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典型结构件焊接工艺分析

时间:2023-06-24 理论教育 版权反馈
【摘要】:B.4.1 低压储罐焊接制造工艺过程低压储罐的简化结构和焊缝布置如图B.19和图B.20所示,材料为20钢,生产两台。储罐的设计工作压力为0.8MPa。划线时应严格控制筒节的展开尺寸。采用单面焊完成焊接。图B.24 排污管和罐体焊缝的接头形式和坡口形式B.4.2 车辆零部件的CO2气体保护焊1.汽车桥壳总成的焊接结构及材质 桥壳是汽车的重要部件之一。

典型结构件焊接工艺分析

B.4.1 低压储罐焊接制造工艺过程

低压储罐的简化结构和焊缝布置如图B.19和图B.20所示,材料为20钢,生产两台。焊接方法采用焊条电弧焊。罐体采用长6000mm,宽2000mm,厚10mm的钢板制造,人孔管直径450mm,壁厚8mm,高度250mm;排污管直径89mm,壁厚4mm。储罐的设计工作压力为0.8MPa。

图B.19 低压储罐的结构简图

1.低压储罐的制造工艺流程

(1)封头的制造工艺流程 画线下料→压制成形→封头切边→加工坡口。

(2)罐体筒节的制造工艺流程 画线下料→加工坡口→卷圆成形→纵缝定位焊→焊接纵焊缝→筒节矫圆。

图B.19 低压储罐的结构简图

1.低压储罐的制造工艺流程

(1)封头的制造工艺流程 画线下料→压制成形→封头切边→加工坡口。

(2)罐体筒节的制造工艺流程 画线下料→加工坡口→卷圆成形→纵缝定位焊→焊接纵焊缝→筒节矫圆。

图B.20 低压储罐的焊缝布置

(3)储罐的装配焊接及质量检验 选配筒节、封头→1#、2#环焊缝装配及定位焊→1#和2#环焊缝内侧焊接→气割人孔和排污管孔→3#环焊缝装配及定位焊→3#环焊缝内侧焊接→焊接环焊缝外侧→罐体焊缝无损检测→人孔管和排污管装配及焊接→水压试验→表面处理→成品验收入库。

2.低压储罐的焊接制造工艺要点

(1)封头的制造 低压储罐通常采用平底形封头或椭圆形封头,如图B.21所示。本例制造工艺设计中采用标准椭圆形封头,其轴长比为2。封头采用厚度10mm的20钢板热压成形。

图B.20 低压储罐的焊缝布置

(3)储罐的装配焊接及质量检验 选配筒节、封头→1#、2#环焊缝装配及定位焊→1#和2#环焊缝内侧焊接→气割人孔和排污管孔→3#环焊缝装配及定位焊→3#环焊缝内侧焊接→焊接环焊缝外侧→罐体焊缝无损检测→人孔管和排污管装配及焊接→水压试验→表面处理→成品验收入库。

2.低压储罐的焊接制造工艺要点

(1)封头的制造 低压储罐通常采用平底形封头或椭圆形封头,如图B.21所示。本例制造工艺设计中采用标准椭圆形封头,其轴长比为2。封头采用厚度10mm的20钢板热压成形。

图B.21 封头结构简图

a)平底形封头 b)椭圆形封头

(2)筒身的制造 本例低压储罐的筒身有两个筒节构成,筒节采用厚度10mm的20钢板卷制而成。划线时应严格控制筒节的展开尺寸。筒节装配成筒身时,两个筒节的纵焊缝应错开一定距离,一般要求大于钢板厚度的3倍,且不小于100mm。

筒节和筒节、筒节与封头装配前应先测量其周长,标注所测得的尺寸,然后根据测量结果进行选配。

(3)焊接质量检验 罐体焊缝质量采用X射线探伤方法检验。储罐水压试验的试验压力为1.1MPa。

3.各类焊缝的接头形式和坡口形式

(1)罐体纵焊缝 采用对接接头Y形坡口(钝边约2mm),如图B.22a所示。采用双面焊,先焊内侧,清根后再焊外侧。

(2)罐体环焊缝 采用对接接头Y形坡口(钝边约2mm),如图B.22b所示。采用双面焊,先焊内侧,清根后再焊外侧。

图B.21 封头结构简图

a)平底形封头 b)椭圆形封头

(2)筒身的制造 本例低压储罐的筒身有两个筒节构成,筒节采用厚度10mm的20钢板卷制而成。划线时应严格控制筒节的展开尺寸。筒节装配成筒身时,两个筒节的纵焊缝应错开一定距离,一般要求大于钢板厚度的3倍,且不小于100mm。

