夹轨器支架 焊接课程设计.docx
- 文档编号:26992898
- 上传时间:2023-06-24
- 格式:DOCX
- 页数:32
- 大小:256.44KB
夹轨器支架 焊接课程设计.docx
《夹轨器支架 焊接课程设计.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《夹轨器支架 焊接课程设计.docx(32页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
夹轨器支架焊接课程设计
专业课程设计
夹轨器支架
连接工程及自动化工装设计
学生姓名XX
学生班级材料成型及其控制工程XXXX班
学生学号XXXXXXXXXX
手机号码XXXXXXXXXXX
华中科技大学材料科学与工程学院
2015年1月
一、总体方案要求
1.1产品结构介绍·············································03
1.2产品技术要求·············································05
1.3产品结构特点与加工标准································05
1.4原材料及其性能要求·····································06
1.5加工方法与设备···········································07
1.6焊接成形方法··············································08
1.7焊接工艺参数··············································09
1.8产品检验···················································10
二、生产制造工艺过程
2.1原材料的购买··············································11
2.2原材料的预处理···········································12
2.3备料·························································13
2.4焊接·························································16
2.5焊接质量检验··············································18
2.6加工孔及螺纹··············································19
2.7涂漆·························································19
2.8包装·························································19
三、生产工艺卡······················································20
四、焊接工艺卡······················································26
五、焊接装配工艺装备··············································31
六、参考文献·························································33
一、总体方案要求
1.1产品结构介绍
根据所给的二维图纸,在NX8.5中绘制出夹轨器支架的三维立体图,能对该零件的结构组成有一个更清晰的认识。
该零件的结构如下:
图1.夹轨器支架斜二测视图
图2.夹轨器支架俯视图
图3.夹轨器支架剖视图
由于该夹轨器支架具有比较高的对称性,根据以上三幅图片即可对其组成结构有一个清晰的认识。
另该夹轨器钢材组成如下(未标注材料为Q235-B):
钢板:
10mm×120mm×120mm
钢板:
12mm×36mm×426mm
钢板:
10mm×370mm×783mm2块
钢板:
12mm×93mm×426mm
钢板:
10mm×306mm×746mm2块
钢板:
12mm×20mm×278mm2块
钢板:
6mm×188mm×73mm2块
钢板:
8mm×373mm×290mm
钢板:
6mm×177mm×73mm2块
钢板:
10mm×370mm×281mm
钢板:
8mm×290mm×73mm
钢板:
8mm×363mm×281mm2块
钢板:
12mm×426mm×390mm
钢板:
10mm×Φ280mm
角钢:
∠70mm×70mm×8mm-241mm2块(Q235-A)
槽钢:
C200*75*9mm-370mm2块(Q235-A)
1.2产品技术要求
(1)由于我国至今尚未专为钢结构制定焊接工艺评定标准,目前钢结构焊接工艺评定规则主要依据美国AWS《钢结构焊接法规》ANSIAWSD1.196“钢结构焊接法规”有关章节的规定。
且焊接加工过程要符合GB9448-1999《焊接与切割安全》相关规定的要求。
(2)根据ENISO5817标准确定质量等级,并符合GB3323-87的Ⅱ级要求。
(3)依据JB/T6061-1992标准对重要焊缝进行磁粉探伤。
(4)焊条选用E4303型号焊条,牌号J422。
为钛钙型药皮酸性焊条。
焊丝选择H08A,焊剂选择HJ431。
(5)焊接完毕后,整体要进行焊后热处理以消除应力。
(6)除腰形孔外,其他光孔或螺纹孔均在结构焊接后加工。
(7)仔细清理焊件上的氧化皮、铁锈、油污、飞溅等。
清理完毕后进行涂漆处理。
1.3产品结构特点与加工标准
该夹轨器支架由Q235-A及Q235-B两种钢材焊接而成。
焊接后焊缝的强度是结构制造中的关键问题。
(1)、长度、高度、宽度尺寸不应超过允许偏差。
(2)、各零件间装配间隙及角度的偏差,不能超出规定。
(3)、焊缝外形尺寸偏差及焊接缺陷、各零件的局部变形量均不能超出规定。
在上述技术条件中,焊接变形是造成难以满足要求的主要原因。
工艺设计时不应该依靠焊后的矫正来达到技术条件,而主要靠采用合理的备料、装配—焊接顺序及工艺来预防焊后变形。
1.4原材料及其性能要求
原材料的化学成分、力学性能、技术条件应分别符合GB/T700—1988《碳素结构钢》和GB/T1591—1994《低合金高强度结构钢》标准的要求。
(1)原材料的成分
本夹轨器支架由Q235-A和Q235-B两种钢材焊接而成。
Q235A级含C≤0.22%Mn≤1.4%Si≤0.35%S≤0.050%P≤0.045%
Q235B级含C≤0.20%Mn≤1.4%Si≤0.35%S≤0.045%P≤0.045%
根据碳当量计算公式Ceq=C+Mn/6+(Cr+V+Mo)/5+(Cu+Ni)/15算得钢材的碳当量,知钢材的可焊性良好。
(2)原材料的力学性能
力学性能:
屈服强度235MPa,抗拉强度375MPa~460MPa,延伸率为26%.
