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坡口設(shè)計(jì)原則

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坡口設(shè)計(jì)原則

(1)盡量減少焊縫金屬的熔敷量,提高生產(chǎn)率。

(2)應(yīng)保證熔透(焊透)和避免產(chǎn)生根部裂紋。 (3)坡口加工方便,有利于焊接操作。

(4)盡量減少工件的焊后變形。

導(dǎo)師帶徒論文

題目:不同板厚焊接坡口形式的研究

姓名:田飛

單位:五分公司

2008年8月27日

目錄


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一、簡(jiǎn)述焊接技術(shù)的發(fā)展(焊接概述)。。。。。。。。。。。1 二、 手弧焊工藝.。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。2 三、焊接接頭的種類及接頭型式.。。。。。。。。。。。。。。。3 百度搜索:99建筑網(wǎng),查看數(shù)百萬(wàn)資料
四、 焊縫坡口的基本形式與尺寸.。。。。。。。。。。。。。。7 五、焊縫形式及形狀尺寸.。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。8 六、結(jié)語(yǔ)。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。9

七、參考文獻(xiàn).。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。9

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一、簡(jiǎn)述焊接技術(shù)的發(fā)展(焊接概述)

1.焊接概述


焊接是通過(guò)加熱、加壓,或兩者并用,使兩工件產(chǎn)生原子間結(jié)合的加工工藝和聯(lián)接方式。焊接應(yīng)用廣泛,既可用于金屬,也可用于非金屬。

2.焊接技術(shù)的發(fā)展歷史

焊接技術(shù)是隨著金屬的應(yīng)用而出現(xiàn)的,古代的焊接方法主要是鑄焊、釬焊和鍛焊。中國(guó)商朝制造的鐵刃銅鉞,就是鐵與銅的鑄焊件,其表面銅與鐵的熔合線婉蜒曲折,接合良好。春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期曾侯乙墓中的建鼓銅座上有許多盤龍,是分段釬焊連接而成的。經(jīng)分析,所用的與現(xiàn)代軟釬料成分相近。

戰(zhàn)國(guó)時(shí)期制造的刀劍,刀刃為鋼,刀背為熟鐵,一般是經(jīng)過(guò)加熱鍛焊而成的。據(jù)明朝宋應(yīng)星所著《天工開(kāi)物》一書記載:中國(guó)古代將銅和鐵一起入爐加熱,經(jīng)鍛打制造刀、斧;用黃泥或篩細(xì)的陳久壁土撒在接口上,分段煅焊大型船錨。中世紀(jì),在敘利亞大馬士革也曾用鍛焊制造兵器。

古代焊接技術(shù)長(zhǎng)期停留在鑄焊、鍛焊和釬焊的水平上,使用的熱源都是爐火,溫度低、能量不集中,無(wú)法用于大截面、長(zhǎng)焊縫工件的焊接,只能用以制作裝飾品、簡(jiǎn)單的工具和武器。

19世紀(jì)初,英國(guó)的戴維斯發(fā)現(xiàn)電弧和氧乙炔焰兩種能局部熔化金屬的高溫?zé)嵩矗?885~1887年,俄國(guó)的別納爾多斯發(fā)明碳極電弧焊鉗;1900年又出現(xiàn)了鋁熱焊。

20世紀(jì)初,碳極電弧焊和氣焊得到應(yīng)用,同時(shí)還出現(xiàn)了薄藥皮焊條電弧焊,電弧比較穩(wěn)定,焊接熔池受到熔渣保護(hù),焊接質(zhì)量得到提高,使手工電弧焊進(jìn)入實(shí)用階段,電弧焊從20年代起成為一種重要的焊接方法。

在此期間,美國(guó)的諾布爾利用電弧電壓控制焊條送給速度,制成自


動(dòng)電弧焊機(jī),從而成為焊接機(jī)械化、自動(dòng)化的開(kāi)端。1930年美國(guó)的羅賓

諾夫發(fā)明使用焊絲和焊劑的埋弧焊,焊接機(jī)械化得到進(jìn)一步發(fā)展。40年

代,為適應(yīng)鋁、鎂合金和合金鋼焊接的需要,鎢極和熔化極惰性氣體保

護(hù)焊相繼問(wèn)世。

我們以手工電弧焊為例,將重點(diǎn)介紹對(duì)“不同板厚焊接坡口形式的

研究”。

二、 手弧焊工藝

1.焊接接頭形式和坡口形狀

根據(jù)焊件厚度和工作條件不同,常用的焊接接頭形式有對(duì)接、搭接、丁字接和角接等四種。 對(duì)接接頭是各種焊接結(jié)構(gòu)中采用最多的一種接頭形式。因?qū)咏宇^受力較均勻,所以重要的受力焊縫尺量選用。根據(jù)焊接板厚不同,對(duì)接接頭的坡口型式有:

