埋弧横焊工装设计(附件)【字数：17864】
摘 要摘 要埋弧焊是常用于焊接中厚板的方法，常用在平焊位置，埋弧横焊是埋弧焊在横向位置的焊接，较平焊复杂点，埋弧横焊时，熔池金属受到重力的作用会向下掉落，而且焊剂也不易衬托，因此设计研制适于埋弧横焊的焊接装置，埋弧横焊焊剂托垫装置，将焊剂托在被焊金属表面，保护熔池金属不掉落，完整形成焊缝，对埋弧横焊进行工装设计，实现埋弧横焊焊接过程。为了达到埋弧横焊的目的，本课题在前人的研究基础上改善焊剂成分含量，进行制作横焊焊剂，设计横焊的工装，解决焊剂输送问题，并将其应用于横焊。埋弧横焊对焊剂粘度的要求较高，本课题经过多次试验、筛选，最终研制了一种渣系为CaF2-Al2O3-CaO，碱度为1.31的横焊焊剂。并利用设计的横焊工装进行控制变量来焊接，观察焊缝成型，对焊剂进行脱渣性评价。关键词埋弧横焊;烧结焊剂;熔渣粘度;焊缝成型
目 录
第一章 绪论 1
1.1 引言 1
1.2埋弧横焊发展现状 3
1.3 埋弧横焊焊剂的研究现状 5
1.4 本课题研究目的及内容 6
1.4.1 本课题研究目的 6
1.4.2 本课题研究内容 6
第二章 埋弧横焊工装设计 7
2.1引言 7
2.2 埋弧横焊系统组建构想 7
2.2.1适于埋弧横焊的小车设计 7
2.2.2 焊接小车的装配 10
2.2.3 焊剂托垫装置 11
2.2.4 埋弧横焊工装组建 11
2.3本章小结 14
第三章 埋弧横焊焊剂配方设计 15
3.1 引言 15
3.2 焊剂配方的设计 15
3.2.1 焊剂的原材料 15
3.2.2焊剂成分的作用 16
3.2.3 焊剂的碱度 17
3.2.4埋弧横焊焊剂渣系的选择 18
3.2.5 焊剂配方设计 19
3.3 焊剂的制作 20
3.3.1 制备前准备 20
3.3.2 实验材料 20
3.3.3 焊剂制备工艺过程 21
3.4本章小结 22
第四章 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
埋弧横焊工艺试验 23
4.1引言 23
4.2 试验准备 23
4.2.1送丝机构 23
4.2.2控制箱 23
4.2.3皮带式焊剂托垫 24
4.2.4 埋弧横焊小车 24
4.2.5 Q235钢材 24
4.2.6 焊丝 25
4.2.7 埋弧横焊焊剂 25
4.3 埋弧横焊实验参数 25
4.4 埋弧横焊实验 25
4.4.1焊缝宏观分析 27
4.4.2焊缝成型微观分析 27
4.5本章小结 29
结 论 30
致 谢 31
参考文献 32
第一章 绪论
1.1 引言
近年来，焊接技术大力发展，埋弧焊作为一种高速，焊接过程无弧光的焊接方法而兴起，它有生产效率高，机械自动化程度高，焊接劳动条件好等优点。焊接过程没有弧光，没有烟尘，埋弧焊焊接规范参数调节范围广，因而热输入范围也比较广，当热输入较大时，焊缝成型好，焊接时电弧在焊剂下燃烧，焊接热量散失少，并且，埋弧焊焊接过程中没有弧光，对焊接作业者是一种很好的保护，改善焊接作业者的环境，随着国内外对焊接技术的深入研究，埋弧焊接技术作为一种高效，安全，可靠的焊接技术已经广泛应用于社会制造业，尤其是大型船舶制造业，锅炉制造业，这些设备在焊接制造过程中需要高的焊接线能量，在较高线能量的输入下，母材熔化较多，焊缝熔深加深，熔池金属增多。从而提高了埋弧焊接过程焊丝的熔敷效率，提高焊缝的成型性。
埋弧焊接过程中，焊剂起着至关重要的作用，使焊接电弧稳定燃烧，熔池金属的脱氧，造渣等重要作用，要想使埋弧焊接过程中化学冶金反应顺利进行，获得高质量，高性能的焊缝及提高焊接的生产率，就必须保证埋弧焊焊接过程的稳定性[2]，在埋弧焊过程中，焊剂由于电弧高温熔化，覆盖在熔池金属的表面，起到保护熔池金属氧化，合金化熔池金属的作用[1]。在用埋弧焊焊接时，当埋弧焊焊丝确定以后，埋弧焊焊剂则是焊接过程中的关键材料，焊剂的性能可以直接影响焊缝熔池金属的力学性能，抗裂性，脱渣性以及焊接生产率。因而合理选择焊剂氧化物成分，设计焊剂最优成分含量，熟悉焊剂制作工艺流程，优化焊剂制作工艺流程，制作粘度适中，碱度适合的高性能焊剂，对提高焊接焊缝的可成型性及焊缝的各种性能，降低焊缝的缺陷有重要意义。
