焊接方法与设备 课程设计.docx

焊接方法与设备 课程设计

指

导

书

XXXXXXXX职业技术学院
XXXXXX系 焊接教研室

一、目的：
《焊接方法与设备使用》是三年制高职焊接技术及自动化专业的一门专业主干课程。其任务主要是讲述常用的各种焊接方法的过程本质、质量控制、相应焊接设备的构成、工作原理、焊接参数的合理选择及具体的操作技术要领。为了巩固所学常用焊接方法与设备的知识，熟悉有关资料，掌握焊接工艺参数的选择和焊接设备的操作技术，安排了为期一周的课程设计。通过本次焊接工艺设计，锻炼学生们的分析问题与解决问题的能力，提高焊接操作技能。
二、内容：
编制半自动CO2焊、焊条电弧焊、埋弧自动焊以及钨极氩弧焊四种焊接方法的焊接工艺。
三、任务：（按学号选题）
1、2mm板厚Q235A立焊焊接工艺设计。（学号为1-10号）
2、12mm板厚Q345(16Mn) CO2焊对接横焊焊接工艺设计。（学号为11-20号）
3、Φ100×8×100 20钢 管对接水平固定SMAW焊焊接工艺设计。（学号为21-30号）
4、12mm板厚Q345(16Mn) SAW焊对接平焊焊接工艺设计。（学号为31-40号）
5、6mm板厚Q235A TIG焊对接立焊焊接工艺设计。（学号为41-52号）
附：工件材质 20、Q235A或Q345(16Mn)
母材数量 2根或2块
试件尺寸 300mm×100mm×2mm、300mm×100mm×12mm、Φ100×8×100、300mm×100mm×6mm
焊接要求 单面焊双面成形
焊接位置 平焊、立焊或横焊
接头形式 对接接头
四、编制焊接工艺要点提示
1、母材技术状况（钢种、厚度、交货状态等）。
2、焊接材料选择及技术状况（焊丝、焊条、焊剂牌号、规格、焊接材料等级、制造厂、气体等）。
3、焊前准备（坡口形式及加工方式、接头形式、焊接位置、工件尺寸、坡口区域油、水、锈的处理、焊条、焊丝、焊剂的烘干及保温、气体纯度的保证等）。
4、焊接设备与工具（设备与工具名称、型号、特性、制造厂等）。
5、焊接确定（焊道布置、焊接顺序，试板长度方向应与钢板的轧制方向、接头图及焊接层次和焊道布置、点固、反变形等）。
6、焊接工艺参数确定（焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊接层次、每层焊道、焊条直径、焊丝直径、焊剂牌号、喷嘴直径、气体流量等）。
7、操作要点及注意事项（引弧、运条、敲渣、清根、焊枪的运动、收弧等）
8、其它（焊前预热、道间温度、消氢、焊后热处理及消除应力等）。
9、检验要求（表面及无损检测GB/T 3323-1987 钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级、JB/ZQ3680 焊缝外观质量）。
五、日程按排：
日期
任务
星期一
上午
设计任务的布置、熟悉设计要求和步骤、收集、查阅、准备相关资料
下午
继续收集、准备相关资料
星期二
上午
确定焊接工艺的方案、初步编制焊接工艺
下午
编制焊接工艺
星期三
上午
编制焊接工艺
下午
编制焊接工艺
星期四
上午
编写焊接工艺设计说明书（必须用电子文稿）
下午
编写焊接工艺设计说明书
星期五
上午
焊接工艺设计说明书的上交与检查
下午
答辩
六、成绩评定方法
1、考勤记录（按正常上课时间，上午8：00～11：40、下午2：30～4：10，做到不迟到、不旷课、不早退）20%。
2、设计态度和工作作风20%。
3、任务完成情况及质量30%。
4、答辩情况30%。
七、格式及字体要求：
1、大标题3号黑体、一级标题小4号宋体加粗、正文5号宋体、图及表小5号宋体。
2、图表均要居中并且要有图表号，图的名字在图的下方，表达方式是如图几所示，表的名字在表的上方，表达方式是见表几，左右无边框，上下线加粗，图与表号与名称间均空2格，图表要清晰。