(1)I形坡口(或稱平接):用于焊接板厚為1-6mm的焊接,為了保證焊透件,接頭處要留有0-2.5mm的間隙。

(2)V形坡口:用于板厚為6-30mm焊件的焊接,該坡口加工方便。

(3)X形坡口:用于板厚12-40mm焊件的焊接,由于焊縫兩面對(duì)稱,焊接應(yīng)力和變形小。

(4)U形坡口:用于板厚20-50mm焊接的焊接、容易焊透、工件變形小。

2.焊縫的空間位置

按焊縫在空間位置不同,可分為平焊、立焊、橫焊和仰焊等。平焊時(shí)操作方便、勞動(dòng)條件好,生產(chǎn)率高、焊縫質(zhì)量容易保證,對(duì)


操作者的技術(shù)水平要求較低,所以應(yīng)盡可能地采用平焊。仰焊最難焊接。

3.焊接工藝參數(shù)及其確定

焊接工藝參數(shù)是焊接時(shí)為保證焊接質(zhì)量而選定的諸物理量的總稱。手弧焊的焊接工藝參數(shù)主要包括:焊條直徑、焊接電流、電弧電壓、焊接速度和焊接層數(shù)等。

(1)焊條直徑的選擇:根據(jù)焊件的板厚國(guó)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的直徑規(guī)格進(jìn)行選擇。工件厚時(shí),可選擇較粗焊條,平焊低碳鋼時(shí),可按下面選取。

焊件厚度(mm) 2

3

4~5

6~12

>12

焊條直徑(mm) 2

3.2

3.2~4

4~5

5-6

(2)焊接電流的確定:根據(jù)焊條直徑選擇焊接電流。焊接低碳鋼時(shí),按下面經(jīng)驗(yàn)公式選擇焊接電流:I=(30~50)d。應(yīng)當(dāng)指出,上式只提供一個(gè)大概的焊接電流范圍,實(shí)際生產(chǎn)中,還要根據(jù)焊件厚度、接頭形式、焊接位置、焊條種類等因素,通過(guò)試焊來(lái)調(diào)整和確定焊接電流大小。電流過(guò)小,易引起夾渣和末焊透;電流過(guò)大,易產(chǎn)生咬邊、燒穿等缺陷。


(3)電弧電壓:由電弧長(zhǎng)度決定(即焊條焊芯端部與熔池之間的距離)。電弧長(zhǎng),電弧電壓高,電弧燃燒不穩(wěn)定;熔深減小,飛濺增加,且保護(hù)不良,易產(chǎn)生焊接缺陷;電弧短,電弧電壓低。操作時(shí)采用短電弧,一般要求電弧長(zhǎng)度不超過(guò)焊條直徑。

(4)焊接速度:指焊條沿焊接方向移動(dòng)的速度,即單位時(shí)間內(nèi)完成的焊縫長(zhǎng)度,手弧焊時(shí),焊接速度由操作者憑經(jīng)驗(yàn)來(lái)掌握。

三、焊接接頭的種類及接頭型式

焊接中,由于焊件的厚度、結(jié)構(gòu)及使用條件的不同,其接頭型式及坡口形式也不同。焊接接頭型式有:對(duì)接接頭、T形接頭、角接接頭及搭接接頭等。

1.對(duì)接接頭

兩件表面構(gòu)成大于或等于135°,小于或等于180°夾角的接頭,叫做對(duì)接接頭。在各種焊接結(jié)構(gòu)中它是采用最多的一種接頭型式。 鋼板厚度在6mm以下,除重要結(jié)構(gòu)外,一般不開(kāi)坡口。

厚度不同的鋼板對(duì)接的兩板厚度差(δ—δ1)不超過(guò)表1—2規(guī)定時(shí),則焊縫坡口的基本形式與尺寸按較厚板的尺寸數(shù)據(jù)來(lái)選;否

則,應(yīng)在厚板上作出如圖1—8所示的單面或雙面削;其削薄長(zhǎng)度L≥3(δ—δ1)。

(a) (b)

圖1—8 不同厚度板材的對(duì)接


(a)單面削薄, (b)雙面削薄

表1-2

2.角接接頭

兩焊件端面間構(gòu)成大于30°、小于135°夾角的接頭,叫做角接接頭,見(jiàn)圖1—9。這種接頭受力狀況不太好,常用于不重要的結(jié)構(gòu)中。

(a ) (b)

