武汉船舶职业技术学院
2012-2013学年第 一 学期
《特种焊接工艺》试卷（B 卷）开卷
班级 姓名 学号
2、激光
3、电子束焊
4、小孔效应
5、摩擦焊
1、传统意义上通常把焊接方法分为三大类，即 、 、
。
2、高能束流焊接技术包括 、 、 。
3、、、属于固态焊。
4、激光切割方法有、、、四种。
5、电子束焊按被焊工件所处环境的真空度分为、、。
6、根据电源的连接方式，等离子弧分为、和三种。
7、是21世纪最绿色环保的焊接技术。
1、脉冲激光焊和连续CO2激光焊在工艺参数上有何不同？
2、电子束焊的工艺参数包括哪些？
3、连续驱动摩擦焊与惯性摩擦焊在工艺参数上有何不同？
4、超声波焊有何优点？
1、阐述电子束焊的优缺点及应用范围。
2、阐述摩擦焊的工作原理。
3、爆炸焊合理的焊接工艺参数应满足哪些要求？
1、18-8不锈钢与陶瓷真空电子束焊的工艺步骤。
2、Q235低碳钢和T10工具钢进行爆炸焊的工艺步骤。
T/P92钢焊接工艺方案设计 1 、T/P92钢焊接性简述 T/P92钢的标准化学成分和机械性能列入表1和表2。欧洲开发的新型马氏体耐热钢—E911钢属于T/P92钢。日本开发的新型马氏体耐热钢—NF616钢属于T/P92钢，已列入ASTM/ASME A 213 T91和ASTM/ASME A335 P92标准。 表1 T/P92钢的化学成分 表2 T/P92钢的机械性能 1.1 T/P92在T/P91钢的基础上加入了1.7%的钨（W），同时钼（Mo）含量降低至0.5%，用钒、铌元素合金化并控制硼和氮元素含量的高合金铁素体耐热钢，通过加入W元素，显著提高了钢材的高温蠕变断裂强度。在焊接方面，除了有相应的焊接材料，并由于W是铁素体形成元素，焊缝的冲击韧性有所下降外，其余对预热、层间温度、焊接线能量，待马氏体完全转变后随即进行焊后热处理以及热处理温度、恒温时间的要求都是比较相近的。 1.2 T/P92钢中有关C、S、P等元素含量低、纯净度较高，且具有高的韧性，焊接冷裂纹倾向大为降低，但由于其钢种的特殊性，仍存在一定的冷裂纹倾向，所以焊接时必须采取一些必要的预防措施。 1.3 T/P92钢中添加W元素，促进了δ铁素体的形成，使冲击韧性比
T/P91有所降低，所以焊缝的冲击韧性与其母材、HAZ和熔合线的韧性相比，也存在明显降低的问题。
1.4与T/P91钢相似，存在焊接接头热影响区“第四类”软化区的行为。焊接接头经过长期运行后，焊接断裂在远离焊缝区的软化带，此软化带强度明显降低。 2、 T/P92钢的应用 2.1 T/P92钢具有与T/P91优良的常温及高温力学性能。通过加入W 元素，显著提高了钢材的高温蠕变断裂强度，T/P92钢的工作温度比T/P91钢高，可达630℃。 2.2 T/P92钢中碳的含量保持在一个较低的水平是为了保证最佳的加工性能，高温蠕变断裂强度非常高，抗腐蚀性能好，提高了耐热钢的工作温度，减少了钢材的厚度，降低了钢材的消耗量，降低了管道热应力。在国内首台USC机组玉环电厂机组对主蒸汽管道的设计中，曾有两套方案，若采用P91钢材，其规格为φDn349×103mm；若采用P92钢材，由规格可减为φDn349×72mm。 2.3用于替代电厂锅炉的过热器和再热器的不锈钢（不锈钢焊接有严重的晶间腐蚀及与铁素体、珠光体钢等异种钢的焊接问题），用于极苛刻蒸汽条件下的集箱和蒸汽管道（主蒸汽和再热蒸汽管道），其热传导和膨胀系数也远优于奥氏体不锈钢。 2.4由于T/P92钢的含碳量低于T/P91钢材，是低碳马氏体钢，须在马氏体组织区焊接，其预热温度和层间温度可以大大降低，据国外资料研究，通过斜Y型焊接裂纹试验法测定的止裂预热温度为100-250℃左右。 3 、T/P92钢焊接接头质量的各种影响因素的分析 3.1影响T/P92焊接接头质量的主要因素及影响结果见表1
第四节焊接工艺基础知识 一、焊接接头的种类及接头型式 焊接中，由于焊件的厚度、结构及使用条件的不同，其接头型式及坡口形式也不同。焊接接头型式有：对接接头、T形接头、角接接头及搭接接头等。 (一)对接接头 两件表面构成大于或等于135°，小于或等于180°夹角的接头，叫做对接接头。在各种焊接结构中它是采用最多的一种接头型式。 钢板厚度在6mm以下，除重要结构外，一般不开坡口。 厚度不同的钢板对接的两板厚度差(δ—δ1)不超过表1—2规定时，则焊缝坡口的基本形式与尺寸按较厚板的尺寸数据来选取；否则，应在厚板上作出如图1—8所示的单面或双面削薄；其削薄长度L≥3(δ—δ1)。 图1—8 不同厚度板材的对接 (a)单面削薄，(b)双面削薄 较薄板厚度δ1≤2～5 >5～9 >9～12 >12 允许厚度差(δ—δ1) 1 2 3 4 (二)角接接头 两焊件端面间构成大于30°、小于135°夹角的接头，叫做角接接头，见图1—9。这种接头受力状况不太好，常用于不重要的结构中。 图1—9 角接接头 (a)I形坡口；(b)带钝边单边V形坡口 (三)T形接头 一件之端面与另一件表面构成直角或近似直角的接头，叫做T形接头，见图1—10。 图1—10 T形接头 (四)搭接接头 两件部分重叠构成的接头叫搭接接头，见图1—11。
