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钢管抛磨机吸气罩焊接制作工艺

目录

摘要和关键词
绪论
第1章 母材选择
第2章 焊接方法和设备选择
第3章 焊接材料选择
第4章 焊接夹具选择
第5章 焊接结构工艺路线确实定
第6章 焊接检验
第7章 焊接缺点
第8章 抛磨机除尘罩油漆
结论
参考文件

摘要

钢管抛磨机吸气罩是一个环境保护型产品，对产品质量要求并不是很高，所以，依据产品实际应用，从考虑质量和经济成本等方面，选择了产品母材为Q235钢，焊接方法为钨极氩弧焊，WSW-500型焊机，钨极为Wce-20,焊丝为H08Mn2SiA,保护气体为氩气，和合理焊接工装夹具，对确定好各类参数应用于焊接当中，并对多种工序作出严格要求，并列出了焊接工艺路线单和焊接工艺卡，对成形后产品采取外观检测--目测法，进行检测，并对多种可能出现缺点作出了预见和危害分析，和相关补救方法，并画出了产品成形图。

关键词：吸气罩生产工艺，焊接工艺路线单，工艺卡

绪论
焊接技术在机械制造工业中含相关键地位，是国家经济各个领域不可缺乏工艺技术手段，焊接作为现代工业生产中理想连接手段，和其它连接方法相比，含有很多优点，其应用更是包含到国民经济各个领域。
钢管抛磨机吸气罩制作就是焊接一个经典表现，它是一个环境保护型产品，也是焊接生产项目中一个，对环境保护起着很大作用。本文关键依据它制作工艺，结合焊接生产项目和焊接生产项目标管理，和检测技术对制作钢管抛磨机吸气罩做了一个全方面概述，着重讲述了母材选择，焊接材料选择，焊接方法和设备选择，焊接结构工艺路线确实定，制作焊接工艺路线单，焊接工艺卡，和应用了常见焊接质量检测技术，也分析了其中可能出现种种缺点，走过了整整一个焊接生产步骤，为以后做焊接生产打下了一个坚实基础。
因为本人水平有限，且受实践经验所限，可存在不少缺点和错误，衷心期望老师和同学批评指正。

第1章 母材选择

材料选择对制作工艺来说是很关键，材料选择好坏对焊接质量和经济影响是很大，此次设计是钢管抛磨机吸气罩，属于环境保护型产品，关键用来将工件在抛磨机抛光是部分火星，灰尘等杂质经过吸气罩排除掉，没有承受很大力，结构简单，用于场所并不是很关键，故从考虑到使用情况，既经济又实用，选择Q235钢，因为它满足了这个要求。
1.1 Q235钢焊接性
Q235钢含碳量低，含硅、锰又少，通常情况下不会因焊接而引发严重硬化组织和淬火组织，它强度和塑性有很好配合，冲击韧度好，能够制成多种接头形式，适合全位置焊接，焊缝产生裂纹和气孔倾向小，焊接时通常不需要预热，控制层间温度和后热，焊后也无须采取热处理改善组织，不需要特殊工艺方法，焊接性优良，能够采取多种焊接方法焊接，通常只有在特殊环境下可能会有困难。
1.2 Q235钢机械性能
抗拉强度（σb/ MPa):375-500,伸长率（δ5%）：≧26（a≦16mm),≧25(a>40-60mm),≧23(a>60-100mm),≧22(a>100-150mm),≧21(a>150mm)
其中a为钢材厚度或直径。Q235钢屈服点为235MPa，抗拉强度约是375-460MPa（3750-4600kgf/cm2)经计算Q235钢
许用弯曲应力[σ]=158MPa
许用剪切应力[τ]=98MPa
许用挤压应力[σ]=240MPa
Q235是最一般板材，属于普板系列。既经济又实用。
实施标准：外部标准为：GB/T709-<<热轧板和钢带尺寸、外形、重量及许可偏差>>，内容标准为：GB/T3274-<<碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板和钢带>>
1.3 母材尺寸确实定
母材尺寸板厚为0.5mm,其它尺寸根据图样确定，如附图所表示。