圖1—9 角接接頭

(a)I形坡口; (b)帶鈍邊單邊V形坡口

3.T形接頭

一件之端面與另一件表面構(gòu)成直角或近似直角的接頭,叫做T形接頭,見(jiàn)圖1—10。


圖1—10 T形接頭

(四)搭接接頭

兩件部分重疊構(gòu)成的接頭叫搭接接頭,見(jiàn)圖1—11。

搭接接頭根據(jù)其結(jié)構(gòu)形式和對(duì)強(qiáng)度的要求,分為不開(kāi)坡口、圓孔內(nèi)塞焊和長(zhǎng)孔內(nèi)角焊三種形式,見(jiàn)圖1—11。

I形坡口的搭接接頭,一般用于厚度12mm以下的鋼板,其重疊部分≥2(δ1+δ2),雙面焊接。這種接頭用于不重要的結(jié)構(gòu)中。 當(dāng)遇到重疊部分的面積較大時(shí),可根據(jù)板厚及強(qiáng)度要求,分別采用不同大小和數(shù)量的圓孔內(nèi)塞焊或長(zhǎng)孔內(nèi)角焊的接頭型式。

圖1—11 搭接接頭I形坡口 百度搜索:99建筑網(wǎng),查看數(shù)百萬(wàn)資料
四、焊縫坡口的基本形式與尺寸


1. 坡口形式

根據(jù)坡口的形狀,坡口分成I形(不開(kāi)坡口)、V形、Y形、雙Y形、U形、雙U形、單邊V形、雙單邊Y形、J形等各種坡口形式。

V形和Y形坡口的加工和施焊方便(不必翻轉(zhuǎn)焊件),但焊后容易產(chǎn)生角變形。

雙Y形坡口是在V形坡口的基礎(chǔ)上發(fā)展的。當(dāng)焊件厚度增大時(shí),采用雙Y形代替V形坡口,在同樣厚度下,可減少焊縫金屬量約1/2,并且可對(duì)稱施焊,焊后的殘余變形較小。缺點(diǎn)是焊接過(guò)程中要翻轉(zhuǎn)焊件,在筒形焊件的內(nèi)部施焊,使勞動(dòng)條件變差。

U形坡口的填充金屬量在焊件厚度相同的條件下比V形坡口小得多,但這種坡口的加工較復(fù)雜。

2.坡口的幾何尺寸

(1)坡口面 待焊件上的坡口表面叫坡口面。

(2)坡口面角度和坡口角度 待加工坡口的端面與坡口面之間的夾角叫坡口面角度,兩坡口面之間的夾角叫坡口角度,見(jiàn)圖1—12。

(3)根部間隙 焊前在接頭根部之間預(yù)留的空隙叫根部間隙,見(jiàn)圖1—12。其作用在于打底焊時(shí)能保證根部焊透。根部間隙又叫裝配間隙。

(4)鈍邊 焊件開(kāi)坡口時(shí),沿焊件接頭坡口根部的端面直邊部分叫鈍邊,見(jiàn)圖1—12。鈍邊的作用是防止根部燒穿。

(5)根部半徑 在J形、U形坡口底部的圓角半徑叫根部半徑(見(jiàn)圖1—12)。它的作用是增大坡口根部的空間,以便焊透根部。


坡口角度

五、焊縫形式及形狀尺寸 1.焊縫形式 圖1—12 坡口的幾何尺寸


焊縫按不同分類方法可分為下列幾種形式:

(1)根據(jù)GB/T 3375—94的規(guī)定,按焊縫結(jié)合形式,分為對(duì)接焊縫、角焊縫、塞焊縫、槽焊縫和端接焊縫五種:

1)對(duì)接焊縫:在焊件的坡口面間或一零件的坡口面與另一零件表面間焊接的焊縫,

2)角焊縫:沿兩直交或近直交零件的交線所焊接的焊縫。

3)端接焊縫:構(gòu)成端接接頭所形成的焊縫。

4)塞焊縫:兩零件相疊,其中一塊開(kāi)圓孔,在圓孔中焊接兩板所形成的焊縫,只在孔內(nèi)焊角焊縫者不稱塞焊。

5)槽焊縫:兩板相疊,其中一塊開(kāi)長(zhǎng)孔,在長(zhǎng)孔中焊接兩板的焊縫,只焊角焊縫者不稱槽焊。

(2)按施焊時(shí)焊縫在空間所處位置分為平焊縫、立焊縫、橫焊縫及仰焊縫四種形式。

(3)按焊縫斷續(xù)情況分為連續(xù)焊縫和斷續(xù)焊縫兩種形式。

2.焊縫的形狀尺寸

焊縫的形狀用一系列幾何尺寸來(lái)表示,不同形式的焊縫,其形狀參數(shù)也不一樣。

1).焊縫寬度

焊縫表面與母材的交界處叫焊趾。焊縫表面兩焊趾之間的距離叫焊縫寬度。

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