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1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上 云 南 機 電 職 業(yè) 技 術 學 院 《焊接結構生產(chǎn)》 課 程 設 計 論文 機械工程系 焊接技術及自動化 專業(yè) 10151 班 課程 設計 題目： 全功能焊接工作臺制造工藝 論文 發(fā)題日期： 2012年 5月 21日 設計、論文 自 2012年 5月 21日 完成期限： 至 2012年 6月 8日 設計組組長： 趙 雄 設計組成員： 李 健、龍 斌、余 海 指 導 教 師： 牛沖老師 系 主 任： 黃曉明老師

2、 摘要：全能焊接工作臺是為焊接小型焊件而設置的工作臺。解決了以往工作臺不利焊接的缺點，它可以手動升降，自由旋轉(zhuǎn)角度。操作者可以利用全能焊接工作臺自由旋轉(zhuǎn)角度、升降高度，把不利焊接的位置轉(zhuǎn)變?yōu)槔诤附拥奈恢?，從而提高焊接效率和焊接質(zhì)量。 關鍵詞：升降、旋轉(zhuǎn)、效率、質(zhì)量。 目錄 概述························································3 第一章 結構分析······································

3、·······4 1.1 工作臺結構分析·····································4 1.2 工作臺零件結構圖···································5 第二章 焊接工作臺制造前準備·································7 2.1 制造前準備·········································7 2.11 工具材料準備·······································7 2.2

4、 焊前準備···········································7 2.2.1 下料···············································7 2.2.2 沖孔··············································7 2.23 打磨···············································8 2.2.3 測量·············································

5、·8 第三章 焊接工作臺的焊接及裝配·······························9 3.1 底座與支架的裝配焊接·······························9 3.11 焊件裝配···········································9 3.12 焊接···············································10 3.2 管與管之間的裝配焊接·······························14 3.21

6、 焊前準備···········································14 3.22 加工坡口···········································14 3.2.3 組隊··············································14 3.2.4 定位焊············································15 3.2.5 預熱··············································15

7、3.3 角接接頭的裝配焊接·································17 3.3.1 裝配··············································17 3.2 焊接···············································18 4.1 把各部件裝配起來···································18 第四章 小結··················································19

8、 概述 焊接工作臺（welding bench）定義：為焊接小型焊件而設置的工作臺。焊接工作臺，是用來進行工件的焊接工藝，和鉚焊平板不同，工作面為平面或T型槽，具有良好的鑄造性，耐磨性和切削加工性,生產(chǎn)工藝規(guī)范，經(jīng)合金化后具有良好的耐熱性和耐腐蝕性。因此焊接平臺在工業(yè)生產(chǎn)中獲得廣泛應用。焊接工作臺在使用時要先進行安裝調(diào)試，然后才可以使用。在沒有安裝調(diào)試合格的焊接平臺上工作是沒有意義的工作，使用過程中，要注意避免工件和焊接平臺的工作面有過激的碰撞，防止損壞鑄鐵平板的工作面；工件的重量更不可以超過焊接平臺的額定載荷，否則會造成工作質(zhì)量降低，還有可能損壞焊接平

9、臺的結構，甚至會造成焊接平臺變形，使之損壞，無法使用。機械制造中,金屬結構件的焊接質(zhì)量對整個設備的質(zhì)量影響是非常重大的。與鑄件相比,結構件具有制造周期短、成本較低等優(yōu)點,所以在單件、小批量的機械產(chǎn)品生產(chǎn)中,國外已大量使用結構件來代替各類鑄件。目前,我國也正在大力推廣以焊代鑄,所以焊接的質(zhì)量將直接影響到能否實行這一替代。目前生產(chǎn)中,焊接(特別是手工焊接)尚存在著內(nèi)在質(zhì)量不穩(wěn)定、外形不美觀、勞動強度大、勞動效率低等問題。這除了要采用先進的焊接設備和提高焊工的焊接水平，還要為焊接提供適合的工作平臺。綜合各方面原因，所以就設計了全功能的焊接工作臺。全能焊接工作臺解決了以往工作臺不利焊接的缺點，它可以手

