不锈钢箱体焊接工艺设计毕业设计论文(编辑修改稿)

不锈钢箱体焊接工艺设计毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

— 焊枪 5— 钨极 6— 焊枪手柄 7— 氩气流 8— 焊接电弧 9— 金属熔池 10— 焊丝盘 11— 送丝机构 12— 焊丝 钨极氩弧焊的 设备一般由焊接电源、引弧和稳弧装置、焊枪、供气系统、水冷系统和控制系统等组成，其中引弧和稳弧 装置、焊接控制系统都位于控制箱内。 钨极氩弧焊的特点 钨极氩弧焊与手工焊条电弧焊相比主要有以下特点： （ 1） 氩气是惰性气体，高温下不分解，与焊缝金属不发生反应，不溶解于液态金属，故保护效果最佳，能有效的保护熔池金属，是一种高质量的焊接方法。 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 11 （ 2） 氩气是单原子气体，高温无二次吸放热分解反应，导电能力差 ,以及氩气流产生的压缩效应和冷却作用，使电弧热集中，温度高， 电弧稳定性好，即使在低电流下电弧还能稳定燃烧。 （ 3） 氩弧焊热量集中，从喷嘴中喷出的氩气有冷却作用，因此焊缝热影响区窄，焊件变形小。 （ 4） 用氩气保护无熔渣，提高了工作效率，而且焊缝成形美观，质量好。 （ 5） 氩弧焊明弧操作，熔池可观性好，便于观察和操作，技术容易掌握，适合各种位置焊接。 （ 6） 除黑色金属外，可用于焊接不锈钢、铝、铜等有色金属及合金钢。 但氩弧焊成本高；而且氩气电离势高，引弧困难；氩弧焊产生紫外线强度高于手工焊条电弧焊 5— 30倍；另外，钨极有一定放射性，对焊工也有一定的危害，目前推广使用的铈钨极对焊工的危害较小。 钨极氩弧焊的分类 钨极氩弧焊按操作方法可分为手工钨极氩弧焊和机械化焊接两种。 对于直线焊缝和规则的曲线焊 缝，可采用机械化焊接。 而对于不规则的或较短的焊缝，则采用手工钨极氩弧焊。 钨极氩弧焊 使用的电流种类一般有直流 钨极氩弧焊 、交流 钨极氩弧焊 和脉冲 钨极氩弧焊 三种， 目前使用较多的是直流手工钨极氩弧焊。 直流钨极氩弧焊 直流钨极氩弧焊通常分为两种：直流反极性 和 直流 正 极性 ，一般金属（除铝镁及其合金外）选用选用 直流 正 极性钨极氩弧焊 最好，交流次之。 铝、镁及其合金的薄件可选用直流反极性进行焊接。 （ 1） 直流反极性 在钨极氩弧焊中，虽很少用直流反极性， 原因是钨极易氧化烧损，焊缝宽而窄，电弧不稳定。 但是，它 具 有 “阴极破 碎” 作用。 所谓 “阴极破碎” 作用，在交流焊的反极性半波也同样存在，它是成功地焊接铝、镁及其合金的重要因素。 铝、镁及其合金的表面存在一层致密难熔的氧化膜覆盖在焊接熔池表面，如不及时清除，焊接时会造成未熔合，在焊缝表面还会形成皱皮或产生内气孔、夹渣，直接影响焊接质量。 实践证明，反极性时，被焊金属表面的氧化膜在电弧的作用下，可以被清除掉而获得成形美观的焊缝。 这种作用要求阴极斑点的能量密度要很高和被质量很大的正离子撞击，致使氧化膜破碎。 （ 2） 直流正极性 直流正极性时，焊件接正极，焊件接受电子轰击放出的全部动能和 逸出功，产生大量的热， 且其熔点高，这时电弧阴极的导电机构是以热阴极导电机构为主，钨极的热发西安航空职业技术学院 毕业设计论文 12 射（电子）能力强，这一点有利于电弧的引燃和稳定燃烧， 因此 ，在电流较小的情况下电弧也非常稳定， 熔池深而窄，生产率高，焊件的收缩和变形都小 ，这对于焊接薄件非常有利。 因此 除焊接铝、镁及其合金外，一般均采用直流正极性接法进行焊接。 流钨极氩弧焊 交 流钨极氩弧焊 焊接时电流的极性周期性的变化。 在交流正极性（焊件为正）半周，因钨极承载能力较大，电弧稳定、集中，使焊缝得到足够的熔深。 而在交流反极性（焊件为负）半周，则利用“ 阴极破碎”作用，可以彻底清除熔池及其附近区域的氧化膜，并使钨极得到冷却，因此它兼有直流正、反极性钨极氩弧焊的优点。 此外，交 流钨极氩弧焊 设备简单，成本低，维修方便。 因此，交 流钨极氩弧焊 被广泛用于 铝、镁及其合金的焊接生产中。 钨极氩弧焊 的 焊接工艺 参数 （ 1） 焊接电流与钨极直径 ： 通常根据工件的材质、厚度和接头的空间位置选择焊接电流。 钨极氩弧焊使用钨极的直径是比较重要的 ， 必须根据焊接电流选择合适的钨极直径。 