單面焊雙面成形質(zhì)量差的原因及措施

1、論文題目： 單面焊雙面成形質(zhì)量差的專(zhuān)業(yè)班級(jí)： 焊接1001學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師： 馬智鋒完成日期： 2012.10.25內(nèi)蒙古交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）目 錄摘 要 ····································

2、;··················································

3、;··················································

4、;·· - 1 - 前 言 ··············································

5、··················································

6、·········································· - 2 -第1章 單面焊雙面成型焊接的概念及實(shí)例 ···

7、3;·················································

8、3;·················· - 3 -1.1 概念 ·····························

9、83;·················································

10、83;·················································

11、83;· - 3 -1.2 實(shí)例 ··············································&#

12、183;·················································&#

13、183;·································· - 3 -第2章 單面焊雙面成型焊接的缺陷及危害 ···········

14、··················································

15、··········· - 7 -2.1 焊接缺陷 ····································

16、83;·················································

17、83;···································· - 7 -2.2 焊接危害 ···········

18、··················································

19、··················································

20、············ - 7 -第3章 單面焊雙面成形焊接質(zhì)量差的原因分析 ·································&#

21、183;······························ - 8 -3.1 焊接電源自身因素引起的焊接質(zhì)量差 ···············

22、;··················································

23、;·········· - 8 -3.2 工藝因素對(duì)焊接質(zhì)量的影響 ····································

24、··················································

25、····· - 8 -3.3操作因素對(duì)焊接質(zhì)量的影響 ·········································&#

26、183;················································· -

27、 9 -第4章 防止單面焊雙面成型焊接質(zhì)量差的措施 ·············································

28、3;················ - 10 -4.1焊前準(zhǔn)備 ·······························&

29、#183;·················································&

30、#183;······································· - 10 -4.2焊接操作 ·······

31、3;·················································

32、3;·················································

33、3;············· - 10 - 結(jié) 論 ··································

34、3;·················································

35、3;·················································

36、3;· - 12 - 致 謝 ··············································

37、3;·················································

38、3;······································· - 13 - 參考文獻(xiàn) ········

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40、83;·················································

41、83;····················· - 14 -內(nèi)蒙古交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）摘 要焊接技術(shù)是一門(mén)重要的金屬加工技術(shù)，盡管焊接技術(shù)發(fā)展很快，自動(dòng)化焊接程度越來(lái)越高，但手工電弧焊仍占有不可替代的位置，尤其是在小直徑管道和容器的焊接，單面焊雙面成形焊接技術(shù)的作用更顯突出。手工電弧焊單面焊雙面成形的焊接質(zhì)量受到了焊接設(shè)備、工藝參數(shù)、焊材、操作技術(shù)等的限制。本文詳細(xì)分析了焊

42、接電源、焊接電流、焊接速度、電弧電壓、焊接層數(shù)、焊條類(lèi)型及焊條直徑等工藝因素對(duì)單面焊雙面成形技術(shù)焊接質(zhì)量的影響和造成的相關(guān)缺陷的原因及危害，并提出了相應(yīng)的防止措施，解決單面焊雙面成形技術(shù)的缺陷，對(duì)此焊接方法具有一定的指導(dǎo)作用。關(guān)鍵詞：手工電弧焊；單面焊雙面成形；質(zhì)量；原因；措施- 1 -內(nèi)蒙古交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）前 言焊接中單面焊雙面成形焊接工藝是在接縫間隙處依靠控制熔池金屬的操作技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)單面焊接，正、反雙面成形。焊接時(shí)隨著電弧熱源的穩(wěn)定，液態(tài)金屬熔池沿前線(xiàn)熔化，沿后端線(xiàn)結(jié)晶，高溫液態(tài)熔池處于懸空狀態(tài)，從而達(dá)到焊接技術(shù)的要求的方法。這是一門(mén)很難掌握的技術(shù)，所有的焊工，在掌握好了這