10、動升降，自由旋轉(zhuǎn)角度。操作者可以利用全能焊接工作臺自由旋轉(zhuǎn)角度、升降高度，把不利焊接的位置轉(zhuǎn)變?yōu)槔诤附拥奈恢茫瑥亩岣吆附有屎秃附淤|(zhì)量。 第一章 結構分析 一、焊接工作臺為焊接小型焊件而設置的工作臺。焊接作臺，是用來進行工件的焊接工藝，和鉚焊平板不同，工作面為平面或T型槽，具有良好的鑄造性，耐磨性和切削加工性,生產(chǎn)工藝規(guī)范，經(jīng)合金化后具有良好的耐熱性和耐腐蝕性。它主要包括五個零部件如圖2-2所示。可以手動升降，自由旋轉(zhuǎn)角度。操作者可以利用全能焊接工作臺自由旋轉(zhuǎn)角度、升降高度，把不利焊接的位置轉(zhuǎn)變?yōu)槔诤附拥奈恢茫瑥亩岣吆附有屎秃附淤|(zhì)量。

11、 表1-1工作臺加工工藝過程卡 工作臺加工工藝過程卡 產(chǎn)品型號 部件圖號 共 頁 產(chǎn)品名稱 工作臺 部件名稱 第 頁 工序 工序名稱 工序內(nèi)容 車間 工藝裝備及設備 輔助材料 工時定額 1 檢驗 材料要符合國家標準的質(zhì)量證書 檢驗 2 畫線 號料，畫線 畫線 3 切割下料 按畫線尺寸切割下料 下料 切割機 4 刨邊 按要求刨個板材和管的坡口 機加 刨邊機 5 焊接 按焊接工藝組焊T形接頭 焊機 手工焊 焊條 6 焊接 按焊接工藝組焊環(huán)焊縫 焊

12、機 手工焊 焊條 二、結構圖 2.1零件圖（如圖1.1所示） 圖1.1零件圖 2.2工作臺（如圖1.2所示） 圖1.2焊接工作臺 第二章 焊接工作臺制造前準備 一、 工作臺制造前準備 1.設備準備：所需設備有：逆變焊機一臺、切割機一臺、預熱及熱處理設備、電鉆氧乙炔火焰切割設備一套、鑄鐵平臺、高溫烘干箱、角磨機、焊條保溫桶、鏨子、清渣錘、鋼絲刷、焊縫萬能量規(guī)。工具準備：5m卷尺一把、90°角尺一把、畫筆

13、、石筆角磨機、鋼絲刷、小錘、 3.7鉆頭、圓規(guī)、8顆10mm的螺母100mm的螺栓E4315堿性焊條，直徑為2.5-3.2mm，焊前經(jīng)400℃烘干。 表2-1下料表 結構序號 結構名稱 材料 數(shù)量 規(guī)格 1 底座圓板 Q235 1 700×30 2 鋼管 Q235 1 Ф89×9×180 3 鋼管 Q235 2 Ф94×3×100 4 鋼管 Q235 3 Ф70×3×400 5 鋼管 Q235 1 Ф60×3×400 6 方板 Q235 3 200×100×20 7 圓板 Q235 1 Ф100×5 8 方板

14、 Q235 1 250×100 9 方板 Q235 1 300×200 二、 工作臺制造焊前準備 1.下料：根據(jù)圖樣使用切割機切割Q235的鋼管，58mm的鋼管切成長為150mm,60的鋼管切成長為300mm，三根93的鋼管切成兩根長為150mm，一根長為300mm，再用切割機把Q235的鋼板切成尺寸長為200mm、寬為100mm的方板3塊，兩塊長300mm、寬200mm的方板。 2、沖孔 根據(jù)圖樣打孔，先用角尺和石筆在長200mm寬100mm和一塊長300mm寬200mm的板上劃線，然后用電鉆打孔。由于有幾個空直徑過大，所以只能用圓規(guī)或石筆先在板上劃線再用乙炔