图1—11 搭接接头 (a)I形坡口，(b)圆孔内塞焊；(c)长孔内角焊 搭接接头根据其结构形式和对强度的要求，分为不开坡口、圆孔内塞焊和长孔内角焊三种形式，见图1—11。 I形坡口的搭接接头，一般用于厚度12mm以下的钢板，其重叠部分≥2(δ1+δ2)，双面焊接。这种接头用于不重要的结构中。 当遇到重叠部分的面积较大时，可根据板厚及强度要求，分别采用不同大小和数量的圆孔内塞焊或长孔内角焊的接头型式。 二、焊缝坡口的基本形式与尺寸 (一)坡口形式 根据坡口的形状，坡口分成I形(不开坡口)、V形、Y形、双Y形、U形、双U形、单边V形、双单边Y形、J形等各种坡口形式。 V形和Y形坡口的加工和施焊方便(不必翻转焊件)，但焊后容易产生角变形。 双Y形坡口是在V形坡口的基础上发展的。当焊件厚度增大时，采用双Y形代替V形坡口，在同样厚度下，可减少焊缝金属量约1/2，并且可对称施焊，焊后的残余变形较小。缺点是焊接过程中要翻转焊件，在筒形焊件的内部施焊，使劳动条件变差。 U形坡口的填充金属量在焊件厚度相同的条件下比V形坡口小得多，但这种坡口的加工较复杂。 (二)坡口的几何尺寸 (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与坡口面之间的夹角叫坡口面角度，两坡口面之间的夹角叫坡口角度，见图1—12。 (3)根部间隙焊前在接头根部之间预留的空隙叫根部间隙，见图1—12。其作用在于打底焊时能保证根部焊透。根部间隙又叫装配间隙。 (4)钝边焊件开坡口时，沿焊件接头坡口根部的端面直边部分叫钝边，见图1—12。钝边的作用是防止根部烧穿。 (5)根部半径在J形、U形坡口底部的圆角半径叫根部半径(见图1—12)。它的作用是增大坡口根部的空间，以便焊透根部。
一、填空题 1、焊接结构是以金属材料轧制的板材和型材作基本元件，采用焊接加工方法，按照一定的结构组成的，并能承受载荷的（金属）结构。P1 2、焊接结构的分类：按钢材类型可分为板结构和格架结构；按综合因素分类可分为容器和管道结构、房屋建筑结构、桥梁结构、船舶与海洋结构、塔桅结构和机器结构。P2-4 3、管材对接的焊接位置可分为：平焊位置、横焊位置和多位置；板材对接的焊接位置可分为：平焊位置、横焊位置和立焊位置；板材角接的焊接位置可分为：平焊位置、横焊位置和立焊位置。P15 5、凡是用文字、图形和表格等形式，对某个焊件科学地规定其工艺过程方案和规范及采用相应工艺装备的技术文件，称之为焊接生产工艺规程。它是生产中的技术指导性文件，是技术准备和生产管理及制定生产进度计划的依据。P21 6、焊接结构制造工艺过程的主要工序有：划线（放样或号料）、切断、成形、边缘加工、制孔、装配、焊接、检验、涂漆等。P22 7、焊接结构的生产通常由四部分组成，分别是：1 生产前的准备、2 金属加工或零、部件的制作、3 装配焊接、4 成品加工、检查验收和包装出厂。P27 8、在焊接结构制造的零件加工过程中，根据对工件所产生的作用和加工结果，钢材的基本加工方法可分为：变形加工和分离加工。P38 9、在焊接结构制造的零件加工过程中，钢材经过划线和号料后，就转入下料工序，其中，主要的完成方式主要有：机械切割和热切割。P62 10、在进行焊接结构生产的装配过程中，必须具备以下三个基本条件：定位、夹紧、以及测量。 11、在焊接结构生产中，选择合理的装配一焊接顺序很关键，目前，装配一焊接顺序基本有三种类型：整装整焊、分部件装配、和随装随焊。P144 12、在焊接结构生产的转配过程中，根据不同产品、不同生产类型，有不同的装配工艺方法，主要有：互换法、选配法、和修配法。P144 13、焊接变位机械是改变焊件、焊机或焊工的空间位置来完成机械化、自动化焊接的各种机械装备。P174 14、焊接机器人工作站通常由工业机器人、焊接设备、周边设备、系统控制设备、辅助装置、等部分组成。P208 15、焊接生产线可分为三种类型，分别是：刚性焊接生产线、柔性焊接生产线、和介于二者之
手工电弧焊焊接工艺规程 ——编号HG—0001 目录 1、用途及说明 2、焊接设备及工辅具 3、焊接材料 4、焊工 5、焊接工艺 6、焊接质量检验 手工电弧焊工艺规程 （焊接说明书） 1 用途及说明 本工艺规程适合用于专业厂、生产车间生产的手工电弧焊总成，同时也是技术科、检查科、生产车间进行工艺设计、焊接质量检查及产品验收的依据。 2 焊接设备及工辅具 2.1 手工电弧焊电源种类 2.1.1 交流弧焊机 常用型号：BX-500、BX1-300、BX3-300等。 2.1.2 旋转式直流弧焊发电机 常用型号：AX1-500、AX3-300等。 2.1.3 弧焊整流器 常用型号：ZXG1-250、ZXG1-400等。 2.1.4 逆变弧焊整流器 常用型号：ZX7-250、ZX7-315等。 2.2 对设备的性能要求 2.2.1 要求弧焊电源具有良好的动特性及徒降的外特性。 2.2.2 应有较高的空载电压，使焊接过程中电弧燃烧稳定。 2.2.3 按GB8118-87规定要求，应具有一定的焊接电流可调围。 2.3 设备的选择依据 2.3.1 选择设备时要以产品图作为依据，根据焊接金属材质、焊条类型、焊接结构来选择弧焊电源的类型。 2.3.1.1使用酸性焊条焊低碳钢时，应优先考虑用交流焊机。 2.3.1.2使用碱性焊条焊接重要结构或合金钢、铸铁时，需选用弧焊整流器、弧焊发电机等直流电源。 2.3.1.3在弧焊电源数量有限，而焊接材料的类型又较多时，可选用通用性较强的交直流两用电源。 2.3.2 根据焊接结构所用材料、板厚围、结构形式等因素确立所需弧焊电源的容量，然后参照弧焊电源技术数据，选用相应的设备。
焊接工艺基本知识 1什么是焊接接头？它有哪几种类型？ 用焊接方法连接的接头称为焊接接头（简称为接头）。它由焊缝、熔合区、热影响区及其邻近的母材组成。在焊接结构中焊接接头起两方面的作用，第一是连接作用，即把两焊件连接成一个整体；第二是传力作用，即传递焊件所承受的载荷。 根据GB/T3375—94《焊接名词术语》中的规定，焊接接头可分为10种类型，即对接接头、T形接头、十字接头、搭接接头、角接接头、端接接头、套管接头、斜对接接头、卷边接头和锁底接头，如图1。其中以对接接头和T形接头应用最为普遍。
