焊接技術(shù)及自動化畢業(yè)設(shè)計說明書

焊接技術(shù)及自動化畢業(yè)設(shè)計說明書

一.前言

ELDoX系列鋼板是瑞典SSAB鋼鐵公司開發(fā)生產(chǎn)的超高強(qiáng)度鋼,集高強(qiáng)度與可焊性、長壽命于一身,在國內(nèi)得到了較快的發(fā)展應(yīng)用.主要應(yīng)用范圍：壓力鋼管、采礦設(shè)備、礦用自卸車體和汽車起重機(jī)、帆船龍骨、大的拱梁、斗鏟的頂邊的框架和主要的高韌性部件等領(lǐng)域。產(chǎn)品改造后工作出色，重量的減輕減少了產(chǎn)品的總重量，從而減少了設(shè)備的維修費(fèi)用和維修的時間，因此提高了生產(chǎn)率。焊接是影響低合金調(diào)質(zhì)高強(qiáng)鋼應(yīng)用至關(guān)重要的因素,本課題就是針對于高強(qiáng)鋼ELDoX900鋼進(jìn)行焊接工藝設(shè)計。

二．ELDoX900鋼的性能及應(yīng)用概述

ELDoX900鋼的化學(xué)成分

表1材料的化學(xué)成分

化學(xué)成分cSinPScr0NiocuTiN

質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.170.211.390.0090.0010.230.050.4960.010.040.003

由于其合金元素總含量低于5%，ELDoX為低合金高強(qiáng)鋼。

ELDoX900鋼的力學(xué)性能

ELDoX900鋼的抗拉強(qiáng)度≥1015Pa,屈服強(qiáng)度≥940Pa，斷后伸長率≥13％。

ELDoX900鋼的焊接性能

ELDoX900鋼的合金含量低，碳當(dāng)量低，從而可用任何普通的電弧焊方法，就可將其焊在普通結(jié)構(gòu)鋼板上。在焊接時，我們所要求的目標(biāo)是在焊接接頭處獲得較好的強(qiáng)度和良好的韌性。根據(jù)國際焊接學(xué)會推薦的碳當(dāng)量公式cE=c+n/6+/15+/5，我們可以知道，隨著碳當(dāng)量的增加,鋼材的焊接性回變差,當(dāng)cE值大于0.4%～0.6%時,冷裂紋的敏感性將增大,焊接時需采取預(yù)熱施焊后保溫緩冷，并進(jìn)行消除應(yīng)力熱處理?？紤]到產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和生產(chǎn)實(shí)際情況，我們采用焊條電弧焊打底，藥芯焊絲co2焊蓋面。與焊條電弧焊相比，藥芯焊絲co2焊具有電弧的熱輸入集中、焊接電流密度大、焊接熱變形小、生產(chǎn)效率高及焊縫成形好等明顯優(yōu)勢。

ELDoX900鋼的用途

ELDoX900鋼產(chǎn)品改造后工作出色，重量的減輕減少了產(chǎn)品的總重量，從而減少了設(shè)備的維修費(fèi)用和維修的時間。主要應(yīng)用于礦山機(jī)械、橋梁、鐵路、汽車起重機(jī)等重載領(lǐng)域，如壓力鋼管、采礦設(shè)備、礦用自卸車體和汽車起重機(jī)、帆船龍骨、大的拱梁、斗鏟的頂邊的框架和主要的高韌性部件等領(lǐng)域。

三．ELDoX900鋼焊接試驗(yàn)及試驗(yàn)方法

碳當(dāng)量法

根據(jù)國際焊學(xué)會推薦的碳當(dāng)量公式：脆性破壞。因此高強(qiáng)鋼焊接應(yīng)采用等韌性原則，選擇焊縫韌性不低于基體金屬的低組配焊接接頭比較合理。采用低強(qiáng)的焊縫金屬并不總是意味著焊接接頭的強(qiáng)度一定低于母材。根據(jù)多年來的焊接接頭力學(xué)性能試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，只要焊縫金屬的強(qiáng)度不低于母材的87%，仍可保證接頭與母材等強(qiáng)。

ELDoX900鋼選用Φ1.2的ER120S-G焊絲進(jìn)行焊接。

焊前準(zhǔn)備

所有焊縫焊前必須保證焊道干燥、清潔，除掉其中表面的油、水、銹和防銹漆。坡口及坡口周圍10～20范圍內(nèi)必須清理干凈，不得有影響焊接質(zhì)量的鐵銹.油污.水和涂料等異物。對于重要焊縫，在焊縫兩端應(yīng)設(shè)置尺寸合適的引弧板和引出板。在不能使用引弧板和引出板時，應(yīng)注意防止在引弧處和收弧處產(chǎn)生焊接缺陷；焊絲在使用前進(jìn)行檢查，其表面應(yīng)無銹垢，油污，水分；保護(hù)氣體應(yīng)保持干燥。

