Microsoft Access 等眾多 Windows 應(yīng)用軟件種的 VBA 都使用 VB 語言，以供用戶二次開發(fā)；目前制作網(wǎng)頁使用較多的 VBScript 腳本語言也是 VB 的子集。利用 ActiveX(TM)技術(shù)， VB 可使用如 Microsoft Word、 Microsoft 俄克拉荷馬 理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 9 Excel 及其 他 Windows 應(yīng)用程序提供的功能，甚至可直接使用 VB 專業(yè)版和企業(yè)版創(chuàng)建的應(yīng)用程序?qū)ο蟆? 對(duì)象 (object)：可控制的某個(gè)東西 ， VB 中主要有兩類對(duì)象 :窗體和控件。 控件 (control)：指的是各種按扭、標(biāo)簽、文本框等。 集成開發(fā)環(huán)境簡(jiǎn)介 VB 集成開發(fā)環(huán)境 (IDE—— Integrated Developing Environment ) 由以下元素組成： 1) 標(biāo)題欄 用于顯示正在開發(fā)或調(diào)試的工程名和系統(tǒng)的工作狀態(tài)（設(shè)計(jì)態(tài)、運(yùn)行態(tài)、中止態(tài)）。 3) 工具欄 在編程環(huán)境下用于快速訪問常用命令。 4) 窗體設(shè)計(jì)器 用來設(shè)計(jì)應(yīng)用程序的界面。需要再設(shè)計(jì)另一個(gè)窗體時(shí)，單擊工具欄上的“添加窗體”按鈕即可。除了缺省的工具箱布局之外，還可以通過從上下文菜單中選定“添加選項(xiàng)卡”并在結(jié)果選項(xiàng)卡中添加控件來創(chuàng)建自定義布局。 7) 工程管理器窗口 俄克拉荷馬 理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 10 用于瀏覽工程中所包含的窗體和模塊，還可以從中查看代碼、查看對(duì)象。VB 中正是通過改變屬性來改變對(duì)象的特征，如大小、標(biāo)題或顏色?？梢允褂谩皩?duì)象瀏覽器”瀏覽在 VB 中的對(duì)象和其它應(yīng)用程序，查看對(duì)那些對(duì)象有效的方法和屬性，并將代碼過程粘貼進(jìn)自己的應(yīng)用程序。 11) 窗體布局窗口 Form Layout window 允許使用表示屏幕的小圖象來布置應(yīng)用程序中各窗體 的位置。在 VB 中原點(diǎn)為控件或窗體的左上角， X、 Y 坐標(biāo)分別向右向下遞增。 【 3】