焊接技術(shù)專業(yè)畢業(yè)論文---鑄鐵件焊縫設(shè)計

1、<p><b>　　畢 業(yè) 論 文</b></p><p><b>　　鑄鐵件焊縫設(shè)計</b></p><p>　　系（部）： 機(jī) 械 工 程 系 </p><p>　　專    業(yè)：   焊接技術(shù)及自動化 </p><p>&

2、lt;b>　　目錄</b></p><p>　　畢業(yè)論文開題報告...................................................2</p><p>　　畢業(yè)論文任務(wù)書......................................................3</p><p>　　摘要.....

3、...........................................................4</p><p>　　引言................................................................5</p><p>　　第一章焊接的發(fā)展史......................................

4、............6</p><p>　　1.1焊接的發(fā)展史..................................................6</p><p>　　1.2焊接的發(fā)展前景................................................7</p><p>　　1.2.1國內(nèi)外概況.........

5、......................................7</p><p>　　1.2.2產(chǎn)品情況..................................................8</p><p>　　第二章灰口鑄鐵的焊縫設(shè)計...........................................9</p><p&g

6、t;　　2.1 鑄鐵焊接存在的問題............................................9</p><p>　　2.1.1焊后產(chǎn)生白口組織.........................................9</p><p>　　2.1.2焊接接頭出現(xiàn)裂紋.......................................

7、...9</p><p>　　2.2灰口鑄鐵的化學(xué)成分及力學(xué)性能.................................10</p><p>　　2.2.1灰口鑄鐵的化學(xué)成分.......................................10</p><p>　　2.2.2灰口鑄鐵的力學(xué)性能..........................

8、.............10</p><p>　　2.3常用鑄鐵件的焊接方法.........................................10</p><p>　　2.3.1熱焊法..................................................11</p><p>　　2.3.2 冷焊法...........

9、........................................11</p><p>　　2.3.3 加熱減應(yīng)焊法.............................................12</p><p>　　2.4接頭形式的選擇及坡口的選擇...................................13</p><p>

10、;　　2.4.1焊縫的布置工藝設(shè)計原則...................................13</p><p>　　2.4.2接頭形式的選擇...........................................15</p><p>　　2.4.3坡口的選擇...............................................16&l

11、t;/p><p>　　第三章焊后檢驗.....................................................18</p><p>　　3.1焊縫外觀及尺寸的檢驗.........................................18</p><p>　　3.2致密性檢驗...........................

12、........................18</p><p>　　3.3無損探傷.....................................................18</p><p>　　3.3.1 磁粉探傷的基本原理.......................................18</p><p>　　3.3.2 漏

13、磁場的強(qiáng)度主要取決磁化場的強(qiáng)度和缺陷對于磁化場垂直截面的影響程度..........................................................19</p><p>　　3.3.3磁粉探傷的一般程序.......................................19</p><p>　　3.3.4磁憤探傷的驗收標(biāo)準(zhǔn).............

14、..........................20</p><p>　　結(jié)論...............................................................21</p><p>　　致謝...............................................................22</p>

15、<p>　　參考文獻(xiàn)...........................................................23</p><p><b>　　畢業(yè)論文開題報告</b></p><p><b>　　畢業(yè)論文任務(wù)書</b></p><p>　　【摘要】:灰口鑄鐵是第一階段石墨化過程充分進(jìn)

16、行而得到的鑄鐵，全部或大部分碳以片狀石墨形態(tài)存在，斷口呈灰暗色，因此得名，它包括一般灰口鑄鐵(簡稱灰鑄鐵)、孕育鑄鐵、稀土灰口鑄鐵等。</p><p>　　灰鑄鐵有一定的強(qiáng)度，但塑性和韌性很低，這種性能特點(diǎn)與石墨本身的性能及其在鑄鐵組織中的存在形態(tài)有關(guān)。在焊接過程中，由于焊件厚度，結(jié)構(gòu)形狀以及對質(zhì)量要求的不同，其接頭型式，焊接檢驗方法也不同。接頭形式應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)形狀，強(qiáng)度要求，工件厚度，焊后變形大小，焊條消耗量，坡

17、口加工難易程度，焊接方法等因素綜合考慮決定。</p><p>　　【關(guān)鍵詞】: 灰口鑄鐵 焊縫設(shè)計 焊接檢驗</p><p>　　【summary】The first stage of grey cast iron is sufficiently graphitization of iron, and all or most carbon to flake graphite mo

18、rphology, a grey color, fracture, it includes general grey cast iron castings,) (hereinafter referred to as the iron, rare earth grey cast iron, etc.</p><p>　　Gray cast iron have certain strength, but low pl

19、asticity and toughness, and the characteristics and graphite cast iron and the performance in itself, the organization form. During the welding process, welding, because the shape and structure of thickness of the qualit

20、y requirements of different types, welding, the joint inspection method is different also. According to the joint structure shape, strength, thickness of workpiece, the welding deformation size, electrode consumption, pr

21、ocessing deg</p><p>　　【Keywords】: Grey cast iron Weld design Welding inspection</p><p><b>　　引言</b></p><p>　　近年來，隨著國民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，我國重型機(jī)械金屬結(jié)構(gòu)制造業(yè)取得了令人矚目的成就。我國不僅是世界鋼材消耗大國，也

