焊接工艺设计

《焊接工艺课程设计》课程教学大纲一、《焊接工艺课程设计》课程说明（一）课程代码：K1410103（二）课程英文名称：Course Project for welding Technology（三）开课对象：焊接技术与工程（四）课程性质和地位：《焊接工艺课程设计》是针对焊接技术与工程专'业高年级学生开设的•门专业必修实践课程。

使学生对焊接工艺的制定有一个比较深刻的认识，了解焊接工艺制定的整个过程，能运用所学知识，结合实验室的现有设备，制定出给定材料的焊接工艺，并完成焊接和相关性能的检测。

（五）教学基本内容与基本要求本课程是学生在学完了焊接方法与设备专业课程之后，进一步加强专业知识的实践操作而开设的课程。

学生利用所学原理，将包括焊接工艺的制定、焊接、性能检测几大块内容加以应用。

目的在于增强学生对焊接工艺的实践运用，加深对理论知识的理解，做到理论与实践的融会贯通。

（六）教学内容、学时数、学分数及学时数具体分配教学时数：I周（14学时）学分数：1学分教学时数具体分配：（七）教学方式以实践操作为主，外加一定内容的课堂讲授。

（八）教学方法本课程采用实验室实践操作。

（九）考核方式和成绩记载说明1.考核要求：考试课2.考核方式：实践操作与课程报告撰写结合3.考试成绩：平时成绩30%,以出勤考核情况、报告修改及实验操作表现为平时成绩, 课程报告成绩占70%。

二、讲授大纲与各章的基本要求第一节焊接工艺的制定教学要求：通过本章的教学使学生知道如何查找文献，利用文献了解各种焊接方法的发展现状，并制定出给定材料的焊接工艺。

教学时数：2学时教学内容：1、文献知识查找。

2、焊接工艺的制定。

重点难点：重点为焊接工艺的制定。

难点为焊接工艺的制定。

考核要求：1、文献知识查找。

（识记）2、焊接工艺的制定。

（掌握）第二节焊接教学要求：通过本章的教学使学生用自己制定的焊接工艺对试板进行焊接，并针对焊接情况，对焊接工艺随时进行调整。

焊缝质量标准4.1 保证项目4.1.1 焊接材料应符合设计要求和有关标准的规定，应检查质量证明书及烘焙记录。

4.1.3 Ⅰ、Ⅱ级焊缝必须经探伤检验，并应符合设计要求和施工及验收规的规定，检查焊缝探伤报告。

4.1.4 焊缝表面Ⅰ、Ⅱ级焊缝不得有裂纹、焊瘤、烧穿、弧坑等缺陷。

Ⅱ级焊缝不得有表面气孔、夹渣、弧坑、裂纹、电弧擦伤等缺陷，且Ⅰ级焊缝不得有咬边、未焊满等缺陷。

4.2 基本项目4.2.1 焊缝外观：焊缝外形均匀，焊道与焊道、焊道与基本金属之间过渡平滑，焊渣和飞溅物清除干净。

4.2.2 表面气孔：Ⅰ、Ⅱ级焊缝不允许；Ⅲ级焊缝每50mm 长度焊缝允许直径≤0.4t；且≤3mm 气孔2 个；气孔间距≤6 倍孔径。

4.2.3 咬边：Ⅰ级焊缝不允许。

Ⅱ级焊缝：咬边深度≤0.05t，且≤0.5mm，连续长度≤100mm，且两侧咬边总长≤10%焊缝长度。

Ⅲ级焊缝：咬边深度≤0.lt，且≤lmm。

注：t 为连接处较薄的板厚。

4.3 允许偏差项目，见表5-1。

5 成品保护5.1 焊后不准撞砸接头，不准往刚焊完的钢材上浇水。

低温下应采取缓冷措施。

5.2 不准随意在焊缝外母材上引弧。

5.3 各种构件校正好之后方可施焊，并不得随意移动垫铁和卡具，以防造成构件尺寸偏差。

隐蔽部位的焊缝必须办理完隐蔽验收手续后，方可进行下道隐蔽工序。

5.4 低温焊接不准立即清渣，应等焊缝降温后进行。

6 应注意的质量问题6.1 尺寸超出允许偏差：对焊缝长宽、宽度、厚度不足，中心线偏移，弯折等偏差，应严格控制焊接部位的相对位置尺寸，合格后方准焊接，焊接时精心操作。