钨极直径一定时，在不同的电源和极性条件下，充许使用的电流范围不同，直流正接时许用电流最大，直流反接时， 许用电流最小。 （ 2） 电弧电压 ： 电弧电压主要由弧长决定，弧长增加，电弧电压增加，焊缝宽度增加，熔深减小，容易引起未焊透及咬边，保护效果也不好，电弧太短，难看清熔池，送丝易碰钨极引起短路，容易夹钨，通常弧长近似等于钨极直径。 （ 3） 焊接速度 ： 焊接速度增加，熔深和熔宽减小，容易未焊透 ， 焊缝高而窄，两侧熔合不好，焊接速度太慢时，焊缝很宽，可能产生焊漏烧穿等缺陷。 通常焊工根据熔池大小，熔池形状和两侧熔合情况，随时调整焊接速度 ，如图 焊接速度对氩气保护效果的影响 ， 焊接速度过大，保护气流严重偏后，可能使 钨极端部、弧柱、熔池暴露在空气中。 因此必须采用相应措施如加大保护气体流量或将焊炬前倾一定角度，以保持良好的保护作用。 焊接速度对氩气保护效果的影响 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 13 图 （ 4）钨极直径和端部形状：钨极直径的选择取决于焊件的厚度、焊接电流大小、电源种类和极性。 表 直径所允许的电流使用范围。 通常焊件厚度越大，焊接电流越高，所采用的钨极直径越大。 此外，从表中还可以看出对不同直径的钨极，采用不同的电流种类或极性时，所允许的电流范围也不同。 其直流正极性时电流值最大，交流次之，直流反极性最小。 焊接时，钨极直径一定要选择适当，否则会影响焊接质量。 不同钨极直径所允许的电流使用范围 钨极直径／ mm 直流／ A 交流／ A 正极性 反极性 1～ 2 65～ 150 10～ 20 20～ 100 3 140～ 180 2～ 040 100～ 160 4 250～ 340 30～ 50 140～ 220 5 300～ 400 40～ 80 200～ 280 6 350～ 500 60～ 100 250～ 300 表 钨极端部的形状对电弧的稳定性和焊缝成形也有很大影响。 一般在焊接薄板和焊接电流很小时，可采用小直径的钨极并将其末端磨成尖锥角（约 20176。 角），这样电弧容易引燃和稳定。 但在焊接电流较大时若仍采用尖锥角电极，则会因电流密度过大而使电极末端过热熔化、加剧烧损，同时电弧斑点也会扩展到钨极末端的锥面上，使弧柱明显地扩散飘荡不稳，而影响焊缝成形。 所以大电流焊接时要求钨极末端磨成钝角（大于 90176。 ）或带有平顶的锥角形，这样可使电弧燃烧稳定，焊缝成形均匀，并减小钨极烧损。 根据所用焊接电流种类，选用不同的端部形状 如图 所示， 尖端角度 α 的大小会影响西安航空职业技术学院 毕业设计论文 14 钨极的许用电流、引弧及稳弧性能 ， 钨极尖端角度对焊缝熔深和熔宽也有一定影响 ， 减小锥角，焊缝熔深减小，熔宽增大，反之则熔深增大，熔宽减小。 图 （ 5）填丝速度和焊丝直径：焊丝的填丝速度受焊丝直径、焊接电流、焊接速度和接头间隙等因素的影响。 通常，焊接电流、焊接速度和接头间隙大时，填丝速度要快；焊丝越粗，填丝速度要越慢。 如果填丝速度选择不合理，就可能造成焊缝出现未焊透、烧穿、凹陷、堆高过大以及成形不光滑等缺陷。 焊丝直径的选择与母材的厚度、间隙有关。 当板厚间隙大时，焊丝可选粗一点的；反之，则选细一些的。 假如选择不当，就有可能造成焊缝成形不好的缺陷。 钨极氩弧焊 的 工艺 影响因素 钨极、喷嘴、焊丝与焊件的相对位 置 喷嘴到焊件的距离大小影响到保护作用的效果如图 ，一般取 10mm为宜。 钨极、喷嘴、焊丝与焊件的相对位置 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 15 图 钨极放置应与喷嘴同心，当钨极与焊件垂直是具有最好保护作用，但这时喷嘴将会挡住焊工的视线，因此一般使钨极与焊件的角度成 75176。 左右为宜，而焊丝与焊件的角度成 15176。 左右。 焊接规范的影响 一 般来说，氩气流量增大时，保护气流挺度大，保护效果也好。 但气体流量过大，当它与焊件接触反射回来时，就会把气流扰乱，而在保护区内产生涡流，这时就会将空气卷入而降低保护作用。 增大焊接速度，氩气流将会后托，若焊接速度过大，就会使钨极，焊丝与熔池暴漏在空气中而失去保护作用。 