22、是世界機(jī)械制造業(yè)大國。據(jù)國際鋼鐵協(xié)會（IISI）統(tǒng)計，2004年世界鋼產(chǎn)量首次達(dá)到10.3億t，用鋼量為9.35億t。我國2004年鋼產(chǎn)量為2.72億t，約占全球鋼產(chǎn)量的26%，全年用鋼量為3.12億t，占全球鋼產(chǎn)量的33%，其中1.6億t應(yīng)用于焊接結(jié)構(gòu)，約占用鋼量的51%左右。</p><p>　　根據(jù)有關(guān)調(diào)查，在1.6億t焊接結(jié)構(gòu)用鋼中，機(jī)械制造業(yè)金屬結(jié)構(gòu)用鋼量約占用鋼量的45%，鋼鐵工業(yè)的快速發(fā)展，給我國焊

23、接行業(yè)，尤其是重型機(jī)械金屬結(jié)構(gòu)行業(yè)焊接技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造了很大的發(fā)展空間。進(jìn)入21世紀(jì)，我國重型機(jī)械行業(yè)面臨新的挑戰(zhàn)和機(jī)遇，應(yīng)徹底改善耗能大、耗材高、效率低、工作環(huán)境差和自動化程度低的傳統(tǒng)焊接產(chǎn)業(yè)，促進(jìn)焊接技術(shù)與產(chǎn)業(yè)向著優(yōu)質(zhì)、高效、節(jié)能、低成本、環(huán)境友好方面和自動化方向發(fā)展，努力將相對人力資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為科技競爭優(yōu)勢，促進(jìn)企業(yè)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)升級。</p><p>　　第一章 焊接的發(fā)展史</p><

24、;p><b>　　1.1焊接的發(fā)展史</b></p><p>　　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)國時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。</p><p>　　經(jīng)分析，所用的與現(xiàn)代軟釬料成分相近. &

25、#160;  戰(zhàn)國時期制造的刀劍，刀刃為鋼，刀背為熟鐵，一般是經(jīng)過加熱鍛焊而成的。據(jù)明朝宋應(yīng)星所著《天工開物》一書記載：中國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。</p><p>　　古代焊接技術(shù)長期停留在鑄焊、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，無法用于大截面、長焊縫工件的焊接

26、，只能用以制作裝飾品、簡單的工具和武器。 19世紀(jì)初，英國的戴維斯發(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。</p><p>　　

27、在此期間，美國的諾布爾利用電弧電壓控制焊條送給速度，制成自動電弧焊機(jī)，從而成為焊接機(jī)械化、自動化的開端。1930年美國的羅賓諾夫發(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)焊相繼問世。</p><p>　　1951年蘇聯(lián)的巴頓電焊研究所創(chuàng)造電渣焊，成為大厚度工件的高效焊接法。1953年，蘇聯(lián)的柳巴夫斯基等人發(fā)明二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊，促進(jìn)

28、了氣體保護(hù)電弧焊的應(yīng)用和發(fā)展，如出現(xiàn)了混合氣體保護(hù)焊、藥芯焊絲氣渣聯(lián)合保護(hù)焊和自保護(hù)電弧焊等。</p><p>　　1957年美國的蓋奇發(fā)明等離子弧焊；40年代德國和法國發(fā)明的電子束焊，也在50年代得到實(shí)用和進(jìn)一步發(fā)展；60年代又出現(xiàn)激光焊等離子、電子束和激光焊接方法的出現(xiàn)，標(biāo)志著高能量密度熔焊的新發(fā)展，大大改善了材料的焊接性，使許多難以用其他方法焊接的材料和結(jié)構(gòu)得以焊接。</p><p>

29、;　　其他的焊接技術(shù)還有1887年，美國的湯普森發(fā)明電阻焊，并用于薄板的點(diǎn)焊和縫焊；縫焊是壓焊中最早的半機(jī)械化焊接方法，隨著縫焊過程的進(jìn)行，工件被兩滾輪推送前進(jìn)；二十世紀(jì)世紀(jì)20年代開始使用閃光對焊方法焊接棒材和鏈條。至此電阻焊進(jìn)入實(shí)用階段。1956年，美國的瓊斯發(fā)明超聲波焊；蘇聯(lián)的丘季科夫發(fā)明摩擦焊；1959年，美國斯坦福研究所研究成功爆炸焊；50年代末蘇聯(lián)又制成真空擴(kuò)散焊設(shè)備。(來源:中國金屬加工在線)</p><

30、;p><b>　　1.2焊接前景 </b></p><p>　　據(jù)有關(guān)資料介紹，全世界鋼鐵產(chǎn)量中約有50%左右是通過焊接加工由原材料變成成品的。目前，很多焊接作業(yè)已采用機(jī)械化、自動化、數(shù)控、人工智能等很多高新技術(shù)。據(jù)有關(guān)資料不完全統(tǒng)計，在一些工業(yè)發(fā)達(dá)國家焊接機(jī)械化的平均水平已達(dá)70%～80%，而我國只有20%～30%，絕大部分焊接作業(yè)離不開人工操作。</p><p

31、>　　隨著生產(chǎn)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，焊接已成為—門獨(dú)立的學(xué)科，并廣泛應(yīng)用于宇航、航空、核工業(yè)、造船、建筑及機(jī)械制造等工業(yè)部門，在我國的國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中，尤其是制造業(yè)發(fā)展中，焊接技術(shù)是一種不可缺少的加工手段。以西氣東輸工程項目為例，全長約4300公里的輸氣管道，焊接接頭的數(shù)量竟達(dá)35萬個以上，整個管道上焊縫的長度至少1萬5千公里。國家大劇院一共用了6700噸鋼材，焊縫長達(dá)100公里，如果不算已經(jīng)焊好的預(yù)制件，就現(xiàn)場焊縫加起來也有35