第2章 焊接方法及设备选择

生产中选择焊接方法和设备时，不仅要了解多种焊接方法和设备特点和适用范围，而且要考虑产品要求，然后再依据所焊接产品结构、材料和生产技术等条件作出初步选择。
2.1 焊接方法选择
Q235钢焊接方法有很多，比如：手工电弧焊、埋弧焊、气保焊、等离子弧焊、电渣焊等，所包含焊接范围很广。依据此次设计吸气罩特点而言，它只有0.5mm厚，是环境保护型产品，受力不是很大，考虑到它质量优良可靠，生产率高，成形美观，经济性好等原因，所以首选钨极氩弧焊，次选气焊，再次选MIG焊。
2.1.1 钨极氩弧焊特点及应用
(1) 焊接质量好 氩气是惰性气体，不和金属起化学反应，合金元素不会氧化烧损，而且也不溶解于金属，焊接过程基础是金属熔化和结晶简单过程，所以保护效果好，能取得高质量焊缝。
(2) 适应能力强 采取氩气保护无熔渣，填充焊丝不经过电流不产生飞溅，焊缝成形美观；电弧稳定性好，即使在很小电流(<10A)下也能稳定燃烧，且热源和填充焊丝可分别控制，热输入轻易调整，所以特适合薄板，超薄板(0.1mm)及全位置焊接。
(3) 焊接范围广 钨极氩弧焊几乎可焊接除熔点很低铅，、锡以外全部金属和合金，尤其适宜焊接化学性质活泼金属和合金，因为轻易实现单面焊双面成形，有时还用于焊接结构打底焊。
该吸气罩是一个环境保护型产品，考虑到它成形美观，变形等原因，钨极氩弧焊是最好选择。
2.2 焊接设备选择
2.2.1 选择焊接设备基础标准
(1) 符合被焊结构技术要求
被焊结构技术要求包含材料特征，结构特点，尺寸，精度要求和结构使用条件等。
(2) 符合实际使用情况
不一样焊接设备能够焊接同一焊件，所以需要依据需要实际使用情况选择比较适宜焊接设备。
(3) 符合好经济效益
选择焊接设备应在满足工艺要求前提下，尽可能选择耗电少和功率高设备。
2.2.2 焊接设备选择
依据焊接设备基础标准，结合吸气罩特点和要求，选择钨极氩弧焊机WSM-250型，配用下降外特征脉冲弧焊电源。因为脉冲弧焊电源功率高，能够在较宽范围内调整、控制焊接线能量，对于热敏度性大高合金材料、薄板及全位置焊接含有独特优点。
2.3 下料、成形方法和设备
钢管抛磨机吸气罩材料只有0.5mm厚，用冷板制作，强度不是很大，结构也简单，所以在下料时不能承受很大力，不然轻易变形，影响后面产品加工，和产品最终质量，所以依据实际需要，采取激光切割进行下料和成形。

第3章 焊接材料选择

材料选择是焊接结构生产中很关键步骤，它好坏关系到焊接结构生产质量和经济问题，所以选材一定要科学。
3.1 焊接材料选择标准
根据确保焊接结构安全使用前提下尽可能改善作业条件和提升技术经济效益标准来选择焊材，关键从一下几点考虑：
(1) 焊缝金属性能 焊缝化学成份和机械性能、抗裂性能、所要求特征性能，如低温冲击性能、抗疲惫性能及耐蚀性。
(2) 工艺性 工艺性好，方便操作，减轻劳动强度，改善卫生条件，抗气孔，夹渣，未焊透，咬边等缺点能力。
(3) 技术经济效益 提升劳动生产率，降低成本。
3.2 钨极选择
钨极氩弧焊钨极关键是传导电流引燃电流和维持电弧正常燃烧作用，所以要求含有较大许用电流，熔点高，损耗小，引弧和稳弧性能好等特征，常见钨极有纯钨极，钍钨极和铈钨极三种，牌号和特点如表3-1
3.3 焊丝选择
焊丝选择标准是熔敷金属化学成份或力学性能和被焊接材料相当。依据钢管抛磨机吸气罩母材化学成份和力学性能、选择钢焊丝根据GB/T8110-1995《气体保护电弧焊用碳、低合金钢焊丝》选择H08Mn2SiA焊丝。用途及熔敷金属性能如表3-2、3-3所表示。
表3-1 常见钨极牌号和特点
钨极种类
常见牌号
特点
纯钨极
W1、W2
熔点高达3400℃，沸点约为5900℃，基础上能满足焊接过程要求，但电流载受能力低，空载电压高，现在极少使用
钍钨极
WTh-7、WTn-10、WTn-15
在钨极中加入1％～2％氧化钍（ThO2）,显著提升了钨极电子发射能力，和纯极相比，引弧轻易，电弧稳定，不易烧损，使用寿命长；电弧稳定但成本较高，且有微量放射性，必需加强劳动保护
铈钨极
Wce-10、Wce-15、Wce-20
在纯钨中加入2％氧化铈(Ce0)。和钍钨极相比，引弧轻易，电弧稳定，许用电流密度大；电极烧损小，使用寿命长，几乎没有放射性，是一个理想电极材料。
据吸气罩要求和钨极特征和多种钨极对比，选择铈钨极Wce-20。
表3-2 钨极氩弧焊丝牌号及用途
焊丝牌号
焊丝型号
用途
H08Mn2SiA
ER49-1
用于焊接低碳钢及一些低合金结构钢

