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焊接技术及自动化毕业设计说明书
一.序言
ELDoX系列钢板是瑞典SSAB钢铁企业开发生产超高强度钢,集高强度和可焊性、长寿命于一身,在中国得到了较快发展应用.关键应用范围：压力钢管、采矿设备、矿用自卸车体和汽车起重机、帆船龙骨、大拱梁、斗铲顶边框架和关键高韧性部件等领域。产品改造后工作出色，重量减轻降低了产品总重量，从而降低了设备维修费用和维修时间，所以提升了生产率。焊接是影响低合金调质高强钢应用至关关键原因,本课题就是针对于高强钢ELDoX900钢进行焊接工艺设计。
二．ELDoX900钢性能及应用概述
ELDoX900钢化学成份
表1材料化学成份
化学成份cSinPScr0NiocuTiN
质量分数0.170.211.390.0090.0010.230.050.4960.010.040.003
因为其合金元素总含量低于5%，ELDoX为低合金高强钢。
ELDoX900钢力学性能
ELDoX900钢抗拉强度≥1015Pa,屈服强度≥940Pa，断后伸长率≥13％。
ELDoX900钢焊接性能
ELDoX900钢合金含量低，碳当量低，从而可用任何一般电弧焊方法，就可将其焊在一般结构钢板上。在焊接时，我们所要求目标是在焊接接头处取得很好强度和良好韧性。依据国际焊接学会推荐碳当量公式cE=c+n/6+/15+/5，我们能够知道，伴随碳当量增加,钢材焊接性回变差,当cE值大于0.4%～0.6%时,冷裂纹敏感性将增大,焊接时需采取预热施焊后保温缓冷，并进行消除应力热处理。考虑到产品结构特点和生产实际情况，我们采取焊条电弧焊打底，药芯焊丝co2焊盖面。和焊条电弧焊相比，药芯焊丝co2焊含有电弧热输入集中、焊接电流密度大、焊接热变形小、生产效率高及焊缝成形好等显著优势。
ELDoX900钢用途
ELDoX900钢产品改造后工作出色，重量减轻降低了产品总重量，从而降低了设备维修费用和维修时间。关键应用于矿山机械、桥梁、铁路、汽车起重机等重载领域，如压力钢管、采矿设备、矿用自卸车体和汽车起重机、帆船龙骨、大拱梁、斗铲顶边框架和关键高韧性部件等领域。
三．ELDoX900钢焊接试验及试验方法
碳当量法
依据国际焊学会推荐碳当量公式：
cE=c+n/6+/15+/5
我们能够了解到ELDoX900ce=0.554％，当碳当量大于0.45％时，则热影响区热影响区粹硬倾向性大，焊接时易产生冷裂纹。所以在焊接之前应采取预热方法，焊后保温缓冷，并进行消除应力热处理。
T形接头抗裂性试验
试件及试验参数
参考GB/T4675，1-1984《斜y坡口焊接裂纹试验方法》自行设计了T形接头试件进行裂纹敏感性试验。15厚ELDoX900钢板抗冷裂试验件组合形状及尺寸，腹板两侧各75长，加工成形60°破口，中间100长加工60°斜y形坡口。翼板和腹板间隙为2，用方形拘束快固定，焊接方法为AG焊，焊接工艺见表2，保护气体为80％Ar+20co2，试验环境温度25℃，相对湿度为65％。
表2焊缝焊接工艺参数
焊接电流
I/A电弧电压
U/V焊丝伸出长度
L/焊接速度
v/
028205
试验结果
试件经过48小时后进行裂纹检验和解剖，采取着色探伤法进行表面裂纹检验。试验焊缝横面经研磨、化学试剂侵蚀、冲洗干燥后置于体式金相显微镜下放大10倍进行金相价差，在室温25℃裂纹率为10％及13％，在余下三种试验温度下，试件表面裂纹率均为0，金相检验结果表明，室温条件下试验焊缝底部有疑似裂纹存在，未见进步一扩展倾向，预热50℃、75℃及100℃，试件没有冷裂纹产生。
四．ELDoX900钢焊接工艺
在产品实际焊接过程中，因为产品结构复杂，焊接方法多个多样。焊接接头存在较大拘束度，局部应力集中，所以在焊接操作时必需制订严格工艺规程。以焊接板厚5-7，不开坡口ELDoX900钢，其工艺以下。
焊接方法
ELDoX900钢碳含量为0.17%，属于低碳调质钢，AG焊是最
适宜焊接方法，而且Ar和co2联合保护可预防合金元素烧损，有利于得到性能良好焊接接头。
焊接材料
超高强度钢因为强度提升，钢材塑性、韧性对应下降。假如
仍采取等强标准，选择高组配焊接接头，焊缝韧性不轻易确保，将可能造成因为焊缝金属韧性不足引发低应力脆性破坏。所以高强钢焊接应采取等韧性标准，选择焊缝韧性不低于基体金属低组配焊接接头比较合理。采取低强焊缝金属并不总是意味着焊接接头强度一定低于母材。依据多年来焊接接头力学性能试验经验，只要焊缝金属强度不低于母材87%，仍可确保接头和母材等强。
