畢業(yè)論文--筒體和磁路圈自動(dòng)化焊接生產(chǎn)的設(shè)計(jì)

1、<p>　　重慶大學(xué)本科畢業(yè)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</p><p>　　筒體和磁路圈自動(dòng)化焊接生產(chǎn)的設(shè)計(jì)</p><p>　　學(xué) 生：XXXX</p><p>　　學(xué) 號(hào)：XXXXXX</p><p>　　指導(dǎo)老師：XXXXX</p><p>　　專(zhuān) 業(yè)：材料成型機(jī)控制工程</p>

2、<p>　　重慶大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院</p><p><b>　　二O一三年六月</b></p><p>　　Graduation Design(Thesis) of Chongqing University</p><p>　　Design of Cylinder and magnetic circuit automatic

3、welding production</p><p>　　Undergraduate： </p><p>　　Supervisor：</p><p>　　Major： Material Forming Machine Control Project</p><p>　　School of materials science and engin

4、eering, Chongqing University</p><p><b>　　June 2013</b></p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　目前國(guó)內(nèi)電機(jī)筒體和磁路圈自動(dòng)化焊接生產(chǎn)效率低，產(chǎn)品合格率低。本論文通過(guò)收集筒體和磁路圈焊接生產(chǎn)的信息，做一次深入的研究。通過(guò)分析研究，完成從筒體和磁

5、路圈焊接方法的選擇、工藝參數(shù)的設(shè)計(jì)、工裝夾具的設(shè)計(jì)到焊接接頭質(zhì)量檢測(cè)。本次論文主要研究筒體和磁路圈焊接及整個(gè)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，通過(guò)研究焊接材料，分析材料焊接性，主要是材料碳含量分析，從而選擇以其相對(duì)應(yīng)的焊接方法。焊縫深度與板材厚度有關(guān)，不同的板厚直接影響到焊接方法的選擇及工藝參數(shù)的設(shè)定。對(duì)比不同的焊接方法，選擇最適合焊接本產(chǎn)品的方法，在依據(jù)母材焊接性分析及焊縫厚度設(shè)定適宜的工藝參數(shù)及填充材料。本論文研究重點(diǎn)在于產(chǎn)品焊接工裝夾具的設(shè)計(jì)。優(yōu)

6、良的工裝夾具不僅可以保證焊接質(zhì)量，而且可以提高產(chǎn)品生產(chǎn)的效率。在保證質(zhì)量的前提下降低生產(chǎn)成本。工裝夾具設(shè)計(jì)包含焊接自動(dòng)化設(shè)備的選擇。在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下考慮生產(chǎn)效率和成本，設(shè)計(jì)一套優(yōu)良的工裝夾具和選擇合適的自動(dòng)化焊接設(shè)備。然后完成整個(gè)工藝流程，填寫(xiě)工藝流程卡。最后檢測(cè)焊接接頭質(zhì)量，對(duì)焊接工藝參數(shù)進(jìn)行相對(duì)的調(diào)整，完成整個(gè)筒體和磁路圈自動(dòng)化焊接生產(chǎn)的設(shè)計(jì)。</p><p>　　關(guān)鍵詞：筒體和磁路圈，焊接性，工裝夾具

7、，檢測(cè)</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　At present the automatic of cylinder and magnetic circuit welding production efficiency is low and Product qualified rate is low. In this paper，

8、it make a in-depth research by collecting automatic welding production information. Through the analysis research，accomplish the choice of welding method，the design of process parameters，the design of the jigs and fixtur

9、es to the weld quality inspection. This paper mainly studies cylinder and magnetic circuit welding and the problems appeared in the proc</p><p>　　Keyword: cylinder and magnetic circuit, weldability, Jig and

10、Fixture Tooling, examine</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　摘要·····················

11、;····································

12、83;·Ⅰ</p><p>　　ABSTRACT······························

13、;·······················Ⅱ</p><p>　　1 緒論·········

14、;····································

15、83;·············1</p><p>　　1.1焊接行業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)················

16、3;····················1</p><p>　　1.2 焊接工裝夾具現(xiàn)狀和發(fā)展··········

17、;······························2</p><p>　　1.3課題任務(wù)·&#

18、183;····································

19、················3</p><p>　　1.4重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容···············&

20、#183;·································3</p><

21、p>　　2筒體和磁路圈焊接性分析································4</p&g

22、t;<p>　　2.1母材性能檢驗(yàn)分析································&#

23、183;···········4</p><p>　　2.2工藝焊接性實(shí)驗(yàn) ···················&

24、#183;·························4</p><p>　　2.2.1 碳當(dāng)量的計(jì)算·····

25、;····································

26、83;···4</p><p>　　2.2.2 10#鋼碳當(dāng)量計(jì)算··························

27、3;·······················5</p><p>　　2.2.3 裂紋敏感系數(shù)Pcm計(jì)算和預(yù)熱溫度估算·····&#

28、183;················5</p><p>　　3焊接選型···············&

29、#183;···································8<

30、/p><p>　　3.1焊接方法的選擇································

31、;··············8</p><p>　　3.1.1 10號(hào)鋼的可焊性 ················

32、;·························9</p><p>　　3.1.2焊接方法的選擇·····

33、83;····································&

34、#183;·9</p><p>　　3.2填充材料的選擇·····························&

35、#183;···············13</p><p>　　3.2.1焊絲的選用···············

36、································14</p><p>　　3.2

37、.2 CO2氣體保護(hù)焊焊絲··································

38、83;····14</p><p>　　4 設(shè)計(jì)焊接工藝參數(shù)··························&#

39、183;············17</p><p>　　4.1 焊絲直徑、焊接電流和焊接電壓的設(shè)定················&#

40、183;········18</p><p>　　4.2焊速、氣流量及焊絲干伸長(zhǎng)的選擇·····················

41、;·········19</p><p>　　4.3焊接電源······················&

42、#183;······························19</p><p>　　5焊接工裝夾具設(shè)計(jì)&

43、#183;····································

44、;····21</p><p>　　5.1焊接工裝夾具···························

45、;······················21</p><p>　　5.1.1焊接工裝夾具分類(lèi)與組成·······

46、3;····························21</p><p>　　5.1.2焊接工裝夾具的特點(diǎn)··

47、;····································

48、83;··21</p><p>　　5.2焊接工裝夾具的設(shè)計(jì)····························

49、···············22</p><p>　　5.2.1設(shè)計(jì)要求················

50、···································22</p&g

51、t;<p>　　5.2.2設(shè)計(jì)方案的確定································&

52、#183;············23</p><p>　　5.2.3 定位器的選擇和設(shè)計(jì)·················&

53、#183;························23</p><p>　　5.2.4 夾具體的設(shè)計(jì)·····

54、3;····································&#

55、183;······23</p><p>　　5.2.5夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)························

56、;·······················23</p><p>　　5.3焊接工裝夾具的組合安裝及檢驗(yàn)······

57、83;····························24</p><p>　　6 自動(dòng)化焊接機(jī)械及焊接檢驗(yàn)·

58、3;·····························26</p><p>　　6.1選擇合適的變位機(jī)械·&

59、#183;····································

60、;·······26</p><p>　　6.2焊接機(jī)器人························

61、·····························28</p><p>　　6.3焊接檢驗(yàn)··&#

62、183;····································

63、···············28</p><p>　　7結(jié)論·················

64、····································

65、3;······33</p><p>　　參考文獻(xiàn)·························

66、83;······························34</p><p>　　致謝·

67、3;····································&#

68、183;·····35</p><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　焊接是現(xiàn)代制造中最重要的工藝技術(shù)之一，它在所有行業(yè)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，從機(jī)械制造、航空航天、造船、化工、能源、交通、建筑到電子工業(yè)、家用電器等，同時(shí)它對(duì)經(jīng)濟(jì)性、質(zhì)量與可靠性的要求也越來(lái)越高。它已經(jīng)從單一的加工工藝發(fā)展成為新興的綜合