2什么是坡口？常用坡口有哪些形式？ 根据设计或工艺需要，将焊件的待焊部位加工成一定几何形状的沟槽称为坡口。开坡口的目的是为了得到在焊件厚度上全部焊透的焊缝。 坡口的形式由 GB985—88《气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式与尺寸》、GB986—88《埋弧焊焊缝坡口的基本形式及尺寸》标准制定的：常用的坡口形式有I形坡口、Y型坡口、带钝边U形坡口、双Y形 坡口、带钝边单边V形坡口等，见图2。
⑴坡口面焊件上所开坡口的表面称为坡口面，见图3。
⑵坡口面角度和坡口角度焊件表面的垂直面与坡口面之间的夹角称为坡口面角度，两坡口面之间的夹 角称为坡口角度，见图4。
开单面坡口时，坡口角度等于坡口面角度；开双面对称坡口时，坡口角度等于两倍的坡口面角度。坡口角度（或坡口面角度）应保证焊条能自由伸入坡口内部，不和两侧坡口面相碰，但角度太大将会消耗太多的填充材料， 并降低劳动生产率。
⑶根部间隙焊前，在接头根部之间预留的空隙称为根部间隙。亦称装配间隙。根部间隙的作用在于焊接底层焊道时，能保证根部可以焊透。因此，根部间隙太小时，将在根部产生焊不透现象；但太大的根部间隙，又会使根部烧穿，形成焊瘤。 ⑷钝边焊件开坡口时，沿焊件厚度方向未开坡口的端面部分称为钝边。钝边的作用是防止根部烧穿，但钝边值太大，又会使根部焊不透。 ⑸根部半径 U形坡口底部的半径称为根部半径。根部半径的作用是增大坡口根部的横向空间，使焊条能够伸入根部，促使根部焊透。 4试比较Y形、带钝边U形、双Y形三种坡口各自的优缺点？ 当焊件厚度相同时，三种坡口的几何形状见图5。
焊接课程设计 说明书 班级： ： 学号: 专业
目录 设计任务书-------------------------------------------------------------------------------1第一部分焊接工艺设计 一、6156铝合金板焊接性分析-----------------------------------------------------2 二、焊接方法的选择-------------------------------------------------------------------3 三、MIG焊工作原理及工艺特点---------------------------------------------------4 四、、焊接工艺参数-------------------------------------------------------------------5 五、焊接注意事项----------------------------------------------------------------------7 六、外观检验---------------------------------------------------------------------------7 七、无损检测-----------------------------------------------------------------------------8第二部分夹具设计 一、夹具设计的目的意义及要求-------------------------------------------------8 二、定位------------------------------------------------------------------------------------8 三、夹具设计-----------------------------------------------------------------------------9 四、夹紧材料的设计-------------------------------------------------------------------12 五、夹紧尺寸公差及粗糙度---------------------------------------------------------14结论------------------------------------------------------------------------------------------14参考文献-----------------------------------------------------------------------------------15附录 焊接工艺卡-----------------------------------------------------------------------------装配图--------------------------------------------------------------------------------------零件图-----------------------------------------------------------------------------------