15、火焰割，如圖3-2所示： 圖2.1 3、打磨：將下好的材料使用角磨機將切口處的毛刺打磨干凈、便于裝配，將火焰切割的切口熔渣打磨掉。 4、測量：使用5m卷尺測量下好的材料是否符合要求，如不符合，在裝配焊接時進行調(diào)配，最終達到要求。裝配前必須將各焊接處及距焊接邊緣20mm范圍內(nèi)的鐵銹（不包括軋制氧化皮）污垢、油膩、毛刺、涂料及熔渣等清除干凈。 5裝配時的臨時點焊若是以后焊縫的一部分，則所用焊條及其要求應和正式焊縫一樣。 第三章 焊接工作臺的焊接及裝配 一、 支架與底座的裝配焊接（板管的裝配焊接） 1、裝配 （1.）1、將管子銼鈍

16、邊0.5～1㎜。 （2、）將管子及孔板的坡口范圍20㎜及內(nèi)外表面上的油、銹及其它污物，至露出金屬光澤。 （3、）裝配間隙為3㎜。 （4、）定位焊長度為10㎜~15㎜ （5、）管板水平固定焊,施焊時分兩個半圈,各兩層每半圈都存在仰、立、平三種不同位置的焊接。 2、焊接 （1、）焊材 焊條牌號：E5015 焊條直徑：Φ3.2 焊條烘干溫度：350°-420°（1-2小時） （2、）電流 采用ZX系列手工電弧焊機作為焊接電源，反極性法，并配有電流表，電壓表作為測試規(guī)范的依據(jù) （3、）接頭形式（如圖） 圖3.1 （4、）采用三層三道焊接成形 （5、）焊接范

17、圍（見表4-1） 表3-1 焊接層次 焊條直徑（mm） 焊接電流（A） 焊接速度（M/H） 1 3.2 100-110 3-4.5 2 3.2 110-120 7-9 3 3.2 110-120 7-9 3.焊接工藝 （ 1、）焊前準備 ①用銼刀或砂輪把管子及板坡口兩側(cè)20mm內(nèi)的油、銹、水等污垢清理干凈。 ②定位裝配 管板首先水平放置，定位焊以薄透為宜。定位焊三處 定位焊 圖3.2 （2、）操作方法 ①起?。? 先在試板上調(diào)好電流，直至所需電流大小為止。一切正常后在如圖所示處的板上劃擦引弧，待電弧穩(wěn)定燃燒后引至坡口處中心處盡量壓

18、低電弧，并穩(wěn)弧1-2秒，當管口發(fā)出電弧擊穿聲后立即進入正常運條。 ②運條： 由于水平管板是由仰焊，立焊，平焊等多種焊接方法組成其各種焊接方法如下： a.仰焊采用間斷短弧直線形或直線往返形運條法； b.立焊采用間斷短弧的鋸齒形跳弧法或月牙形橫向擺動運條法； c.平焊采用直線形運條法。 （3、）接頭方法： a．熱接：當弧坑尚處紅熱狀態(tài)時，在離弧坑后10-15mm處引弧焊到收弧處，電弧往熔孔里伸進稍作停留。此時焊條與焊件夾角為45°，接頭動作越快越好。 b．冷接： 在弧坑已經(jīng)凝固冷卻的情況下用砂輪將弧坑打磨成斜坡，然后在弧坑前10-15mm處引燃電弧焊至收弧處將焊條往熔孔重壓一下。

19、并稍作停留，然后正常焊接。 (4、）收弧方法： 封底焊時，焊條在焊縫一側(cè)往下回焊一小段后熄弧，蓋面時焊條在弧坑處稍作停留，焊滿弧坑后熄弧。 4、焊條角度控制 圖3.3 5、打底焊（采用斷弧焊如圖） 圖3.4 （1、)在仰焊6點位置前5～8㎜處的坡口處內(nèi)引弧,焊條在根部與板之間作微小的橫向擺動,當母材熔化的鐵水與焊條的熔滴連在一起后,然后進行正常手法進行。 （2、)滅弧動作要快,不要拉長電弧,同時滅弧與接弧時間要短,滅弧的頻率為每分鐘50～60次。每次重新引燃電弧時，焊條中心要對準熔池前沿焊接方向2/ 3處