表3-3 钨极氩弧焊ER49-1焊丝熔敷金属力学性能
焊丝型号
熔敷金属拉伸试验
熔敷金属V铁
冲击试验
ER49-1
σb/Mpa
σ0.2/MPa
δ5/％
试验温度/℃
Akv/J
≥490
≥372
≥20
室温
≥47

3.4 保护气体选择
钨极氩弧焊保护气体大致有氩气、氢气及氩氢和氩氦混合气体三种。使用最广是氩气，氦气因为比较稀有，提炼困难，价格昂贵，中国极少使用。氩氢混合气体仅限于不锈钢，镍及镍铜合金焊接，结合此次课题实际需要，只是一般型装置，选择氩气保护气体。

3.5 焊接规范参数选择
钨极氩弧焊焊接工艺参数关键有：电源种类和极性、钨极直径、焊接电流、电弧电压、氩气流量、氩气速度和喷嘴直径等。焊接工艺参数正确选择是取得优质焊接接头关键确保。
1、 电源种类和极性选择，如表3-4所表示。
2、 钨极直径 关键是根据焊件厚度、焊接电流、电源极性来选择，见表3-5所表示。
3、 焊接电流 依据表3-5所得，选择焊接电流为15～80A之间。

表3-4 电源种类和极性选择
电源种类和极性
被焊金属材料
直流正接
低碳钢、低合金钢、不锈钢、耐热钢、铜钛及合金
直流反接
关键用于多种金属熔化极氩弧焊、钨极氩弧焊极少采取
交流电源
铝、镁及合金
依据表，结合此次设计母材为Q235钢，所以选择直流正接。

表3-5 多种直径钨极评用电流范围
电源极性
钨极直径/mm
1．0
1．6
2．4
3．2
4．0
许用电流范围/A
直流正接
15～80
70～150
150～250
250～400
400～500
依据表和母材Q235板厚1 mm，选择焊丝直径为1.0 mm。

4、 氩气流量和喷嘴直径 氩气流量选择3～20L/min范围内，喷嘴直径伴随氩气流量增加而增加为5～14 mm。喷嘴按下式计算
D=（2.5～3.5）dw
式中 D——喷嘴直径（mm）
dw——钨极直径
决定喷嘴直径后，氩气流量按下公式计算
Q=(0.8～1.2)D
式中：Q——氩气流量（L/min）
D——喷嘴直径
D小时，Q取上限；D大时，Q取下限。
5、 焊接电流 焊接速度过快，易产生未焊透等缺点，焊速过慢，焊缝易咬边和烧穿。焊接时看好工件改变，自行调整焊接速度。
6、 电弧电压 采取短弧焊，电压为10～24V
7、 喷嘴和焊件间距离 经过测定氩气有效保护区域直径来判定，直径越大，保护效果越好，喷嘴和焊件距离以5～15 mm为宜。
8、 钨极伸出长度 为了预防电弧烧坏喷嘴，钨极端部突出喷嘴以外，其伸出长度对接焊时为3～6 mm。角焊缝时为7～8 mm。
9、 焊丝直径 依据焊接电流选择，选择焊丝直径为1 mm。
3．6 施焊条件
1． 将被焊材料表面坡口及坡口两侧20 mm内表面上水、锈、氧化膜、油污和有碍焊接杂物清除掉。
2． 将清理好工件用焊接夹具夹好。
3． 选择好合理焊接工艺参数。
4． 戴好该戴劳动保护设备。
第4章 焊接夹具选择

为了使焊接工作顺利进行，使产品达成预定要求，在焊接时需要焊接夹具进行夹紧，依据实际需要，需要对夹具进行设计。设计夹具目标就是确保装配和焊接过程中不变形或降低变形，努力争取生产产品一次性达标。
本夹具就是确保件1和件2和件4和件2、件3和件1和件4、件5和件1各板块位置保持正确，也就是底板和侧板夹具。但依据此次设计，产品结构精度要求不是很高，又从产品成本进行考虑，采取人工用工具如钳子等进行夹紧，定位。先对焊接部位进行点焊，然后拿下来进行焊接。