69、性先進(jìn)技術(shù)。目前發(fā)達(dá)國(guó)家的焊接結(jié)構(gòu)用鋼超過(guò)其本國(guó)鋼產(chǎn)量的60%。而我國(guó)焊接結(jié)構(gòu)用鋼在40%左右。隨著我國(guó)工業(yè)的高速發(fā)展，可以預(yù)言，今后的十年將是焊接行業(yè)發(fā)展最快的十年。</p><p>　　1.1焊接行業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)</p><p>　　焊接設(shè)備方面，我國(guó)焊接設(shè)備近十年來(lái)發(fā)展較快，已有近10家電焊機(jī)廠通過(guò)技術(shù)改造或技術(shù)引進(jìn)建成10多條焊機(jī)組生產(chǎn)線(xiàn)，生產(chǎn)能力成倍翻，焊機(jī)種類(lèi)不斷增加。長(zhǎng)春

70、、唐山、天津、上海和成都等電機(jī)廠從國(guó)外引進(jìn)摩擦焊機(jī)、CO2氣體保護(hù)焊機(jī)和電阻焊機(jī)等先進(jìn)焊機(jī)的制造技術(shù)和裝備，有些廠還引進(jìn)了焊機(jī)組裝生產(chǎn)線(xiàn)和先進(jìn)的檢測(cè)設(shè)備和儀器，是我國(guó)焊機(jī)制造水平得到較快的提高，重點(diǎn)骨干企業(yè)以達(dá)到國(guó)外同行80年代初的水平[1]。</p><p>　　在焊接材料方面，目前我國(guó)焊接材料生產(chǎn)廠家約有800家，其中焊條生產(chǎn)企業(yè)在600家以上；CO2氣體保護(hù)焊絲生產(chǎn)企業(yè)約100家；釬料生產(chǎn)企業(yè)300來(lái)家；埋

71、弧焊30多家；共生產(chǎn)品種576個(gè)。我國(guó)焊接材料總量已躍居世界第一位，年生產(chǎn)能力180萬(wàn)噸。其中焊條生產(chǎn)占比重80%，CO2氣體保護(hù)焊絲占比重9.33%，焊劑占比重6.66%，埋弧焊絲占比重5.33%。由以上數(shù)據(jù)可以看出我國(guó)焊接自動(dòng)化水平相當(dāng)?shù)拖?，比發(fā)達(dá)國(guó)家落后30到70個(gè)百分點(diǎn)。所以今后我國(guó)焊接行業(yè)應(yīng)及時(shí)的點(diǎn)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，開(kāi)發(fā)市場(chǎng)上急需的特種焊條，由于種種原因國(guó)內(nèi)生產(chǎn)焊材的企業(yè)尚不能完全供應(yīng)這些焊條，很多都需要通過(guò)進(jìn)口，在增加工程成本的同

72、時(shí)花費(fèi)大量外匯。</p><p>　　在機(jī)輔具與工裝方面，我國(guó)焊接輔助機(jī)械和器具制造行業(yè)今年來(lái)有一定的發(fā)展。焊接輔助機(jī)械、滾輪架、操作機(jī)和變位器的產(chǎn)量已達(dá)1000多套，各種焊槍和焊鉗的年總產(chǎn)量為10萬(wàn)余把。與國(guó)外同行相比還很低，隨著對(duì)焊接產(chǎn)品的要</p><p>　　求逐步提高，焊接輔助設(shè)備得到了高速的發(fā)展，目前與國(guó)外相比還存在的有：（1）品種少，從焊前的各種鋼材加工、處理設(shè)備到焊中的各種

73、輔助設(shè)備，有很多都是空白；（2）國(guó)產(chǎn)焊接操作機(jī)、變位器和滾輪架的功能少，自動(dòng)化程度低，加工精度差，外表加工質(zhì)量粗糙，制造技術(shù)落后，與外國(guó)同類(lèi)新一代相比，至少落后20年；（3）焊槍焊嘴質(zhì)量不穩(wěn)定，使用壽命短，為制定統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)；（4）焊接專(zhuān)用工具、夾具的生產(chǎn)與每年焊接生產(chǎn)量不成比例。</p><p>　　在焊接結(jié)構(gòu)制造行業(yè)中，高效節(jié)能的CO2氣體保護(hù)在全國(guó)范圍內(nèi)推廣應(yīng)用，應(yīng)用率超過(guò)30%，焊接自動(dòng)化和自動(dòng)化程度達(dá)到40

74、%～50%，焊接專(zhuān)機(jī)將得到普遍應(yīng)用。在汽車(chē)和工程機(jī)械、鍋爐和重型機(jī)械制造行業(yè)將在較大范圍內(nèi)采用焊接機(jī)器人，焊接中心和柔性制造系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)和智能制造系統(tǒng)將開(kāi)始在焊接結(jié)構(gòu)中初步得到實(shí)際應(yīng)用。激光、電子束等高能束焊接方法在航天飛行器、汽車(chē)、核能設(shè)備、醫(yī)療器械等制造業(yè)將迅速擴(kuò)大其應(yīng)用范圍[2]~ [5]。</p><p>　　1.2 焊接工裝夾具現(xiàn)狀和發(fā)展</p><p>　　焊接工裝

75、夾具就是將焊件準(zhǔn)確定位和有效夾緊，便于焊接進(jìn)行裝配和焊接，保證焊接結(jié)構(gòu)精度方面要求的工藝裝備。焊裝夾具也稱(chēng)焊接工裝夾具，它與焊接變位機(jī)械裝備在焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)中總稱(chēng)為工藝裝備。其中，工裝夾具包括夾緊器、定位器、推拉裝置等。夾緊器是焊裝夾具中最基本、應(yīng)用量最多的設(shè)備，通過(guò)夾緊器對(duì)焊接工件的夾緊，可有效保證焊接工件的焊接精度和焊接質(zhì)量。焊接工裝夾具是機(jī)械加工不可缺少的部件，在機(jī)床技術(shù)向高速、高效、精密、復(fù)合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動(dòng)下，焊接工裝

76、夾具技術(shù)正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經(jīng)濟(jì)方向發(fā)展 。</p><p>　　從50年代開(kāi)始發(fā)展的中國(guó)機(jī)械制造業(yè)，以手工焊和電阻點(diǎn)焊作為主要加工手段，跨出了高端機(jī)械制造的第一步，其焊裝夾具也主要是以手工操作為主。夾緊器的應(yīng)用經(jīng)歷了以手動(dòng)夾緊器為主，到以拉桿式氣缸驅(qū)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)為主，再到現(xiàn)今的以氣動(dòng)一體式夾緊器為主的一個(gè)發(fā)展過(guò)程。</p><p>　　目前，國(guó)內(nèi)夾緊器主要分為兩大類(lèi)：一類(lèi)是

77、以主流汽車(chē)廠如上海大眾、一汽大眾、上海通用、武漢神龍等歐系汽車(chē)廠應(yīng)用為代表的一體式夾緊器；另一類(lèi)是以北京現(xiàn)代、廣州本田、天津豐田等日韓系汽車(chē)廠應(yīng)用為代表的拉桿式氣缸驅(qū)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)。而一體式夾緊器以其優(yōu)越的技術(shù)性能被越來(lái)越多的國(guó)內(nèi)汽車(chē)制造企業(yè)所青睞，在焊裝夾具上使用一體式夾緊器已成為一種趨勢(shì)和潮流，如長(zhǎng)安汽車(chē)廠的6350線(xiàn)，長(zhǎng)安汽車(chē)五廠的CV9線(xiàn)，長(zhǎng)安福特的340線(xiàn)，東南汽車(chē)的戴-克線(xiàn)，上海匯眾及一些汽車(chē)零配件制造廠都已經(jīng)開(kāi)始使用一體式夾緊