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焊接工艺课程设计 1绪论 1 .1 Q235的成分及焊接性分析 Q235钢是一种普通碳素结构钢，具有冶炼容易，工艺性好，价格价廉的优点，而且在力学性能上也能满足一般工程结构及普通机器零件的要求，在世界各国得到广泛应用。碳素结构钢的牌号体现其机械性能，符号用Q+数字表示，其中“Q”为屈服点“屈”的汉语拼音，表示屈服强度的数值。Q235表示这种钢的屈服强度为235MP，Q235钢含碳量约为0.2%属于低碳钢。Q235成分:C含量0.12%-0.22%、Mn含量0.30%-0.65%、Si含量不大于0.30%、S含量不大于0.050%、P含量不大于0.045%。S、P和非金属夹杂物较多在相同含碳量及热处理条件下，低碳钢焊接材料焊后的接头塑性和冲击韧度良好，焊接时，一般不需预热、控制层间温度和后热，焊后也不必采用热处理改善组织，整个焊接过程不必采取特殊的工艺措施，焊接性优良。 Q235含有少量的合金元素，碳含量比较低，一般情况下（除环
境温度很低或钢板厚度很大时）冷裂倾向不大。工件预热有防止裂纹、降低焊缝和热影响区冷却速度、减小内应力等重要作用。但是预热使劳动条件恶化，并使工艺复杂。低合金结构施焊前是否需要预热，一般应根据生产实践和焊接性试验来确定。当母材的碳当量Ceq≥0.35时应考虑预热。低合金钢淬硬倾向[1]主要取决于钢的化学成分，根据碳当量公式可知Q235的碳当量小于0.4%，在焊接过程中基本无淬硬倾向，焊前不需预热。且这类刚含碳量较低，具有较的抗热裂性能，焊接过程中热裂纹倾向较小，正常情况下不会出现热裂纹。从厚度考虑，当板厚超过25mm时应考虑100℃以上的焊前预热，试验中所用钢板的厚度为12mm，不需预热。 焊接热处理的目的是为了消除焊接内应力、提高构件尺寸的稳定性、增强抗应力腐蚀性能、提高结构长期使用的质量稳定性和工件安全性等。低合金钢焊接结构在大多数请况下不进行焊后热处理，只有在特殊要求的情况下才进行焊后热处理。此试验并无特殊要求，因此并未进行焊后热处理。 1.2 焊条 1.2.1对焊条的基本要求 （1）焊条的熔敷金属应具有良好的力学性能 （2）焊条的熔敷金属应具有规定的化学成分，以保证其使用性能的要求
焊接工艺学 1－1焊接电弧的引燃过程 电弧具有两个特性，那就是它能发出强烈的光和大量的热。 1.焊接电弧 焊接电弧：由电源供给的，具有一定电压的两电极间，在气体介质中产生的强烈而持久的放电现象。 2.焊接电弧的引燃过程 焊接电弧的引燃的有关因素：焊接电流强度、电弧中的电离物质、电源的空载电压及其特性等。 1－2焊接电弧的构造及静特性 1.焊接电弧的构造及温度焊接电弧的构造可划分三个区域：阴极区、阳极区、弧柱。 （1）阴极区的温度达2400－3500°K，放出的热量占36%左右。（2）阴极区的温度达2600－4200°K，放出的热量占43%左右。（3）弧柱的中心温度达6000－8000°K，放出的热量占21%左右。（4）电弧电压：电弧两端之间的电压降。 2.电弧的静特性 电弧静特性：在电极材料、气体介质和弧长一定的情况下，电弧稳定燃烧时，焊接电流与电弧电压变化的关系。 影响电弧静特性的因素： （1）电弧长度的影响；
（2）电弧周围气体种类的影响； （3）电弧周围气体介质压力的影响。 1－3焊接电源的极性、应用及电弧的稳定性 1.焊接电源的极性 正接：就是焊件接电源正极、电极接电源负极的接线法。 反接：就是焊件接电源负极、电极接电源正极的接线法。 2.焊接电源极性的应用 如焊接厚钢板采用酸性焊条时，可采用直流正接性，以获得较大的熔深；焊接薄板采用酸性焊条时，可采用直流反接性，可防止烧穿。若酸性焊条采用交流电焊机时，其熔深则介于直流正接性和反接性之间。 1-4焊接电弧的偏吹 1.焊接电弧偏吹的原因 （1）焊条的偏心度过大； （2）电弧周围气流的干扰； （3）磁偏吹。 2.减少防止焊接电弧偏吹的方法 （1）采用小电流短弧焊接； （2）适当调整焊条角度，使焊条偏吹的方向转向熔池。 （3）采用大坡口宽间隙。 1-5预热、后热、焊后热处理及提高手工电弧焊生产的途径 1.预热作用
焊接1531 王翔 Q235钢板的焊接工艺设计说明书 目录 1 母材的基本数据与焊接性 (2) 1.1 母材的基本数据 (2) 1.1.1 Q235钢的介绍 (2) 1.1.2 碳钢按含碳量的分类 (2) ......................................................................................................... 错误！未定义书签。 1.1.4 Q235钢的化学成分与基本力学性能 (3) 1.2 Q235钢的焊接性 (4) 1.2.1 碳当量分析 (5) ......................................................................................................... 错误！未定义书签。 1.2.3 焊接时存在的问题 (6) 2 焊接方法的选择 (7) 3 焊接工艺 (8) 3.1 焊前准备 (8) 3.1.2 工件表面的清理 (9) 3.1.3 焊条烘干 (9) 3.2 焊接工艺参数的制定 (9) 3.2.1 焊条直径的选择 (9) 3.2.2 焊接电流 (10) 3.2.3 焊接电压 (11) 3.2.4 焊接层数 (12)