32、公里長，需要100多名優(yōu)秀的焊工，耗用87噸焊條。北京奧運(yùn)會鳥巢用的鋼材11萬噸，焊縫長達(dá)320公里，所用的焊條20100噸，可以足足繞地球赤道三圈。離開焊接，簡直無法想象如何完成這樣的工程。</p><p>　　1.2.1國內(nèi)外焊接技術(shù)的發(fā)展趨勢</p><p>　　隨著世界制造業(yè)的快速發(fā)展，焊接技術(shù)應(yīng)用越來越廣泛，焊接技術(shù)水平也越來越高。新的焊接工藝方法不斷涌現(xiàn)，專業(yè)焊接設(shè)備日新月異。

33、與此同時，國內(nèi)外焊接設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)也紛紛通過各種方式展示自身的實(shí)力，特別是借以展會展出品種繁多的產(chǎn)品和先進(jìn)的技術(shù)。</p><p>　　縱觀2009年的三大焊接展，即2009年6月在上海舉辦的第14屆北京．埃森焊接與切割展覽會、2009年9月在德國埃森舉辦的第17屆德國埃森焊接與切割展覽、2009年10月在天津舉辦的第23屆中國焊接博覽會，我們對國內(nèi)外焊接技術(shù)的發(fā)展趨勢以及焊接生產(chǎn)發(fā)展的新需求和新動向印象較深的是：

34、核心技術(shù)的作用得以顯現(xiàn)，數(shù)控和電源方面有發(fā)展，激光焊接技術(shù)成為一大亮點(diǎn)，機(jī)器人應(yīng)用普及化。可以認(rèn)為，世界焊接技術(shù)又跨上了一個新臺階，在高效、自動化、環(huán)境友好方面有了新的進(jìn)步;焊接材料的種類更加豐富，焊接自動化、高效化、清潔化更加突出;焊接技術(shù)的綜合成本更低，焊接對工業(yè)的服務(wù)更加廣泛。同時，焊接中存在的手工、粗糙、臟亂、低速已基本消除，取而代之的是自動、精密、清潔、高效。</p><p>　　1.2.2 產(chǎn)品情況&

35、lt;/p><p>　　重型機(jī)械金屬結(jié)構(gòu)行業(yè)主要為國家大型骨干企業(yè)和國家重點(diǎn)工程項目提供重型機(jī)械裝備。行業(yè)制造骨干企業(yè)如第一重型機(jī)械集團(tuán)有限公司、第二重型機(jī)械集團(tuán)有限公司、太原重型機(jī)械集團(tuán)有限公司、大連重工起重機(jī)集團(tuán)有限公司、中信重型機(jī)械有限公司、鄭州煤機(jī)廠、北京煤機(jī)廠、上海振華港口機(jī)械公司、齊齊哈爾第二機(jī)床廠等，主要制造大型橋式和門式起重機(jī)、4~35m3機(jī)械式挖掘機(jī)、1~6m3液壓挖掘機(jī)、大型加壓氣化爐、加氫反應(yīng)器

36、、大型舞臺設(shè)備、航天發(fā)射塔架、焦?fàn)t機(jī)械設(shè)備、螺旋焊管設(shè)備以及大型減速機(jī)、提升機(jī)、堆取料機(jī)、軋鋼鍛壓設(shè)備、氧氣瓶壓機(jī)、水泥設(shè)備、粉磨、破碎機(jī)械、水利、工程機(jī)械、液壓支柱、港口機(jī)械及環(huán)保設(shè)備等大型設(shè)備。</p><p>　　第二章 灰口鑄鐵焊縫設(shè)計</p><p>　　2.1鑄鐵焊件存在的問題</p><p>　　2.1.1焊后產(chǎn)生白口組織</p><

37、;p>　　在焊接灰口鑄鐵時，經(jīng)常會在熔合區(qū)生成一層白口組織。產(chǎn)生白口組織的原因是：由于母材近縫區(qū)在焊接時受到高溫加熱，當(dāng)受熱溫度860℃以上時，原來灰口鑄鐵中得游離狀態(tài)的石墨開始部分也熔于鐵中，溫度越高，熔于鐵中的石墨也越多。當(dāng)冷卻時，一般認(rèn)為在30~100℃/s的急速冷卻條件下，熔于鐵中的碳來不及以石墨形式析出，而呈滲碳體出現(xiàn)，即所謂白口。另外。在焊接熔池中的石墨化元素碳，硅等不足也是產(chǎn)生白口的主要原因。一般在窄小的高溫度熔合區(qū)

38、內(nèi)，焊后很容易產(chǎn)生白口組織。白口組織硬而脆，使得焊縫在焊后難</p><p>　　以機(jī)械加工，甚至?xí)?dǎo)致開裂。防止白口產(chǎn)生主要措施是適當(dāng)調(diào)整填充金屬的化學(xué)成分和冷卻速度。改善焊縫技術(shù)的化學(xué)成分，增加石墨化元素的含量，可以在一定條件下防止焊縫金屬產(chǎn)生白口。例如氣焊用鑄鐵焊絲的碳，硅含量要比母材高（C3.0％~3.8％，Si3.6%~4.8%）特別是冷焊灰口鑄鐵時，焊絲中的含硅量可高達(dá)4.5％焊后緩冷和延長熔合區(qū)處于