因此增大焊接速度时，必须同时加大气体流量，以增加保护气流的挺度，使保护作用不被破坏。 当焊接电流过大时，保护区内气体运动加剧，这时也要采用较大的喷嘴并加大气体流量，以扩大焊接区。 钨极氩弧焊的应用 钨极 氩弧焊适用 几乎可 以焊接所有金属及合金，但从经济性和生产效率考虑，钨极氩弧焊主要用于焊接不锈钢、高温合金和铝、镁、铜、 不锈钢 等金属及其合金，以及难熔金属（如锆、钼、铌）与异种金属。 钨极氩弧焊所焊板材的厚度，由于受承载能力的限制，一般适用于焊接薄件，钨极氩弧焊一般焊接厚度小于 6mm 的构件，目前钨极氩弧焊广泛应用于航空航天、原子能、化工、纺织、锅炉、压力容器、医疗器械及炊具等工业部门的生产中。 钨极氩弧焊 的 安全规程 （ 1） 焊接工作场地必须备有防火设备，如砂箱、灭火器、消防栓、水桶等。 易燃物品距离焊接场所不得小于 5ｍ。 若无 法满足规定距离时，可用石棉板、石棉布等妥善西安航空职业技术学院 毕业设计论文 16 覆盖，防止火星落入易燃物品。 易爆物品距离焊接所不得小于 10ｍ。 氩弧 焊工 作场地要有良好的自然通风和固定的机械通风装置，减少氩弧焊有害气体和金属粉尘的危害。 （ 2） 手工钨极氩弧焊机应放置在干燥通风处，严格按照使用说明书操作。 使用前应对焊机进行全面检查。 确定没有隐患，再接通电源。 空载运行正常后方可施焊。 保证焊机接线正确，必须良好、牢固接地以保障安全。 焊机电源的通、断由电源板上的开关控制，严禁负载扳动开关，以免形状触头烧损。 （ 3） 应经常检查氩弧焊枪冷却水系统的工作情况，发 现堵塞或泄漏时应即刻解决，防止烧坏焊枪和影响焊接质量。 （ 4） 焊人员离开工作场所或焊机不使用时，必须切断电源。 若焊机发生故障，应由专业人员进行维修，检修时应作好防电击等安全措施。 焊机应至少每年除尘清洁一次。 （ 5） 钨极氩弧焊机高频振荡器产生的高频电磁场会使人产生一定的头晕、疲乏。 因此焊接时应尽量减少高频电磁场作用的时间，引燃电弧后立即切断高频电源。 焊枪和焊接电缆外应用软金属编织线屏蔽（软管一端接在焊枪上，另一端接地，外面不包绝缘）。 如有条件，应尽量采用晶体脉冲引弧取代高频引弧。 （ 6） 氩弧焊时，紫外线强度很 大，易引起电光性眼炎、电弧灼伤，同时产生臭氧和氮氧化合物刺激呼吸道。 因此，焊工操作时应穿白帆布工作服，戴好口罩、面罩及防护手套、脚盖等。 为了防止触电，应在工作台附近地面覆盖绝缘橡皮，工作人员应穿绝缘胶鞋。 9． 奥氏体不锈钢 （ 0Cr18Ni9） 钨极氩弧焊的工艺流程 焊前准备 （ 1）清理油、污物，将坡口面及周围 10 mm 内修磨出金属光泽。 （ 2）检查水、电、气路是否畅通，设备及附件应状态良好。 （ 3）按尺寸进行装配，定位焊采用肋板固定（ 2点、 7点、 11 点为肋板固定），也可采用坡口内定位焊，但必须注意 定位焊质量。 ，直流时采用正极性（焊丝接负极） 6mm 以下薄板的焊接，具有焊缝成型美观，焊接变形量小的特点 气体为氩气，纯度为 %。 当焊接电流为 50~150A 时，氩气流 量为 8~10L/min，当电流为 150~250A 时，氩气流量为 12~15L/min。 ，以 4~5mm 为佳，在角焊等遮蔽性差的 地方 是 2~3mm，在开槽深的地方是 5~6mm，喷嘴 至工作的距离一般不超过 15mm。 ，焊接部位如有铁锈、油污等务必清理干净。 1~3mm 为佳，过长则保护效果不好。 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 17 ，为防止底层焊道的背面被氧化，背面也需要实施气体保护。 很好 地保护焊接熔池，和便于施焊操作，钨极中心线与焊接处工件一般应保持 80~85176。 角 ,填充 焊丝与工件表面夹角应尽可能地小，一般为 10176。 左右。 有风的地方，务请采取挡网的措施，而在 室内 则应采取适当的换气措施。 焊前清理 奥氏体不锈钢 （ 0Cr18Ni9） 焊接接头的质量在很大程度上取决于焊件和焊丝的焊前清理，当清理不彻底时，会在焊件和焊丝表面形 成吸气层，并导致焊接接头形成裂纹和气孔，因此，焊接 前应对焊件坡口及其附近区域至少 20 mm 范围内的油污、水分等进行彻底的清理，清理通常采用机械清理和化学清理。 （ 1）机械清。