43、一門(mén)技術(shù)后，對(duì)于其他焊接技術(shù)的要求可以說(shuō)是輕車(chē)熟路，很容易掌握的。把握單面焊雙面成型技術(shù)，是我們?yōu)榱艘院竽芨玫脑谶@一領(lǐng)域發(fā)展的前提和基礎(chǔ)。焊接技術(shù)是一門(mén)重要的金屬加工技術(shù)， 盡管焊接技術(shù)發(fā)展很快，自動(dòng)化程度也越來(lái)越高，但手工電弧焊仍占有不可替代的地位。尤其在鍋爐、小直徑容器和管道的焊接方面，單面焊雙面成形焊接技術(shù)的作用更顯突出。- 2 -內(nèi)蒙古交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）第1章 單面焊雙面成型焊接的概念及實(shí)例1.1 概念單面焊雙面成型操作技術(shù)是采用普通焊條，不需要采取任何輔助措施，以特殊的操作方法在坡口的正面進(jìn)行焊接，焊后保證坡口正反兩面都能得到雙面成型焊縫的一種操作方法。1.2 實(shí)例板

44、與板平對(duì)接單面焊雙面成型焊接工藝分析可分為焊前準(zhǔn)備，焊接過(guò)程兩大部分。1.2.1焊前準(zhǔn)備（1）焊件加工選用兩塊材質(zhì)為Q235的低碳鋼板，焊件規(guī)格約為長(zhǎng)度300mm，寬度100mm-120mm，板厚10mm，制備V型坡口，單邊坡口角度30°左右，坡口面應(yīng)平直，鈍邊為1mm，焊件平整無(wú)變形。（2）焊件的清理用銼刀、砂輪機(jī)、鋼絲刷等工具，清理坡口兩面20mm 范圍內(nèi)的鐵銹、氧化皮等污物，直至露出金屬光澤。（3）焊條及焊接電源選用酸性焊條J422，直徑為2.5mm、3.2mm。焊前須經(jīng)150200 烘焙1小時(shí)，然后放入焊條保溫筒中備用。焊前要檢查焊條質(zhì)量，焊接電源可采用BX1-330 或BX

45、3-300交流弧焊機(jī)。具體電流、焊條直徑與板厚的關(guān)系如下表：表1-1 手工電弧焊焊條直徑與板厚的關(guān)系表1-2 手工電弧焊焊條直徑與焊接電流的關(guān)系（4）焊件裝配及定位焊具體表如下：- 3 -內(nèi)蒙古交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）表1-3 試板裝配尺寸1.2.2焊接過(guò)程焊接參數(shù)如下表1-4：表1-4 焊接參數(shù)（1）打底焊（焊條直徑3.2mm 焊接電流90A）打底層焊接可采用連弧法，也可采用斷弧法。 引?。涸诙ㄎ缓缚p上引弧，當(dāng)焊到定位焊尾部時(shí)，應(yīng)稍加預(yù)熱，將焊條向坡口根部頂一下（其目的是為了更好的形成第一個(gè)溶池），此時(shí)溶池前方應(yīng)有熔孔，該熔孔應(yīng)該向坡口兩側(cè)各深入0.5mm-1mm為宜。 運(yùn)條：運(yùn)條采

46、用月牙形或鋸齒形橫向短弧焊接法?；￠L(zhǎng)應(yīng)該小于焊條直徑。 焊條傾角：傾角一般為70°80°為宜，如下圖所示。焊接過(guò)程中應(yīng)該在坡口兩側(cè)稍作停留，以利于填充金屬與母材熔合良好。并防止因填充金屬與母材交界形成一定的夾角，不易清渣。圖1-1 平位置打底焊焊條角度圖 操作要領(lǐng)：操作過(guò)程可歸納為一看二聽(tīng)三準(zhǔn)的原則?？矗河^察熔池深度和熔孔大小基本保持一致。- 4 -內(nèi)蒙古交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）聽(tīng)：焊接過(guò)程中聽(tīng)電弧擊穿坡口根部發(fā)出“噗噗”的聲音，那聲音代表著坡口根部已經(jīng)熔透，無(wú)聲音則表示我們所焊接的試板坡口根部未完全熔透。準(zhǔn)：焊接時(shí)，熔孔的端點(diǎn)位置應(yīng)該掌握準(zhǔn)確，焊條的中心要對(duì)溶池前

47、端與母材的交界處，且每一個(gè)熔池與前一個(gè)熔池應(yīng)搭接2/3左右，應(yīng)保持電弧的1/3部分在試板的背面燃燒來(lái)加熱和擊穿坡口根部。打底層焊縫厚度：打底層焊縫厚度，坡口背面高度為1.5mm-2mm，正面厚度2mm-3mm。（2）填充焊（焊條直徑3.2mm 焊接電流130A） 焊接前應(yīng)對(duì)打底焊道仔細(xì)進(jìn)行清渣，特別要注意角縫處和死角處的焊渣清理工作?？捎们么蝈N，鋼刷對(duì)打底焊反復(fù)進(jìn)行清渣。 在距離焊縫始端10mm左右處引弧后，將電弧拉回到始端進(jìn)行焊接。每次都應(yīng)按此方法操作，以防止端部焊接缺陷的產(chǎn)生。 采用月牙法或鋸齒橫向法擺動(dòng)焊條頭部，使其焊縫成型美觀（呈魚(yú)鱗形狀）。 焊條擺動(dòng)到兩側(cè)坡口時(shí)，應(yīng)該稍停頓片刻，以利