3.2.5 焊接速度 (12) 3.2.6 电流极性的选择 (12) 3.2.7 反变形 (13) 4 操作要点及注意事项 (13) 4.1.1 引弧焊接前引燃电弧的过程叫做引弧。引弧常用划檫法和直击法。 (13) 4.1.2 运条 (13) 4.1.3 收尾 (14) 4.1.4 敲渣 (14) 5 常见缺陷及解决措施 (14) 5.1.1 气孔 (14) 5.1.2 残余应力与变形 (15) 5.1.3 冷裂纹 (15) 1 母材的基本数据与焊接性 1.1 母材的基本数据 1.1.1 Q235钢的介绍 Q235钢又称A3钢，是铁和碳的合金，碳钢中除了以碳作为合金元素外，还有少量的Mn和Si有益元素，还有少量的S、P等杂质。Q代表的是这种材质的屈服极限，235代表的是屈服值，由于这种材料的含碳适中，综合性能较好，强度、塑性和焊接等性能得到较好配合，用途最广泛。 1.1.2 碳钢按含碳量的分类 表1 碳钢按含碳量的分类
压力管道设计说明书 设计题目:压力管道焊接工艺设计 设计参数: 2.1工作压力：5MPa 2.2工作温度：-10~80摄氏度 2.3外形：圆柱体 2.4工质：原油 2.5材料：L245管线钢 设计要求： 3.1压力管道结构受力分析 3.2强度计算，确定最小壁厚 3.3焊接工艺分析 3.4编写焊接工艺卡 3.5.编写热处理工艺卡 3.6绘制焊接工艺草图 一、总体概述 长输管道作为铁路、公路、海运、民用航空和长输管道五大运输行业之一，其输送介质除常见的石油、天然气外，还有工业用气体如氧气、二氧化碳、乙烯、液氧等介质。大部分输送介质管道在国内均有成功建设和运行业绩。 近几年，我国管道建设发展非常迅速。在管线的建设施工中，环焊缝焊接方法从传统的手工焊、管道下向手工焊、半自动下向焊到现在的全自动焊，管线的钢级从Q235 、16Mn、L290（X42）、L360（X52）、L415（X60）、L450（X65）和L485（X70）提高到目前的L550（X80），直径从200mm增加到1219 mm，水管线直径已超过2000 mm，壁厚从6 mm增加到30 mm，输送压力从4MPa增加到15MPa。 从广义上理解，压力管道是指所有承受内压或外压的管道，无论其管内介质如何。压力管道是管道中的一部分，管道是用以输送、分配、混合、分离、排放、计量、控制和制止流体流动的，由管子、管件、法兰、螺栓连接、垫片、阀门、其他组成件或受压部件和支承件组成的装配总成。
压力管道具有以下特点： （1）、压力管道是一个系统，相互关联相互影响，牵一发而动全身。 （2）、压力管道长径比很大，极易失稳，受力情况比压力容器更复杂。压力管道内流体流动状态复杂，缓冲余地小，工作条件变化频率比压力容器高（如高温、高压、低温、低压、位移变形、风、雪、地震等都有可能影响压力管道受力情况）。 （3）、管道组成件和管道支承件的种类繁多，各种材料各有特点和具体技术要求，材料选用复杂。 （4）、管道上的可能泄漏点多于压力容器，仅一个阀门通常就有五处。 （5）、压力管道种类多，数量大，设计，制造，安装，检验，应用管理环节多，与压力容器大不相同。 运输管道承受着所运输介质的压力和温度的作用，同时还遭受所通过地带各种自然环境和人为因素的影响，对钢材的强度、韧性、以及可焊性提出了相当高的要求，在使用过程中可能发生各种破漏或断裂事故。为确保管道的安全运行和预防管道事故产生应从设计、施工和操作三方面这首，其中设计中的合理选择材料和焊接工艺是相当重要的。 二、受力分析内容： 参照标准：SHJ.41-91《石油化工企业管道柔性设计规范》 1.管道柔性设计的任务 压力管道柔性设计的任务是使整个管道系统具有足够的柔性，用以防止由于管系的温度、自重、内压和外载或因管道支架受限和管道端点的附加位移而发生下列情况 1)因应力过大或金属疲劳而引起管道破坏； 2)管道接头处泄漏； 3)管道的推力或力矩过大，而使与管道连接的设备产生过大的应力或变形，影响设备正常运行； 4)管道的推力或力矩过大引起管道支架破坏。 2.分析步骤： 1) 工程规定 2) 管道的基本情况 3) 用固定点将复杂管系划分为简单管系，尽量利用自然补偿 4) 用目测法判断管道是否进行柔性设计
焊接工艺 5.1 焊接工艺评定 5.1.1 焊接工艺评定的依据 1．《建筑钢结构焊接技术规程》 JGJ81-2002 2．《钢结构工程施工质量验收规范》 GB50205-2001 3．设计图纸及设计总说明 5.1.2 焊接工艺评定分析
5.1.3 ****二期焊接工艺评定方案（表18） 序号材质 试件厚 度（mm） 覆盖厚 度（mm） 接头 形式 焊接 方法 焊接 位置 备注 1 Q345C 30 22．5～45 对接埋弧焊平焊 2 Q345C 60 45～90 对接埋弧焊平焊 3 Q345C 30 22．5～45 对接CO2焊平焊 4 Q345C 60 45～90 对接CO2焊平焊 5 Q345C 30/30 22．5～45 角接CO2+双丝 埋弧焊 平焊 6 Q345C 60/60 45～90 角接CO2+双丝 埋弧焊 平焊 7 Q345C 20/20 15～40 十字形CO2焊立焊 8 Q345C 60/60 45～90 十字形CO2焊立焊 9 Q345C 30/60 15/33～ 30/66 T形电渣焊立焊 10 Q345C 80/80 40～88 十字形CO2焊/电 渣焊 立焊 11 Q345C Φ19× 200/δ40 20～80 T形栓钉焊平焊 5.2 焊工培训及焊工资格 从事本工程焊接工作的焊工、焊接操作工及定位焊工，必须是按照 JGJ81-2002《建筑钢结构焊接技术规程》的有关规定经考试合格，取得相应项目合格证且在合格证在有效期内的焊工。 在焊工上岗前，应针对本工程的箱型构件焊接接头多的特点，着重对手工操作焊工进行针对性地的复训与考核，从施焊人员的素质方面保证工程焊接质量等级达到优良。拟考试的接头型式及焊接位置如下，具体考试方案经监理同意后实施： (1)板材对接接头焊接位置示意：