根据对夹轨器支架工作要求的分析,选材可以很好地满足对材料力学性能的要求。
1.5加工方法与设备
本次生产过程中需要使用手工电弧焊、埋弧自动焊、钻孔、切割等加工方法。
加工需要的设备主要有:
化验设备、ZXG-500型号交流弧焊焊机,氧—乙炔气割机,磁粉探伤仪,超声波探伤仪,砂轮机,丝锥,拉力试验机、直尺、圆规、经纬仪、计算机放样系、矫正机、刨边机、钻床、专用工装夹具、焊枪、校直机、喷丸机、喷漆机、烘干机等。
其中,专用工装夹具需要特别设计以满足特意化需求。
它由支架、专用挡铁、肋板定位器、螺钉组成。
其设计内容如下:
图4.螺旋压夹装置
图5.可拆式角钢型挡块
图6.工装夹具三维图
1.6焊接成形方法
选择焊接方法时必须符合以下要求:
能保证焊接产品的质量优良可靠,生产率高,生产费用低,能获得较好的经济效益。
不同结构的产品由于焊缝的长短、形状、焊接位置等各不相同,因而适用的焊接方法也会不同.结构类产品中规则的长焊缝宜用埋弧焊和熔化极气体保护焊,焊条电弧焊用于打底焊和短焊缝焊接。
(1)焊接所选用的焊材
手工电弧焊的焊条采用牌号为J422的钛钙型药皮酸性焊条(Ф4mm,Ф5mm),对于承受较大载荷的重要零件,采用开坡口的方法以保证焊透,并且具有良好的韧性,以保证力学性能。
埋弧焊焊丝采用H08A(Ф4mm),焊剂采用HJ431。
(2)焊接工艺流程
坡口准备→点固焊→预热→里口施焊→背部清根(碳弧气刨)→外口施焊→里口施焊→自检/专检→焊后热处理→无损检验(焊缝质量符合GB3323-87的Ⅱ级要求。
)
1.7焊接工艺参数
(1)焊接方法:
采用手工电弧焊、埋弧自动焊。
(2)埋弧自动焊采用MZ-1000型号的埋弧自动焊机。
(3)焊接电流:
手工电弧焊采用直径为Ф4mm和Ф5mm的J422型号焊条。
对应推荐焊接电流为90~120A、160~210A、220~280A。
埋弧自动焊相关电流参数见焊接工艺卡。
(4)焊接电压:
见焊接工艺卡。
(分手工电弧焊和埋弧自动焊两种)
(5)焊接速度需要根据板厚、材质、结构来确定,一般参考值为350~500mm/min。
(对焊条电弧焊速度不超过6~8m/h,埋弧焊速度可达30~50m/h)
(6)预热温度根据GB/T18591-2001确定,预热温度Tp=100~150℃,层间温度Ti=200~250℃。
1.8产品检验
(1)结构件外形尺寸检验
结构件长度偏差、角度偏差、直线度偏差、平面度偏差、平行度偏差按有关规定检验。
结构件直线度、平面度、平行度测量方法应符合JG/T5082.1-1996。
(2)焊缝外观及外形尺寸检验
a、外观检验采用肉眼进行,对有怀疑的严重缺陷(未熔合、裂纹)采用放大镜或表面探伤方法辅助判断;
b、外形尺寸用焊接检测尺对具有代表性的选点进行检验;
c、焊缝的外观、焊波应均匀,不允许未熔合(坡口未填满)焊瘤、烧穿等缺陷;
d、角焊缝的外形尺寸要求参见有关手册
(3)焊缝的内在质量检验
a、每条焊缝坡口焊前做100%磁粉探伤或着色检查;
b、焊缝定位焊做100%着色检查,焊缝返修清楚缺陷后和补焊后磨平做着色检查;
c、焊缝硬度单个值≤HB220,平均值≤HB210。
二、生产制造工艺过程
2.1原材料的购买
本夹轨器支架有Q235-A槽钢、Q235-A角钢、Q235-B钢板焊接而成。
所需要购买的具体钢材尺寸种类为:
(以下未注明材质均为Q235-B)
钢板:
10mm×120mm×120mm
钢板:
12mm×36mm×426mm
钢板:
10mm×370mm×783mm2块
钢板:
12mm×93mm×426mm
钢板:
10mm×306mm×746mm2块
钢板:
12mm×20mm×278mm2块
钢板:
6mm×188mm×73mm2块
钢板:
8mm×373mm×290mm
钢板:
6mm×177mm×73mm2块
钢板:
10mm×370mm×281mm