39、紅熱狀態(tài)的時間，使石墨充分析出，這是避免熔合區(qū)產(chǎn)生白口的主要工藝途徑。采取的具體措施是焊前預(yù)熱和焊后保溫。由于氣焊時冷卻速度較慢。因此。對于防止白口極為有力</p><p>　　2.1.2 焊接接頭出現(xiàn)裂紋 </p><p>　　裂紋是焊接灰口鑄鐵的要問題，灰口鑄鐵焊接接頭上的裂紋可能出現(xiàn)在焊縫金屬中，也可能在基本金屬即母材上。母材的裂紋一般出現(xiàn)近縫區(qū)，可能是縱向，橫向或斜向的。由于灰口鑄

40、鐵塑性極差，幾乎不能發(fā)生任何塑性變形，而且強(qiáng)度又低，所以在焊接應(yīng)力及鑄件本身應(yīng)力（組織應(yīng)力）的共同作用下，當(dāng)局部應(yīng)力大于強(qiáng)度極限時，就產(chǎn)生裂紋。嚴(yán)重時，會使焊縫金屬和母材分離，即焊縫從基本金屬上脫離下來，即所謂剝離。如果焊縫強(qiáng)度較高而母材強(qiáng)度較低，或結(jié)合處產(chǎn)生白口時，由于白口鑄鐵收縮率（1.6％~2.％）比灰口鑄鐵收縮率（0.9％~1.8％）大，且塑性也差，故均產(chǎn)生剝離。焊縫金屬內(nèi)的裂紋，一般常見的是橫向裂縫，有時也有縱向及斜向裂紋，在

41、焊縫斷口處沒有高溫氧化時常見的藍(lán)顏色。裂紋生成時常發(fā)出清脆的金屬開裂聲。通常裂紋發(fā)生在熱態(tài)焊縫金屬的暗紅色消失后，即600℃以下，直到焊縫與焊件整體溫度均勻化之前。最容易發(fā)生裂紋的溫度在400℃以下，通常這種在熱應(yīng)力和組織應(yīng)力的共同作用下發(fā)生的裂紋稱為熱應(yīng)力裂紋。2.2 灰口鑄鐵的化學(xué)成分及力學(xué)性能</p><p>　　灰口鑄鐵（HT）中的碳全部或大部分以片狀石墨形態(tài)存在，分布于不同的基礎(chǔ)上，斷口呈暗灰色。這類

42、鑄鐵的生產(chǎn)工藝簡單，價格低廉，具有優(yōu)良耐磨性和切削加工性等，在工業(yè)上得到了廣泛應(yīng)用。由于基體中的石墨呈片狀分布，與基體結(jié)合力弱。因此灰口鑄鐵的抗拉強(qiáng)度低、硬度低，塑性幾乎為零。灰口鑄鐵的化學(xué)成分、性能特點(diǎn)見表2-1、2-2。</p><p>　　2.2.1灰口鑄鐵的化學(xué)成分</p><p>　　表2-1灰口鑄鐵的化學(xué)成分</p><p>　　2.2.2灰口鑄鐵的力學(xué)

43、性能</p><p>　　表2-2灰口鑄鐵的力學(xué)性能</p><p>　?。ㄗ帜浮癏T”+數(shù)字（最小抗拉強(qiáng)度））</p><p>　　2.3 常用鑄鐵件的焊接方法</p><p>　　由于鑄鐵的一些優(yōu)點(diǎn)，在汽車制造材料中占有很大的比重。鑄鐵零件大多是加工精度高、價格昂貴的基礎(chǔ)零件，如氣缸體、氣缸蓋、變速器殼體等。鑄鐵零件在制造及使用過程中，經(jīng)

44、常會出現(xiàn)裂紋、氣孔、損壞等情況。據(jù)統(tǒng)計，汽車在正常使用情況下，這類零件達(dá)到磨損極限時，其尺寸變化只有0.08％～0.40％，質(zhì)量損失只有0.1％～1.8％，此時將零件報廢，無疑是非常浪費(fèi)的。因此，研究和利用先進(jìn)的修理經(jīng)驗，合理地修復(fù)鑄鐵零件是十分必要地。焊接就是一種非常有效地修復(fù)鑄鐵零件的方法。    鑄鐵含碳量高、雜質(zhì)多，并具有塑性低、焊接性差、對冷卻速度敏感等特性， 焊補(bǔ)后容易出現(xiàn)白口組織和產(chǎn)生裂紋。為改善鑄

45、鐵零件的焊補(bǔ)質(zhì)量，常用的方法有以下幾種。 2.3.1  冷焊法</p><p>　　電弧焊冷焊法就是焊件在焊前不預(yù)熱,焊接過程中也不輔助加熱，因此可以加速焊補(bǔ)生產(chǎn)率，降低成本，改善勞動條件，減少焊件因預(yù)熱時受熱不均勻而產(chǎn)生的變形和焊件已加工面的氧化。目前冷焊法正在推廣，并迅速發(fā)展。但是冷焊法在焊接后因焊縫及熱影響區(qū)的冷卻速度很大，極易形成白口組織。此外因焊件受熱不均勻。常形成極大的內(nèi)應(yīng)力，會