焊接工藝參數(shù)

表三焊接工藝參數(shù)

板厚焊接層數(shù)電流電壓焊接速度保護(hù)氣流

-73打底焊110-16018-2420-3512-20

蓋面焊200-24022-2835-4515-25

清根層200-24022-2835-4515-25

焊前預(yù)熱及焊后熱處理

對于ELDoX900，但板厚小于20時，不要求預(yù)熱，板厚在20-30時，預(yù)熱溫度為100℃-125℃板厚在30以上，預(yù)熱溫度為125-150℃.所以5-7板焊接不需預(yù)熱。

進(jìn)行焊后熱處理是為了減少焊接殘余應(yīng)力，高強(qiáng)鋼經(jīng)常在焊態(tài)下使用,焊后一般不進(jìn)行焊后熱處理，熱處理會使接頭的某些力學(xué)性能下降，如：沖擊韌度等。只有在設(shè)計規(guī)則有特殊說明時，方應(yīng)進(jìn)行焊后熱處理。但應(yīng)注意其焊后熱處理溫度不能超過其調(diào)質(zhì)回火溫度。

焊縫檢驗(yàn)

如為關(guān)鍵焊縫，板厚小于6，宜用射線照相方法進(jìn)行探傷，當(dāng)被測焊件的板厚大于6，可用超聲波探傷方法檢驗(yàn)，但對于在6-8之間的焊件，用由從業(yè)時間超過3年的檢驗(yàn)人員完成檢驗(yàn)。

焊接缺陷及控制措施

由于ELDoX900鋼碳含量較低、n含量較高，而且對S、P含量的控制也較嚴(yán)格，因此熱裂紋傾向較小，焊后容易產(chǎn)生冷裂紋。

避免裂紋出現(xiàn)的辦法有：焊前預(yù)熱母體材料；確保焊接面的清潔與干燥；選擇含氫小的焊料；通過良好的焊接順序與工作的合理匹配減少收縮內(nèi)應(yīng)力。

焊接工藝

焊接工藝卡

單位：湖南機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院工程名稱：

工藝卡編號：01

部位名稱：

I形坡口平焊接頭焊接設(shè)備型號：yG-400TX執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：

焊接方法：AG生產(chǎn)方式單件生產(chǎn)

材料：ELDoX900鋼

厚度級別：5

接頭型式：平焊接頭接頭型式簡圖：平焊接頭

焊接位置：水平固定

焊接順序：1-2-3

預(yù)熱及中間熱處理：無焊后熱處理：無

焊接材料及要求：規(guī)格：

焊前準(zhǔn)備：

所有焊縫焊前必須保證焊道干燥、清潔，除掉其中表面的油、水、銹和防銹漆。坡口及坡口周圍10～20范圍內(nèi)必須清理干凈，不得有影響焊接質(zhì)量的鐵銹.油污.水和涂料等異物。對于重要焊縫，在焊縫兩端應(yīng)設(shè)置尺寸合適的引弧板和引出板。在不能使用引弧板和引出板時，應(yīng)注意防止在引弧處和收弧處產(chǎn)生焊接缺陷；焊絲在使用前進(jìn)行檢查，其表面應(yīng)無銹垢，油污，水分；保護(hù)氣體應(yīng)保持干燥。

技術(shù)要求：

坡口采用機(jī)械加工，坡口保持平整不得有裂紋、分層、夾渣物等缺陷，坡口邊緣20處應(yīng)呈金屬光澤，不得有油脂、油漆、涂層等污物；

注意事項(xiàng)：

焊前清理是否符合要求；2、焊接電極選用是否取用正確，夾頭是否過熱；

焊接

層數(shù)焊接方法填充金屬電流電壓焊接速度

型號直徑極性大小

AG焊ER120S-GΦ1.2直流反極性110-16018-2420-35

AG焊ER120S-GΦ1.2直流反極性200-24022-2835-45

AG焊ER120S-GΦ1.2直流反極性200-24022-2835-45

焊縫檢查：

焊后按規(guī)范對焊縫進(jìn)行外觀檢查，不得有裂紋、咬邊、氣孔、未焊透等缺陷，對有缺陷的焊縫及時返修。

編制審批日期XX-11-25

五.結(jié)語

在ELDoX900的鋼焊接過程中，要嚴(yán)格按焊接工藝要點(diǎn)和焊接工藝參數(shù)進(jìn)行焊接，使產(chǎn)品焊接質(zhì)量達(dá)到設(shè)計要求；

超高強(qiáng)度鋼結(jié)構(gòu)件制作雖然存在一定的難度，但只要合理地選擇焊接方法及工藝參數(shù)，加強(qiáng)焊接與制作過程質(zhì)量的控制，完全能制造出高質(zhì)量的超高強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)件。

六．參考文獻(xiàn)

[1]賀XX.焊接工藝及應(yīng)用.國防工業(yè)出版社，XX.11