78、器，并逐步開(kāi)始由原先的日韓系拉桿式氣缸夾緊機(jī)構(gòu)向一體式夾緊器升級(jí)換代。</p><p>　　中國(guó)的汽車(chē)制造業(yè)已有50多年的歷史，只是在近幾年中才得到了飛速的發(fā)展。相比之下，我國(guó)汽車(chē)制造業(yè)的工藝水平，特別是焊接工裝夾具水平，顯得越來(lái)越不適應(yīng)這種快速發(fā)展速度的要求。這種現(xiàn)象的存在原因在于我國(guó)機(jī)械加工行業(yè)的傳統(tǒng)習(xí)慣中，焊接制造工藝的地位不高，而在世界先進(jìn)發(fā)達(dá)國(guó)家，焊接工藝則備受關(guān)注[7]~ [12]。</p>

79、;<p><b>　　其發(fā)展趨勢(shì)：</b></p><p>　?。?）.現(xiàn)階段（簡(jiǎn)單，粗糙，分立） ； </p><p>　?。?）.未來(lái)三五年（精細(xì)，標(biāo)準(zhǔn)，復(fù)合）； </p><p>　?。?）.未來(lái)五八年（高效，系統(tǒng)，自動(dòng)化，環(huán)保）； </p><p>　?。?）.未來(lái)十年以后（智能化，跟機(jī)

80、器人同步）。</p><p><b>　　1.3課題任務(wù)</b></p><p>　?。?）仔細(xì)閱讀畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)，明確設(shè)計(jì)任務(wù)要求。</p><p>　　（2）查閱國(guó)內(nèi)外與自動(dòng)化焊接生產(chǎn)設(shè)計(jì)及筒體和磁路圈焊接相關(guān)的資料（10篇以上），了解和掌握自動(dòng)化焊接生產(chǎn)技術(shù)及其發(fā)展趨勢(shì)，目前最新的自動(dòng)化焊接技術(shù)。</p><p

81、>　?。?）查閱、選擇與本課題相關(guān)的外文資料（不少于2萬(wàn)英文字母）并完成翻譯。</p><p>　　（4）學(xué)習(xí)相關(guān)自動(dòng)化焊接知識(shí)，掌握各種焊接方法的原理及工藝，并在此基礎(chǔ)上完成生產(chǎn)工藝流程的設(shè)計(jì)。</p><p>　　（5）分析產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，結(jié)合手弧焊和CO2氣體保護(hù)焊原理及工藝，找出影響產(chǎn)品產(chǎn)率低的因素，提出解決方案，并完成焊接生產(chǎn)設(shè)計(jì)。</p><p>　

82、　（6）在老師的指導(dǎo)下獨(dú)立完成開(kāi)題報(bào)告、畢業(yè)論文等。</p><p>　?。?）參加畢業(yè)答辯。</p><p><b>　　1.4重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容</b></p><p>　　（1）明確焊接生產(chǎn)內(nèi)容及流程，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行焊接性分析；</p><p>　?。?）對(duì)比選著焊接方法；</p><p>　?。?）

83、設(shè)計(jì)與產(chǎn)品相符的工裝夾具。</p><p>　　2筒體和磁路圈焊接性分析</p><p>　　根據(jù)本次論文要求，此次被焊件筒體和磁路圈用材為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼10#。</p><p>　　其特性適用范圍：機(jī)械強(qiáng)度低，塑性、韌性好，冷狀態(tài)下容易模壓成形，容易切削加工，焊接性能好，為提高表面硬度可進(jìn)行滲碳和氰化處理。用于制造強(qiáng)度不高的焊接件、冷沖壓件、鍛件和滲碳零件如螺栓、

84、墊圈，隔板、外殼等。</p><p>　　2.1母材性能檢驗(yàn)分析</p><p>　　10#鋼的標(biāo)準(zhǔn)的化學(xué)成分和機(jī)械性能見(jiàn)表2.1和表2.2。</p><p>　　表2.1 10#鋼的化學(xué)成分（%）</p><p>　　表2.2 10#鋼的力學(xué)性能</p><p>　　2.2工藝焊接性實(shí)驗(yàn) </p&g

85、t;<p>　　2.2.1 碳當(dāng)量的計(jì)算 </p><p>　　鋼鐵材料的焊接性能一般是指焊縫及熱影響區(qū)是否容易形成裂紋焊接接頭是否出現(xiàn)脆性等等。通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，人們發(fā)現(xiàn)鋼的焊接性能與其化學(xué)成分關(guān)系很大，尤其是碳含量。</p><p>　　當(dāng)碳含量高時(shí)，焊接區(qū)容易產(chǎn)生裂紋，合金元素含量增加也容易產(chǎn)生開(kāi)裂的現(xiàn)象，因此可以用合金成分的“碳當(dāng)量”概念來(lái)表示焊接性能的好壞，常用的

86、碳當(dāng)量[C]的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式為：</p><p>　　[C]=C + Mn/6 + (Ni+Cu)/15 + (Cr+Mo+V)/5···················①</p><p>　　式中的元素

87、符號(hào)代表這些元素在鋼中的重量百分比。經(jīng)驗(yàn)表明，當(dāng)[C]小于 0.4%時(shí)，鋼材焊接冷裂傾向不大，焊接性良好；[C]在0.4%?0.6 %之間時(shí)，鋼材的焊接冷裂傾向較顯著，焊接性較差，焊接時(shí)需要預(yù)熱鋼材和采取其它工藝措施 來(lái)防止裂紋；當(dāng)[C]大于0.6%時(shí)，鋼材焊接冷裂嚴(yán)重，焊接性能很差，基本上不適合于焊接，或者只有在嚴(yán)格的工藝措施下和較高的預(yù)熱溫度下才能進(jìn)行焊接操作 [13]。</p><p>　　2.2.2 10

88、#鋼碳當(dāng)量計(jì)算</p><p>　　根據(jù)公式[C]=C + Mn/6 + (Ni+Cu)/15 + (Cr+Mo+V)/5；10#鋼的碳當(dāng)量[C]范圍有[C]1 ≦C（min）+Mn（min）/6+（Ni+Cu）/15+（Cr+Mo+V）/5</p><p>　　≦0.07+0.35/6+（0.15+0.25）/15+0.15/5</p><p>　　≦0.185

89、····································

90、3;··················②</p><p>　　[C]2 ≦C（max）+Mn（max）/6+（Ni+Cu）/15+（Cr+Mo+V）/5</p><p>　　≦ 0.14+0.65/6+（0.1

91、5+0.25）/15+0.15/5 </p><p>　　≦0.305 ···························

92、;·····························③</p><p>　　即10#鋼的碳當(dāng)量范圍小于0.185%～0

93、.305% 小于0.4%，鋼材焊接冷裂傾向不大，焊接性良好。</p><p>　　2.2.3 裂紋敏感系數(shù)Pcm計(jì)算和預(yù)熱溫度估算</p><p>　　關(guān)于化學(xué)成分對(duì)冷裂敏感性的影響，實(shí)際就是對(duì)鋼淬硬傾向的影響，鋼的碳當(dāng)量越高，淬硬性越大，即增加冷裂紋的敏感性。</p><p>　　60年代后建立的冷裂敏感性指數(shù)Pc和Pw就是以Pcm為基礎(chǔ)，并考慮擴(kuò)散氫含量和拘

94、束條件建立的。它是目前應(yīng)用比較廣泛的冷裂紋判據(jù)，其是以δb=500～1000mm2的鋼種為研究對(duì)象，用Y形坡口做裂紋實(shí)驗(yàn)，公式如下</p><p>　　Pc=Pcm + [H]/60 + δ/600··················&