筒节和筒节、筒节与封头装配前应先测量其周长,标注所测得的尺寸,然后根据测量结果进行选配。

(3)焊接质量检验 罐体焊缝质量采用X射线探伤方法检验。储罐水压试验的试验压力为1.1MPa。

3.各类焊缝的接头形式和坡口形式

(1)罐体纵焊缝 采用对接接头Y形坡口(钝边约2mm),如图B.22a所示。采用双面焊,先焊内侧,清根后再焊外侧。

(2)罐体环焊缝 采用对接接头Y形坡口(钝边约2mm),如图B.22b所示。采用双面焊,先焊内侧,清根后再焊外侧。

图B.22 罐体各焊缝坡口形式

a)罐体纵焊缝 b)罐体环焊缝

(3)人孔管和罐体焊缝 采用T形接头带钝边(约2mm)单边V形坡口,如图B.23所示。采用双面焊完成焊接。

图B.22 罐体各焊缝坡口形式

a)罐体纵焊缝 b)罐体环焊缝

(3)人孔管和罐体焊缝 采用T形接头带钝边(约2mm)单边V形坡口,如图B.23所示。采用双面焊完成焊接。

图B.23 人孔管和罐体焊缝的接头形式及坡口形式

(4)排污管和罐体焊缝 采用角接接头单边V形坡口,如图B.24所示。采用单面焊完成焊接。

图B.23 人孔管和罐体焊缝的接头形式及坡口形式

(4)排污管和罐体焊缝 采用角接接头单边V形坡口,如图B.24所示。采用单面焊完成焊接。

图B.24 排污管和罐体焊缝的接头形式和坡口形式

B.4.2 车辆零部件的CO2气体保护焊

1.汽车桥壳总成的焊接

(1)结构及材质 桥壳是汽车的重要部件之一。现在国内外轻、中、重型汽车都已广泛采用冲焊桥壳。汽车后桥冲焊桥壳的结构如图B.25所示。

图B.24 排污管和罐体焊缝的接头形式和坡口形式

B.4.2 车辆零部件的CO2气体保护焊

1.汽车桥壳总成的焊接

(1)结构及材质 桥壳是汽车的重要部件之一。现在国内外轻、中、重型汽车都已广泛采用冲焊桥壳。汽车后桥冲焊桥壳的结构如图B.25所示。

图B.25 汽车后桥冲焊桥壳的结构

1—轮毂轴管 2—端部凸缘 3—衬环 4—钢板弹簧座Ⅰ 5—钢板弹簧座Ⅱ 6—三角板 7—半桥壳体 8—钢板弹簧座Ⅲ 9—导向板 10—后盖 11—加强板

汽车后桥两个半桥壳由厚度12~15mm的16Mn钢冲压制成,三角板和加强板采用厚度为12mm的35钢板。后盖板厚度为5mm。轮毂轴管和端部凸缘材质为40MnB钢。衬环由Q235钢管车削加工而成。

(2)焊接工艺 将半桥壳体和三角板装配好,然后按下述步骤进行焊接。

1)焊三角板 首先用小直径焊条或脉冲钨极氩弧焊打底,然后用双头仿形焊机分两层焊完两块三角板上的焊缝。(www.xing528.com)

2)在N29—ZX600型双头CO2气体保护焊机上焊完壳体一面的两条焊缝,然后将工件翻转,焊完另一面的焊缝。

3)在NCZ10—600型CO2气体保护焊机上焊加强板和后盖。

4)在NCZ11—ZX600型CO2气体保护焊机上,焊壳体两端与轴管两端的对接焊缝和凸缘两侧的角焊缝,焊接参数见表B.8。

B.8 对接环缝和凸缘两侧角焊缝的焊接参数

图B.25 汽车后桥冲焊桥壳的结构

1—轮毂轴管 2—端部凸缘 3—衬环 4—钢板弹簧座Ⅰ 5—钢板弹簧座Ⅱ 6—三角板 7—半桥壳体 8—钢板弹簧座Ⅲ 9—导向板 10—后盖 11—加强板

汽车后桥两个半桥壳由厚度12~15mm的16Mn钢冲压制成,三角板和加强板采用厚度为12mm的35钢板。后盖板厚度为5mm。轮毂轴管和端部凸缘材质为40MnB钢。衬环由Q235钢管车削加工而成。

(2)焊接工艺 将半桥壳体和三角板装配好,然后按下述步骤进行焊接。

1)焊三角板 首先用小直径焊条或脉冲钨极氩弧焊打底,然后用双头仿形焊机分两层焊完两块三角板上的焊缝。

2)在N29—ZX600型双头CO2气体保护焊机上焊完壳体一面的两条焊缝,然后将工件翻转,焊完另一面的焊缝。

3)在NCZ10—600型CO2气体保护焊机上焊加强板和后盖。

4)在NCZ11—ZX600型CO2气体保护焊机上,焊壳体两端与轴管两端的对接焊缝和凸缘两侧的角焊缝,焊接参数见表B.8。

B.8 对接环缝和凸缘两侧角焊缝的焊接参数

对接焊缝必须全部焊透,接头中不得有裂纹、未焊透、条状夹渣和链状气孔、密集气孔等缺陷。还需在承受2.5倍设计载荷下做疲劳试验,经60万次循环不断裂为合格。

5)用CO2半自动焊焊接钢板弹簧座,焊接参数见表B.9。

B.9 钢板弹簧座的焊接参数

对接焊缝必须全部焊透,接头中不得有裂纹、未焊透、条状夹渣和链状气孔、密集气孔等缺陷。还需在承受2.5倍设计载荷下做疲劳试验,经60万次循环不断裂为合格。

5)用CO2半自动焊焊接钢板弹簧座,焊接参数见表B.9。

B.9 钢板弹簧座的焊接参数

2.机车转向架的焊接

机车车辆转向架是车辆转向的核心部分,由于构架是全焊接方式,焊后必然产生较大的焊接变形,使组装过程出现组装间隙,影响组装精度。因此必须通过合理的焊接工艺设计和采用严格的焊后热处理措施,以保证车辆转向架的精度和质量。