6.2 焊缝裂纹：为防止裂纹产生，应选择适合的焊接工艺参数和施焊程序，避免用大电流，不要突然熄火，焊缝接头应搭10～15mm，焊接中不允许搬动、敲击焊件。

6.3 表面气孔：焊条按规定的温度和时间进行烘焙，焊接区域必须清理干净，焊接过程中选择适当的焊接电流，降低焊接速度，使熔池中的气体完全逸出。

焊接工艺优化设计与实践第一章：焊接工艺概述焊接工艺是指利用高温将两个或多个金属材料或非金属材料连接在一起的技术。

焊接工艺广泛应用于制造业、汽车工业、航空航天、石油天然气、建筑等行业。

焊接工艺的主要分类包括手工焊、自动焊、半自动焊和机器人焊等。

第二章：焊接工艺的优化设计焊接工艺的优化设计要考虑材料的物理和力学性质、焊接接头的形状和尺寸、焊接材料的类型和规格等因素。

下面介绍几种常见的焊接工艺优化设计方法。

1.基于Taguchi法的优化设计Taguchi法是一种常用的质量设计的方法，它可以最小化工艺变异，提高产品质量，并降低生产成本。

在焊接行业中，Taguchi 法可以用于确定最佳参数组合，并降低工艺故障和不良率。

2.神经网络模型的优化设计神经网络是一种广泛应用于工业领域的人工智能技术。

在焊接行业中，通过搭建一个神经网络模型，可以快速、准确地预测焊接工艺的参数，并根据预测结果优化设计焊接工艺。

3.模拟方法的优化设计模拟方法是一种基于计算机模拟的焊接优化设计方法。

它可以模拟焊接过程中的热、力、冷却等物理过程，通过优化设计模拟结果来得到最佳的焊接工艺参数。

第三章：焊接工艺的实践除了优化设计，焊接工艺的实践也是非常重要的。

下面介绍几种焊接实践的方法。

1.焊接前的准备工作在焊接前，首先需要对焊接材料进行清洁和准备，包括去除材料表面上的油脂和脏物，并保证它们在焊接时处于干燥状态。

此外还需要选择适合的焊接工艺、焊接设备和焊接材料，并确定焊接接头的形状和尺寸。

2.焊接过程的控制控制焊接过程中的温度、焊接速度、压力和焊接角度等参数，以保证焊接质量的稳定性和一致性。

此外还需要对操作人员进行培训，保证他们能够正确的操作焊接设备，并及时发现并处理焊接中出现的问题。

3.焊接后的检验和测试经过焊接后，需要对焊接接头进行检验和测试，以确保焊接接头满足设计要求和相关标准。

检验和测试的方法包括外观检查、尺寸测量、无损检测和机械性能测试等。

焊接工艺设计的一般程序总结出一套焊接工艺设计的一般程序，让焊接工艺设计者有着手点和落脚点，让设计者知道在焊接工艺设计中应该做哪些工作及工作的先后顺序，确保焊接工艺设计顺利进行，并提高工作效率，提升焊接工艺质量。

1 焊接工艺设计流程焊接工艺设计的一般流程如图1。

2 焊接工艺设计依据分析2.1 设计图纸及文件分析接到焊接工艺设计任务后，首先要研究设计图纸及设计文件。

了解产品的基础信息：包括尺寸、精度、重量、使用条件（工作温度、压力、载荷的形态、介质等）等；掌握产品引用的标准、焊接结构的力学性能要求、质量要求及技术要求等。

根据以上设计图纸及文件分析产品设计的特点，需要特殊控制的事项，生产制造及使用过程的的特殊要求，进而分析出焊接工艺设计的重点和难点，以及需要注意的问题；根据这些问题结合自己的理论知识和实践经验有针对性的查阅相关资料，提出解决办法。