20、,每接弧一次焊縫增長2㎜左右。 （3、）焊接時電弧在管和板上要稍作停留，并在板側(cè)的停留時間要長一些。 （4、）焊接過程中要使熔池大小的形狀保持一致，使熔池中的鐵水清晰明亮。溶孔始終深入每側(cè)母材0.5~1mm。 （5、）更換焊條時的連接，當熔池冷卻后，必須將收弧處打磨出斜坡方向接頭。 （6、)收弧時,將焊條逐漸引向坡口斜前方,或?qū)㈦娀⊥乩恍《?在慢慢提高電弧,使熔池逐漸變小填滿弧坑后熄弧。 （7、）焊接技巧 一看、二聽、三準。 看：觀察熔池形狀和大小，并基本保持一致，熔池應為橢圓形。 聽：注意聽電弧擊穿坡口根部發(fā)出的“噗噗”聲，如果沒有這種聲音就是沒焊透。 準：溶孔端點位置

21、要準確。 1、 填充層焊接 圖3.5 保證坡口兩邊熔合好，短弧焊，一層填滿，焊縫要平整，不能凸出過高，焊縫不能過寬，為蓋面層的施焊打好基礎。 7、蓋面焊 圖3.6 （1、）清除打底焊道熔渣，特別是死角。 （2、）蓋面層焊接，可采用連弧或斷弧焊。 （3、）采用月牙形或橫向鋸齒形擺動。 （4、）焊條擺動坡口邊緣時，要稍作停留。 8、注意事項 （1、）施焊時管板不得轉(zhuǎn)動角度。以人動焊件不動為準則。 （2、）點焊時，電流應比施焊時的電流稍大，且保證焊透。 （3、）蓋面時，電弧在坡口上下側(cè)停留時間稍長，且保持角焊的最佳成型。 （4、）清渣時

22、，要待熔渣時冷卻后再進行，不得在高溫時用尖錘敲擊，清渣后要用鋼絲刷刷凈。 二、管與管之間的焊接 1.焊接環(huán)境及焊條選用和電源極性施焊環(huán)境應能保證焊件焊接時所需的足夠溫度和焊工操作時所需的足夠溫度和焊工操作技能不受影響。焊條采用堿性焊條，堿性焊條在焊前要進行烘干處理，其烘干溫度是350—400℃保溫時間是1—2小時。烘干時焊條必須分層平放，3.2mm的焊條最多不能超過五層，4mm的焊條最多不能超過三層，且重復烘干次數(shù)不能超過三次，并且隨用隨取，焊接時所用的焊條必須放在保溫桶中。焊接電源及極性應用堿性焊條必須選擇直流焊接電源。為提高焊接電弧燃燒的穩(wěn)定性，減少飛濺和氣孔的產(chǎn)生，必須采用直流反極性

23、接法。鋼管坡口加工、組隊，定位焊，預熱，轉(zhuǎn)動焊接，外觀檢查及熱處理。 2.鋼管坡口加工：管道平坡口的形式和坡口尺寸應按設計文件要求進行，坡口加工宜采用機械加工方法或氧乙炔切割等熱加工方法，在采用熱加工方法加工坡口后應去除坡口表面的氧化皮、熔渣及影響接頭質(zhì)量的表面層，并應將凹凸不平處打磨平整。 3.組隊：焊件組隊前應將坡口及其內(nèi)外側(cè)表面不小于10mm范圍內(nèi)的油、污垢、毛刺等清除干凈。 表3-1 工程名稱 管與管的焊接 工藝卡編號 材 質(zhì) 規(guī)格 焊接方法 SMAW 焊工資格 焊評編號 無損檢測 合格等級 Ⅱ 適用范圍 適用于管子壁