焊接工艺设计级生产大作业 学院：材料科学与工程学院 专业班级：焊接1301班 小组成员：马永亮（130200814） 徐壮（130200812） 孙建（130200116） 何星池（130200112） 郝绪文（130200101） 汪颖（130200525） 马鸣檀（130200530） 经戌末（130200109） 陈诗函（130200802） 作业时间： 2016年11月01日
12mm板厚Q345真空电子束焊接工艺 一、发展背景 电子束的发现迄今已100多年的历史。电子束焊接技术起源于德国，1948年前西德物理学家K.H.Steigerwald首次提出电子束焊接的设想；1954年法国的J.A.Stohr博士成功焊接了核反应堆燃料包壳，标志着电子束焊接金属获得成功；1957年11月，在法国巴黎召开的国际原子能燃料元件技术大会上公布了该技术，电子束焊接被确认为一种新的焊接方法；1958年开始，美国、英国、日本及前苏联开始进行电子束焊接方面的研究，20世纪60年代后，我国开始从事电子束焊接研究。 电子束焊接(EBW)是以高能密度电子束作为能量载体对材料和构件实现焊接和加工的新型特种加工工艺方法。它具有其它熔焊方法难以比拟的优势和特殊功能：其焊接能量密度极高,容易实现金属材料的深熔透焊接、焊缝窄、深宽比大、焊缝热影响区小、焊接残余变形小、焊接工艺参数容易精确控制、重复性和稳定性好等。 随着航空航天、微电子、核能、交通运输及国防工业的飞速发展，各种高强度、高硬度、高韧性的铝合金、镁合金、钛合金和耐高温合金等金属材料以及复合材料广泛应用，加之构件形状日趋复杂化，对焊接工艺、加工精度和表面完整性提出了更高的要求。传统的焊接工艺难以适应高技术制造领域的发展趋势，对这些材料采用包括电子束焊接在内的高能束焊接技术优势较大。 正是由于电子束焊接的上述优点，使该技术获得长足发展，已经成功地应用于各种工业领域，并广泛应用在各种材料上。厚大截面不锈钢的电子束焊接由于能够节约成本且满足质量要求而得到青睐。有许多文献已经证明电子束焊接在航空和医药钛合金上得到了成功应用。有色金属如铜、镍及其合金的电子束焊接以及运输工业中异种材料的电子束焊接正迅猛增长。 二、目的 为了巩固所学常用特种焊接方法与设备的知识，熟悉有关资料，掌握焊接参数的选择和焊接设备的使用与维护，安排了为期一周的课程设计。通过本次焊接工艺设计，锻炼学生们的分析问题的能力，提高焊接操作技能。
第九单元 焊缝和母材的不连续 裂纹 定义: 是最危险的不连续。 分类：热裂纹和冷裂纹。 热裂纹是在金属凝固时的高温下产生的，这种裂纹是在晶间扩展的，也就是说，这种裂纹是在晶粒间形成的。如果我们观察一个热裂纹的断裂面，我们会看到各种回火的颜色说明热裂纹是在高温下产生的。 冷裂纹是在金属冷却到室温后产生的。那些在在役条件下形成的裂纹也是冷裂纹。延迟裂纹、焊道下裂纹、氢致裂纹都是冷裂纹。冷裂纹可在晶粒间或晶粒内扩展。 裂纹的位置：焊喉、根部、焊趾、弧坑、焊道下、热影响区和母材的裂纹。 焊喉裂纹是因为裂纹是沿着焊喉延伸，或者是沿着焊缝截面的最小通经延伸。它们通常是纵向裂纹也是热裂纹。焊喉裂纹可在焊缝表面看得到。因此，术语“中心裂纹”通常就是指这种情况。 焊喉裂纹产生的原因：在垂直于焊缝轴线上拘束度大的接头，尤其当焊缝截面小的时候容易形成焊喉裂纹。 根部裂纹通常是纵向的，但是它们可能会在焊缝或母材内扩展。之所以叫它根部裂纹是因为它们通常在焊缝根部或是根部表面形成。与焊喉裂纹一样，它们通常与焊接收缩应力有关。因此，它们通常是热裂纹。 焊趾裂纹是指焊趾处开裂而扩展到母材。焊缝的几何形状，如焊缝加强高或内凹可能会在焊趾处形成应力集中。再加上热影响区的金相组织韧性较差，从而更易产生焊趾裂纹。焊趾裂纹通常是冷裂纹。焊趾开裂是由焊接横向收缩应力或在役应力造成的，或是两者兼而有之。 弧坑裂纹发生在单个焊道的终点处。如果焊工在收弧的时候没有完全填满熔池，将在收弧处形成浅滩或是弧坑。这样的薄弱区域，再加上焊接收缩应力，将形成弧坑裂纹或是网络状的裂纹，这些裂纹都是以弧坑为中心向外散发。当弧坑裂纹是以径向分布时，通常也称为弧坑星状裂纹。 焊道下裂纹是一种非常有害的裂纹，因为它可能会在焊接很多小时以后才开始扩展。所以焊道下裂纹也称为延迟裂纹。焊道下裂纹是因为焊接区有氢的存在，焊件表面应清理干净以消除氢的来源。也可用预热的方法来消除裂纹。 热影响区裂纹：由于热影响区的韧性比焊缝和母材要差，所以即使没有氢也会在热影响区开裂。拘束度大的时候，收缩应力足以在热影响区产生裂纹，尤其是脆性材料，如铸铁。
课程设计论文（说明书） 课程：焊接工艺学课程设计 题目：09MnD钢焊接性试验设计 院、系：材化学院 学科专业：金属材料工程 学生： / 学号： / 校对： / 指导教师： / 2012年 11月
