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焊接技術教程_3焊接制造 -工程

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    3焊接制造3.1常見焊接方法工藝要求3.1.1 焊條電弧焊工藝要求(定位焊)[12] [16]目前常用此種焊接方法進行定位焊,

焊接技術教程_3焊接制造

。以下是定位焊接的要求:

(1)   焊條

定位焊用的焊條應和正式焊接用的相同,焊前同樣進行再烘干。不許使用費條或不知型號的焊條。

(2)   位置

雙面焊且背面須清根的焊縫,定位焊縫最好布置在背面;形狀對稱的構件,定位焊縫也應對稱布置;有交叉焊縫的地方不設定位焊縫,至少離開交叉點50mm;定位焊縫應距設計焊縫端部30mm以上。

(3)   焊縫尺寸

定位焊的尺寸視結構的剛性大小而定,原則是:在滿足轉配強度要求的前提下,盡可能小一些。從減小變形和填充金屬考慮,可縮小定位焊的間距。TB10212-1998《鐵路鋼橋制造規(guī)范》規(guī)定,定位焊接的長度為50~100mm,焊腳尺寸不得大于設計焊腳尺寸的1/2。埋弧焊的定位焊尺寸和位置:板厚小于25mm時,定位焊縫長50~70mm,間距300~500mm;板厚大于25mm時,定位焊縫長70~100mm,間距200~300mm。

(4)   工藝

施焊條件應和正式焊縫的焊接相同,由于焊道短,冷卻快,焊接電流應比正常焊接的電流大15%~20%。對于剛度大或有淬火傾向的焊件,應適當預熱,以防止焊縫開裂;收弧時注意填滿弧坑,防止該處開裂。在允許的條件下,可選用塑性和抗裂性較好而強度略低的焊條進行定位焊接。對于開裂的定位焊縫,必須先查明原因,然后再清除開裂的焊縫,在保證桿件尺寸正確的條件下補充定位焊。

3.1.2 埋弧焊工藝要求[12] [5] [16]   (1)打底焊道

熔深大師自動埋弧焊的基本特點,焊接有坡口的對接接頭時,為保證能焊透但不至于燒穿, 在接頭根部焊接第一道焊縫,稱為打底焊道。焊接方法可以是焊條電弧焊或二氧化碳氣體保護焊。使用的焊條或填充焊絲必須使其焊縫金屬具有相似于埋弧焊焊縫金屬的化學成分和性能。打底焊道尺寸必須足夠大,以承受住施工過程中所施加的任何載荷。焊完打底焊道之后,須打磨或刨削接頭根部,以保證在無缺陷的清潔金屬上熔敷第一道正面埋弧焊縫。

如果打底焊道的質量符合要求,則可保留作為整個接頭的一部分。焊接質量要求高時,可在埋弧焊縫完成之后用碳弧氣刨或機械加工方法將此打底焊道除掉。然后再焊上永久性的埋弧焊縫。

(2)其它要求

1)采用埋弧焊焊接的焊縫,應在焊縫的端部連接引弧、熄弧板(引板);引板的材質、厚度和坡口應與所焊件相同。引板長度不小于80mm;

2)埋弧自動焊縫焊接過程中不應斷弧,如有斷弧則必須將停弧處刨成1:5斜坡,并搭接50mm再引弧施焊,焊后搭接處應修磨均勻。

3.1.3 二氧化碳氣體保護焊工藝要求[12] [16](1)CO2氣體純度應不大于99.5﹪,氣體流量:細絲(小于1.6mm)短路過渡焊接時一般5~15L/min,粗絲(大于1.6mm)焊接時在10~20L/min。如果焊接電流較大,焊接速度較快,焊絲伸出長度較長或在室外作業(yè),氣體流量應適當加大。