95、#183;·············④</p><p>　　Pw=Pcm + [H]/60 + R/400000··············

96、83;···············⑤</p><p>　　Pcm——鋼種合金元素的碳當(dāng)量；</p><p>　　[H]——擴(kuò)散氫含量（mL/100g）；</p><p>　　δ為板厚（mm）；R為拘束度（N/mm&#

97、183;mm）。</p><p>　　根據(jù)Pc或Pw對(duì)生產(chǎn)裂紋的敏感性，在大量實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上建立了避免冷裂紋所需預(yù)熱溫度的經(jīng)驗(yàn)公式： To=1440Pc – 392 ℃·····················

98、;···········⑥</p><p>　　板厚與拘束度的關(guān)系圖2-1</p><p>　　油板厚與拘束的關(guān)系圖可以看出，在板厚拘束系數(shù)K1一定時(shí)，呈現(xiàn)出隨板0厚增大而增大的趨勢(shì)，當(dāng)板厚增大到一定程度時(shí)，拘束度達(dá)到并保持一定數(shù)值[14]。</p><p>

99、;　　碳當(dāng)量Pcm及板厚與預(yù)熱溫度To的關(guān)系圖2-2</p><p>　　X坐標(biāo)厚度單位為（mm）左圖a E=17KJ/cm，[H]=4.0 mL/100g；右圖b</p><p>　　E=30KJ/cm，[H]=2.5 mL/100g</p><p>　　由上圖可知，當(dāng)板厚一定時(shí)，材料碳當(dāng)量越大，預(yù)熱溫度越大；以上是按整體預(yù)熱考慮的，對(duì)于一些大型的焊接結(jié)構(gòu)，采用

100、整體預(yù)熱是很困難的，因此常用局部預(yù)熱來(lái)防止冷裂紋。一般情況下，局部預(yù)熱的范圍以焊縫兩側(cè)各100～200mm為宜。但要注意，由于局部預(yù)熱會(huì)產(chǎn)生附加應(yīng)力，因而不宜過(guò)高。</p><p><b>　　3焊接選型</b></p><p>　　3.1焊接方法的選擇</p><p>　　筒體和磁路圈用材為10#鋼。牌號(hào)：10鋼；執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：GB/T699-1

101、999。10號(hào)鋼可塑性和韌性都很良好，易冷熱加工成形，正火或冷加工后切削加工性能好，焊接性?xún)?yōu)良，無(wú)回火脆性，淬透性和淬硬性均差，使用于制造要求受力不大、韌性高的零件，如汽車(chē)車(chē)身、貯器、深沖壓器皿、管子、墊片等，可用作冷軋、冷沖、冷鐓、冷彎、熱軋等工藝成形，也可用作心部強(qiáng)度不高的滲碳件、碳氮共滲件等。</p><p>　　筒體和磁路圈焊接由三種部件焊成，磁路圈、固定凸緣和環(huán)座。圖1為成品圖。磁路圈長(zhǎng)355.5mm，

102、直徑為191mm切精度要求-0.3mm。實(shí)際焊接生產(chǎn)中焊接一件產(chǎn)品大約用時(shí)1h，7個(gè)月完成100臺(tái)。</p><p>　　筒體和磁路圈成品圖3-1</p><p>　　筒體和磁路圈由8個(gè)固定凸緣分別焊在磁路圈兩端，成對(duì)稱(chēng)分布，固定凸緣一端與同向的磁路圈一端間隔5mm，在固定凸緣端176.5mm處，焊上一個(gè)環(huán)座。 </p><p>　　固定凸緣圖

103、3-2 環(huán)座圖3-3</p><p>　　3.1.1 10號(hào)鋼的可焊性 </p><p>　　10號(hào)鋼可焊性為良好時(shí)，合金元素含量(評(píng)定可焊性的概略指標(biāo),%):0 ； 含碳量(評(píng)定可焊性的概略指標(biāo),%):＜0.25； 其特點(diǎn)為: 在普通條件下可焊接,環(huán)境溫度低于(-5℃)時(shí)需預(yù)熱.板厚大于20mm,結(jié)構(gòu)剛度大時(shí),需預(yù)熱并在

104、焊后進(jìn)行消除應(yīng)力熱處理，沸騰鋼是在不完全脫氧情況下獲得,含氧量較高,硫磷等雜質(zhì)分布不均勻,時(shí)效敏感性及冷脆傾向大,焊接時(shí)熱裂傾向大,一般不宜于承受動(dòng)載或嚴(yán)寒下(-20℃)工作的重要焊接結(jié)構(gòu).鎮(zhèn)靜鋼的雜質(zhì)分布很均勻,含氧量承受動(dòng)載或低溫條件下(-40℃)工作的重要焊接結(jié)構(gòu)。</p><p>　　3.1.2焊接方法的選擇</p><p>　　對(duì)于面向生產(chǎn)流水線(xiàn)的焊接，一般優(yōu)先考慮自動(dòng)半自動(dòng)化焊

105、接方法。在考慮生產(chǎn)成本和焊接接頭質(zhì)量及生產(chǎn)效率前提下對(duì)比分析，選出最合適焊接筒體和磁路圈自動(dòng)化焊接的焊接方法。</p><p><b>　　一.鎢極氬弧焊</b></p><p>　　鎢極氬弧焊時(shí)常被稱(chēng)為T(mén)IG焊，是一種在非消耗性電極和工作物之間產(chǎn)生熱量的電弧焊接方式；電極棒、溶池、電弧和工作物臨近受熱區(qū)域都是由氣體狀態(tài)的保護(hù)隔絕大氣混入，此保護(hù)是由氣體或混合氣體流供

106、應(yīng)，通常是惰性氣體，必須是能提供全保護(hù)，因?yàn)樯踔梁芪⒘康目諝饣烊胍矔?huì)污染焊道。</p><p>　　原理：鎢極氬弧焊是用鎢棒作為電極加上氬氣進(jìn)行保護(hù)的焊接方法，其方法構(gòu)成如圖所示。焊接時(shí)氬氣從焊槍的噴嘴中連續(xù)噴出，在電弧周?chē)纬杀Ｗo(hù)層隔絕空氣，以防止其對(duì)鎢極、熔池及鄰近熱影響區(qū)的，從而獲得優(yōu)質(zhì)的焊縫。焊接過(guò)程中根據(jù)工件的具體要求可以加或者不加填充焊絲。</p><p>　　圖3-4 鎢極惰

107、性氣體保護(hù)焊</p><p>　　1-噴嘴 ，2-鎢極， 3-電弧，4焊縫 ，5-工件 ，6-熔池， 7-填充焊絲 ， 8-惰性氣體</p><p>　　特點(diǎn)：（1） 氬氣具有極好的保護(hù)作用，能有效的隔絕周?chē)諝?；它本身既不與金屬起化學(xué)反應(yīng)，也不溶于金屬，使得焊接過(guò)程中的冶金反應(yīng)簡(jiǎn)單易控制，因此獲得較高質(zhì)量的焊縫提供良好條件。</p><p>　　(2) 鎢極

108、電弧非常穩(wěn)定，即使在很小電流情況下（<10A）仍可穩(wěn)定燃燒，特別適用于薄板材料焊接。</p><p>　　(3) 熱源和填充焊絲可分別控制，因而熱輸入容易調(diào)整所以這種焊接方法可進(jìn)行全方位焊接，也是實(shí)現(xiàn)單面焊雙面成型的理想方法。</p><p>　　(4) 由于填充焊絲不通過(guò)電流，故不產(chǎn)生飛濺，焊縫成型美觀。</p><p>　　(5) 交流氬弧焊在焊接過(guò)程中能