46、造成裂紋，在冷焊時應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： ① 焊前應(yīng)徹底清理油污，裂紋兩端要打上裂孔，加工的坡口形狀要保證便于焊補(bǔ)及減少焊件的熔化量。 ② 采用鋼芯或鑄鐵芯的以外的焊條，小直徑焊條應(yīng)盡量用小的焊接電流，以減少內(nèi)應(yīng)力和熱影響區(qū)的寬度。 ③ 采用短焊道焊接法。一般每次焊10~40mm，待其充分冷卻后再焊。 ④ 采用分段倒退焊.這樣可以降低拉應(yīng)力，對防裂有好處。 ⑤每項焊一短焊道后，用圓頭錘沿焊逢向

47、外錘擊。 冷焊焊條按焊后焊縫的可加工性分為兩大類：一類用于焊后不需要機(jī)械加工的鑄件，如鋼芯鑄鐵焊條(EZCQ)，只適用小型薄壁鑄件剛度不大部位的缺陷焊補(bǔ)；另一類用于焊后需要機(jī)械加工的鑄件，如純鎳焊條（EZNi-1）鎳鐵鑄鐵焊條（ EZNiF</p><p>　　2.3.2熱焊法 熱焊法是在焊接前將焊件全部或局部加熱到600-700℃，并在焊接過程中保持一定溫度，焊后在爐中緩冷的焊接方法。用熱焊

48、法時，焊件冷卻緩慢，溫度分布均勻，有利于消除白口組織，減少應(yīng)力，防止產(chǎn)生裂紋。但熱焊法成本高，工藝復(fù)雜，生產(chǎn)周期長，焊接時勞動條件差，因此應(yīng)盡量少用。 氣焊灰口鑄鐵的焊接工藝： 氣焊火焰溫度比電弧溫度低得多，因而焊件的加熱和冷卻比較緩慢，這對防止灰口鑄鐵在焊接時產(chǎn)生的白口組織和裂紋都很有利。所以用氣焊焊補(bǔ)的鑄件質(zhì)量一般比較好，因氣焊成為補(bǔ)焊鑄鐵的常用方法。但氣焊與焊條電弧焊相比，焊工的勞動強(qiáng)度高，焊件變形較大，焊補(bǔ)大型鑄件時

49、難以焊透。但由于氣焊鑄件的質(zhì)量較好，易切削加工，使許多工廠中的中小型灰口鑄件，還是較多用氣焊焊補(bǔ)。</p><p>　　焊前準(zhǔn)備：① 在焊件清除完畢后，檢查缺陷。.焊件上的缺陷可起碼接觀察，也可用10-20倍的放大鏡查找。</p><p>　?、?裂紋找出后，在裂紋的兩端鉆直徑φ4~6mm的裂孔，以防止裂紋擴(kuò)展。焊接灰口鑄鐵時可選用鑄鐵焊絲，絲401A或絲401B。 焊接時氣焊熔劑選用氣劑

50、201，鑄鐵氣焊熔劑熔點(diǎn)為650℃成堿性，能將鑄鐵氣焊時產(chǎn)生的二氧化硅(熔點(diǎn)為1350℃)變?yōu)橐兹鄣柠}類。鑄鐵用氣焊熔劑進(jìn)行灰口鑄鐵補(bǔ)焊時，應(yīng)選擇較大號的焊炬，以提高焊接頭焰效率,有利于氣孔夾渣等缺陷。焊嘴孔徑可根據(jù)焊補(bǔ)處的壁厚確定。</p><p>　　操作技術(shù)：在氣焊過程中，必須選用中性焰或弱碳化焰；在焊接結(jié)束時可用碳化焰使焊縫緩冷，這樣可以減少碳和硅的燒損，消除過厚的氧化膜，防止白口冷硬現(xiàn)象;當(dāng)消除缺陷的底

51、部或開坡口時可用氧化焰.焊接時，在要基本金屬熔化后再加入焊絲，以防止熔合不良；發(fā)現(xiàn)熔池中有小氣孔和白亮點(diǎn)夾雜物時，可以往熔池中加入少量氣焊熔劑，有助于消除平渣，但氣焊熔劑不宜加入過多,否則反而容易產(chǎn)生夾渣，氣孔；適當(dāng)加大火焰的功率，提高熔池鐵水溫度,有利于氣體及雜質(zhì)浮起,因而能減少氣孔，夾渣；操作時應(yīng)注意火焰始終蓋住熔池；加入焊絲時，經(jīng)常用焊絲輕輕攪動熔池，促使氣體，熔渣浮出;焊補(bǔ)將完畢時應(yīng)使焊縫稍高于焊件表面，并用焊絲刮去雜質(zhì)較多的表

52、層面。由于表層內(nèi)含雜質(zhì)較多，冷卻后硬度較高，所以，刮去表面層可提高焊縫的切削性能。 當(dāng)補(bǔ)焊被焊區(qū)剛性較大或補(bǔ)焊面積較大，以及材質(zhì)較差,組織疏松的鑄件時，可采用熱焊。焊后用石棉或炭灰將鑄件蓋好，使焊縫緩慢冷卻，以防止產(chǎn)生裂紋和白口組織。 </p><p>　　2.3.3加熱減應(yīng)焊法    此方法是不事先加熱焊件，而在施焊前和施焊中加熱焊件的“加熱減應(yīng)區(qū)”， 使其不阻礙焊縫的收縮，從而減少內(nèi)