(2)如有要求可采用藥芯焊絲焊接,具體工藝見相關標準。

3.1.4 栓釘(螺柱)焊要求[12] [16]   (1)栓釘和保護瓷環(huán)規(guī)格符合現(xiàn)行國家標準。

(2)栓釘焊端和母材表面應具有清潔的表面,無漆層、軋鱗和油水污垢等。但允許有少量銹跡。

(3)質量控制。投產前應對所選的焊接工藝進行評定,通常是與生產相同的條件下對焊成接頭作破壞性試驗。如彎曲等。

3.1.5 焊縫磨修和返修焊要求[16]  1.桿件焊接后,兩端的引板或產品試板必須用氣割切掉,并磨平切口,不得損傷桿件;

2.垂直應力方向的對接焊縫必須除去余高,并順應力方向磨平;

3.焊腳尺寸、焊坡或余高等超出規(guī)定的上限值的焊縫及小于1mm且超差的咬邊必須修磨勻順;

3焊接制造3.1常見焊接方法工藝要求3.1.1 焊條電弧焊工藝要求(定位焊)[12] [16]目前常用此種焊接方法進行定位焊。以下是定位焊接的要求:

(1)   焊條

定位焊用的焊條應和正式焊接用的相同,焊前同樣進行再烘干。不許使用費條或不知型號的焊條。

(2)   位置

雙面焊且背面須清根的焊縫,定位焊縫最好布置在背面;形狀對稱的構件,定位焊縫也應對稱布置;有交叉焊縫的地方不設定位焊縫,至少離開交叉點50mm;定位焊縫應距設計焊縫端部30mm以上。

(3)   焊縫尺寸

定位焊的尺寸視結構的剛性大小而定,原則是:在滿足轉配強度要求的前提下,盡可能小一些。從減小變形和填充金屬考慮,可縮小定位焊的間距。TB10212-1998《鐵路鋼橋制造規(guī)范》規(guī)定,定位焊接的長度為50~100mm,焊腳尺寸不得大于設計焊腳尺寸的1/2。埋弧焊的定位焊尺寸和位置:板厚小于25mm時,定位焊縫長50~70mm,間距300~500mm;板厚大于25mm時,定位焊縫長70~100mm,間距200~300mm。

(4)   工藝

施焊條件應和正式焊縫的焊接相同,由于焊道短,冷卻快,焊接電流應比正常焊接的電流大15%~20%。對于剛度大或有淬火傾向的焊件,應適當預熱,以防止焊縫開裂;收弧時注意填滿弧坑,防止該處開裂。在允許的條件下,可選用塑性和抗裂性較好而強度略低的焊條進行定位焊接。對于開裂的定位焊縫,必須先查明原因,然后再清除開裂的焊縫,在保證桿件尺寸正確的條件下補充定位焊。

3.1.2 埋弧焊工藝要求[12] [5] [16]   (1)打底焊道

熔深大師自動埋弧焊的基本特點,焊接有坡口的對接接頭時,為保證能焊透但不至于燒穿, 在接頭根部焊接第一道焊縫,稱為打底焊道。焊接方法可以是焊條電弧焊或二氧化碳氣體保護焊。使用的焊條或填充焊絲必須使其焊縫金屬具有相似于埋弧焊焊縫金屬的化學成分和性能。打底焊道尺寸必須足夠大,以承受住施工過程中所施加的任何載荷。焊完打底焊道之后,須打磨或刨削接頭根部,以保證在無缺陷的清潔金屬上熔敷第一道正面埋弧焊縫。

如果打底焊道的質量符合要求,則可保留作為整個接頭的一部分。焊接質量要求高時,可在埋弧焊縫完成之后用碳弧氣刨或機械加工方法將此打底焊道除掉。然后再焊上永久性的埋弧焊縫。

(2)其它要求

1)采用埋弧焊焊接的焊縫,應在焊縫的端部連接引弧、熄弧板(引板);引板的材質、厚度和坡口應與所焊件相同。引板長度不小于80mm;

2)埋弧自動焊縫焊接過程中不應斷弧,如有斷弧則必須將;√幣俪1:5斜坡,并搭接50mm再引弧施焊,焊后搭接處應修磨均勻。

3.1.3 二氧化碳氣體保護焊工藝要求[12] [16](1)CO2氣體純度應不大于99.5﹪,氣體流量:細絲(小于1.6mm)短路過渡焊接時一般5~15L/min,粗絲(大于1.6mm)焊接時在10~20L/min,

