焊接技術專業(yè)畢業(yè)論文---鑄鐵件焊縫設計

1、<p><b>　　畢 業(yè) 論 文</b></p><p><b>　　鑄鐵件焊縫設計</b></p><p>　　系（部）： 機 械 工 程 系 </p><p>　　專    業(yè)：   焊接技術及自動化 </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國內外概況.........

5、......................................7</p><p>　　1.2.2產品情況..................................................8</p><p>　　第二章灰口鑄鐵的焊縫設計...........................................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灰口鑄鐵的化學成分及力學性能.................................10</p><p>　　2.2.1灰口鑄鐵的化學成分.......................................10</p><p>　　2.2.2灰口鑄鐵的力學性能..........................

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、磁場的強度主要取決磁化場的強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磁憤探傷的驗收標準.............

14、..........................20</p><p>　　結論...............................................................21</p><p>　　致謝...............................................................22</p>

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

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>　　灰鑄鐵有一定的強度，但塑性和韌性很低，這種性能特點與石墨本身的性能及其在鑄鐵組織中的存在形態(tài)有關。在焊接過程中，由于焊件厚度，結構形狀以及對質量要求的不同，其接頭型式，焊接檢驗方法也不同。接頭形式應根據(jù)結構形狀，強度要求，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>　　【關鍵詞】: 灰口鑄鐵 焊縫設計 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)濟的飛速發(fā)展，我國重型機械金屬結構制造業(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年世界鋼產量首次達到10.3億t，用鋼量為9.35億t。我國2004年鋼產量為2.72億t，約占全球鋼產量的26%，全年用鋼量為3.12億t，占全球鋼產量的33%，其中1.6億t應用于焊接結構，約占用鋼量的51%左右。</p><p>　　根據(jù)有關調查，在1.6億t焊接結構用鋼中，機械制造業(yè)金屬結構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)，尤其是重型機械金屬結構行業(yè)焊接技術的可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造了很大的發(fā)展空間。進入21世紀，我國重型機械行業(yè)面臨新的挑戰(zhàn)和機遇，應徹底改善耗能大、耗材高、效率低、工作環(huán)境差和自動化程度低的傳統(tǒng)焊接產業(yè)，促進焊接技術與產業(yè)向著優(yōu)質、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)勢轉化為科技競爭優(yōu)勢，促進企業(yè)進步和產業(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>　　焊接技術是隨著金屬的應用而出現(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；用黃泥或篩細的陳久壁土撒在接口上，分段煅焊大型船錨。中世紀，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熱源；1885～1887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世紀初，碳極電弧焊和氣焊得到應用，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，焊接質量得到提高，使手工電弧焊進入實用階段，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，從而成為焊接機械化、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，焊接機械化得到進一步發(fā)展。40年代，為適應鋁、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)明二氧化碳氣體保護焊，促進

28、了氣體保護電弧焊的應用和發(fā)展，如出現(xiàn)了混合氣體保護焊、藥芯焊絲氣渣聯(lián)合保護焊和自保護電弧焊等。</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年代得到實用和進一步發(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構得以焊接。</p><p>

29、;　　其他的焊接技術還有1887年，美國的湯普森發(fā)明電阻焊，并用于薄板的點焊和縫焊；縫焊是壓焊中最早的半機械化焊接方法，隨著縫焊過程的進行，工件被兩滾輪推送前進；二十世紀世紀20年代開始使用閃光對焊方法焊接棒材和鏈條。至此電阻焊進入實用階段。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)又制成真空擴散焊設備。(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)有關資料介紹，全世界鋼鐵產量中約有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)已采用機械化、自動化、數(shù)控、人工智能等很多高新技術。據(jù)有關資料不完全統(tǒng)計，在一些工業(yè)發(fā)達國家焊接機械化的平均水平已達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、>　　隨著生產的發(fā)展和科學技術的進步，焊接已成為—門獨立的學科，并廣泛應用于宇航、航空、核工業(yè)、造船、建筑及機械制造等工業(yè)部門，在我國的國民經(jīng)濟發(fā)展中，尤其是制造業(yè)發(fā)展中，焊接技術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100公里，如果不算已經(jīng)焊好的預制件，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。北京奧運會鳥巢用的鋼材11萬噸，焊縫長達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國內外焊接技術的發(fā)展趨勢</p><p>　　隨著世界制造業(yè)的快速發(fā)展，焊接技術應用越來越廣泛，焊接技術水平也越來越高。新的焊接工藝方法不斷涌現(xiàn)，專業(yè)焊接設備日新月異。

33、與此同時，國內外焊接設備生產企業(yè)也紛紛通過各種方式展示自身的實力，特別是借以展會展出品種繁多的產品和先進的技術。</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，我們對國內外焊接技術的發(fā)展趨勢以及焊接生產發(fā)展的新需求和新動向印象較深的是：