48、于熔合及渣，防止焊縫兩側(cè)產(chǎn)生未熔合的死角。 焊條與試板的下傾角應(yīng)該為75°80°為宜，如下圖1-2所示。圖1-2 平位置填充焊焊條角度圖最后一層的焊層厚度應(yīng)低于母材表面1mm-1.5mm，呈凹形，不得熔化坡口棱角（邊），以利于蓋面焊保持平直。（3）蓋面層焊接（焊條直徑3.2mm 焊接電流110A）焊接前應(yīng)對(duì)填充焊道仔細(xì)進(jìn)行清渣，特別要注意角縫處和死角處的焊渣清理工作?？捎们么蝈N，鋼刷對(duì)打底焊反復(fù)進(jìn)行清渣。引弧：在距離焊縫始端10mm左右處引弧后，將電弧拉回到始端進(jìn)行焊接。每次都應(yīng)按此方法操作，以防止端部焊接缺陷的產(chǎn)生。采用月牙形或橫向鋸齒形運(yùn)條。焊條與試板的下傾角應(yīng)為70&

49、#176;-75°。- 5 -內(nèi)蒙古交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）焊條擺動(dòng)到坡口邊沿時(shí)，要稍作停頓，保持熔寬1mm-2mm。焊條的擺動(dòng)頻率應(yīng)比平焊縫稍微快點(diǎn)，前進(jìn)的速度要均勻一致，使每個(gè)新的熔池覆蓋前一個(gè)熔池的2/3-3/4為宜。更換焊條前必須收弧，應(yīng)對(duì)熔池填些鐵液，迅速更換焊條后，再在弧坑上方10mm左右填充層焊縫金屬上引弧，并且將電弧拉至厚弧處，填滿(mǎn)弧坑后，繼續(xù)施焊。 焊接結(jié)束后，清渣處理?？傻玫搅己玫陌迮c板的單面焊雙面成型焊接。- 6 -內(nèi)蒙古交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）第2章 單面焊雙面成型焊接的缺陷及危害2.1 焊接缺陷2.1.1 尺寸上的缺陷包括焊接結(jié)構(gòu)的尺寸誤差和

50、焊縫形狀不良等。焊縫外表高低不平和波紋粗劣，焊縫寬度不均勻、太寬或太窄，焊縫余高過(guò)低或過(guò)高，角焊縫焊腳尺寸不等都屬于焊縫尺寸及形狀不符合要求。這些缺陷不僅使焊縫成形不美，而且容易造成應(yīng)力集中，影響焊縫與母材的結(jié)合強(qiáng)度。2.1.2 結(jié)構(gòu)上的缺陷包括氣孔、夾渣、非金屬夾雜物、熔合不良、未焊透、咬邊、裂紋、表面缺陷等。這些缺陷是焊接過(guò)程中最容易出現(xiàn)的缺陷。這些缺陷減弱了焊縫的有效面積，降低了焊接接頭的力學(xué)性能，而且易造成應(yīng)力集中，引起裂紋，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞，使焊接結(jié)構(gòu)無(wú)法承受正常工作載荷。2.1.3 性質(zhì)上的缺陷包括力學(xué)性能和化學(xué)性質(zhì)等不滿(mǎn)足焊件的使用要求的缺陷。力學(xué)性能指的是抗拉強(qiáng)度、屈服點(diǎn)、伸長(zhǎng)率、

