减速器壳体的焊接制作工艺

长沙航空职业技术学院毕业设计题目减速器壳体的焊接制作工艺系别航空机械制造工程系专业焊接技术及自动化班级中联焊接0701学号200700092020姓名彭涛指导老师杨新刚日期2010年6月目录引言摘要………………………………………………………………………………1第一章减速器上盖的母材选用及加工1.1母材的选用………………………………………………………51.2钢板的矫正及预处理…………………………………………51.2.1划线………………………………………………………………61.2.2母材的下料与边缘加工……………………………………61.2.3Q235的热处理……………………………………………8第二章减速器上盖的工艺2.1减速器上盖的拼焊图………………………………………92.2Q235的焊接性……………………………………………92.2.1焊接方法及设备的选择………………………………92.2.2焊接材料参数的确定……………………………102.2.3CO2气体保护焊………………………………………122.2.4焊接中常见的缺陷及预防措施……………………122.3焊条电弧焊特点及原理……………………………132.3.1焊条的选择……………………………………………132.3.2焊接加工路线单………………………………………152.3.3焊接工艺卡……………………………………………152.3.4焊接中常见的缺陷及预防…………………………17第三章焊接夹具的选择及设计3.1焊接夹具的作用和基本要求………………………213.2焊接夹具的使用………………………………………213.3重要尺寸的定位………………………………………21第四章焊接检验4.1焊接检验的作用……………………………………234.2常用的焊接检测方法的优缺点及使用范围…………234.3焊接检验方法……………………………………24结论……………………………………………………………………………27致谢……………………………………………………………………………28参考文献………………………………………………………………………29引言毕业设计是对在学校学业完成的一个重要组成部分，这是对在学校所学知识的综合应用和为走想社会打下基础。本次学校下发的毕业设计的课题为：减速器上盖的焊接制作工艺。通过任务书，我了解这次设计的主要内容。母材选择及相关热处理；焊接材料；焊接方法和设备的选择；确定焊接结构工艺路线；设计焊接夹具；确定焊接检验的方法及实施步骤；对可能出现的重要缺陷进行预见和危害分析。摘要主要叙述了减速器上盖的结构制造过程，关键工艺等。根据Q235-A钢选择合适的成型工艺以及焊接方法、编制合理的工艺规程、选择正确的装配方法、对焊接缺陷的预测与危害分析以及相关的补救措施。关键词：减速器上盖、焊接缺陷、母材、焊接工艺第一章减速器上盖的母材选用及加工1.1母材的选用根据减速器上盖的结构强度要求及经济因素选择母材：Q235-A钢：化学成分（%）牌号CMaSiSPQ235-A0.14~0.220.30~0.65≤0.30≤0.050≤0.045表（一）母材的化学成分力学性能牌号δb/MPaδs/MPaδs（%）Q235-A375~460≥23526表（二）母材的力学性能1.2钢材的矫正原理及方法：矫正就是采用加或加热的方式，把已伸长的纤维缩短，把缩短的纤维伸长，最终使钢板厚度方向的纤维趋于一致。方法：减速器上盖的矫正方法为机械矫正矫正过程：钢板矫正机如图所示，下派轴辊是主动轴辊，由电动机带动旋转。上排轴辊是从动轴辊。能作上下调节以适应矫正不同厚度的钢板，减速器上盖矫正时，先将上盖压在下排轴辊上，调节上排轴辊至合适高度，然后启动电动机带动旋转。减速器上盖的矫正采用机械矫正例图图（1-1）1.2.1划线根据图样和技术要求，在毛坯或半成品上用划线工具画出加工界线，或划出做为基准的点、线的操作过程称为划线。划线分为平面划线和立体划线两种。