3、每段开始空2格，每级标题均空2格，段落间距为固定值20磅。
4、降级方式应按一、1、（1）、①、a，同学们可以参考焊接方法与设备教材。
5、参考资料的格式如：雷世明主编．焊接方法及设备雷．北京：机械工业出版社，2002
八、资料上交方式：
1、电子文档以学号命名发到XXXXXXX@。
2、纸质草稿与打印稿连同资料袋一起上交。
《焊接方法与设备》课程设计任务书
姓名＿＿ 专业 班级 学号＿ ＿
设计题目：
1、2mm板厚Q235A立焊焊接工艺设计。（学号为1-10号）
2、12mm板厚Q345(16Mn) CO2焊对接横焊焊接工艺设计。（学号为11-20号）
3、Φ100×8×100 20钢 管对接水平固定SMAW焊焊接工艺设计。（学号为21-30号）
4、12mm板厚Q345(16Mn) SAW焊对接平焊焊接工艺设计。（学号为31-40号）
5、6mm板厚Q235A TIG焊对接立焊焊接工艺设计。（学号为41-52号）
一原始资料
工件材质 20、Q235A或Q345(16Mn)
母材数量 2根或2块
试件尺寸 300mm×100mm×2mm、300mm×100mm×12mm、300mm×100mm×6mm、Φ100×8×100
焊接要求 单面焊双面成形
焊接位置 平焊、立焊或横焊
接头形式 对接接头
二、设计内容和要求
内容：编制半自动CO2焊、焊条电弧焊、埋弧自动焊以及钨极氩弧焊四种焊接方法的焊接工艺。
要求：
1、大标题、目录3号黑体、一级标题小4号宋体加粗、正文5号宋体、图及表小5号宋体。
2、图表均要居中并且要有图表号，图的名字在图的下方，表达方式是如图几所示，表的名字在表的上方，表达方式是见表几，左右无边框，上下线加粗，图与表号与名称间均空2格，图表要清晰。
3、每段开始空2格，每级标题均空2格，段落间距为固定值20磅。
4、降级方式应按一、1、（1）、①、a，同学们可以参考焊接方法与设备教材。
5、参考资料的格式如
雷世明主编．焊接方法及设备雷．北京：机械工业出版社，2002
三、任务
1、母材技术状况（钢种、厚度、交货状态等）。
2、焊接材料选择及技术状况（焊丝、焊条、焊剂牌号、规格、焊接材料等级、制造厂、气体等）。
3、焊前准备（坡口形式及加工方式、接头形式、焊接位置、工件尺寸、坡口区域油、水、锈的处理、焊条、焊丝、焊剂的烘干及保温、气体纯度的保证等）。
4、焊接设备与工具（设备与工具名称、型号、特性、制造厂等）。
5、焊接确定（焊道布置、焊接顺序，试板长度方向应与钢板的轧制方向、接头图及焊接层次和焊道布置、点固、反变形等）。
6、焊接工艺参数确定（焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊接层次、每层焊道、焊条直径、焊丝直径、焊剂牌号、喷嘴直径、气体流量等）。
7、操作要点及注意事项（引弧、运条、敲渣、清根、焊枪的运动、收弧等）
8、其它（焊前预热、道间温度、消氢、焊后热处理及消除应力等）。
9、检验要求（表面及无损检测GB/T 3323-1987 钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级、JB/ZQ3680 焊缝外观质量）。
四、日程按排
日期
任务
星期一
上午
设计任务的布置、熟悉设计要求和步骤、收集、查阅、准备相关资料
下午
继续收集、准备相关资料
星期二
上午
确定焊接工艺的方案、初步编制焊接工艺
下午
编制焊接工艺
星期三
上午
编制焊接工艺
下午
编制焊接工艺
星期四
上午
编写焊接工艺设计说明书（必须用电子文稿）
下午
编写焊接工艺设计说明书
星期五
上午
焊接工艺设计说明书的上交与检查
下午
答辩