51、硬度、沖擊吸收功、塑性、疲勞強(qiáng)度、彎曲角度等?；瘜W(xué)性質(zhì)指的是化學(xué)成分和耐腐蝕性等。這些缺陷使焊縫結(jié)構(gòu)無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)要求的力學(xué)性能和化學(xué)性能。2.2 焊接危害2.2.1增加消耗，降低結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和使用壽命焊接生產(chǎn)中，高質(zhì)量的焊接焊縫可達(dá)到焊接設(shè)計(jì)要求，保證焊件的正常使用壽命。出現(xiàn)各種缺陷，就會(huì)增加板材、焊材、電力、人力等各項(xiàng)的多余消耗。并且這些缺陷容易造成應(yīng)力集中，減少使用壽命，對(duì)工件的使用是非常嚴(yán)重的潛在危險(xiǎn)。2.2.2 焊接缺陷會(huì)給結(jié)構(gòu)的安全生產(chǎn)帶來(lái)威脅，引起安全事故單面焊雙面成形焊接主要用于壓力容器、管道等重要構(gòu)件的焊接生產(chǎn)中，一旦出現(xiàn)焊接質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，焊接的焊補(bǔ)是很困難的，主要是在生產(chǎn)過(guò)程中受

52、到各種交變載荷及壓力的作用，使焊縫的缺陷處產(chǎn)生應(yīng)力集中，減弱了焊接接頭的強(qiáng)度。輕則使產(chǎn)品的使用壽命減少和損壞。重則導(dǎo)致重大事件的產(chǎn)生，造成物力、財(cái)力、人員等損失。- 7 -內(nèi)蒙古交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）第3章 單面焊雙面成形焊接質(zhì)量差的原因分析3.1 焊接電源自身因素引起的焊接質(zhì)量差焊接電源是焊接工藝執(zhí)行過(guò)程中最重要的因素。若焊接電源自身性能不好，必然不會(huì)產(chǎn)生良好的焊件。當(dāng)焊機(jī)的引弧性能差，電弧燃燒不穩(wěn)定，就不能保證工藝參數(shù)穩(wěn)定，焊接過(guò)程就無(wú)法正常進(jìn)行，焊接質(zhì)量就得不到保證。采用交流電源焊接時(shí)，電弧穩(wěn)定性差；采用直流電源焊接時(shí)，電弧穩(wěn)定、飛濺少，但電磁弧偏吹較嚴(yán)重。3.2 工藝因素對(duì)焊

53、接質(zhì)量的影響3.2.1焊接電流焊接電流大小選擇恰當(dāng)與否直接影響到焊接的最終質(zhì)量。焊接電流過(guò)大，可以提高生產(chǎn)率，并使熔透深度增加，但易出現(xiàn)咬邊、焊瘤等缺陷，并增大氣孔傾向。焊接電流過(guò)小，熔透深度減小，易出現(xiàn)未焊透、熔合不良、夾渣、脫節(jié)等缺陷。3.2.2電弧電壓實(shí)際生產(chǎn)中，焊接電弧可能由于各種原因而發(fā)生燃燒不穩(wěn)定的現(xiàn)象，如電弧經(jīng)常間斷，不能連續(xù)燃燒，電弧偏離焊條軸線(xiàn)方向或電弧搖擺不穩(wěn)等。而焊接電弧能否穩(wěn)定，直接影響到焊接質(zhì)量的優(yōu)劣和焊接過(guò)程的正常進(jìn)行。影響電弧穩(wěn)定的因素，除操作者技術(shù)不熟練外，可歸為以下幾個(gè)方面。（1）焊接電源的種類(lèi)、極性及性能的影響。一般來(lái)說(shuō)，用直流焊機(jī)比用交流焊機(jī)電弧穩(wěn)定，反接

54、比正接電弧穩(wěn)定，空載電壓較高的焊機(jī)較之空載電壓較低的焊機(jī)電弧穩(wěn)定。（2）焊條藥皮的影響。藥皮中含有易電離的元素，如鉀、鈉、鈣和它們的化合物越多，電弧穩(wěn)定性越好。含有難于電離的物質(zhì)，如氟的化合物越多，電弧穩(wěn)定性就越差。此外，焊條藥皮偏心，熔點(diǎn)過(guò)高和焊條保存不好，造成藥皮局部脫落等都會(huì)造成電弧不穩(wěn)。（3）焊接區(qū)清潔度和氣流影響。焊接區(qū)若油漆、油脂、水分及污物過(guò)多時(shí)，會(huì)影響電弧的穩(wěn)定性。在風(fēng)較大的情況下露天作業(yè)，或在氣流速度大的管道中焊接，氣流能把電弧吹偏而拉長(zhǎng)，也會(huì)降低電弧的穩(wěn)定性。（4）磁偏吹的影響。在焊接時(shí)，會(huì)發(fā)生電弧不能保持在焊條軸線(xiàn)方向，而偏向一邊，這種現(xiàn)象稱(chēng)為電弧的偏吹。引起磁偏吹的根本