34、核心技術的作用得以顯現(xiàn)，數(shù)控和電源方面有發(fā)展，激光焊接技術成為一大亮點，機器人應用普及化?？梢哉J為，世界焊接技術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;焊接技術的綜合成本更低，焊接對工業(yè)的服務更加廣泛。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 產品情況&

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

36、、大型舞臺設備、航天發(fā)射塔架、焦爐機械設備、螺旋焊管設備以及大型減速機、提升機、堆取料機、軋鋼鍛壓設備、氧氣瓶壓機、水泥設備、粉磨、破碎機械、水利、工程機械、液壓支柱、港口機械及環(huán)保設備等大型設備。</p><p>　　第二章 灰口鑄鐵焊縫設計</p><p>　　2.1鑄鐵焊件存在的問題</p><p>　　2.1.1焊后產生白口組織</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。當冷卻時，一般認為在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，硅等不足也是產生白口的主要原因。一般在窄小的高溫度熔合區(qū)

38、內，焊后很容易產生白口組織。白口組織硬而脆，使得焊縫在焊后難</p><p>　　以機械加工，甚至會導致開裂。防止白口產生主要措施是適當調整填充金屬的化學成分和冷卻速度。改善焊縫技術的化學成分，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)產生白口的主要工藝途徑。采取的具體措施是焊前預熱和焊后保溫。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，而且強度又低，所以在焊接應力及鑄件本身應力（組織應力）的共同作用下，當局部應力大于強度極限時，就產生裂紋。嚴重時，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。如果焊縫強度較高而母材強度較低，或結合處產生白口時，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，故均產生剝離。焊縫金屬內的裂紋，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，通常這種在熱應力和組織應力的共同作用下發(fā)生的裂紋稱為熱應力裂紋。2.2 灰口鑄鐵的化學成分及力學性能</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，分布于不同的基礎上，斷口呈暗灰色。這類

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

43、性能</p><p>　　表2-2灰口鑄鐵的力學性能</p><p>　　（字母“HT”+數(shù)字（最小抗拉強度））</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，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，這類零件達到磨損極限時，其尺寸變化只有0.08％～0.40％，質量損失只有0.1％～1.8％，此時將零件報廢，無疑是非常浪費的。因此，研究和利用先進的修理經(jīng)驗，合理地修復鑄鐵零件是十分必要地。焊接就是一種非常有效地修復鑄鐵零件的方法。    鑄鐵含碳量高、雜質多，并具有塑性低、焊接性差、對冷卻速度敏感等特性， 焊補后容易出現(xiàn)白口組織和產生裂紋。為改善鑄

45、鐵零件的焊補質量，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熱,焊接過程中也不輔助加熱，因此可以加速焊補生產率，降低成本，改善勞動條件，減少焊件因預熱時受熱不均勻而產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。常形成極大的內應力，會

46、造成裂紋，在冷焊時應注意以下幾點： ① 焊前應徹底清理油污，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，小直徑焊條應盡量用小的焊接電流，以減少內應力和熱影響區(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；另一類用于焊后需要機械加工的鑄件，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，減少應力，防止產生裂紋。但熱焊法成本高，工藝復雜，生產周期長，焊接時勞動條件差，因此應盡量少用。 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生的白口組織和裂紋都很有利。所以用氣焊焊補的鑄件質量一般比較好，因氣焊成為補焊鑄鐵的常用方法。但氣焊與焊條電弧焊相比，焊工的勞動強度高，焊件變形較大，焊補大型鑄件時

49、難以焊透。但由于氣焊鑄件的質量較好，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。</p><p>　　焊前準備：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，鑄鐵氣焊熔劑熔點為650℃成堿性，能將鑄鐵氣焊時產生的二氧化硅(熔點為1350℃)變?yōu)橐兹鄣柠}類。鑄鐵用氣焊熔劑進行灰口鑄鐵補焊時，應選擇較大號的焊炬，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)焊補處的壁厚確定。</p><p>　　操作技術：在氣焊過程中，必須選用中性焰或弱碳化焰；在焊接結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,否則反而容易產生夾渣，氣孔；適當加大火焰的功率，提高熔池鐵水溫度,有利于氣體及雜質浮起,因而能減少氣孔，夾渣；操作時應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;焊補將完畢時應使焊縫稍高于焊件表面，并用焊絲刮去雜質較多的表

52、層面。由于表層內含雜質較多，冷卻后硬度較高，所以，刮去表面層可提高焊縫的切削性能。 當補焊被焊區(qū)剛性較大或補焊面積較大，以及材質較差,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，以防止產生裂紋和白口組織。 </p><p>　　2.3.3加熱減應焊法    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“加熱減應區(qū)”， 使其不阻礙焊縫的收縮，從而減少內