2.2 材料焊接性能分析根据设计图纸及相关技术文件确定的材料，对此材料的焊接性能进行分析和研究。

主要从工艺焊接性和使用焊接性研究焊图1 焊接工艺设计流程图接接头在特定的焊接工艺下，能否获得优质致密、无缺陷（无缺陷是指没有产生超过相关标准规定的缺陷，下同）和具有一定使用性能的焊接接头的能力；研究焊接接头或整体焊接结构满足技术条件所规定的各种性能的程度，包括常规的力学性能（强度、塑性、韧性等）或特定工作条件下的使用性能，如低温韧性、断裂韧性、高温蠕变强度、持久强度、疲劳性能以及耐蚀性、耐磨性等。

对于每种材料的特点，了解其在焊接及使用过程中容易产生哪些缺陷及不足，对这些缺陷及不足逐一进行工艺控制，找出最优化的工艺方案进行控制，以便得到理想的焊接接头。

例如：一般含碳量越高的钢材的淬硬倾向越大，越易出现冷裂纹，在焊接高碳含量的钢材时，我们通常要注意控制焊接前、中、后的温差及冷却速度来避免淬硬组织及冷裂纹等缺陷的产生；对于要求低温冲击韧性的钢材，我们就要从控制焊接接头的冲击吸收功不低于相关标准或相关文件规定的方面去控制。

手工电弧焊焊接工艺本工艺适用于低碳钢和低合金高强度各种大型钢构造工程制造重要构造的焊接。

一、焊前准备1.根据施焊构造钢材的强度等级，各种接头形式选择相等强度等级牌号和适宜焊条直径。

2.当施工环境温度低于0℃，或钢材的碳当量大于0.41％及构造刚性过大，构件较厚时应采用焊前预热措施，预热温度为80℃~100℃,预热范围为板厚的5倍，但不小于100mm。