钢板:
8mm×290mm×73mm
钢板:
8mm×363mm×281mm2块
钢板:
12mm×426mm×390mm
钢板:
10mm×Φ280mm
角钢:
∠70mm×70mm×8mm-241mm2块(Q235-A)
槽钢:
C200*75*9mm-370mm2块(Q235-A)
另要购置温度计及压力表接头。
预先购买所需刚才并进行质量、性能检测。
2.2原材料的预处理
(1)原材料的检验
所有原材料都需要符合GB700-88国家标准中对Q235-A和Q235-B钢种的要求。
并依此标准进行验收。
(2)原材料的储存
检测合格的钢材在标号之后按相关的规定妥善存储起来,储存时应该注意原材料的防锈、防破坏、防腐蚀。
并安排专门的人员进行管理,以便取用。
(3)材料的复验
在再次使用之前还要进行钢材复验,对于重要结构在使用前应对每一批钢材进行必要的化学成分和力学性能复验,还应检验金属材料的表面及内部质量(如夹层、沙眼等)。
部分构件的金属材料还要进行金相组织的复验,以保证符合其牌号所规定的、质保书上所保证的要求。
(4)金属材料的除锈处理
为了降低成本,采用机械除锈的方法,具体的采用抛丸除锈,清除构件表面的氧化皮、锈斑、铁屑、油脂、灰尘和固体污染物等,设备选用钢板除锈抛丸机。
喷砂前应首先检查钢材表面,确保钢材表面无焊瘤、飞溅、针孔、飞边和毛刺等,若与要求不符,则必须通过打磨加以清除,用清洁剂或溶剂将钢材内外表面的污垢清除干净。
除锈后还应立即喷(涂)底漆,以防止在加工过程中再次生锈。
(5)金属材料的矫正
钢板的矫正采用七轴锟矫正机。
2.3备料
(1)放样和号料
放样是在制造金属结构件以前,按产品零部件图纸要求,在放样台上用1:
1的比例尺寸,划出实际零件的平面展开尺寸。
主要目的是检查设计图纸的正确性、确定零件毛坯的下料尺寸和制作样板。
然后号料,号料是根据放样零件的轮廓线,用小锤和冲子在金属材料上打上标记。
目的是避免金属材料在搬运过程中将零件的轮廓线擦去,以致无法进行加工。
放样、号料依据:
图7.厚度6mm钢板排样图
图8.厚度8mm钢板排样图
图9.厚度10mm钢板排样图
图10.厚度12mm钢板排样图
(2)下料
下料是将零件从金属材料上按号料标记切割下来的工序。
下料时采用氧-乙炔切割的热切割方式,切割后用砂轮机清除氧化层和夹杂物。
(3)坡口及边缘加工
在整个加工过程中,需要焊接的地方,根据尺寸的不同,依照焊接工艺卡上的相关数据开设坡口。
所有焊接坡口焊前进行100%磁粉探伤,检查焊接坡口和热影响区有无裂纹、分层、夹杂,并进行硬度测试。
(4)机加工
14号和16号钢板需要在焊前机加工出腰圆孔。
其余孔洞在焊后加工出以保证精度要求。
2.4焊接
(1)焊前准备
焊前准备主要包括坡口的制备、预焊部位的清理、焊条的清理以及钢板表面的探伤等。
首先,对于坡口的制备,这里采用刨削和氧气切割的方法。
这样可以加工出直边任何形式的坡口。
其次,对于预焊边缘的清理,在焊接部位,焊前要清理水、锈、油污、切割氧化皮等杂物,以利于获得高质量的焊缝。
清理时采用喷丸处理。
再次,焊条要烘干,以降低焊条的水分含量,减少氢的有害影响,防止产生气孔裂纹及降低接头的机械性能。
最后,在焊接中,由于容易产生淬硬组织和裂纹,所以在焊接前要进行预热处理。
(2)坡口的形状
见焊接工艺卡。
(3)焊接方法
对于短焊缝及埋弧自动焊不易施焊的焊缝,使用手工电弧焊的方法进行焊接。
由于选用的焊条为稳弧性好的酸性焊条(J422),选择交流焊机ZXG-500,额定焊接电流500A。
详细焊接参数见焊接工艺卡。
(4)焊接材料:
手工电弧焊焊条采用牌号为J422的钛钙型药皮酸性焊条(Ф4mm,Ф5mm),埋弧焊焊丝采用H08A(Ф4mm),焊剂采用HJ431。
必须有材质证明书和工厂复验报告。
(5)焊接工艺评定