109、夠自動(dòng)清除焊件表面的氧化膜作用，因此，可成功地焊接一些化學(xué)活潑性強(qiáng)的有色金屬，如鋁、鎂及合金。</p><p>　　(6) 鎢極承載電流能力較差，過(guò)大的電流會(huì)引起鎢極的熔化和蒸發(fā)，其微粒有可能進(jìn)入熔池而引起夾鎢。因此，熔敷速度小、熔深淺、生產(chǎn)率低。</p><p>　　(7) 采用氬氣較貴，熔敷率低，且氬弧焊機(jī)有較復(fù)雜，和其它焊接方法（如焊條電弧焊、埋弧焊CO2&shy;氣體保護(hù)焊

110、）比較，生產(chǎn)成本較高。</p><p>　　(8) 氬弧周?chē)軞饬饔绊戄^大，不易室外工作。</p><p>　　適用性：鎢極氬弧焊，以人工或自動(dòng)操作都適宜，且能用于持續(xù)焊接、間續(xù)焊接（有時(shí)稱(chēng)為‘跳焊’）和點(diǎn)焊，因?yàn)槠潆姌O棒是非消耗性的，故可不需加入熔填金屬而僅熔合母材金屬做焊接，然而對(duì)于個(gè)別的接頭，依其需要也許需使用熔填金屬。</p><p>　　鎢極氬弧焊是一種全

111、姿勢(shì)位置焊接方式，且特別適于薄板的焊接—經(jīng)?？杀≈?.005英寸。</p><p>　　焊接的金屬：鎢極氬弧焊的特性使其能使用于大多數(shù)的金屬和合金的焊接，可用鎢極氬弧焊焊接的金屬包括碳鋼、合金鋼、不透鋼、耐熱合金、難熔金屬、鋁合金、鎂合金、鈹合金、銅合金等等。</p><p>　　鉛和鋅很難用鎢極氬弧焊方式焊接，這些金屬的低熔點(diǎn)使焊接控制極端的困難，鋅在1663F汽化，而此溫度仍比電弧溫度

112、低很多，且由于鋅的揮發(fā)而使焊道不良，表面鍍鉛、錫、鋅、鎘或鋁的鋼和其它在較高溫度熔化的金屬，可用電弧焊接，但需特殊的程序。在鍍層的金屬中的焊道由于“交互合金”的結(jié)果。很可能具有低的機(jī)械性質(zhì)為防止在鍍層的金屬焊接中產(chǎn)生交互合金作用，必須將要焊接的區(qū)域的表面鍍層清除，焊接后在修補(bǔ)。</p><p>　　母材厚度: 鎢極氬弧焊能應(yīng)用于廣泛厚度范圍的金屬焊接，此方式非常適合于焊接3mm厚以下對(duì)象，因?yàn)槠潆娀‘a(chǎn)生強(qiáng)烈的、集

113、中熱量，而產(chǎn)生高焊接速度，使用熔填金屬能做多道焊接。</p><p>　　雖然6.25mm以上的厚度的母材金屬，通常使用其它焊接方式。但是，需高品質(zhì)的厚焊件有使用鎢極氬弧焊做多層焊接。例如在8m直徑的火箭發(fā)動(dòng)器，15mm厚的外殼制造中，以鎢極氬弧焊使用填充金屬做縱向和圓周多道焊接，雖然對(duì)此厚的金屬而言，此焊接方式較慢，但因?yàn)楹傅赖母咂焚|(zhì)要求，故而使用TIG焊接。</p><p>　　鎢極氬

114、弧焊可成功的焊接多種“箔厚度”的合金，薄板焊接需要精密的裝置固定，對(duì)于箔厚度的金屬。需使用機(jī)械或自動(dòng)焊接，“高溫電離子電弧焊接”經(jīng)常被記為是鎢極氬弧焊的一種變化，對(duì)于焊接薄板具有更多的優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　　二.CO2氣體保護(hù)焊</p><p>　　CO2氣體保護(hù)焊是焊接方法中的一種，是以CO2為保護(hù)氣體，進(jìn)行焊接的方法。在應(yīng)用方面操作簡(jiǎn)單，適合自動(dòng)焊和全方位焊接。在焊接時(shí)不能有風(fēng)，適

115、合室內(nèi)作業(yè)。</p><p>　　原理：CO2氣體保護(hù)焊（簡(jiǎn)稱(chēng)CO2焊）是以二氧化碳?xì)鉃楸Ｗo(hù)氣體進(jìn)行焊接的方法。（有時(shí)采用CO2+Ar的混合氣體）。在應(yīng)用方面操作簡(jiǎn)單，適合自動(dòng)焊和全方位焊接。焊接時(shí)抗風(fēng)能力差，適合室內(nèi)作業(yè)。由于它成本低，二氧化碳?xì)怏w易生產(chǎn)，廣泛應(yīng)用于各大小企業(yè)。由于二氧化碳?xì)怏w的0熱物理性能的特殊影響，使用常規(guī)焊接電源時(shí)，焊絲端頭熔化金屬不可能形成平衡的軸向自由過(guò)渡，通常需要采用短路和熔滴縮頸爆

116、斷、因此，與MIG焊自由過(guò)渡相比，飛濺較多。但如采用優(yōu)質(zhì)焊機(jī)，參數(shù)選擇合適，可以得到很穩(wěn)定的焊接過(guò)程，使飛濺降低到最小的程度。由于所用保護(hù)氣體價(jià)格低廉，采用短路過(guò)渡時(shí)焊縫成形良好，加上使用含脫氧劑的焊絲即可獲得無(wú)內(nèi)部缺陷的高質(zhì)量焊接接頭。因此這種焊接方法目前已成為黑色金屬材料最重要焊接方法之一。</p><p>　　特點(diǎn)：（1） 焊接生產(chǎn)率高。其焊接生產(chǎn)率比焊條高出1-3倍。</p><p&g

117、t;　?。?）焊接成本低。CO2焊的材料成本只是焊條電弧焊和埋弧焊的40%-50%。</p><p>　?。?） 焊接能耗低。與焊條電弧焊和無(wú)機(jī)氬弧焊相比，相同厚度、相同長(zhǎng)度的焊縫進(jìn)行焊接，CO2焊對(duì)焊絲和母材的熔化率更高，有更大的焊接速度，消耗的電能得以降低，是一種比較節(jié)能的焊接方法。</p><p>　?。?） 適用范圍廣。薄板可焊到1mm左右，厚板可采用多成焊道焊接，不受結(jié)構(gòu)條件的制

118、約。</p><p>　?。?） CO2焊是一種低氫型或超低氫型焊接方法，焊縫含氫量低，康裂紋性好。</p><p>　?。?） 焊后不需要清渣，明弧焊接便于觀察，有利于機(jī)械化操作。</p><p>　　（7） 焊接保護(hù)效果良好。CO2氣體密度大，并且受電弧加熱后體積膨脹也較大，在隔離空氣保護(hù)焊接電弧和熔池方面效果良好。</p><p>　　

119、缺點(diǎn)：（1） 不能用于非鐵金屬焊接，只能用于低碳鋼和低合金鋼等黑色金屬焊接。 </p><p>　　（2） CO2的熔滴過(guò)渡不如MIG焊穩(wěn)定飛濺量較大。</p><p>　　(3) CO2焊產(chǎn)生很大的煙塵，操作環(huán)境不好。</p><p><b>　　三.熔化極氬弧焊</b></p><p>　　原理：熔化極氬弧焊在寒假

120、原理上與CO2焊相近，同樣采用熔化極焊絲做電弧的一極，從焊槍嘴中噴出氣體對(duì)焊接區(qū)進(jìn)行保護(hù)，焊絲融化金屬?gòu)暮附z端部脫落過(guò)渡到熔池，與母材融化金屬共同形成焊縫。</p><p>　　特點(diǎn)：（1）與焊條電弧焊、CO2氣體電弧焊、埋弧焊相比，熔化極氬弧焊可以焊接幾乎所有的金屬。</p><p>　?。?）與TIG焊相比，母材熔深和焊接變形都好于TIG焊，焊接生產(chǎn)率高。</p><