指导教师XXX 设计日期XXXX年XX月

XXXX职业技术学院
焊接方法与设备 课程设计

说 明 书

系 （部）： XXXXX系
班 级： XXXXXX
姓 名： XXXX
指导教师： XXXX

2010 ~ 201 1 学年第 二 学期

6mm板厚Q235A TIG焊对接立焊焊接工艺
一、材料选择
1、母材的选择：母材选择用尺寸为300mm×100mm×6mm的Q235A试板2块，坡口的角度为30°±1°，钝边高度0.5～1mm。其交货状态为热轧。化学成分见下表1。
2、设备的选择:选用的氩弧焊设备型号为WSE-315型交直流两用氩弧焊机，采用直流正接。根据母材的化学成分选择的焊接材料见表2。
表1 Q235A化学成分
牌号
等级
化学成分（质量分数）（%）
Q235
A
C
Mn
Si
S
P
≤
0.14～0.22
0.30～0.65
0.30
0.050
0.045

表2 焊接材料的选择
名称
牌号
规格
要求
焊丝
H08MnA
φ2.4
使用专用焊丝
钨极
WCe20
φ2.4
端部磨成30°圆锥形,锥端直径0.5～0.6mm
氩气
-
-
纯度≥99.95%

二、焊前准备
1、坡口的选择与制备 根据母材的材质与厚度确定，应开Y形坡口，钝边高度0.5～1mm，坡口的角度为60°±2°如下图1。

图1 坡口形式及钝边

2、试板的矫正与处理 如去毛刺、飞边，矫正平面度等。
3、焊件的清理 将坡口正反两面20mm范围内的铁锈和油污清理干净，并且打磨，使之露出金属光泽。
4、试板的装配 两块试板应平整装配，装配间隙1～2mm，反变形角度2°～3°，错边量≤0.5mm。
三、试板的定位
定位焊在试板的两端头，离端头约10mm处开始施焊。定位焊缝长度为15～20mm，定位焊时所采用的各项焊接方法与正式焊时相同，且定位焊中不允许有缺陷。
四、焊接参数的选择
查资料选出焊接的参数，见下表3。
表3 Q235A TIG焊对接立焊焊接参数
焊接层次
钨极直径（mm）
喷嘴直径（mm）
钨极伸出长度（mm）
氩气流量(L/min)
焊丝直径（mm）
焊接电流（A）
电弧电压（V）
1
2.4
10～14
6～8
8～10
2.4
75～85
15～17
2
2.4
10～14
6～8
8～10
2.4
85～100
15～17
3
2.4
10～14
6～8
8～10
2.4
85～100
15～17

五、焊接操作
将装配好的试板装夹在焊接工位上，使焊缝与工作面垂直，把间隙小的一端作为始焊端，焊接方向由下而上，左手持焊枪，右手填充焊丝。
1、引弧 为了确保熔池保护良好，在引弧前5～10s供气，然后将焊枪喷嘴以45°位置斜靠在坡口内，使钨极端部离母材表面2～3mm，然后再引弧。引弧后，先对钢板进行预热，等到钢板达到熔融状态时，即可开始打底焊。
2、打底焊 打底焊时的电流略小于填充和盖面，焊枪在沿焊道中心做小幅度摆动，摆动速度要均匀适当。在打底焊中，焊枪做小幅度反月牙形摆动，焊丝端部始终不离开熔池上边缘，保持在钝边每侧熔化0.5～1mm，焊到焊件最上方时收弧，注意先断电再收枪，使末端熔池得到充足的气体保护。焊枪和焊丝与板件之间的具体位置角度如图2。

图2 焊枪、焊丝及试板的位置

3、接头 接头前先用电弧将收弧处加热至熔化状态，然后将熔孔扩大到正常的焊接尺寸，再将焊丝送进至熔池中，即可重新进入焊接过程。
4、填充 填充时的操作方法与打底焊时相同，但焊接电流略大于打底焊，且焊枪的摆动幅度适当大一些，但是摆动幅度一定要平稳而均匀，以免保护气体的偏吹而使熔池失去保护状态。在焊枪摆动到焊缝两侧时应稍作停留，保证焊缝根部母材熔化，使焊缝熔合良好。
5、盖面 盖面前，将填充层焊缝的表面清理干净，以防出现夹渣等缺陷。盖面时的操作方法和填充时相同，但焊枪横向摆动应更大些，同样也要摆动平稳而均匀。在电弧熔至坡口边缘时再将电弧移走，既要保证不能出现未熔透，还要保证不能产生要变。在焊缝即将焊完时应加快焊丝的填充速度，保证焊缝的结尾饱满，达到要求的力学性能。
六、注意事项
1、清理填充焊焊道及坡口上的飞溅、焊渣、打磨掉焊道上局部凸出的焊瘤。
2、盖面焊时摆动幅度较填充焊时稍大。
3、焊到顶端收弧，待电弧熄灭熔池凝固后才能移开焊枪，以免局部产生气孔。
4、一定要防止气孔、烧穿、未熔合、飞溅大、焊缝形状不规则、电弧不稳等现象。
七、探伤试验
低碳钢板对接立焊手工钨极氩弧焊焊缝的外观要成形良好，无尺寸不符合要求的缺陷。无损探伤试验的方法及合格标准与同类钢材及试板件焊条电弧焊时相同，达到所要求的等级。
八、参考文献
1、雷世明主编．焊接方法及设备雷．北京：机械工业出版社，2002
2、刘云龙主编. 焊工技师手册. 北京：机械工业出版社，2005
3、中国机械工程学会焊接学会. 焊接手册. 北京：机械工业出版社，2008