工程

焊接技術教程_3焊接制造》(http://www.lotusphilosophies.com)。如果焊接電流較大,焊接速度較快,焊絲伸出長度較長或在室外作業(yè),氣體流量應適當加大。

(2)如有要求可采用藥芯焊絲焊接,具體工藝見相關標準。

3.1.4 栓釘(螺柱)焊要求[12] [16]   (1)栓釘和保護瓷環(huán)規(guī)格符合現(xiàn)行國家標準。

(2)栓釘焊端和母材表面應具有清潔的表面,無漆層、軋鱗和油水污垢等。但允許有少量銹跡。

(3)質量控制。投產前應對所選的焊接工藝進行評定,通常是與生產相同的條件下對焊成接頭作破壞性試驗。如彎曲等。

3.1.5 焊縫磨修和返修焊要求[16]  1.桿件焊接后,兩端的引板或產品試板必須用氣割切掉,并磨平切口,不得損傷桿件;

2.垂直應力方向的對接焊縫必須除去余高,并順應力方向磨平;

3.焊腳尺寸、焊坡或余高等超出規(guī)定的上限值的焊縫及小于1mm且超差的咬邊必須修磨勻順;

4.焊縫咬邊超過1mm或焊腳尺寸不足時,可采用手弧焊進行返修焊;

5.應采用碳弧氣刨或其他機械方法清除焊接缺陷,在清除缺陷時應刨出利于返修焊的坡口,并用砂輪磨掉坡口表面的氧化皮,露出金屬光澤;

6.焊接裂紋的清除長度應由裂紋端各外延50mm;

7.用埋弧焊返修焊縫時,必須將焊縫清除部位的兩端刨成1:5的斜坡;

8.翻修焊縫應按原焊縫質量要求檢驗;同一部位的返修焊不宜超過兩次。

3.1.6 其它要求[16]   1.焊工和無損檢測人員必須通過考試并取得資格證書,且只能從事資格證書中認定范圍內的工作。

2.焊接工藝必須根據焊接工藝評定報告編制,施焊時應嚴格執(zhí)行焊接工藝,焊接工藝評定應符合相關標準。

3.焊接工藝宜在室內進行,環(huán)境濕度應小于80%;焊接低合金鋼的環(huán)境溫度不低于5℃,焊接普通碳素鋼不應低于0℃;主要桿件應在組裝后24h 內焊接。

4.焊接前必須徹底清除等焊區(qū)域內的有害物,焊接時嚴禁在母材的非焊接部位引弧,焊接后應清理焊縫表面的熔渣及兩側的飛濺。

5.焊接材料應通過焊接工藝評定確定;焊劑、焊條必須按產品說明書烘干使用;焊劑中的臟物,焊絲上的油銹等必須清除干凈;CO2氣體的純度應大于99.5%。

6.焊前預熱溫度應通過焊接性試驗和焊接工藝評定確定;預熱范圍一般為焊縫每側100mm以上,距焊縫30~50mm范圍內測溫。

7.采用埋弧焊、CO2氣體(混合氣體)保護焊及低氫型焊條手工焊方法焊接的接頭,組裝前必須徹底清除待焊區(qū)域的鐵銹、氧化鐵皮、油污、水分等有害物,使其表面顯露出金屬光澤。清除范圍應符合圖3-1-1的規(guī)定。

圖3-1-1組裝前的清除范圍

3.2 焊接工藝評定[16] [17] [18]具體可參照GBT19866-2005《焊接工藝規(guī)程及評定的一般原則》、TB10212-1998《鐵路鋼橋制造規(guī)范》附錄C和 DL/T868-2004《電力行業(yè)焊接評定規(guī)程》。