埋弧焊剂的金属氧化物成分和非金属氧化物成分对能否形成高性能的焊缝，因此，研究并分析金属氧化物和非金属氧化物成分对埋弧焊剂物理性能的影响规律，对设计配置既具有适合的粘度，又具有良好焊接物理性能的焊剂具有重大意义。从目前看来，国内外已经引起了很大的重视[13]。陶质焊剂，烧结焊剂和熔炼焊剂作为目前主要的埋弧焊焊剂[4]，陶质焊剂主要用在少数合金含量较高的堆焊焊接过程中，因为其烧结温度低，应用较少，生产制造过程中埋弧焊主要用烧结焊接跟熔炼焊剂，烧结焊剂在我国使用比较晚，目前我国烧结焊剂品种不多，尤其是在专用焊丝和专用焊剂匹配等方面比较落后，这就在一定程度上制约了我国烧结焊剂的进一步发展和推广[5],随着生产力大力发展，埋弧焊自动化程度提高，焊接过程稳定等优点使得埋弧焊大力推广发展，在我国生产应用方面对烧结焊剂的需求量大大提高，特别是不同的材料的专用烧结焊剂。
查阅文献可知，焊缝的良好成型与焊剂的使用性能密切相关，埋弧焊剂的性质只要由焊剂配方及成分决定，如加入氧化镁，氧化铝，氧化钙等高熔点金属氧化物，不仅可以提高脱渣性，还可以提高焊剂的的熔点[678]，熔点提高的同时，焊剂的粘度对埋弧横焊来说非常重要，加入二氧化硅可提高焊剂的粘度，但是在焊接过程中由于高的电弧热，使其解离Ca2+、02、Mg2+等离子，这些离子具有高的流动性，使得焊剂流动性增大，粘度减小，因此达不到理想的要求，但是加入一定量的酸性氧化物SiO2在高温熔池中会形成阴离子复合体，从而大大提高焊剂的粘度，因此，可以通过调整焊剂中不同的氧化物成分及含量，可以配制理想的烧结焊剂[9]。
焊剂性能优化的同时，埋弧焊接工装也应得到优化设计，这样才能达到得到高质量高性能接头的要求，随着我国造船业的不断飞速发展，很多大中型、先进船舶企业决策层的高度关注埋弧自动横焊技术在船舶制造领域的重要性了。埋弧自动横焊的提出是因为我国船舶工业发展的需要，埋弧横焊焊接应具有焊接速度快，生产率高，焊缝金属和进化好，焊接缺陷少等特点[10]，为大中型企业焊接提供全套埋弧焊焊接技术[11].。
目 录
第一章 绪论 1
1.1 引言 1
1.2埋弧横焊发展现状 3
1.3 埋弧横焊焊剂的研究现状 5
1.4 本课题研究目的及内容 6
1.4.1 本课题研究目的 6
1.4.2 本课题研究内容 6
第二章 埋弧横焊工装设计 7
2.1引言 7
2.2 埋弧横焊系统组建构想 7
2.2.1适于埋弧横焊的小车设计 7
2.2.2 焊接小车的装配 10
2.2.3 焊剂托垫装置 11
2.2.4 埋弧横焊工装组建 11
2.3本章小结 14
第三章 埋弧横焊焊剂配方设计 15
3.1 引言 15
3.2 焊剂配方的设计 15
3.2.1 焊剂的原材料 15
3.2.2焊剂成分的作用 16
3.2.3 焊剂的碱度 17
3.2.4埋弧横焊焊剂渣系的选择 18
3.2.5 焊剂配方设计 19
3.3 焊剂的制作 20
3.3.1 制备前准备 20
3.3.2 实验材料 20
3.3.3 焊剂制备工艺过程 21
3.4本章小结 22
第四章 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
埋弧横焊工艺试验 23
4.1引言 23
4.2 试验准备 23
4.2.1送丝机构 23
4.2.2控制箱 23
4.2.3皮带式焊剂托垫 24
4.2.4 埋弧横焊小车 24
4.2.5 Q235钢材 24
4.2.6 焊丝 25
4.2.7 埋弧横焊焊剂 25
4.3 埋弧横焊实验参数 25
4.4 埋弧横焊实验 25
4.4.1焊缝宏观分析 27