只需要在工件一个表面上划线后即能明确表明加工界限的，称之为平面划线；需要在工件几个互成不同角度（一般式互相垂直）的表面上划线，才能明确表明加工界限的，称为立体划线。対划线的基本要求是线条清晰匀称，定型、定位尺寸准确。由于划线的线条有一定宽度，一般要求精度达到0.25-0.5mm。应当注意，工件的加工精度不能完全有划线确定，而应该在加工过程中通过测量来保证把后板展开再按图纸设计图样上的图形和尺寸，按1：1的比例在待下料的钢材上画出加工界限，再经过加工做出样板，用样品进行划线。1.2.2母材的下料与边缘加工下料利用CG2—1520型摇臂式仿形气割机将毛坯或工件从钢板上切割下来。图（1-2）CG2型摇臂式仿形气割机采用刨边机进行加工焊接结构的坡口、去除不良的边缘、毛坯到脚等。采用热切气割将母材按样板切割成1200*740板采用热切气割将大经为240小径为180的圆筒切割深度为70.采用热切气割将长为250.5,宽为190,高为56的厚板加工成如下图所示1.2.3Q235的热处理Q235是低碳钢，而低碳钢中含碳量较低，含锰、硅又少，所以通常情况下不会因焊接而一起严重硬化组织和淬火组织，这种钢材的塑性和冲击韧度优良，焊成的接头塑性和冲击韧度也很好，焊接时一般不需要预热、控制层间温度和后热，焊后也不采用热处理来改善组织，可以说整个焊接过程中不需要特殊的工艺措施，其焊接性优良，可以采用各种焊接方法焊接。但根据双工位封头抛磨机除尘罩子图纸上的技术要求说明，除尘罩子在焊接前可以不需要热处理，在焊接后应该进行退火处理，退火处理其主要用于去掉焊接结构的焊接残余应力。第二章减速器上盖的工艺2.1减速器上盖的拼焊图减速器上盖的拼焊是将三个圆环筒和三个固定板拼焊到一起如图所示,焊缝位置相应标出.图（2-1）2.2Q235的焊接性Q235AF中含碳量较低、含锰硅有少，所以，通常情况下不会因焊接而引起严重硬化组织和淬火组织，这样钢材的塑性和冲击韧度优良，焊接成的街头塑性和冲击韧度也很好，焊接时一般不需要特殊的工艺措施，其焊接性优良。2.2.1焊接方法及设备的选择CO2气体保护焊有半自动焊设备和自动焊设备，其中CO2气体半自动焊在生产中应用较广。考虑到焊接的机动灵活性，选择CO2半自动焊。其型号为KR—500。CO2半自动焊主要由焊接电源、焊枪及送丝系统、CO2供气系统、控制系统、CO2供气系统、控制系统等部分组成2.2.2焊接材料参数的确定在用CO2气体保护焊焊接薄板时，焊接规范一般采用比较小的，即较低的电弧电压和较小的焊接电流，因此，熔滴呈短路过渡。主要的规范参数有：电弧电压，焊接电流，焊接回路电感，焊接速度，气体流量以及焊丝干伸长等。1.电弧电压及焊接电流。电弧电压是焊接规范中关键的一个参数。它的大小决定了电弧的长短，决定了熔滴的过渡形式。实现短路过渡的条件之一是保持较短的电弧长度。所以就焊接规范而言，短路过渡的一个重要特征是低电压。确定电弧电压数值时，要考虑和焊接电流之间的匹配关系。在一定的焊丝直径及焊接电流下，电弧电压若过低，电弧引燃困难，焊接过程不稳定。电弧电压过高，则由短路过渡转变成大颗粒的长弧过渡，焊接过程也不稳定。只有电弧电压与焊接电流匹配得较合适时，才能获得稳定的焊接过程，并且飞溅小，焊缝成形好。当电流小于300A时，焊接电压与电流遵循以下：U=0.04I+16（+-）1.52.焊接速度。焊接速度过快会引起焊缝两侧咬肉，焊接速度过慢则容易产生烧穿和焊缝组织粗大等缺陷，因此为了保证焊缝的质量，需要选择合适的焊接速度。3.焊丝干伸长。由于短路过渡焊接所采用的焊丝都比较细，因此焊丝干伸长度上产生的电阻便成为焊接规范中不可忽视的因素。随着焊丝干伸长度增加，焊丝上的电阻热增大，焊丝熔化加快，从提高生产率上看这是有利的，但是当焊丝干伸长度过大时，焊丝容易发生过热而成段熔断，飞溅严重，焊接过程不稳定。焊丝干伸长度过小势必缩短喷嘴与工件间的距离，飞溅金属容易堵塞喷嘴。4、气体流量。