按GB/T12469—1990《焊接质量保证钢熔化焊接头的要求和缺陷分级》及JB/T7949—1999《钢结构焊缝外形尺寸》完成上述各项焊接施工项目的焊接工艺评定,用经焊接工艺评定合格的工艺编制为焊接工艺卡指导生产。
(6)焊接工艺要求
A、焊条领用前必须经350°C~400°C,保温1小时焙烘。
领用后放入保温桶随时领用。
焊丝清理干净、焊剂质量检查。
B、用氧乙炔焰进行坡口切割,切割前必须预热180°C~200°C,预热范围40mm,切割后用砂轮机清理氧化皮和夹杂物,直至呈金属光泽,对所有焊接坡口焊前进行100%磁粉探伤和硬度测试,检查焊接坡口处和热影响区有无裂纹、分层、夹渣。
C、焊前预热:
所有焊缝焊前必须预热100°C~150°C,预热方式采用覆带式电加热装置,预热温度采用红外线测温仪检测。
D、焊前应清除焊件表面铁锈、油污、水分等杂质,焊条必须烘干。
E、为了防止空气侵入焊接区而引起气孔、裂纹,降低焊接性能,应尽量采用短弧焊。
F、热影响区在高温停留时间不宜过长,以免晶粒粗大。
G、焊接角焊缝,以及对接多层焊的第一道焊缝和单层单边焊缝要避免深而窄的坡口形势,以防止未焊透和夹渣缺陷。
H、多层焊时,应连续焊完最后一层焊缝,每层焊缝金属的厚度不大于5mm。
I、每层焊缝焊渣要彻底清除,防止层间夹渣和未熔合缺陷。
J、反面清焊根采用电弧气刨,应在焊后立即进行,隔时冷却后,应重新预热到100°C以上再清根。
清根后用砂轮机彻底清除熔渣和渗碳层,直至呈现金属光泽。
K、在无损探伤前,焊缝要进行表面检查。
有表面缺陷的焊缝要返修,预热温度和焊接工艺应与焊缝完全相同。
L、焊后及时进行热处理以消除应力。
2.5焊接质量检验
焊接质量检验是焊接检验的最后阶段,需按产品的设计要求逐项检验。
包括的项目主要有:
检验焊缝尺寸、外观及探伤情况是否合格;产品的外观尺寸是否符合设计要求;变形是否控制在允许范围内;产品是否在规定的时间内进行了热处理等。
焊接质量检验方法有破坏性和非破坏性两大类,有多种方法和手段,具体采用哪种方法,主要根据产品标准、有关技术条件和用户的要求来确定。
夹轨器支架焊后检测,采用破坏性和非破坏性相结合。
利用超声波探伤仪,磁粉探伤仪检测焊接接头质量。
焊接力学性能的检测则采用破坏性的取样做拉伸、弯曲、冲击试验。
具体步骤如下:
a、无损探伤前,焊缝应进行内外表面检查。
b、垂直度和水平度的检验
c、每条焊缝用磁粉探伤或者着色检查
d、每条焊缝进行超声波探伤
e、每条焊缝进行硬度检测
f、力学性能检验:
焊缝回火热处理后取样做力学性能检验,检验项目:
屈服强度、抗拉强度、拉伸率等,使其合乎GB2654-1989《焊接接头及堆焊硬度试验方法》标准。
2.6加工孔及螺纹
参照夹轨器支架图纸,采用铣床来进行相关孔的加工,并利用固定式摇臂钻孔机、丝锥来加工螺纹孔。
2.7涂漆
对加工完的支架结构进行除锈、氧化皮清理、酸洗、油漆防护等处理。
涂漆的标准规格要按照YB/T9256-1996《钢结构、管道涂装技术规程》标准和GB14907-2002《钢结构防火涂料》标准执行。
2.8包装
包装、验收、入库,其中包装的规格按照JB3034-1993标准执行。
华中科技大学
工艺过程卡
产品型号
部件图号
材控XXXX班
产品名称
部件名称
夹轨器支架
材料
Q235-A
Q235-B
材质
钢板
序号
工序名称
工序内容及简要附图
设备型号
工装或工具
1
原材料的购进
钢板:
(1)10mm×120mm×120mm
(2)12mm×36mm×426mm
(3)10mm×370mm×783mm2块(4)12mm×93mm×426mm
(5)10mm×306mm×746mm2块(6)12mm×20mm×278mm2块
(7)6mm×188mm×73mm2块(8)8mm×373mm×290mm
(9)6mm×177mm×73mm2块(10)10mm×370mm×281mm