1．前言 09MnD属于无镍低温钢，常用于石油、化工技术和压力容器设备，用于制造使用温度在-50℃的压力容器构件、重要锻件，石油化工中的压力容器。含碳量为0.2%，硅含量在0.17%到0.35%之间，锰含量在0.95%到1.35%之间，磷含量和硫含量均小于0.25%，钒含量小于等于0.03%。其化学成分见：表1.1，其机械性能见：表1.2。 牌号化学成分（质量分数）（%） C Si Mn P S V 09MnD ≤0.12 0.17-0.35 0.95-1.35 ≤0.025 ≤0.025 ≤0.03 表1.1 09MnD的化学成分 牌号抗拉强度/MPa 屈服强度/MPa 伸长率（%）冲击功/J 09MnD 400-540 ≥240 ≥26 ≥21 表1.2 09MnD的机械性能 本实验主要通过熔化极混合气体保护焊对焊接材料为09MnD厚度为10mm 板材的焊接性及焊接特点进行探索，在制出实验试板后，根据国家的一系列标准对此次焊接工艺进行焊后组织及力学性能进行评定，进而分析09MnD的焊接性能。 2.焊接工艺 2.1 09MnD的焊接特点 焊接材料的选择应保证接头与母材有同样的低温性能，焊条、焊丝、焊剂都必须保证焊缝中的油含杂质S、P、N、O最少。焊接时需要最大限度地减小过热程度，防止出现粗大的铁素体或粗大的马氏体组织。 2.2 焊接方法及焊丝的确定 低温钢的焊接方法可选焊条电弧焊、埋弧焊及熔化极气体保护焊。采用含Ni低温焊条电弧焊，虽可保证低温韧性，但成本高、生产效率低且焊缝成形差。故选用普通的焊丝H08Mn2SiA,用混合气体保护半自动焊，其生产成本为焊条电弧焊的55%-60%，生产率高2-3倍。焊材选择见:表2.2.1。
1 焊接工艺基础知识 1.1 焊接接头的种类及接头型式 用焊接方法连接的接头称为焊接接头（简称为接头）。它由焊缝、熔合区、热影响区及其邻近的母材组成。在焊接结构中焊接接头起两方面的作用，第一是连接作用，即把两焊件连接成一个整体；第二是传力作用，即传递焊件所承受的载荷。 根据GB/T3375—94《焊接名词术语》中的规定，焊接接头可分为10种类型，即对接接头、T形接头、十字接头、搭接接头、角接接头、端接接头、套管接头、斜对接接头、卷边接头和锁底接头，如图1。其中以对接接头和T形接头应用最为普遍。 (一)对接接头 两件表面构成大于或等于135°，小于或等于180°夹角的接头，叫做对接接头。在各种焊接结构中它是采用最多的一种接头型式。 钢板厚度在6mm以下，除重要结构外，一般不开坡口。 厚度不同的钢板对接的两板厚度差(δ—δ1)不超过表1—1规定时，则焊缝坡口的基本形式与尺寸按较厚板的尺寸数据来选取；否则，应在厚板上作出如图1—1所示的单面或双面削薄；其削薄长度L≥3(δ—δ1)。 图1—1 不同厚度板材的对接 (a)单面削薄， (b)双面削薄 两焊件端面间构成大于30°、小于135°夹角的接头，叫做角接接头，见图1—2。这种接头受力状况不太好，常用于不重要的结构中。
图1—2 角接接头 (a)I形坡口；(b)带钝边单边V形坡口 (三)T形接头 一件之端面与另一件表面构成直角或近似直角的接头，叫做T形接头，见图1—3。 图1—3 T形接头 (四)搭接接头 两件部分重叠构成的接头叫搭接接头，见图1—4。 图1—4 搭接接头 (a)I形坡口， (b)圆孔内塞焊； (c)长孔内角焊 搭接接头根据其结构形式和对强度的要求，分为不开坡口、圆孔内塞焊和长孔内角焊三种形式，见图1—4。 I形坡口的搭接接头，一般用于厚度12mm以下的钢板，其重叠部分≥2(δ1+δ2)，双面焊接。这种接头用于不重要的结构中。 当遇到重叠部分的面积较大时，可根据板厚及强度要求，分别采用不同大小和数量的圆孔内塞焊或长孔内角焊的接头型式。 1.2焊缝坡口的基本形式与尺寸 根据设计或工艺需要，将焊件的待焊部位加工成一定几何形状的沟槽称为坡口。开坡口的目的是为了得到在焊件厚度上全部焊透的焊缝。 (一)坡口形式 坡口的形式由 GB985—88《气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式与尺寸》、GB986—88《埋弧焊焊缝坡口的基本形式及尺寸》标准制定的：根据坡口的形状，坡口分成I形(不开坡口)、V形、Y形、双Y形、U形、双U形、单边V形、双单边Y形、J 形等各种坡口形式。
第一章 1、解释下列名词：焊接电弧、热电离、场致电离、光电离、热发射、场致发射、光发射、粒子碰撞发射、热阴极型电极、冷阴极型电极。 焊接电弧：由焊接电源提供能量，在具有一定电压的两电极之间或电极与母材之间的气体介质中产生的强烈而持久的放电现象。 热电离：气体粒子受热的作用而产生电离的过程。 场致电离：在两电极间的电场作用下，气体中的带电粒子的运动被加速，最终与中性粒子发生非弹性碰撞而产生电离。 光电离：中性粒子受到光辐射的作用而产生的电离过程。 热发射：固态或者液态物质（金属）表面受热后其中的某些电子具有大于逸出功的动能而逸出表面的现象。 场致发射：当固态或者液态物质（金属）表面空间存在强电场时，会使阴极较多的电子在电场的作用下获得足够的能量而克服电荷之间的静电吸引而发射出表面。 光发射：当固态或者液态物质（金属）表面接受光射线的辐射能量时，电极表面的自由电子能量增加最后飞出电极表面的现象。 粒子碰撞发射：当高速运动的粒子（电子或正离子）会碰撞金属电极表面，将能量传给电极表面的电子，使电子能量增加并飞出电极表面的现象。 冷阴极型电极：当使用钢，铜，铝等材料作为阴极时，其熔点和沸点都较低，阴极温度不可能很高，热发射不能提供足够的电子，这种电弧称为“冷阴极电弧”，电极称为“冷阴极型电极”。 热阴极型电极：当使用钨，碳等材料作阴极时，其熔点和沸点都较高，阴极可以被加热到很高的温度，电弧阴极区的电子可以主要依靠阴极热发射来提供，这种电弧称为“热阴极电弧”，电极称为“热阴极型电极”。 2、试述电弧中带电粒子的产生方式。 答：电弧中的带电粒子指的是电子、正离子和负离子。赖以引燃电弧和维持电弧燃烧的带电粒子是电子和正离子，这两种带电粒子的产生主要依靠电弧中的气体介质的电离和电极的电子发射两个过程。 气体的电离形式有：热电离，场致电离和光电离。 电子发射方式有：热发射场致发射光发射粒子碰撞发射 3、焊接电弧由哪几个区域组成？试述各区域的导电机构。 （1）焊接电弧由阴极区、阳极区和弧柱区三部分组成。 （2）阴极区的导电机构有以下三类： A 热发射型——当采用W、C等热阴极型材料作为阴极，而且流过大电流时能发 生热发散性导电。 B 场致发射型——当采用Cu、Fe、Al等冷阴极型材料作为阴极，或采用W、C等 热阴极型材料作为阴极但电流比较小时，主要发生场致发射型导电。 C 等离子型——低气压钨极氩弧焊或使用冷阴极、小电流时容易产生的一种导电 机构。 阳极区的导电机构——阳极区主要接受来自弧柱的电子流，同时，还要向弧柱区发射正离子流。根据电弧电流密度的大小，阳极区可以通过两种方式提供正离子。 A 场致电离——电流密度较小时 B 热电离——电流密度较大 4、何谓最小电压原理？ 答：在电流和周围条件一定的情况下，稳定燃烧的电弧将自动选择一适当的断面，以保