第5章 焊接结构工艺路线确实定

5.1 工序要求
为了取得产品优质质量，必需严格要求多种工序，现将各工序要求以下：
1、 钢材矫正 因为钢材从生产到零件加工各个步骤，全部可能因多种原因会造成变形，钢材在划线时偏差只许可：δ﹤14时f≤1.5，超出范围必需矫正。
2、 钢材预处理 必需对钢材表面铁锈、油污、氧化皮等清理洁净，为后续加工做准备。
3、 看钢结构施工图 按图纸来加工，看它们连接方法、焊缝尺寸、坡口形式。
4、 划线 按图纸上尺寸来划线，按1：1百分比在待下料钢材表面上划出加工线，确保尺寸。采取平面划线法，用直尺划线。
5、 下料 严格按划线部位剪出工件来。采取圆盘关剪床。
6、 钢材边缘加工 为了确保装配精度，为了去除不良边缘，采取砂轮机将钢材边缘加工。
7、 弯曲变形 对钢结构施工图件1进行弯曲成型，要严格确保尺寸要求，采取卷板机进行预弯、对中、滚弯三个步骤。
8、 装配 将加工好工件按图样要求一步一步装好，定位、夹紧、测量。
9、 定位 以件1为基准，将件2按图样确定在件1上，再确定件3，最终确定件4。
10、 夹紧 将定位好工件用夹具进行夹紧，确保正确位置，直到焊接结束。
11、 测量 对各零件位置进行测量，看是否达成图样要求。
12、 焊接 焊接次序采取随装随焊，焊接次序先焊件1和件2焊缝，再焊件4和件2焊缝，再将件3和件1、件4分别用连接件连起来，再下一步焊件5和件1，最终焊把手。
5.2 焊接具体操作过程
5.2.1 件1和件2焊接
1、 焊前清理：用打磨机将焊缝两侧铁锈及油污清理洁净。
2、 定位及夹紧 将两工件对接好且夹紧。
3、 点焊固定两工件
4、 开始焊接；调整好焊接参数，用直径为1.0mm焊丝进行焊接。焊接时，要稳定，边焊边观察，发生情况立即调整，以致于焊出好质量焊缝来。
本焊缝选择焊接参数以下；
焊接电流
焊接电压
焊丝直径
气体流量
钨丝直径
70A
20V
1mm
18L/min
1mm

5.2.2 件4和件2焊接
因为件4和件2连接方法和件1和件2连接方法相同，焊接方法也相同，所以焊接方法和焊接参数和件1和件2是一致。
5.2.3 件3和件1和件4连接
用市场上最一般连接件，用4个连接件对三个部件进行连接，确保件3打开方便。
5.2.3 件5和件1焊接和把手焊接
件5和件3是对接在一起，采取焊接方法和焊接方法和焊接参数一样。把手选择三个Q235钢直径为2mm，长别为15mm、6mm、6mm圆钢进行焊接.
5.3 生产过程加工工艺路线卡以下所表示