ELDoX900钢选择Φ1.2ER120S-G焊丝进行焊接。
焊前准备
全部焊缝焊前必需确保焊道干燥、清洁，除掉其中表面油、水、锈和防锈漆。坡口及坡口周围10～20范围内必需清理洁净，不得有影响焊接质量铁锈.油污.水和涂料等异物。对于关键焊缝，在焊缝两端应设置尺寸适宜引弧板和引出板。在不能使用引弧板和引出板时，应注意预防在引弧处和收弧处产生焊接缺点；焊丝在使用前进行检验，其表面应无锈垢，油污，水分；保护气体应保持干燥。
焊接工艺参数
表三焊接工艺参数
板厚焊接层数电流电压焊接速度保护气流
-73打底焊110-16018-2420-3512-20
盖面焊200-24022-2835-4515-25
清根层200-24022-2835-4515-25
焊前预热及焊后热处理
对于ELDoX900，但板厚小于20时，不要求预热，板厚在20-30时，预热温度为100℃-125℃板厚在30以上，预热温度为125-150℃.所以5-7板焊接不需预热。
进行焊后热处理是为了降低焊接残余应力，高强钢常常在焊态下使用,焊后通常不进行焊后热处理，热处理会使接头一些力学性能下降，如：冲击韧度等。只有在设计规则有特殊说明时，方应进行焊后热处理。但应注意其焊后热处理温度不能超出其调质回火温度。
焊缝检验
如为关键焊缝，板厚小于6，宜用射线摄影方法进行探伤，当被测焊件板厚大于6，可用超声波探伤方法检验，但对于在6-8之间焊件，用由从业时间超出3年检验人员完成检验。
焊接缺点及控制方法
因为ELDoX900钢碳含量较低、n含量较高，而且对S、P含量控制也较严格，所以热裂纹倾向较小，焊后轻易产生冷裂纹。
避免裂纹出现措施有：焊前预热母体材料；确保焊接面清洁和干燥；选择含氢小焊料；经过良好焊接次序和工作合理匹配降低收缩内应力。
焊接工艺
焊接工艺卡
单位：湖南机电职业技术学院工程名称：
工艺卡编号：01
部位名称：
I形坡口平焊接头焊接设备型号：yG-400TX实施标准：
焊接方法：AG生产方法单件生产
材料：ELDoX900钢
厚度等级：5
接头型式：平焊接头接头型式简图：平焊接头
焊接位置：水平固定
焊接次序：1-2-3
预热及中间热处理：无焊后热处理：无
焊接材料及要求：规格：
焊前准备：
全部焊缝焊前必需确保焊道干燥、清洁，除掉其中表面油、水、锈和防锈漆。坡口及坡口周围10～20范围内必需清理洁净，不得有影响焊接质量铁锈.油污.水和涂料等异物。对于关键焊缝，在焊缝两端应设置尺寸适宜引弧板和引出板。在不能使用引弧板和引出板时，应注意预防在引弧处和收弧处产生焊接缺点；焊丝在使用前进行检验，其表面应无锈垢，油污，水分；保护气体应保持干燥。
技术要求：
坡口采取机械加工，坡口保持平整不得有裂纹、分层、夹渣物等缺点，坡口边缘20处应呈金属光泽，不得有油脂、油漆、涂层等污物；
注意事项：
焊前清理是否符合要求；2、焊接电极选择是否取用正确，夹头是否过热；
焊接
层数焊接方法填充金属电流电压焊接速度
型号直径极性大小
AG焊ER120S-GΦ1.2直流反极性110-16018-2420-35
AG焊ER120S-GΦ1.2直流反极性200-24022-2835-45
AG焊ER120S-GΦ1.2直流反极性200-24022-2835-45
焊缝检验：
焊后按规范对焊缝进行外观检验，不得有裂纹、咬边、气孔、未焊透等缺点，对有缺点焊缝立即返修。
编制审批日期XX-11-25
五.结语
在ELDoX900钢焊接过程中，要严格按焊接工艺关键点和焊接工艺参数进行焊接，使产品焊接质量达成设计要求；
超高强度钢结构件制作即使存在一定难度，但只要合理地选择焊接方法及工艺参数，加强焊接和制作过程质量控制，完全能制造出高质量超高强钢结构件。
六．参考文件
[1]贺XX.焊接工艺及应用.国防工业出版社，XX.11
[2]叶XX.焊接技术.北京：化学工业出版社.XX.9
[3]陈XX.焊接工艺.北京：机械工业出版社.XX
[4]王XX.低合金调质高强钢焊接工艺研究进展.应用能源技术，XX:11-13
[5]方XX等.ELDoX900刚焊接工艺评定.焊接制造文摘-焊接分册，XX:22-25
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