53、應(yīng)力， 避免產(chǎn)生裂紋。加熱減應(yīng)區(qū)可選取一處或多處，其選取原則為：   1、應(yīng)是阻礙焊縫膨脹的部位。當(dāng)該部位加熱冷卻時， 使焊縫有獲得自由熱膨脹和冷收縮的可能。   2、應(yīng)是與其它部位聯(lián)系不多且強(qiáng)度較大的部位。   3、自身的變形對其它部位應(yīng)無很大影響，不至于因它的變形而損壞其它部位。   在選擇焊接方法時應(yīng)注意以下原則： 

54、  ① 針對不同的切削加工性、顏色、強(qiáng)度等選擇不同的焊接方法。焊條電弧焊熱焊法對于要求質(zhì)量高、切削加工性好的鑄件最適合，焊條電弧焊冷焊法則適宜于機(jī)加工的表面及不便于預(yù)熱的大型鑄件。   ② 針對不同的焊件體積、形狀、厚度及使用條件等選擇不同的焊接方法。對于中小型薄壁零件(如氣缸)采用氣焊、冷焊、熱焊均可，對于較大的零件應(yīng)采用氣焊熱焊法。</p><p>　　2.4接頭形式的

55、選擇及坡口的選擇</p><p>　　2.4.1焊縫的布置工藝設(shè)計原則</p><p><b>　　焊縫布置應(yīng)盡量分散</b></p><p>　　兩條焊縫的間距大于三倍板厚，且不小于100 mm。如圖2-2</p><p>　　圖2-2焊縫分散布置的設(shè)計</p><p>　　②焊縫的位置應(yīng)盡可能

56、對稱布置。如圖2-3</p><p>　　圖2-3焊縫對稱布置的設(shè)計</p><p>　?、酆缚p應(yīng)盡量避開最大應(yīng)力斷面和應(yīng)力集中位置。</p><p>　　對于受力較大、結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的焊接構(gòu)件，在最大應(yīng)力斷面和應(yīng)力集中位置不應(yīng)該布置焊縫。如圖2-4</p><p>　　圖2-4焊縫避開最大應(yīng)力斷面與應(yīng)力集中位置的設(shè)計</p>&l

57、t;p>　?、芎缚p應(yīng)盡量避開機(jī)械加工表面。</p><p>　　有些焊接結(jié)構(gòu)是一些零件，需要進(jìn)行機(jī)械加工，其焊縫位置的設(shè)計應(yīng)盡可能距離已加工表面遠(yuǎn)一些。如圖2-5</p><p>　　圖2-5焊縫遠(yuǎn)離機(jī)械加工表面的設(shè)計</p><p>　?、莺缚p位置應(yīng)便于焊接操作布置焊縫時，要考慮到有足夠的操作空間。如圖2-6</p><p>　　圖2

58、-6焊縫位置便于電弧焊的設(shè)計</p><p>　　2.4.2接頭形式的選擇</p><p>　　在手工電弧焊中，由于焊件厚度，結(jié)構(gòu)形狀以及對質(zhì)量要求的不同、其接頭型式也不同。</p><p>　　根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB 985-80規(guī)定，焊接接頭的型式主要可分為四種，即對接接頭、角接接頭、搭接接頭、T型接頭。如圖2-1</p><p><b&

59、gt;　　圖2-1</b></p><p>　　接頭形式應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)形狀、強(qiáng)度要求、工件厚度、焊后變形大小、焊條消耗量、坡口加工難易程度、焊接方法等因素綜合考慮決定。</p><p>　　對接接頭受力比較均勻，是最常用的接頭形式，重要的受力焊縫應(yīng)盡量選用。如圖a</p><p><b>　?。╝）對接接頭</b></p>

60、<p>　　角接接頭與T形接頭受力情況都較對接接頭復(fù)雜，但接頭成直角或一定角度連接時，必須采用這種接頭形式。如圖b、c</p><p><b>　　(b) T型接頭</b></p><p><b>　　(c)角接接頭</b></p><p>　　搭接接頭因兩工件不在同一平面，受力時將產(chǎn)生附加彎矩，而且金屬消耗量

61、也大，一般應(yīng)避免采用。但搭接接頭不需開坡口，裝配時尺寸要求不高，對某些受力不大的平面聯(lián)接與空間構(gòu)架，采用搭接接頭可節(jié)省工時。如圖d</p><p><b>　　(d) 搭接接頭</b></p><p>　　2.4.3坡口形式的選擇</p><p>　　焊條電弧焊對板厚為 1～6 mm對接接頭施焊時，一般可不開坡口 (即I形坡口)直接焊成。<

62、;/p><p>　　當(dāng)板厚增大時，為了保證焊透，接頭處應(yīng)根據(jù)工件厚度預(yù)先加工出各種形式的坡口。坡口角度和裝配尺寸按標(biāo)準(zhǔn)選用。</p><p>　　兩個焊接件的厚度相同時，可選用常用的坡口形式及角度。</p><p>　　Y形坡口和帶鈍邊 U形坡口用于單面焊，其焊接性較好。但焊后角變形較大，焊條消耗量也大些。</p><p>　　雙Y形坡口雙面施焊