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

54、  ① 針對不同的切削加工性、顏色、強度等選擇不同的焊接方法。焊條電弧焊熱焊法對于要求質量高、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加工的表面及不便于預熱的大型鑄件。   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焊縫的布置工藝設計原則</p><p><b>　　焊縫布置應盡量分散</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焊縫分散布置的設計</p><p>　　②焊縫的位置應盡可能

56、對稱布置。如圖2-3</p><p>　　圖2-3焊縫對稱布置的設計</p><p>　　③焊縫應盡量避開最大應力斷面和應力集中位置。</p><p>　　對于受力較大、結構較復雜的焊接構件，在最大應力斷面和應力集中位置不應該布置焊縫。如圖2-4</p><p>　　圖2-4焊縫避開最大應力斷面與應力集中位置的設計</p>&l

57、t;p>　?、芎缚p應盡量避開機械加工表面。</p><p>　　有些焊接結構是一些零件，需要進行機械加工，其焊縫位置的設計應盡可能距離已加工表面遠一些。如圖2-5</p><p>　　圖2-5焊縫遠離機械加工表面的設計</p><p>　?、莺缚p位置應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，結構形狀以及對質量要求的不同、其接頭型式也不同。</p><p>　　根據(jù)國家標準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>　　接頭形式應根據(jù)結構形狀、強度要求、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，重要的受力焊縫應盡量選用。如圖a</p><p><b>　　（a）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，受力時將產生附加彎矩，而且金屬消耗量

61、也大，一般應避免采用。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>　　當板厚增大時，為了保證焊透，接頭處應根據(jù)工件厚度預先加工出各種形式的坡口。坡口角度和裝配尺寸按標準選用。</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。但有時受結構形狀限制。</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。但因坡口形狀復雜，一般只在重要的受動載的厚板結構中采用。</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構中。</p><p><b>　　3.接頭過渡形式</

64、b></p><p>　　設計焊接構件最好采用相等厚度的金屬材料，以便獲得優(yōu)質的焊接接頭。</p><p>　　當兩塊厚度相差較大的金屬材料進行焊接時，接頭處會造成應力集中。接頭兩邊受熱不勻易產生焊不透等缺陷。 </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。在對焊縫的內部缺陷進行探傷前應先進行外觀質量檢查。 焊縫表面質量的檢驗可目測或用10倍放大鏡，當存在疑義時，采用磁粉或滲透擦傷。如果焊縫外觀質量不滿足規(guī)定要求，需進行修補。 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、多用尺和高度標尺構成，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>　　② 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 有關探傷規(guī)定應按《滲透探傷方法》標準進行。</p><p

70、>　　② 磁粉探傷 有關探傷規(guī)定可參考《鋼制壓力容器磁粉探傷》標準進行。</p><p>　?、?超聲波探傷 有關焊縫的探傷應按《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結果的分級》標準規(guī)定進行。</p><p>　?、?射線探傷 有關焊縫的射線探傷應按《鋼焊接接頭射線照相及底片等級分類法》標準規(guī)定進行。</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磁的間隙，使缺陷部位的磁阻大大增加，工件內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 漏磁場的強度主要

72、取決磁化場的強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，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，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>　　構件表面缺陷的檢測——磁粉探傷</p><p>　　預處理 將構件表面的油脂、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?shù)拇呕椒ê痛呕娏?，接通電源，對構件進行磁化。 </p>&

76、lt;p><b>　?。?）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，用自然光或燈光進行觀察；用熒光磁粉擦傷時，則在暗室等暗處用紫外燈進行觀察</p>&

77、lt;p>　　3.3.4磁憤探傷的驗收標準 </p><p>　　當磁痕確定是由缺陷造成的之后，應對缺陷進行只兩平定。</p><p>　　根據(jù)JB/T4730-2005驗收標準驗收 。</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>　?。?）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>　　結論</b></p><p>　　在焊補灰鑄鐵時，往往會在熔合線處生成一層白口組織，嚴

79、重時會使整個焊縫斷面全部白口化，此外，當焊縫處產生白口組織時，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的防止上述問題的措施。如減慢焊縫的冷卻速度；焊前預熱和焊后緩冷；采用電弧冷焊減少小焊接應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老師在我大學的最后學習階段——畢業(yè)設計階段給自己的指導，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和無私的幫助。為了指導我們的畢業(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在這三年

81、來給自己的指導和幫助，是他們教會了我專業(yè)知識，教會了我如何學習，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</b></p><p>　　[1] 《焊接工藝 》 高衛(wèi)明 北京航空航天大學出版社&l

82、t;/p><p>　　[2] 《焊接結構生產》 王云鵬 機械工業(yè)出版社 第二版</p><p>　　[3] 《焊接質量控制與檢測》 劉強 、王鵑 化學工業(yè)出版社</p><p>　　[4] 《金屬熔化焊 》 英若采 機械工業(yè)出版社</p><