4.4.2焊缝成型微观分析 27
4.5本章小结 29
结 论 30
致 谢 31
参考文献 32
第一章 绪论
1.1 引言
近年来，焊接技术大力发展，埋弧焊作为一种高速，焊接过程无弧光的焊接方法而兴起，它有生产效率高，机械自动化程度高，焊接劳动条件好等优点。焊接过程没有弧光，没有烟尘，埋弧焊焊接规范参数调节范围广，因而热输入范围也比较广，当热输入较大时，焊缝成型好，焊接时电弧在焊剂下燃烧，焊接热量散失少，并且，埋弧焊焊接过程中没有弧光，对焊接作业者是一种很好的保护，改善焊接作业者的环境，随着国内外对焊接技术的深入研究，埋弧焊接技术作为一种高效，安全，可靠的焊接技术已经广泛应用于社会制造业，尤其是大型船舶制造业，锅炉制造业，这些设备在焊接制造过程中需要高的焊接线能量，在较高线能量的输入下，母材熔化较多，焊缝熔深加深，熔池金属增多。从而提高了埋弧焊接过程焊丝的熔敷效率，提高焊缝的成型性。
埋弧焊接过程中，焊剂起着至关重要的作用，使焊接电弧稳定燃烧，熔池金属的脱氧，造渣等重要作用，要想使埋弧焊接过程中化学冶金反应顺利进行，获得高质量，高性能的焊缝及提高焊接的生产率，就必须保证埋弧焊焊接过程的稳定性[2]，在埋弧焊过程中，焊剂由于电弧高温熔化，覆盖在熔池金属的表面，起到保护熔池金属氧化，合金化熔池金属的作用[1]。在用埋弧焊焊接时，当埋弧焊焊丝确定以后，埋弧焊焊剂则是焊接过程中的关键材料，焊剂的性能可以直接影响焊缝熔池金属的力学性能，抗裂性，脱渣性以及焊接生产率。因而合理选择焊剂氧化物成分，设计焊剂最优成分含量，熟悉焊剂制作工艺流程，优化焊剂制作工艺流程，制作粘度适中，碱度适合的高性能焊剂，对提高焊接焊缝的可成型性及焊缝的各种性能，降低焊缝的缺陷有重要意义。
埋弧焊剂的金属氧化物成分和非金属氧化物成分对能否形成高性能的焊缝，因此，研究并分析金属氧化物和非金属氧化物成分对埋弧焊剂物理性能的影响规律，对设计配置既具有适合的粘度，又具有良好焊接物理性能的焊剂具有重大意义。从目前看来，国内外已经引起了很大的重视[13]。陶质焊剂，烧结焊剂和熔炼焊剂作为目前主要的埋弧焊焊剂[4]，陶质焊剂主要用在少数合金含量较高的堆焊焊接过程中，因为其烧结温度低，应用较少，生产制造过程中埋弧焊主要用烧结焊接跟熔炼焊剂，烧结焊剂在我国使用比较晚，目前我国烧结焊剂品种不多，尤其是在专用焊丝和专用焊剂匹配等方面比较落后，这就在一定程度上制约了我国烧结焊剂的进一步发展和推广[5],随着生产力大力发展，埋弧焊自动化程度提高，焊接过程稳定等优点使得埋弧焊大力推广发展，在我国生产应用方面对烧结焊剂的需求量大大提高，特别是不同的材料的专用烧结焊剂。
查阅文献可知，焊缝的良好成型与焊剂的使用性能密切相关，埋弧焊剂的性质只要由焊剂配方及成分决定，如加入氧化镁，氧化铝，氧化钙等高熔点金属氧化物，不仅可以提高脱渣性，还可以提高焊剂的的熔点[678]，熔点提高的同时，焊剂的粘度对埋弧横焊来说非常重要，加入二氧化硅可提高焊剂的粘度，但是在焊接过程中由于高的电弧热，使其解离Ca2+、02、Mg2+等离子，这些离子具有高的流动性，使得焊剂流动性增大，粘度减小，因此达不到理想的要求，但是加入一定量的酸性氧化物SiO2在高温熔池中会形成阴离子复合体，从而大大提高焊剂的粘度，因此，可以通过调整焊剂中不同的氧化物成分及含量，可以配制理想的烧结焊剂[9]。
焊剂性能优化的同时，埋弧焊接工装也应得到优化设计，这样才能达到得到高质量高性能接头的要求，随着我国造船业的不断飞速发展，很多大中型、先进船舶企业决策层的高度关注埋弧自动横焊技术在船舶制造领域的重要性了。埋弧自动横焊的提出是因为我国船舶工业发展的需要，埋弧横焊焊接应具有焊接速度快，生产率高，焊缝金属和进化好，焊接缺陷少等特点[10]，为大中型企业焊接提供全套埋弧焊焊接技术[11].。
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