(11)8mm×290mm×73mm(12)8mm×363mm×281mm2块
(13)12mm×426mm×390mm(14)10mm×Φ280mm
角钢:
(15)∠70mm×70mm×8mm-241mm2块(Q235-A)
槽钢:
(16)C200*75*9mm-370mm2块(Q235-A)
(17)温度计
(18)压力表接头
无
钢板叉车
运输车辆
…
2
原材料的检验
(1)化学成分检验:
Q235A级含C≤0.22%Mn≤1.4%Si≤0.35%S≤0.050%P≤0.045%
Q235B级含C≤0.20%Mn≤1.4%Si≤0.35%S≤0.045%P≤0.045%
(2)力学性能检验:
屈服强度235MPa,抗拉强度375MPa~460MPa,延伸率为26%
化学分析装备、
力学性能测试装备
拉伸试验机
质谱仪
…
校核
XX
批准
第1页
华中科技大学
工艺过程卡
产品型号
部件图号
材控XXXX班
产品名称
部件名称
夹轨器支架
材料
Q235-A
Q235-B
材质
钢板
序号
工序名称
工序内容及简要附图
设备型号
工装或工具
3
原材料的储存
(5)将不同厚度的钢板分开
(6)将不同厚度的钢板标号堆放
仓库
木质垫板
…
4
原材料的复验
材料使用前,出库时:
(1)化学成分复验:
Q235A级含C≤0.22%Mn≤1.4%Si≤0.35%S≤0.050%P≤0.045%
Q235B级含C≤0.20%Mn≤1.4%Si≤0.35%S≤0.045%P≤0.045%
(2)力学性能复验:
屈服强度235MPa,抗拉强度375MPa~460MPa,延伸率为26%
化学分析装备、
力学性能测试装备
拉伸试验机
质谱仪
…
5
金属材料的除锈
喷丸除锈
敞开式喷丸除锈机
无
6
钢板的矫正
矫正购置的钢材
七轴锟矫正机
无
校核
XX
批准
第2页
华中科技大学
工艺过程卡
产品型号
部件图号
材控XXXX班
产品名称
部件名称
夹轨器支架
材料
Q235-A
Q235-B
材质
钢板
序号
工序名称
工序内容及简要附图
设备型号
工装或工具
7
放样,划线,号料
放样是在制造金属结构件以前,按产品零部件图纸要求,在放样台上用1:
1的比例尺寸,划出实际零件的平面展开尺寸。
主要目的是检查设计图纸的正确性、确定零件毛坯的下料尺寸和制作样板。
然后号料,号料是根据放样零件的轮廓线,用小锤和冲子在金属材料上打上标记。
目的是避免金属材料在搬运过程中将零件的轮廓线擦去,以致无法进行加工。
小锤、冲子、粉笔、直尺
无
8
下料
切割,精平,机加工
氧乙炔半自动切割机
砂轮机
无
校核
XX
批准
第3页
华中科技大学
工艺过程卡
产品型号
部件图号
材控XXXX班
产品名称
部件名称
夹轨器支架
材料
Q235-A
Q235-B
材质
钢板
序号
工序名称
工序内容及简要附图
设备型号
工装或工具
9
坡口及边缘加工
在整个加工过程中,需要焊接的地方,根据尺寸的不同,依照焊接工艺卡上的相关数据开设坡口。
所有焊接坡口焊前进行100%磁粉探伤,检查焊接坡口和热影响区有无裂纹、分层、夹杂,并进行硬度测试。
氧乙炔半自动切割机
磁粉探伤仪
无
10
机加工
(1)14号钢板:
钻孔、车削、铣削
(2)16号钢板:
钻孔、车削、铣削
车床
铣床
钻床
无
校核
XX
批准
第4页
华中科技大学
工艺过程卡
产品型号
部件图号
材控XXXX班
产品名称
部件名称
夹轨器支架
材料
Q235-A
Q235-B
材质
钢板
序号
工序名称
工序内容及简要附图
设备型号
工装或工具
11
焊前准备
主要包括坡口的制备、预焊部位的清理、焊条的
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 夹轨器支架 焊接课程设计 夹轨器 支架 焊接 课程设计