产品名称
除尘罩
零件图号

除尘罩加工工艺过程卡
毛坯种 类

共1 页
每台件数

零件名称

材料牌 号
Q235
第1页
工序 号
工艺名称
工序内容

车间
工艺装备及设备
辅助材料
工时定额
0
检验
设备
材料应符合国家标准要求质量证书
检验

10
划线
按尺寸要求号料、划线
划线

20
切割下料
按划线尺寸下料
下料
激光切割机

30
刨坡口
按图中要求刨焊缝坡口
机加
刨边机

40
成形
卷制侧板
成形
卷板机

50
装配及夹紧
点焊，用夹具夹紧工件
装配
夹具

60
焊接
先焊件1和件2，再焊件4和件2，再连接件1和件3和件4，再下去焊件5和件1，后焊把手
焊接
钨极氩弧焊机，
焊丝、焊剂

70
检验
关键焊缝进行目测
检验

80
油漆
对合格

编制

日期

审核

日期

更改

除尘罩加工工艺路线卡
第6章 焊接检验
为了确保焊接结构完整性，可靠性，安全性和使用性，除了对焊接技术和焊接工艺要求外，焊接检测也是焊接结构质量管理关键一环。焊接检测在生产中含有确保生产正常进行职能，含有提供质量管理信息职能。本章关键讲述是焊接检测方法和实施步骤等。
关键词：检验方法 实施步骤
6.1 焊接检测方法
焊接检测必需根据焊接结构设计说明书进行或根据协议约定进行，经过焊接检测才能确保生产顺利进行，确定焊接产品合格性。
6.1.1 焊接检测依据
1、 焊接结构设计说明书。
2、 工艺文件。
3、 订货协议。
4、 焊接施工图样。
5、 焊接质量管理制度。
6.1.2 焊接检测方法
1、 按焊接检测数量分有、抽检、全检。
2、 按焊接检测方法有破坏性、非破坏性检测、无损检测。
3、 破坏性检测包含力学性能试验、化学性试验、全相检验。
4、 非破坏性检测包含外观检验、耐压试验、密封性试验。
5、 无损检测包含射线探伤、超声波探伤、磁力探伤、渗透性探伤等。
依据此次设计要求，因为属于环境保护型产品，对产品质量要求并不是十分高，所以从质量和经济方面考虑选择抽样检验，采取外观检验。外观检验包含尺寸检测、几何形状检测、外表伤痕检测等工作轻易进行，而且直观、方便、效率高。
6.2 焊接检测实施步骤
1、焊缝清理 将已焊完后产品清理洁净，使表面看上去很清楚。
2、焊缝外观检测 焊缝外观检测用肉眼及放大镜关键检测焊接接头形状尺寸检测中可用标准平板和量规。
6.2.1 目视检测方法
采取直接目视检测，这种检测用于眼睛充公靠近被检物体，直接观察和分辨缺点形态场所。通常情况下，目视距离约为600mm，眼睛和被测工件表面所成视角大于30°。在检测过程中，采取合适照明，利用放大镜调整照射角度和观察角度，或借助于低倍放大镜观察以提升眼睛发觉缺点和分辨缺点能力。
6.2.2 目视检测项目
1、焊接后清理质量 清理全部焊缝及其边缘应无焊渣、飞溅及阻碍外观检验附着物。
2、焊接缺点检验 检验整条焊缝和热影响区周围是否有裂纹、夹渣、焊瘤、烧穿、气孔、咬边等缺点。气孔、咬边是否符合相关标准要求。
3、几何形状检验 关键检验焊缝和母材连接和焊缝形状和尺寸急剧改变部位。这些部位焊缝不得有漏焊，连接处应该圆滑过渡，焊缝高低、宽窄及结晶鱼鳞纹应均匀改变。
4、焊接伤痕补焊 检验焊缝划伤部位不应有显著棱角和沟槽，伤痕深度不超出相关标准要求。
5、焊缝尺寸检测 焊缝尺寸检测是根据图样标准尺寸或技术标准要求尺寸对实物进行测量检验。
检验数量：每批同类构件抽查10％，且不得少于3件；被抽查构件中，每一类型焊缝按条数抽查5％，且不得少于1条；每条检验1处，总抽查数不应少于10处。焊缝外观应达成：外形均匀、成型很好、焊道和焊道、焊道和基础金属间过渡较平滑，焊渣和飞溅基础清除洁净。

第7章 焊接缺点

在焊接生产中，为了满足产品要求，促进焊接技术发展和产品质量提升，应该把焊接缺点限制在一定范围内。焊接缺点可包含尺寸上缺点、结构上缺点和性质上缺点。
7.1 焊接缺点预见及补救
1、 在焊接时轻易出现尺寸误差和焊缝形状不佳等。改善方法：在焊接前一定要夹紧工件，把工件位置要放好，焊接时操作要稳定。
a) 焊接时可能会出现未焊透、未熔合、夹渣等缺点，因为是焊接电流过小。改善方法：选择大一点焊接电流。
b) 焊接时轻易产生咬边和烧穿和未焊透，这关键是焊速过小或过大。改善方法：自行调整适宜焊接速度。
c) 焊接时会出现裂纹，因为焊接选择参数不妥。改善方法：选择适宜焊接参数。
如缺点出现太多，需到车间和对应部门进行协商沟通，进行处理。

第8章 除尘罩油漆

为了预防除尘罩生锈，也为了它外形美观，需对它进行油漆。
8.1 除尘罩油漆
除尘罩制作完成后且经检验合格后，就用磨光机将可见焊接面打磨平，最终用钢丝刷把除尘罩内外铁锈和焊接时产生焊渣清理洁净。
再检验一下，完全洁净后就开始油漆，油漆刷两次，第一次为防锈底漆，第二次为面漆。油漆颜色要和业主进行协商后确定。
油漆作业需要在干躁无风。环境温度在10℃以上环境下进行，油漆粘度要适宜，在第一次完全干透后才能进行第二次面漆。
油漆完后，一定要干透后，经检验合格后才能根据厂方要求运输到现场。

参考文件
[1] 乌日根. 机焊接质量和检测. 北京：化学工业出版社，.12
[2] 李莉. 焊接结构生产. 北京：机械工业出版社，.3
[3] 丘葭菲.焊接方法和设备. 北京：化学出版社，.10
[4] 马文姝 白凤臣. 金属熔焊原理. 哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社，.8
[5] 戴建树. 焊接生产管理和检测. 北京：机械工业出版社，.2