55、原因是由于電磁周?chē)艌?chǎng)分布不均勻所致。造成磁場(chǎng)不均勻有兩方面：一種是焊接電纜接在焊件的一側(cè)，焊接電流只從焊件的一邊流過(guò)；另一種是在靠近直- 8 -內(nèi)蒙古交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）流電弧的地方有較大的鐵磁物體存在時(shí)，引起電弧兩側(cè)磁場(chǎng)分布不均勻。在焊接過(guò)程中，可采用短弧、調(diào)整焊條傾角（將焊條朝著偏吹方向傾斜）或選擇恰當(dāng)?shù)慕泳€(xiàn)部位等措施來(lái)克服磁偏吹。3.2.3焊速焊接速度是表征焊接生產(chǎn)效率的主要參數(shù)。合理選擇焊接速度對(duì)保證焊接質(zhì)量尤為重要。焊速過(guò)快，使熔池溫度不夠，易造成未焊透、未熔合、焊縫成型不良等缺陷。焊速過(guò)慢， 使熔池加熱時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，熱影響區(qū)寬度增加，焊接接頭的晶粒變粗，機(jī)械性能降低，焊件

56、的變形量增大；同時(shí)焊速過(guò)慢還會(huì)使每層的厚度增大，導(dǎo)致熔渣倒流，形成夾渣等缺陷。3.2.4焊接層數(shù)選擇不當(dāng)單面焊雙面成形焊接層數(shù)的選擇對(duì)焊縫質(zhì)量也有一定的影響，每層厚度過(guò)大，對(duì)焊縫金屬的塑性有不利的影響，且焊接過(guò)程中熔渣易倒流，產(chǎn)生夾渣和未熔合等缺陷;但每層厚度也不易過(guò)小，以免造成焊縫兩側(cè)熔合不良。3.2.5焊條類(lèi)型及焊條直徑的影響焊縫金屬的性能主要由焊條和焊件金屬相互熔化來(lái)決定。因此，焊條類(lèi)型選擇恰當(dāng)與否是影響焊縫質(zhì)量的重要因素。焊條直徑的大小除了對(duì)生產(chǎn)率有一定的影響外，對(duì)焊接質(zhì)量也有一定的影響。焊條直徑過(guò)大，在進(jìn)行打底層焊接熔池難以控制， 易產(chǎn)生焊瘤等缺陷。焊條直徑過(guò)小，背部出現(xiàn)未熔合現(xiàn)象較

57、明顯等。3.3操作因素對(duì)焊接質(zhì)量的影響在焊接生產(chǎn)過(guò)程中，焊工的單面焊雙面成形操作技術(shù)水平低，就意味著打底層的運(yùn)條方法、焊條角度、接頭方法、中間層及蓋面層的運(yùn)條方法、接頭、收尾等操作方法掌握不熟練，這是造成焊縫質(zhì)量差的重要原因。焊工技術(shù)差，直接導(dǎo)致在焊接過(guò)程中各環(huán)節(jié)難以完成。焊前對(duì)工件上油污、鐵銹、水分等清理不嚴(yán)格，焊條未烘干處理會(huì)導(dǎo)致焊接時(shí)產(chǎn)生大量的氣孔，夾雜等缺陷，導(dǎo)致焊縫質(zhì)量不達(dá)標(biāo)。裝配尺寸的控制，開(kāi)坡口的大小及形式，鈍邊等尺寸選擇的不合適也會(huì)增加焊接難度影響焊接質(zhì)量。- 9 -內(nèi)蒙古交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）第4章 防止單面焊雙面成型焊接質(zhì)量差的措施4.1焊前準(zhǔn)備（1）焊前應(yīng)對(duì)焊機(jī)進(jìn)行試焊，確認(rèn)焊機(jī)的引弧性能和穩(wěn)定性能，工藝參數(shù)的調(diào)節(jié)方便、靈活，方可使用。（2）選擇適當(dāng)?shù)钠驴谛问剑鶕?jù)坡口的大小預(yù)留鈍邊，坡口邊緣20mm以?xún)?nèi)處用角向磨光機(jī)打磨，露出金屬光澤，并將工件表面的鐵銹、油污等清除干凈，裝配尺寸根據(jù)坡口形式大小選擇，裝配好后，要留有反變形量。裝配如下圖4-1所示。圖4-1 裝配如下圖（3）使用焊