自行车车架焊接工艺设计说明书 成控0708班 070201214 高浩天
1 拟用的焊接方式 某车辆厂长久以来主要采用液化石油气焊从事自行车前叉、车架等的生产，积累了一定的经验，但产品成本较高且焊接质量有时不够稳定。近年来，随着生产的发展先后开发了BMX一20轻便自行车、人力三轮车和电动车车架等新产品，为了降低产品成本，提高生产效率，企业考虑改用其他焊接方法。首先考虑采用手工电弧焊，但因其飞溅多、电流易击穿管壁，焊接质量不能保证而被放弃。然后选用了CO2 气体保护焊，并首先在BMX一20轻便车车架上应用。 2 BMX一20自行车车架构件及其焊接要求 2.1 车架构件及焊缝 BMX一20自行车车架如图1所示。它由10种13 件管、板类零件构成，其配套零件见表1。需拼装施焊 的计有33条焊缝(直缝、环缝和曲线焊缝)，多数是“无 接头”(焊缝无堆起现象)的焊接结构。 2.2 对施焊的主要要求 (1)焊缝要有足够的强度，用250YPM 偏心度250 的凸轮，经4次冲击后，各焊接部位不得有裂纹、断裂 和脱焊现象。 (2)焊缝要均匀美观，无明显缺陷。 (3)焊后车架变形要小，能保证各零件与主管的几 何位置和相关尺寸公差；在施焊后免予校正或减少校 正工作量。
3 BMX一20自行车车架CO2气体保护焊的应用方案 3.1 拟用的焊接设备及辅助装置 主要设备由焊机(包括焊接电源、控制系统等)、送丝机构、焊枪、供气装置等几部分组成。 (1)焊机NBC一200型，其技术数据符合产品要求。 其中电源用硅整流式直流电源，它和旋转式电源相比具有性能好、无噪声、结构简单等优点。电源的技术数据如表2所示。 表 2 电源技术参数 电源电压工作电压调节范围焊接电流调节范围整流方式调压方式 380（V）14V~30V40A~200A三相桥全波抽头 控制系统主要是对供气、送丝和供电等实施控制。控制程序如下： (2)送丝机构采用等速送丝系统，送丝方式为推丝式。根据所选的焊丝直径(φ0．8 mm)，选用弹簧钢丝软管，内径为φ1．5 mm，长度取2．5 m左右。 (3)焊枪选用手枪式焊枪。使用前在喷嘴的内外表面涂以硅油，以便于清除飞溅物。 (4)供气系统包括气瓶和附属供气装置。附属供气装置包括电热式预热器、干燥器、减压器和3．01—1型浮标式流量计等，选用流量调节范围在0～15 L／min的气阀。 3.2 主要焊接材料 (1)CO2气体 液体状态的CO2采用钢瓶灌装，满瓶(80%容积)压力在5～7 MPa之间。CO2气体中的水气是主要的有害杂质，对焊缝质量有很大影响，过高的水气含量将导致焊缝产生气孔。为保证焊接质量，要求所购CO2气体的纯度>99．5% ，水、氮含量不得超过0．1 %。但实际所购CO2 气体一般达不到这一要求，含水量偏高，故规定施焊前现场采取下列措施：a．将新灌气瓶倒 置放水(放水结束仍将气瓶放正)；经倒置放水后的气瓶仍需先放气2～3 min。b．当瓶中气压降至980 kPa时，该气瓶不再使用。这是因为当瓶中液态CO2。全部挥发后气体压力降至
课程设计 课程名称：焊接工艺与工装课程设计 设计题目：“长江750B摩托车”侧停支架焊接工艺与工装设计 专业：焊接技术与工程班级： 姓名：学号： 评分：指导教师(签名)： 2013 年 1 月 18 日
长江750摩托车”侧停支架焊接工艺与工装设计 学生姓名：班级： 指导老师： 摘要：在“长江750B摩托车侧停支架”的焊接中，焊接的夹具在施焊的过程中必不可少，良好的焊接夹具可以保证焊接尺寸的准确性，保证焊接过程的快速稳定，以保证零件和产品的质量，并以提高生产效率。焊接工装设计是生产准备工作的重要内容之一，也是焊接生产工艺设计的主要任务之一，焊接工装夹具就是将焊件准确定位和可靠夹紧，便于焊件进行装配和焊接、保证焊件结构精度方面要求的工艺装备。在现代焊接生产中积极推广和使用与产品结构相适应的工装夹具，对提高产品质量，减轻工人的劳动强度，加速焊接生产实现机械化、自动化进程等方面起着非常重要的作用。 关键词：焊接；设计；侧停支架
目录 1 序言 (1) 1.1 焊接工装夹具的运用 (1) 1.2 焊接工装夹具设计的基本要求 (1) 2 夹具设计任务 (3) 2.1 焊接产品（复合件）“长江750B摩托车侧停支架”的产品图 (3) 2.2 焊接产品“侧停支架”连接的重点技术要求分析 (3) 3 侧停支架焊接组合装焊夹具装焊方案 (4) 4 主要零件设计的说明 (4) 4.1 底板 (4) 4.2 插销机构 (4) 4.3 螺旋夹紧机构 (4) 4.4 V型块 (6) 4.5 钩形夹管器 (6) 4.6 非标准主要零件的设计 (7) 5 夹具的装配 (7) 5.1 夹具的操作步骤 (7) 5.2 夹具使用注意事项 (7) 6 本次课程设计小结 (8) 参考文献 (9) 致谢 (10) 附录A 工艺规程路线单 (11) 附录B 焊接工艺规程 (12)