121、;p>　　(3）與CO2電弧焊相比，電弧狀態(tài)穩(wěn)定，熔滴過(guò)渡平穩(wěn)。幾乎不產(chǎn)生飛濺，熔透也比較深。</p><p>　　(4)熔化極氬弧焊直流反接焊接鋁及鋁合金，對(duì)母材表面的氧化膜有較好的陰極霧化清理作用。</p><p>　　(5)電極焊絲不需要加入特殊脫氧劑，使用與母材同等成分的焊絲即可進(jìn)行焊接。</p><p>　　缺點(diǎn)：(1)使用氬氣保護(hù)，焊接成本比較高，

122、生產(chǎn)效率低于CO2電弧焊。</p><p>　　(2)焊接準(zhǔn)備工作要求嚴(yán)格，包括焊接材料的清理和焊接區(qū)的清理。</p><p>　　(3)厚板焊接中封底焊焊縫成型不如TIG質(zhì)量好。</p><p><b>　　四. 埋弧焊</b></p><p>　　埋弧焊（含埋弧堆焊及電渣堆焊等）是一種電弧在焊劑層下燃燒進(jìn)行焊接的方法

123、。其固有的焊接質(zhì)量穩(wěn)定、焊接生產(chǎn)率高、無(wú)弧光及煙塵很少等優(yōu)點(diǎn)，使其成為壓力容器、管段制造、箱型梁柱等重要鋼結(jié)構(gòu)制作中的主要焊接方法。近年來(lái)，雖然先后出現(xiàn)了許多種高效、優(yōu)質(zhì)的新焊接方法，但埋弧焊的應(yīng)用領(lǐng)域依然未受任何影響。從各種熔焊方法的熔敷金屬重量所占份額的角度來(lái)看，埋弧焊約占10%左右，且多年來(lái)一直變化不大。</p><p>　　優(yōu)點(diǎn)：（1）生產(chǎn)效率高。一方面焊絲導(dǎo)電長(zhǎng)度縮短，電流和電流密度提高，因此電弧的熔深

124、和焊絲熔敷效率都大大提高。（一般不開(kāi)坡口單面一次熔深可達(dá)20mm）另一方面由于焊劑和熔渣的隔熱作用，電弧上基本沒(méi)有熱的輻射散失,飛濺 也少，雖然用于熔化焊劑的熱量損耗有所增大，但總的熱效率仍然大大增加。</p><p>　?。?）焊接金屬的品質(zhì)良好、穩(wěn)定。電弧及熔化極金屬受到焊劑的保護(hù)，沒(méi)有空氣污染。通過(guò)自動(dòng)控制可以保持弧長(zhǎng)處于一定數(shù)值，因此形成的焊劑金屬品質(zhì)良好，而且也很穩(wěn)定。</p><p

125、>　　（3） 焊縫外觀非常美觀、融化金屬凝固過(guò)程中受到熔渣的覆蓋，能夠得到美觀的焊縫外形。</p><p>　?。?）焊接成本低。由于生產(chǎn)率高、缺陷少、品質(zhì)穩(wěn)定，其焊接成本和焊條電弧焊相比有大幅度降低。</p><p>　?。?）操作環(huán)境良好。雖然是大電流焊接但由于電弧處于焊劑中，幾乎沒(méi)有有害光線(xiàn)、煙塵、輻射熱等對(duì)操作者的影響。</p><p>　　缺陷：（1

126、）設(shè)備費(fèi)用高。</p><p>　　(2)對(duì)坡口精度有要求。</p><p>　　(3） 適用于碳素鋼、低合金鋼、不銹鋼等鋼材料的焊接上，焊接有色金屬存在困難。</p><p>　　(4) 焊接姿勢(shì)受到限制。</p><p>　　(5)焊縫金屬的沖擊韌性普遍不好。</p><p>　　(6) 主要用于自動(dòng)焊、長(zhǎng)焊縫、中

127、等以上厚度板的焊接。</p><p>　　根據(jù)上述幾種焊接方法原理及優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)的對(duì)比，焊接筒體和磁路圈環(huán)形焊縫的焊接，考慮焊接工件厚度在10-20mm的范圍，以及焊接姿勢(shì)的限制，埋弧焊并不適用于此類(lèi)產(chǎn)品的焊接上。出于焊接母材為10號(hào)鋼，鎢極氬弧焊及熔化極氬弧焊在焊接鋼板厚度在10到20mm范圍生產(chǎn)效率低，并且鎢電極材料消耗相當(dāng)厲害，氬氣等惰性氣體相對(duì)比較貴，生產(chǎn)成本高。所以綜合考慮生產(chǎn)效率，成本控制及在保證焊接質(zhì)量

128、的前提下，初步選定焊接方法為CO2氣體保護(hù)焊。</p><p>　　3.2填充材料的選擇</p><p>　　針對(duì)CO2氣體保護(hù)焊，焊接時(shí)用的填充材料為焊絲。焊絲一般實(shí)芯焊絲，所謂實(shí)芯焊絲就是通過(guò)一定方法加工而成的適用于熔化焊方法及根據(jù)用戶(hù)要求的一定直徑的以盤(pán)狀或棒狀供貨的實(shí)芯線(xiàn)材焊絲。焊絲一般適用于熔化極氣體保護(hù)焊，，埋弧自動(dòng)焊等焊接方法。</p><p>　　3

129、.2.1焊絲的選用</p><p>　　CO2焊的特點(diǎn)就是高效，可全方位焊接，焊接成本低；但抗風(fēng)能力差，室外作業(yè)能力差。根據(jù)焊件對(duì)焊接工藝及理化性能、可焊性、美觀性、焊接效率等選擇相應(yīng)的焊絲及配套材料。</p><p>　　本次論文主要是針對(duì)筒體和磁路圈的焊接，母材為10號(hào)鋼。選用MAG焊絲。本部分氣體保護(hù)焊包括：低碳鋼、低合金高強(qiáng)度鋼、耐大氣腐蝕鋼、低溫鋼極低合金耐熱鋼用MAG焊絲。對(duì)于

130、低碳鋼和低合金鋼用MAG焊絲的選用是以焊縫強(qiáng)度作為主要依據(jù)，輔以焊縫塑韌性綜合選材；強(qiáng)度應(yīng)以等強(qiáng)或者弱強(qiáng)匹配做為原則。</p><p>　　氣體保護(hù)焊接用氣體的要求；</p><p>　　實(shí)心焊絲是目前最常用的焊絲。它是由熱軋線(xiàn)材經(jīng)拉拔加工制成，廣泛應(yīng)用于各種自動(dòng)和半自動(dòng)焊接工藝中?？煞譃樘妓劁摻Y(jié)構(gòu)焊絲、合金結(jié)構(gòu)鋼焊絲和不銹鋼焊絲三類(lèi)。</p><p>　　3.2.