3.工件厚度大于6mm对接焊时，为确保焊透强度，在板材的对接边沿开切V形或X形坡口，坡口角度a为60°,钝边p=0〜1mm,装配间隙b=0〜1mm,如图1。

当板厚差44mm时，应对较厚板材的对接边缘进展削斜处理，如图2。

图1|图24.焊条烘焙：酸性药皮类型焊条焊前烘焙150℃义2保温2小时；碱性药皮类焊条焊前必须进展300〜350℃义2烘焙，并保温2小时才能使用。

5.焊前接头清洁要求，在坡口或焊接处两侧30mm范围内影响焊缝质量的毛刺、油污、水、铁锈等脏物及氧化皮，必须去除干净。

6.在板缝两端如余量小于50mm时，焊前两端应加引弧、熄弧板，其规格不小于50X50mm。

二、焊接材料的选用1.首先考虑母材强度等级与焊条等级相匹配和不同药皮类型焊条的使用特性。

2.考虑物件的工作条件，凡承受动载荷、高应力或形状复杂，刚性较大，应选用抗裂性能和冲击韧性号的低氢型焊条。

3.在满足使用性能和操作性能的前提下，应适中选用规格大效率高的铁粉焊条，以提高焊接生产效率。

三、焊接标准1.应根据板厚选择焊条直径，确定焊接电流，如表。

该电流为平焊位置焊接，立、横、仰焊时焊接电流应降低10〜15%;>16mm板厚焊接底层选?3.2mm焊条，角焊焊接电流应比对接焊焊接电流稍大。

2.为使对接焊缝焊透，其底层焊接应选用比其他层焊接的焊条直径较小。

3.厚件焊接，应严格控制层间温度，各层焊缝不宜过宽，应考虑多道多层焊接。

4.对接焊缝正面焊接厚，反面使用碳气刨扣槽，并进展封底焊接。

焊接工艺设计一、焊接作为一种常见的金属连接技术，在制造和建筑行业中具有广泛应用。

焊接工艺的设计对于确保焊接连接的质量、稳定性和可靠性至关重要。

本文将对焊接工艺设计的主要方面进行详细介绍，以提高焊接工艺的效率和质量。

二、焊接工艺设计的主要步骤1.材料准备：在进行焊接工艺设计之前，首先需要对焊接材料进行充分的准备工作。

这包括选择适当的焊接材料，检查其质量，确保焊接接头的材料相容性。

2.焊接方法选择：根据焊接材料的种类、厚度和应用领域等因素，选择合适的焊接方法。

常见的焊接方法包括电弧焊、气体保护焊、激光焊等，每种方法都有其适用的场景。

3.焊接设备选择：根据选择的焊接方法，选用相应的焊接设备。

这可能包括焊接机器、电源、电极、气体等。

确保设备的质量和性能符合焊接任务的需求。

4.焊接工艺参数设定：在进行焊接之前，需要设置焊接工艺参数，如焊接电流、电压、焊接速度等。

这些参数的合理设置对于获得稳定、高质量的焊接接头至关重要。

5.焊接接头设计：设计焊接接头的几何形状和连接方式。

确保焊接接头的强度、密封性和耐腐蚀性能。

常见的接头设计包括对接接头、搭接接头、角接头等。

6.预热和后热处理：对于某些特殊材料或厚度较大的工件，可能需要进行预热或后热处理，以减小焊接残余应力，提高焊接接头的性能。

三、焊接工艺设计的关键考虑因素1.焊接材料的选择：不同的焊接材料有不同的熔点、热膨胀系数和导电性等特性，需要根据具体情况选择合适的焊接材料。

2.焊接接头的设计：焊接接头的设计直接影响到焊接的质量和性能，需要考虑接头的类型、几何形状、连接方式等因素。

3.环境条件：确保焊接工作区域的环境条件符合焊接的要求，包括通风情况、温度、湿度等。

4.焊接过程监控：在焊接过程中进行实时监控，采集关键参数，及时发现并纠正焊接过程中的问题，确保焊接接头的质量。

5.安全措施：制定并严格执行焊接现场的安全措施，包括焊接工人的防护装备、紧急处理流程等。

四、常见焊接工艺的特点和应用1.电弧焊：通过电弧产生高温，使工件熔化并形成连接。

Q345焊接工艺设计规程完整焊接工艺设计规程是对焊接过程进行规范和管理的重要文件，它可以确保焊接质量、提高生产效率和保障焊接操作人员的安全。

下面是一份1200字以上的完整焊接工艺设计规程，供参考：一、总则1.1目的和依据本规程的目的是规范焊接工艺的设计，确保焊接质量，提高生产效率，保障焊工的安全。

依据国家相关标准和法律法规进行设计。

1.2适用范围本规程适用于本企业所有焊接工艺的设计。

1.3定义和缩写词本规程涉及的定义和缩写词，详见附录。

二、设计流程2.1需求分析根据焊接任务的要求，对焊接工艺的要求进行分析，包括焊接材料、焊接方法、焊接设备等。

2.2工艺选择结合需求分析的结果，选择适合的焊接工艺，包括焊接方法、焊接材料、焊接设备等。

2.3设计参数确定确定焊接工艺的参数，包括焊接电流、焊接电压、焊接速度等。

2.4编制工艺文件根据设计参数，编制相应的焊接工艺文件，包括焊接工艺流程、焊接工艺规范等。

2.5验证和改进对设计的焊接工艺进行验证，包括焊接试样的制作和性能测试。

根据验证结果，对焊接工艺进行改进和优化。

三、设计要求3.1焊接材料3.1.1焊接材料的选择应符合焊接任务的要求，包括焊接材料的强度、韧性、抗腐蚀性等。

3.1.2焊接材料应具备良好的可焊接性，包括良好的润湿性、良好的熔化特性等。

3.2焊接方法3.2.1根据焊接任务的要求，选择适当的焊接方法，包括手工焊接、气焊、电弧焊等。

3.2.2焊接方法应符合国家相关标准和规定，且能够保证焊接质量。

3.3焊接设备3.3.1焊接设备应符合国家相关标准和规定，且能够满足焊接任务的要求。

3.3.2焊接设备应定期检查、保养和维修，确保其正常运行和安全使用。

3.4焊接工艺参数3.4.1焊接工艺参数的确定应根据焊接材料的性能和焊接任务的要求，进行合理的选择和调整。

3.4.2焊接工艺参数的设定应标明在规定条件下，焊接接头的最小力学性能指标。

四、工艺文件编制4.1焊接工艺流程4.1.1焊接工艺流程应标明焊接的步骤和顺序。

焊接工艺课程设计焊接工艺课程设计焊接工艺课程设计1绪论1.1Q235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。