3.3 焊接殘余應力與變形的控制[5] [12] [13]3.3.1控制焊接殘余應力的工藝措施(1)采用合理的焊接順序和方向

1)   先焊接收縮量較大的焊縫,使焊縫能較自由的收縮。

2)   焊縫交叉時,先焊錯開的短焊縫,后焊直通長焊縫,使焊縫有較大的橫向收縮余地。

3)   先焊在工作時受力較大的焊縫,使內應力合理分布。

(2)降低焊縫的拘束度

在焊接鑲塊的封閉焊縫或其它拘束度大的焊縫時,可采用反變形法降低焊件的局部剛度,從而減小焊縫的拘束度 。

(3)錘擊焊縫

可用頭部帶小圓弧的工具錘擊焊縫,使焊縫得到延展,降低內應力,錘擊應保持均勻適度,避免錘擊過分,以防止產生裂縫。一般不錘擊第一層和表面層。

(4)局部加熱造成反變形(加熱減應區(qū)法)在焊接結構的適當部位加熱使之伸長,加熱區(qū)的伸長帶動焊接部位,使它產生一個與焊縫收縮方向相反的變形。在加熱區(qū)冷卻收縮時,焊縫就可能比較自由地收縮,從而減少內應力。

(5)采用線能量小的工藝措施和焊接方法,或強制冷卻措施。

(6)預拉伸補償焊縫收縮(機械拉伸或加熱拉伸)。

3.3.2 焊后降低或消除殘余應力的方法   有用機械力或沖擊能的辦法和熱處理方法。具體工藝措施略。

3.3.3控制焊接變形的工藝措施(1)反措施

當構件剛度過大(如大型箱形梁等),采用上述強制反變形有困難時,可以先將梁的腹板在下料拼板時作成上撓的,然后再進行裝配焊接(如橋式起重機箱形大梁)。

在薄板上焊接骨架時,對薄板采用加熱(SH法)、機械預拉伸(SS法)、或者兩者同時使用(SSH法)使其伸長,然后再薄板上裝配焊接骨架,薄板預拉伸和加熱后再冷卻所產生的拉應力可以有效地降低焊接應力防止失穩(wěn)波浪變形。

在薄板對接時也可采用在焊縫兩側一定距離處適當寬度上加熱,使焊縫得到拉伸,從而減少壓縮塑性變形,降低殘余內應力,而消除波浪變形,此法即為低應力無變形法(LSND法)。

(2)剛性固定法

對防止彎曲變形的效果遠不如反變形法。但對角變形和波浪變形較有效。例如法蘭面的角變形。

焊接薄板時為防止波浪變形,在焊縫兩側緊壓固定,加壓位置應盡量接近焊縫并保持壓力均勻。為此,可采用帶一定撓度的壓塊或者采用琴鍵式的多點壓塊。

(3)選用合理的焊接方法和規(guī)范

選用能量比較集中的焊接方法,如CO2保護焊、等離子弧焊代替氣焊和手工電弧焊進行薄板焊接可減少變形量。

焊縫不對稱的焊件,可通過選用適當的焊接工藝參數,在沒有反變形或夾具的條件下,控制彎曲變形。

在焊縫兩側采用直接水冷或水冷銅塊散熱,可限制和縮小焊接熱場,減少變形。但對有淬火傾向的鋼材應慎用。

(4)選擇合理的裝配焊接次序

把結構適當地分成部件,分別裝配焊接,然后再拼焊成整體。使不對稱的焊縫或收縮量較大的焊縫能自由地收縮而不影響整體結構。按照這個原則生產復雜的大型焊接結構既有利于控制焊接變形,又能擴大作業(yè)面,縮短生產周期。

3.3.4矯正焊接殘余變形的方法(1) 機械矯正法

利用外力使構件產生與焊接變形方向相反的塑性變形,使兩者互相抵消。

(2) 火焰矯正法

本法是利用火焰局部加熱時產生壓縮塑性變形,使較長的金屬在冷卻后收縮,來達到矯正變形的目的。

(3) 強電磁脈沖矯正法(電磁錘法)

其基本原理與電磁成形相同,不過反其道而行之,可以利用它來矯正變形。