63、，受熱均勻，變形較小，焊條消耗量較少。但有時受結(jié)構(gòu)形狀限制。</p><p>　　帶鈍邊U形坡口根部較寬，允許焊條深入，容易焊透。而且坡口角度小，焊條消耗量較小。但因坡口形狀復(fù)雜，一般只在重要的受動載的厚板結(jié)構(gòu)中采用。</p><p>　　帶鈍邊雙單邊V形坡口主要用于 T形接頭和角接接頭的焊接結(jié)構(gòu)中。</p><p><b>　　3.接頭過渡形式</

64、b></p><p>　　設(shè)計焊接構(gòu)件最好采用相等厚度的金屬材料，以便獲得優(yōu)質(zhì)的焊接接頭。</p><p>　　當(dāng)兩塊厚度相差較大的金屬材料進(jìn)行焊接時，接頭處會造成應(yīng)力集中。接頭兩邊受熱不勻易產(chǎn)生焊不透等缺陷。 </p><p>　　不同厚度金屬材料對接時，允許的厚度差如表2-3所示。如果δ1-δ超過表中規(guī)定值，或者雙面超過 2(δ1-δ)時，應(yīng)在較厚板料上加

65、工出單面或雙面斜邊的過渡形式。如圖2-3</p><p>　　表2-3 不同厚度金屬材料對接時允許的厚度差</p><p>　　圖2-3不同厚度金屬材料對接的過渡形式 </p><p>　　鋼板厚度不同的角接與T形接頭受力焊縫，可考慮采取過渡形式。如圖2-4</p><p>　　圖2-4不同厚度的角度與T形接頭的過渡形式</p>

66、<p><b>　　第三章焊后檢驗</b></p><p>　　3.1焊縫外觀及尺寸的檢驗</p><p>　　檢查焊縫缺陷時，可用超聲探傷儀或射線探測儀檢測。在對焊縫的內(nèi)部缺陷進(jìn)行探傷前應(yīng)先進(jìn)行外觀質(zhì)量檢查。 焊縫表面質(zhì)量的檢驗可目測或用10倍放大鏡，當(dāng)存在疑義時，采用磁粉或滲透擦傷。如果焊縫外觀質(zhì)量不滿足規(guī)定要求，需進(jìn)行修補(bǔ)。 焊縫

67、的外形尺寸一般用焊縫檢驗尺測量。焊縫檢驗尺由主尺、多用尺和高度標(biāo)尺構(gòu)成，可用于測量焊接母材的坡口角度、間隙、錯位、焊縫高度、焊縫寬度和角焊縫高度</p><p><b>　　3.2致密性檢驗</b></p><p><b>　?、?氣密性試驗</b></p><p>　　檢驗小容積的壓力容器，容器置于水槽中充氣，焊縫金屬致

68、密性不良時，水中呈現(xiàn)氣泡，檢驗大容積的壓力容器，容器充氣后，在焊縫處涂肥皂水檢驗滲漏。</p><p><b>　?、?氨氣試驗</b></p><p>　　對檢驗的壓力容器充以氨氣，在焊縫上貼一條比焊縫略寬的浸過硝酸汞溶液的試紙，若焊縫區(qū)有泄漏，試紙的相應(yīng)部件上將呈現(xiàn)黑色斑紋。</p><p><b>　?、?煤油試驗</b&

69、gt;</p><p>　　用于檢驗不承受壓力的焊縫。在焊縫及熱影響區(qū)涂刷石灰水溶液，在另一而涂刷煤油，如有穿透性缺陷時，則煤油會滲透過縫隙使涂有白色底基的粉面上呈現(xiàn)黑色斑痕。</p><p><b>　　3.3無損探傷</b></p><p>　?、?著色滲透探傷 有關(guān)探傷規(guī)定應(yīng)按《滲透探傷方法》標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。</p><p

70、>　?、?磁粉探傷 有關(guān)探傷規(guī)定可參考《鋼制壓力容器磁粉探傷》標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。</p><p>　?、?超聲波探傷 有關(guān)焊縫的探傷應(yīng)按《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結(jié)果的分級》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行。</p><p>　?、?射線探傷 有關(guān)焊縫的射線探傷應(yīng)按《鋼焊接接頭射線照相及底片等級分類法》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行。</p><p>　　3.3.1 磁粉探傷的基本原理<

71、/p><p>　　外加磁場對工件(只能是鐵磁性材料)進(jìn)行磁化，被磁化后的工件上若不存在缺陷，則它各部位的磁特性基本一致，而存在裂紋、氣孔或非金屬物夾渣等缺陷時，由于它們會在工件上造成氣隙或不導(dǎo)磁的間隙，使缺陷部位的磁阻大大增加，工件內(nèi)磁力線的正常傳播遭到阻隔，根據(jù)磁連續(xù)性原理，這時磁化場的磁力線就被迫改變路徑而逸出工件，并在工件表面形成漏磁場。</p><p>　　3.3.2 漏磁場的強(qiáng)度主要

72、取決磁化場的強(qiáng)度和缺陷對于磁化場垂直截面的影響程度</p><p>　　利用磁粉就可以將漏磁場給予顯示或測量出來，從而分析判斷出缺陷的存在與否及其位置和大小 。</p><p>　　將鐵磁性材料的粉未撒在工件上，在有漏磁場的位置磁粉就被吸附，從而形成顯示缺陷形狀的磁痕，能比較直觀地檢出缺陷。這種方法是應(yīng)用最早、最廣的一種無損檢測方法。</p><p>　　3.3.3