在焊接电流较大，焊接速度较快，焊丝干伸长度较长以及在室外作业等情况下，气体流量要适当加大，以使保护气体有足够的挺度，提高其抗干扰的能力。但是，气体流量过大，保护气流的紊流度增大，反而会将外界空气卷入焊接区，使保护效果变差，甚至在焊缝中引起气孔。5、电源极性。CO2电弧焊在焊接薄板时一般都是采用直流反接（反极性），即焊件接阴极，焊丝接阳极。因为采用反极性，飞溅小，电弧稳定，成形较好。综合以上分析，有如下的焊接规范：2.2.3CO2气体保护焊1.焊接成本低CO2气体来源广、价格低廉，而且消耗的焊接电能少，所以CO2焊的成本低，仅为埋弧焊及电弧焊的百分之三十到五十。2.生产效率高由于CO2焊的焊接电流密度大，使焊缝厚度增加，焊丝的熔化率提高，熔敷速度加快；另外，焊丝又是连续送进，且焊后没有焊渣，特别是多层焊接时，节省了清洁时间。生产效率比焊条电弧焊搞1-4倍。3.焊接变形和焊接应力少由于电弧热量集中，焊件加热面积小，同时CO2气流具有较强的冷却作用，因此，焊接应力和变形小。3.2.1.2CO2气体保护焊的焊接材料2.2.4焊接中常见的缺陷及预防措施CO2气体保护焊中易出现的缺陷是气孔。CO2电弧焊时，由于熔池表面没有熔渣盖覆，CO2气流又有冷却作用，因而熔池凝固比较快。如果焊接材料或焊接工艺处理不当，可能会出现CO气孔、氮气孔和氢气孔。补救措施：1.防止产生CO气孔，必须选用含足够脱氧剂的焊丝，且焊丝中的含碳量要低，抑制C与FeO的氧化反应。如果母材的含碳量较高，则在工艺上应选用较大线能量的焊接参数，增加熔池停留的时间，以利于CO气体的逸出。2.避免H2气孔，就要杜绝氢的来源。焊前应去除工件及焊丝上的铁锈、油污及其它杂质，更重要的要注意CO2气体中的含水量。因为CO2气体中的水分常常是引起氢气孔的主要原因。3.要避免氮气孔，必须改善气保护效果。要选用纯度合格的CO2气体，焊接时采用适当的气体流量参数；要检验从气瓶至焊枪的气路是否有漏气或阻塞；要增加室外焊接的防风措施。此外，在野外施工中最好选用含有固氮元素（如Ti、Al）的焊丝。2.3焊条电弧焊特点及原理基于手工电弧焊，工艺灵活、适应性强、应用范围广、易于分散焊接应力和控制焊接变形并且设备简单、成本低的特点故选用。焊条电弧焊是用手工操纵焊条进行焊接的电弧方法，它利用焊条和焊件之间产生的焊接焊接电弧来加热并熔化焊条局部焊件以形成焊缝的，是目前焊接生产中应用最广泛的一种方法。焊条电弧焊的原理焊接时，将焊条与焊件接触短路湖立即提起焊条，引燃电弧。电弧的高温将焊条与焊件局部熔化，熔化了的焊芯以熔滴的形式过渡到局部熔化的焊件表面，融合一起形成熔池。按焊件的抗拉强度来选用相应强度的焊条，使熔敷金属的抗拉强度与焊件的抗拉强度相等或相近。在焊接Q235-A时，由于起抗拉强度在420MPa左右，故选用熔敷仅是抗拉强最小为430MPa的E4303(J422)作为焊接材料。E4303表示金属δb≥420Mpa，可适用于全位置焊接，药皮类型为钛钙型，可交、直两用的焊条成分CMnSiSP焊芯0.0770.410.020.0170.019熔敷金属0.0720.350.10.0190.035差值-0.005-0.060.080.0020.016表（三）E4303型焊条焊芯和熔敷金属的化学成分/%型号牌号σb/MPaσ0.2/MPaδ5/％Akv/JE4303J422≥420≥330≥22140.1表（四）E4303型焊条熔敷金属的力学性能/%2.3.2焊接加工路线单工序号工序名称工序内容工艺装备及设备辅助材料工时定额0检验材料应符合国家标准要求的质量证书10划线号料、划线，按图纸尺寸要求的尺寸在原材料上划线20切割下料按划线尺寸切割下出所有配件的坯料CG2型摇臂式仿形气割机30刨边按图要求刨坡口、加工边缘刨边机40成形将已下料的钢板卷制成侧板卷板机50装配定位按零件图样进行装配并施定位焊，定位焊长度为10-15mm,间距为150-200mm。焊机焊丝、焊条、保护气体60预热一般情况下不预热，若在寒冷条件