131、2 CO2氣體保護(hù)焊焊絲 </p><p>　　CO2氣體保護(hù)焊常用焊絲的化學(xué)成分和用途，表3-1</p><p>　　焊接過(guò)程中，采用CO2作為保護(hù)氣體可以有效地防止空氣進(jìn)入焊接區(qū)。但是，由于CO2具有氧化性，而使得焊絲中各種元素在焊接過(guò)程中被劇烈的氧化。</p><p><b>　　反應(yīng)式如下：</b></p><p&g

132、t;　　CO2 + Fe = FeO + CO</p><p>　　CO2 + Mn = MnO + CO</p><p>　　2CO2 + Si = SiO2 + 2CO</p><p>　　此外，CO2在高溫下分解出的原子也會(huì)使合金元素氧化。</p><p>　　由于合金元素氧化燒損，必然影響焊縫金屬的化學(xué)成分與力學(xué)性能。</p&g

133、t;<p>　　如果焊絲中的Mn，Si含量不足，其脫氧作用較差。致使熔池結(jié)晶后期容易產(chǎn)生CO氣孔。因此，CO2氣體保護(hù)焊焊絲必須含有較高的Mn和Si等脫氧元素的含量，最常用的焊絲有H08Mn2SiA等。其有較好的工藝性能和力學(xué)性能。適宜低碳鋼和δs≦500MPa（50kgf/mm2）的低合金鋼。</p><p>　　CO2氣體保護(hù)焊常用焊絲的化學(xué)成分和用途見(jiàn)表3-2</p><p

134、>　　根據(jù)等強(qiáng)或弱強(qiáng)原則，本次焊接筒體和磁路圈選用牌號(hào)為H08Mn2SiA的焊絲。因?yàn)槟覆陌搴褡畲罂蛇_(dá)19mm,焊絲直徑可選用粗焊絲。H08Mn2SiA焊絲標(biāo)準(zhǔn)直徑：0.6、0.8、0.9、1.0、1.2、2.0、2.5、4.0、5.0；</p><p>　　4 設(shè)計(jì)焊接工藝參數(shù)</p><p>　　焊接工藝通常是指焊接過(guò)程中的一整套技術(shù)規(guī)定，包括焊接方法、焊前準(zhǔn)備、焊接材料、焊接設(shè)

135、備、焊接順序、焊接操作、工藝參數(shù)以及焊后熱處理等。因此不同的方法也就有不同的焊接工藝，這里也就帶來(lái)了焊接工藝參數(shù)的概念，我們稱(chēng)為保證焊接質(zhì)量而選定的諸多物理量為焊接工藝參數(shù).焊接工藝是焊接質(zhì)量?jī)?yōu)劣的重要保證，故制定焊接工藝的重要性可想而知。選擇合適的焊接工藝參數(shù)，對(duì)提高焊接質(zhì)量和提高生產(chǎn)效率是很重要.焊接工藝參數(shù)(焊接規(guī)范)是指焊接時(shí),為保證焊接質(zhì)量而選定的諸多物理量. 典型的有焊接電流、焊接電壓（通常用電弧長(zhǎng)）、焊接速度、電源種類(lèi)極性

136、、坡口形式等等。對(duì)于不同的焊接方法，又有著不同的焊接參數(shù)，如焊條電弧焊焊條直徑，鎢極氬弧焊中鎢極的直徑，埋弧焊中焊絲直徑等等。</p><p>　　二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊的焊接參數(shù)有：焊絲直徑、焊接電流、電弧電壓、焊接速度、氣體流量、干伸長(zhǎng)度、電源極性、回路電感、焊槍傾角。</p><p>　　(1)焊絲直徑，焊絲直徑影響焊縫熔深。本文就焊絲直徑2.0mm實(shí)心焊絲展開(kāi)論述。牌號(hào)：H08Mn2S

137、iA；</p><p>　　(2)焊接電流，依據(jù)焊件厚度、材質(zhì)、施焊位置及要求的過(guò)渡形式來(lái)選擇焊接電流的大小。細(xì)顆粒過(guò)渡的焊接電流在200A~300A之間。焊接電流決定送絲速度。焊接電流的變化對(duì)熔池深度有決定性的影響，隨著焊接電流的增大， 熔深明顯增加，熔寬略有增加； (3)電弧電壓，電弧電壓不是焊接電壓。電弧電壓是在導(dǎo)電嘴和焊件之間測(cè)得的電壓，而焊接電壓是焊機(jī)上的電壓表所顯示的電壓。焊接電壓是電弧電壓

138、與焊機(jī)和焊件間連接的電纜上的電壓降之和。通常情況下，電弧電壓在21～33V之間。電壓決定熔寬； (4)焊接速度，焊接速度決定焊縫成形。焊接速度過(guò)快，熔深和熔寬都減小，并且容易出現(xiàn)咬肉、未熔合、氣孔等焊接缺陷；過(guò)慢，會(huì)出現(xiàn)塌焊、增加焊接變形等焊接缺陷。通常情況下，焊接速度在80mm/min比較合適； (5)氣體流量，CO2氣體具有冷卻特點(diǎn)。因此，氣體流量的多少?zèng)Q定保護(hù)效果。通常情況下，氣體流量為35L/min；當(dāng)在有風(fēng)

139、的環(huán)境中作業(yè)，流量在40L/min以上（混合氣體也應(yīng)當(dāng)加熱）。 (6)干伸長(zhǎng)度，干伸長(zhǎng)度是指從導(dǎo)電嘴到焊件的距離。保證干伸長(zhǎng)度不變是保證焊接過(guò)程穩(wěn)定的重要因素。干伸</p><p>　　(9)焊槍傾角，當(dāng)傾角大于25°時(shí)，飛濺明顯增大，熔寬增加，熔深減小。所以焊槍傾角應(yīng)當(dāng)控制在10~25°之間（本文此次工件要求夾角為25°。盡量采取從右向左的方向施焊，焊縫成形好。如果采用推進(jìn)

140、手法，焊槍傾角可以達(dá)到60度，并且可以得到非常平整、光滑的漂亮焊縫。</p><p>　　4.1 焊絲直徑、焊接電流和焊接電壓的設(shè)定</p><p>　　根據(jù)被焊件厚度，筒體和磁路圈最大焊后為13mm，可選用牌號(hào)H08Mn2SiA直徑為2.0mm的粗焊絲。焊接過(guò)程中以顆粒過(guò)度到熔池中。我們知道，CO2電弧焊使用的CO2保護(hù)氣體，在電弧高溫下分解，此時(shí)是吸熱反應(yīng)。CO2保護(hù)氣體在電弧空間一般

141、有40～60%的分解度，所以吸熱作用也很強(qiáng)烈。即在CO2分解的同時(shí)，將強(qiáng)烈的冷卻電弧。電弧從自身減少能量損失、維持最小能量消耗的角度，將自動(dòng)收縮戶(hù)主截面和壓縮導(dǎo)電通道長(zhǎng)度，結(jié)果是電流密度和電場(chǎng)強(qiáng)度增加。</p><p>　　CO2電弧焊熔滴過(guò)度變化過(guò)渡區(qū)間4-1</p><p><b>　　20</b></p><p>　　圖中A區(qū)電流小，電弧

142、電壓高，</p><p>　　焊絲慢，熔滴呈大塊狀。</p><p>　　B區(qū)電流小，電壓低的短路過(guò)度</p><p>　　規(guī)范區(qū)，短路頻率高，電弧電壓低</p><p>　　（17～21V）熔滴過(guò)度穩(wěn)定，飛濺小</p><p><b>　　適合薄板焊接。</b></p><p

143、>　　C區(qū)為髙弧壓的短路過(guò)度，顆</p><p>　　粒過(guò)度混合區(qū)，飛濺大，但電弧加</p><p>　　熱效率高。在焊接中等厚度工件，熔深較大。</p><p>　　D區(qū)為中等電流和高弧壓規(guī)范區(qū)，熔滴以大塊過(guò)度為主，或稱(chēng)排斥過(guò)度，焊接飛濺大。</p><p>　　E區(qū)為大電流焊接，弧壓較高，熔滴為非軸向過(guò)度，焊接熔深大，飛濺小，適合焊

144、接較厚的工件。</p><p>　　直徑為4.0mm焊絲（H08Mn2SiA）的使用規(guī)范見(jiàn)表4-2</p><p>　　1區(qū)域電弧部分潛入熔池凹坑熔滴呈顆粒過(guò)度，焊接過(guò)程比較穩(wěn)定，焊縫成形良好，飛濺大。</p><p>　　2區(qū)域焊絲端頭與工件表面平整，焊接過(guò)程比1區(qū)域穩(wěn)定，飛濺少，焊縫成形良好。</p><p>　　3區(qū)域焊絲端頭在工件表面