24、厚等于3～5㎜的管子與其它管子壁厚大于等于5㎜的管子相連的角焊縫（不考慮管子外徑） 焊接工 藝參數(shù) 層數(shù) 焊接方法 焊材及規(guī)格 電源極性 焊接電流（A） 焊接電壓（V） 焊接速度（Cm/min） 1 SMAW E4303 φ2.5 交流 50～65 18～20 14～16 2 SMAW E4303 φ3.2 交流 100～120 20～22 12～14 3 SMAW E4303 φ3.2 交流 100～120 20～22 12～14 坡口尺寸及溶敷圖 焊 接 技 術 要

25、 求 1、 焊前準備：a、在坡口及坡口邊緣各20mm范圍內(nèi)， 將油、污、銹、垢、氧化皮清除，直至呈現(xiàn)金屬光澤。 b、定位焊縫為3條，每2條定位焊縫間距為120°， 定位焊縫長度為5～8mm、厚度為3～4mm。 2、 焊接操作：焊接時按上面工藝參數(shù)進行焊接， 同時調(diào)整焊條角度，將電弧偏向厚的一邊，使兩邊 盡量受熱均勻。 日期 簽名 4.定位焊：在組隊完成后定位焊，定位焊焊縫長度及數(shù)量根據(jù)管徑的不同而不同，我們所用的管徑都小于100mm，所以定位焊縫長度在5—10mm，定位焊后立即檢查如果有缺陷應立即清除重新定位。 5.預熱：焊前預熱應符合設計文件的規(guī)定，

26、一般預熱溫度不低于200℃預熱寬度以焊縫中心為基準每側(cè)不少于焊件厚度的三倍且不小于50mm，測溫方式可采用點加熱，條件不具備時，方可采用火焰加熱法。 6.轉(zhuǎn)動焊接：施焊順序依次為打底層、填充層、蓋面層。打底層：在坡口表面引弧，然后將電弧引到起焊位置，待鈍邊熔透后即沿焊縫施焊，施焊位置大概在三點到兩點之間（按時鐘點）在焊接過程中要注意觀察熔池大小及擊穿情況，采用斷弧法焊接，打底完成后應徹底清除熔渣，特別是焊縫與坡口的結合線上更要嚴格清理。填充層可根據(jù)具體情況采用單道焊或采用連弧焊接，進行填充時應許選用較大的電流正確的焊接角度，運條方法采用月牙形式鋸齒形擺，幅度應逐層加大，注意坡口兩側(cè)稍作停留。

27、用多道焊時注意相鄰焊道間的重疊量，以避免焊道間產(chǎn)生溝槽而引起夾渣，填充完成后清理熔渣，打磨干凈。蓋面層：所用的電流稍小一點，要使熔池形狀和大小保持均勻一致，左右焊條擺動到坡口邊緣時應稍作停頓，以免產(chǎn)生咬邊。換焊條收弧時應對稍填熔滴鐵水，迅速更換焊條，并在弧坑前約10mm左右引燃后將電弧退至弧坑的三分之二處，填滿弧坑后，就可以正常進行焊接，接頭時（最好采用熱接法）應注意，不要使接頭位置偏離。外觀檢查及焊后的消除應力退火焊接完成后檢查焊縫外觀，焊縫表面成型良好，焊縫邊緣應圓滑過渡到母材，焊縫表面不允許有裂紋、氣孔、未熔合、咬邊等缺陷。焊后消除應力退火：焊后把焊件總體或局部均勻加熱至相變點以下某一溫