73、磁粉探傷的一般程序</p><p>　　磁粉一般用工業(yè)純鐵或氧化鐵制作，通常用四氧化三鐵(Fe3O4)制成細(xì)微顆粒的粉末作為磁粉。磁粉可分為熒光磁粉和非熒光磁粉兩大類，熒光磁粉是在普通磁粉的顆粒外表面涂上了一層熒光物質(zhì)，使它在紫外線的照射下能發(fā)出熒光，主要的作用是提高了對比度，便于觀察。磁粉檢測又分干法和濕法兩種： </p><p>　　（1）干法 —將磁粉直接撒在被測工件表面。為便于磁粉

74、顆粒向漏磁場滾動，通常干法檢測所用的磁粉顆粒較大，所以檢測靈敏度較低。但是在被測工件不允許采用濕法與水或油接觸時，如溫度較高的試件，則只能采用干濕法。 </p><p>　　（2）濕法 —將磁粉懸浮于載液(水或煤油等)之中形成磁懸液噴撒于被測工件表面，這時磁粉借助液體流動性較好的特點(diǎn)，能夠比較容易地向微弱的漏磁場移動，同時由于濕法流動性好就可以采用比干法更加細(xì)的磁粉，使磁粉更易于被微小的漏磁場所吸附，因此濕法比干

75、法的檢測靈敏度高。 </p><p>　　構(gòu)件表面缺陷的檢測——磁粉探傷</p><p>　　預(yù)處理 將構(gòu)件表面的油脂、涂料以及鐵銹等去掉，以免影響磁粉附著缺陷上。 </p><p><b>　?。?）磁化 </b></p><p>　　選用適當(dāng)?shù)拇呕椒ê痛呕娏?，接通電源，對?gòu)件進(jìn)行磁化。 </p>&

76、lt;p><b>　　（2）施加磁粉 </b></p><p>　　按所選的干法或濕法施加干粉或磁懸液。 </p><p><b>　?。?）觀察記錄 </b></p><p>　　用非熒光磁粉擦傷時，在光線明亮的地方，用自然光或燈光進(jìn)行觀察；用熒光磁粉擦傷時，則在暗室等暗處用紫外燈進(jìn)行觀察</p>&

77、lt;p>　　3.3.4磁憤探傷的驗收標(biāo)準(zhǔn) </p><p>　　當(dāng)磁痕確定是由缺陷造成的之后，應(yīng)對缺陷進(jìn)行只兩平定。</p><p>　　根據(jù)JB/T4730-2005驗收標(biāo)準(zhǔn)驗收 。</p><p><b>　?。?）任何裂紋。</b></p><p>　?。?）任何橫向缺陷顯示。</p><

78、;p>　?。?）焊縫及緊固件長度大于1.5mm的線性缺陷顯示。</p><p>　　（4）鍛件上任何長度大于2mm的線性缺陷顯示。</p><p>　?。?）單個尺寸大于或等于4mm的 圓形缺陷顯示。</p><p><b>　　結(jié)論</b></p><p>　　在焊補(bǔ)灰鑄鐵時，往往會在熔合線處生成一層白口組織，嚴(yán)

79、重時會使整個焊縫斷面全部白口化，此外，當(dāng)焊縫處產(chǎn)生白口組織時，因白口組織硬而脆，它的冷卻收縮率又比基體金屬灰鑄鐵大的多，使焊縫金屬在冷卻時更易于開裂。所以，在焊接時必須采取相應(yīng)的防止上述問題的措施。如減慢焊縫的冷卻速度；焊前預(yù)熱和焊后緩冷；采用電弧冷焊減少小焊接應(yīng)力等方法都是必須的。</p><p>　　焊接問題不僅是在鑄鐵的焊接中會出現(xiàn)，在其它鋼種的焊接中也會或多或少出現(xiàn)。所以在焊接時也應(yīng)該特別注意這方面的控制

80、。</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　非常感謝cc老師在我大學(xué)的最后學(xué)習(xí)階段——畢業(yè)設(shè)計階段給自己的指導(dǎo)，從最初的定題，到資料收集，到寫作、修改，到論文定稿，他給了我耐心的指導(dǎo)和無私的幫助。為了指導(dǎo)我們的畢業(yè)論文，他放棄了自己的休息時間，他的這種無私奉獻(xiàn)的敬業(yè)精神令人欽佩，在此我向他表示我誠摯的謝意。同時，感謝所有任課老師和所有同學(xué)在這三年

81、來給自己的指導(dǎo)和幫助，是他們教會了我專業(yè)知識，教會了我如何學(xué)習(xí)，教會了我如何做人。正是由于他們，我才能在各方面取得顯著的進(jìn)步，在此向他們表示我由衷的謝意，并祝所有的老師培養(yǎng)出越來越多的優(yōu)秀人才，桃李滿天下！</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 《焊接工藝 》 高衛(wèi)明 北京航空航天大學(xué)出版社&l

82、t;/p><p>　　[2] 《焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)》 王云鵬 機(jī)械工業(yè)出版社 第二版</p><p>　　[3] 《焊接質(zhì)量控制與檢測》 劉強(qiáng) 、王鵑 化學(xué)工業(yè)出版社</p><p>　　[4] 《金屬熔化焊 》 英若采 機(jī)械工業(yè)出版社</p><