145、下2mm左右，電弧潛入凹坑很深，，熔滴噴射過(guò)度，常伴有短路。若潛入過(guò)深，熔滴熔滴過(guò)渡將轉(zhuǎn)變成正常周期性短路焊接，過(guò)程穩(wěn)定，飛濺小，但焊縫成形差，產(chǎn)生梨形焊縫。</p><p>　　從上可知，此次焊接應(yīng)選用2區(qū)域焊接規(guī)范。</p><p>　　4.2焊速、氣流量及焊絲干伸長(zhǎng)的選擇 根據(jù)上圖此次CO2自動(dòng)化焊接焊速選用80cm/min；氣體流量：中等規(guī)范（顆粒過(guò)渡）焊接時(shí)約為0L/mi

146、n?？紤]保護(hù)效果和氣體成本問(wèn)題，可選用20L/min；干伸量的選用可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，符合干伸長(zhǎng)應(yīng)為焊絲直徑的10到12倍。顆粒過(guò)渡一般為8到10mm，可選用10mm的干伸長(zhǎng)量；</p><p><b>　　4.3焊接電源</b></p><p>　　CO2電弧焊使用專(zhuān)用的直流焊接電源。直流焊接電源從外特性可分三類(lèi)。下降性電源、恒壓特性電源和恒流特性電源。對(duì)于直徑0.8～2

147、.4mm的焊絲，采用平特性電源或緩降特性電源；對(duì)于直徑在3.0以上的焊絲，由于電弧自身的靈敏度降低，需要采用下降下降特性電源，配合變速送絲機(jī)構(gòu)。因此，此次焊接筒體和磁路圈可選用下降特性電源，外加上變速送絲機(jī)構(gòu)。</p><p>　　自動(dòng)化和半自動(dòng)化焊裝置的構(gòu)成和及連接方法圖4-3</p><p>　　焊接電源外特性及與電弧靜電特性的匹配圖4-4</p><p>　　

148、除了焊接電源外還有焊槍的選擇，行走臺(tái)車(chē)及其他的輔助設(shè)備等。</p><p><b>　　5焊接工裝夾具設(shè)計(jì)</b></p><p>　　夾具是加工時(shí)用來(lái)迅速緊固工件，使機(jī)床、刀具、工件保持正確相對(duì)位置的工藝裝置。工裝夾具是機(jī)械加工不可缺少的部件，在機(jī)床技術(shù)向高速、高效、精密、復(fù)合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動(dòng)下，夾具技術(shù)正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經(jīng)濟(jì)方向發(fā)展。

149、 </p><p>　　焊接工裝夾具就是將焊件準(zhǔn)確定位和可靠加緊，便于焊件進(jìn)行裝配和焊接、保證焊件結(jié)構(gòu)精度方面要求的工藝設(shè)備。在現(xiàn)代焊件生產(chǎn)中積極推廣和使用與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)相適應(yīng)的工裝夾具，對(duì)提高產(chǎn)品質(zhì)量，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，加速焊接生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化進(jìn)程等方面起著非常重要的作用。</p><p>　　在焊接生產(chǎn)過(guò)程中，焊接所需的工時(shí)較少，而約占加工工時(shí)的2/3以上的時(shí)間是用于備料、裝配及其

150、他輔助的工作，極大地影響著焊接的生產(chǎn)速度。為此，必須大力推廣使用機(jī)械化和自動(dòng)化程度較高的裝配焊接工藝裝備。</p><p><b>　　5.1焊接工裝夾具</b></p><p>　　5.1.1焊接工裝夾具分類(lèi)與組成</p><p>　　焊接工裝夾具按動(dòng)力可分7類(lèi)，手動(dòng)夾具、氣動(dòng)夾具、液壓夾具、磁力夾具、真空夾具、電動(dòng)夾具及混合式夾具。一個(gè)完整

151、的夾具，是由定位器，夾緊機(jī)構(gòu)和夾具體三部分組成的。在裝焊作業(yè)過(guò)程中，多使用夾具體上裝有多個(gè)夾緊機(jī)構(gòu)和定位器的復(fù)雜夾具。其中，除了夾具體是根據(jù)焊件結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)外，夾緊機(jī)構(gòu)和定位器多是通用的結(jié)構(gòu)形式。定位器大多是固定的，也有一些為了便于焊件裝卸，做成伸縮式或炫動(dòng)式的，并常用手動(dòng)、氣動(dòng)和液壓等驅(qū)動(dòng)方式。夾緊機(jī)構(gòu)是家具的主要主城部分。在一些大型復(fù)雜的夾具上，夾緊機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式有很多種，而且還使用了多種動(dòng)力源，有手動(dòng)加啟動(dòng)的、氣動(dòng)加電磁的

152、等等。這種多動(dòng)力源夾具，稱(chēng)為混合式夾具。在先進(jìn)的工業(yè)國(guó)家里，對(duì)廣泛采用的一些夾緊機(jī)構(gòu)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化，在工藝設(shè)計(jì)時(shí)選用即可。我國(guó)焊接工作者，正進(jìn)行這方面的研究開(kāi)發(fā)工作，相信不久也有我們的系列化、標(biāo)準(zhǔn)化的夾緊機(jī)構(gòu)出現(xiàn)。</p><p>　　5.1.2焊接工裝夾具的特點(diǎn)</p><p>　　焊接工裝夾具的特點(diǎn)，室友裝配焊接工藝和焊接機(jī)構(gòu)的形式?jīng)Q定的，與機(jī)床夾具比較有如下特點(diǎn)：（1）由于焊件是

153、有多個(gè)零件組焊而成，而這些零件的裝配和定位，在焊接工裝夾具上市按照順序進(jìn)行的，因此，他們的定位和夾緊是一個(gè)個(gè)單獨(dú)進(jìn)行的。</p><p>　　（2）在焊接過(guò)程中，零件會(huì)因焊件加熱而伸長(zhǎng)或因冷卻而收縮，為了減少消除焊接變形，要求工裝夾具可以對(duì)某些零件給與反變形或者做剛性的夾固；為了減少焊接應(yīng)力，有要求某些零件在某個(gè)方向可以自由收縮。因此，焊接工裝夾具不是對(duì)所有零部件都做剛性?shī)A固的。</p><p

154、>　?。?）對(duì)焊接工裝夾具而言，裝焊完的結(jié)構(gòu)，尺寸增大，重量增加，形狀變復(fù)</p><p>　　雜，增加了從焊接工裝夾具上卸下來(lái)的難度。</p><p>　?。?）對(duì)于熔焊的夾具，工作時(shí)主要承受罕見(jiàn)的重力、焊接應(yīng)力和夾緊力，有的還承受裝配時(shí)的錘擊力；用于壓焊的夾具還要承受鍛錘力。</p><p>　?。?）焊接工裝夾具往往是焊接電源二次回路的一個(gè)組成部分，因此

155、絕緣和電</p><p>　　是設(shè)計(jì)中必須注意的一個(gè)問(wèn)題。</p><p>　?。?）焊接工裝夾具比機(jī)床夾具大。裝備夾具和裝焊夾具的加緊點(diǎn)，定位點(diǎn)，</p><p>　　比機(jī)床夾具上的多達(dá)幾倍到十幾倍，因此設(shè)計(jì)難度大，特別是定位點(diǎn)，夾緊點(diǎn)的數(shù)量，選位和兩者的對(duì)應(yīng)關(guān)系，都會(huì)影響家具的功能和質(zhì)量。</p><p>　?。?）焊接工裝夾具主要用來(lái)保

156、證焊接結(jié)構(gòu)個(gè)點(diǎn)連接件的對(duì)應(yīng)位置精度和整 形狀的精度。</p><p>　　（8）除了精密焊接所用的夾具外，一般焊接工裝夾具本身的制造精度，以及對(duì)焊件的定位精度均低于機(jī)床工裝夾具。</p><p>　　5.2焊接工裝夾具的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　5.2.1設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　（1）焊件工裝夾具應(yīng)