28、度（一般600—650℃）保溫一定時間，然后均勻緩慢冷卻，從而消除應力退火。 二、 角接接頭的裝配焊接 表3-2角接接頭焊接工藝卡 1.如圖所示把把已加工好的200mm x 100mm方形鋼板和100mm x 5mm圓形鋼板進行T型接頭式的焊接。采用劃線定位進行裝配，以保證垂直度。把園形鐵板放在鑄鐵平臺上固定，用90°堅持在鐵板上劃線，然后把方鐵板裝配上去，再用90°角尺測量垂直度，焊前將坡口面和靠近坡口上、下兩側(cè)20mm內(nèi)鋼板上的油污、鐵銹、水分及其它污物打磨干凈，直到漏出金屬光澤為止。用手工電弧焊在方板兩端進行定位，定位之后再用90°角尺測量垂直度，如有偏差進行矯正，

29、沒有偏差用夾具把方板夾起來以防焊接過程中變形。然后用多道焊進行焊接，焊三層。 2.打底焊接：采用直線運條，用短弧進行焊接，速度均勻，焊條中心與焊縫夾角中心重合，注意排渣和鐵水的熔敷效果。 3.蓋面焊接：第二道焊縫用直線運條，運條平穩(wěn)，第二道焊縫要蓋第一層焊縫的1/2到2/3左右，焊縫與底板之間融合良好，邊緣整齊。 4.第三道焊縫：操作同第二條焊縫，要覆蓋第二條焊縫的1/3到1/2左右，焊條速度均勻，不能太慢，否則容易產(chǎn)生咬邊或焊瘤，使焊縫不美觀。 5.采用堿性焊條時，焊前經(jīng)350~400℃烘干2h；酸性焊條時，焊前經(jīng)100~150℃烘干2h。 6. 第一層用100~110的電流進行

30、焊接，中間層把電流調(diào)到120~130進行焊接，蓋面層用110~120的電流進行焊接，每部完成之后必須用小錘敲渣。 7.把五個裝配焊接完成的零、部件，用螺栓進行最后的總裝配，如下圖所示一臺全功能的焊接工作臺裝配完成。 第四章 小結 全能焊接工作臺的設計完了，這次設計主要以裝配與焊接為主，因此對與裝配與焊接我們應當重視，裝配與焊接是焊接結構生產(chǎn)過程中的核心，直接關系到焊接結構的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。同一種焊接結構，由于其生產(chǎn)批量、生產(chǎn)條件不同，或由于結構形式不同，可有不同的裝配方式、不同的焊接工藝、不同的裝配—焊接順序，也就會有不同的

31、工藝過程。裝配是將焊前加工好的零、部件，采用適當?shù)墓に嚪椒?，按生產(chǎn)圖樣和技術要求連接成部件或整個產(chǎn)品的工藝過程。裝配工序的工作量大，約占整體產(chǎn)品制造工作量的30％~40％，且裝配的質(zhì)量和順序?qū)⒅苯佑绊懞附庸に?、產(chǎn)品質(zhì)量和勞動生產(chǎn)率。所以，提高裝配工作的效率和質(zhì)量，對縮短產(chǎn)品制造周期、降低生產(chǎn)成本、保證產(chǎn)品質(zhì)量等方面，都具有重要的意義。焊接是將已裝配好的結構，用規(guī)定的焊接方法、焊接參數(shù)進行焊接加工，使各零、部件連接成一個牢固整體的工藝過程。制訂合理的焊接工藝對保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)率，減輕勞動強度，降低生產(chǎn)成本非常重要。當然這次設計使我們對板管之間的裝配和焊接方面的認識又有了更深層次的認識、了解

32、，同時也是我們對所掌握的焊接生產(chǎn)的知識的一次驗證。在設計過程中，我們通過查閱大量有關資料，與同學交流經(jīng)驗和自學，并向老師請教等方式，使自己學到了不少知識，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個設計中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨立工作的能力，樹立了對自己工作能力的信心，相信會對今后的學習工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動手的能力，使我充分體會到在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時的喜悅。 參考文獻 1.焊接生產(chǎn)結構 機械工業(yè)出版社 2.弧焊電源 機械工業(yè)出版社 3.焊接方法與設備 機械工業(yè)出版社 4.熔焊原理 機械工業(yè)出版社 5.金屬材料焊接 機械工業(yè)出版社 專心---專注---專業(yè)