(1)结构与材质 机车转向架是内燃机车的行车部分,承受车体上部的垂直载荷、纵向牵引力、制动力和冲击载荷等,受力大且复杂,要求转向架具有足够的强度和刚度。机车转向架的外形尺寸为5910mm×2500mm×900mm,重3.5t。机车转向架是由板厚10~14mm的Q235钢板焊成的箱型结构,由前、后端梁、侧梁和横梁组成。其结构如

图B.26所示。

(2)焊接工艺 由于转向架的前端梁、后端梁、侧梁和横梁都是箱型结构,应分别进行部件组装、焊接、整形、粗加工,然后在组装台上组装成构架。构架焊接转台可旋转、升降,使构架上不同位置的焊缝都处于水平位置施焊。

焊接时,为了减小焊接变形,可由几个焊工采用分段对称焊法,先焊各梁间的垂直焊缝,后焊水平焊缝,最后焊接梁上的零部件焊缝。

转向架的气体保护焊焊接参数见表B.10。

2.机车转向架的焊接

机车车辆转向架是车辆转向的核心部分,由于构架是全焊接方式,焊后必然产生较大的焊接变形,使组装过程出现组装间隙,影响组装精度。因此必须通过合理的焊接工艺设计和采用严格的焊后热处理措施,以保证车辆转向架的精度和质量。

(1)结构与材质 机车转向架是内燃机车的行车部分,承受车体上部的垂直载荷、纵向牵引力、制动力和冲击载荷等,受力大且复杂,要求转向架具有足够的强度和刚度。机车转向架的外形尺寸为5910mm×2500mm×900mm,重3.5t。机车转向架是由板厚10~14mm的Q235钢板焊成的箱型结构,由前、后端梁、侧梁和横梁组成。其结构如

图B.26所示。

(2)焊接工艺 由于转向架的前端梁、后端梁、侧梁和横梁都是箱型结构,应分别进行部件组装、焊接、整形、粗加工,然后在组装台上组装成构架。构架焊接转台可旋转、升降,使构架上不同位置的焊缝都处于水平位置施焊。

焊接时,为了减小焊接变形,可由几个焊工采用分段对称焊法,先焊各梁间的垂直焊缝,后焊水平焊缝,最后焊接梁上的零部件焊缝。

转向架的气体保护焊焊接参数见表B.10。

图B.26 机车转向架结构

1—前端梁 2—侧梁 3—横梁 4—后端梁

B.10 转向架的气体保护焊焊接参数

图B.26 机车转向架结构

1—前端梁 2—侧梁 3—横梁 4—后端梁

B.10 转向架的气体保护焊焊接参数

3.汽车车轮总成的焊接

(1)结构及材质 汽车车轮由轮辋和轮辐构成,如图B.27所示。其中轮辋材质为厚度6mm的特殊形状的热轧优质低碳钢,轮辐用厚度为11mm的Q235钢热轧冲压制成,同一圆周上有四段焊缝。

(2)焊接工艺 车轮总成的焊接采用直径为2mm焊丝的四头专用焊机,牌号为NZC5—8X800,焊接时工件的装卡如图B.28所示。车轮总成的CO2气体保护焊焊接参数见表B.11。

B.11 车轮总成的CO2气体保护焊焊接参数

3.汽车车轮总成的焊接

(1)结构及材质 汽车车轮由轮辋和轮辐构成,如图B.27所示。其中轮辋材质为厚度6mm的特殊形状的热轧优质低碳钢,轮辐用厚度为11mm的Q235钢热轧冲压制成,同一圆周上有四段焊缝。

(2)焊接工艺 车轮总成的焊接采用直径为2mm焊丝的四头专用焊机,牌号为NZC5—8X800,焊接时工件的装卡如图B.28所示。车轮总成的CO2气体保护焊焊接参数见表B.11。

B.11 车轮总成的CO2气体保护焊焊接参数

图B.27 汽车车轮的结构

1—轮辋 2—轮辐

图B.27 汽车车轮的结构

1—轮辋 2—轮辐

图B.28 车轮焊接时的装卡

1—焊机电源 2—焊丝盘 3—送丝机 4—车轮总成 5—刚性送丝管 6—定位夹盘 7—升降夹盘 8—升降气缸

图B.28 车轮焊接时的装卡

1—焊机电源 2—焊丝盘 3—送丝机 4—车轮总成 5—刚性送丝管 6—定位夹盘 7—升降夹盘 8—升降气缸

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