无锡16mn小口径方管抗拉强度 |16mn与20#钢焊接 

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伸长率：21%。具体值要根据钢材的厚度或直径，以上数据对应钢材的厚度或直径为：16-100mm

焊缝破口的设计与焊接质量控制是理论和实践性较强的综合性技术。由于焊缝破口的设计与焊接质量控制直接影响产品的质量和成型状况。因此，它在焊接生产过程中一个比不可少的重要环节。特别是焊接技术发展以来，焊接质量已经成为影响产品质量的直接因素。目前，钢结构和焊接结构件正向轻型化 高层化 大跨度预应力的方向发展。高235m的深圳帝王大厦、201m的大连远洋大厦、北京体育场“鸟巢”等结构建筑 随着料新材料、新工艺、新方法的不断涌现，焊缝破口的设计与焊缝质量口之将会在来的发展及焊接质量方面得到广泛的应用 第一章 我国焊接自动化技术的现状与发展趋势1.1我国焊接自动化技术的发展趋势 现代自动化技术主要依靠计算机控制技术来实现。焊接生产自动化是焊接结构生产技术发展的方向。现代焊接自动化技术将在高性能的微机波控焊接电源基础上发展智能化焊接设备，在现有的焊接机器人基础上发展柔性焊接工作站和焊接生产线，最终实现焊接计算机集成制造系统CIMS。在我国焊接自动化技术50年的发展基础上，本文着重在以下3个领域展望我国焊接自动化技术的发展趋势。 在焊接设备中发展应用微机自动化控制技术，如数控焊接电源、智能焊机、全自动专用焊机和柔性焊接机器人工作站。微机控制系统在各种自动焊接与切割设备中的作用不仅是控制各项焊接参数，而且必须能够自动协调成套焊接设备各组成部分的动作，实现无人操作，即实现焊接生产数控化、自动化与智能化。微机控制焊接电源已成为自动化专用焊机的主体和智能焊接设备的基础。如微机控制的晶闸管弧焊电源、晶体管弧焊电源、逆变弧焊电源、多功能弧焊电源、脉冲弧焊电源等。微机控制的IGBT式逆变焊接电源，是实现智能化控制的理想设备，目前我国正大力发展和推广应用。 发展成套焊接设备的微机控制自动化技术，优化选择目前已较成熟的微机控制焊机研究成果，在制造工艺上加以改进，使之便于批量生产，形成规模，产生效益，可以收到事半功倍的效果。微机控制晶闸管焊接电源，具有制造容易、成本低廉、过载能力强、维修方便等传统优点，其数控功能中除波控功能差一些外，可实现静、动特性优化控制，焊接参数编程记忆控制与自适应控制，还可实现一机多能。这种焊机在今后仍将是埋弧焊、TIG焊等通用或专用焊接设备的基本组成部分。如能通过批量生产来提高其性能与可靠性的话，微机控制晶闸管焊接电源将以其制造及调试容易、系列化、多功能化、程控化方便等突出优点受到广大焊接工作者的欢迎。IGBT逆变焊机，国内的研究水平已相当高，这种焊机加上微机波形控制后是较理想的智能化焊接电源。目前要形成规模生产的关键问题之一是器件参数分散对电路可靠性的影响，其解决途径之一可能就是利用微机的自适应控制功能。另外，也应借鉴国外的先进技术来发展有前途的高档焊接电源，以促我国的CO2、MIG焊、MAG焊1.2我国焊接自动化技术的发展的现状 我国的焊接自动化技术的发展与应用起步较晚。50 年代初期，国家建设了一批大 1型现代化骨干企业，首先从研制自动焊接装备开始发展焊接自动化技术。随着科学技术的进步和我国工业化的发展，我国的焊接自动化技术水平不断发展与提高，50 年来已取得了很大的成就。 1 各种机械化与自动化焊接机及切割机愈来愈多地替代了手工操作的焊机与切割机“九五”计划时，国产自动和半自动焊接机占焊机总量的 57，加上进口自动和半自动焊机达 67左右。特别是电站锅炉、压力容器等焊接结构所需的专用自动焊机及数控切割机，经过“七五”和“八五”期间的不懈努力，研制、开发的系列成套焊接设备基本上满足了国内生产的需要，部分改变了依赖进口的被动局面。 2 各种焊接辅助机械化与自动化装置及技术也得到了发展，多自由度转胎架、变位器、机械手等研制成功，并先后用于焊接生产过程。到“八五”计划末期，在汽车、锅炉、船舶、工程机械和重型机械等行业中，建成的不同规模的原材料和毛坯预处理生产线已超过 20 条。 3 发展焊缝对中技术，建立焊接生产线。发展焊缝自适应控制技术，建立焊接中心。到 80 年代后，我国的汽车、摩托车、锅炉、压力容器、船舶、工程机械和重型机械等行业的大中型骨干企业，都开发了自动化程度不同的各种焊接生产线及焊接中心技术。 50 年来，我国的焊接生产自动化技术发展应用取得了很大的成就，但就焊接工程整体而言，我国焊接生产自动化技术与工业发达国家相比差距仍较大。一是国产自动和半自动焊机的使用性能、品种和质量还不能完全满足国内大多数用户的需求，品种构成不适应焊接结构制造业采用先进自动焊工艺的需要，到 1995 年，我国的自动和半自动焊机的产量仅 1.16 万台套，且大部分国产自动和半自焊机的使用性能还停留在70 年代的水平上，节能型自动或半自动焊机偏少;二是机械化自动化专用成套焊接设备、焊接机器人及其工作站和焊接生产线的设计、制造技术落后，生产能力低，产品的使用性能和质量与国外同类产品相比差距较大;三是不同行业、不同地区、不同企业的机械化自动化技术发展应用不平衡，且差距很大，相当多的企业焊接结构生产仍以手工操作为主，机械化与自动化程度极低;四是科研力量不足，既懂焊接技术又会计算机应用技术的人员缺乏，发展应用现代焊接自动化最新技术计算机控制、逆变、信息传感、参数控制等滞后，开发出的计算机软硬件技术实用性和商品化程度差;五是企业管理水平低、建成的焊接工作站、生产线、柔性制造系统等开工率不足，利用 2率低。上述问题应引起我们的重视并予以解决。 3 第二章 焊接坡口形式2.1焊接坡口的选择原则2.1.1焊接坡口的选择一般应遵循以下几条原则 对于焊缝技术条件要求焊透的厚板，不管是对接头、T 形接头、角接接头等，都要进行开坡口。坡口的形式和次寸主要根据钢结构的板厚、选用的焊接方法、焊接位置和焊接工艺等来选择和设计。 此外，还应做到: 〈1〉 焊缝中填充的材料少这样可以降低焊接材料的消耗，减少热量的输入和焊 接工件连量。在相同厚板的情况下，双面坡口比单面坡口、U 形坡口比 V 形坡口、双 U 形坡口比 X 形坡口节省焊料。 〈2〉 具有良好的可焊达性对于不能翻转或内径较小的封闭焊缝，可采用带钝边 的 V 形或 U 形坡口，也可以采用加衬垫的坡口。 〈3〉 坡口的形状应容易加工 V 形、X 形坡口可采气割，也可以采用刨边机。U 形或双 U 形坡口不能采用气割，所以无在刨边机的条件下尽量采用 V 形、 X 形坡口。 〈4〉 便于调整焊接变形双 V 形双 U 形坡口容易调整焊件角变形，单 V 形单 U 形坡口容易产生角变形等。 对于焊条手弧焊，当板厚小于6mm是，在保证技术要求条件的前提下，可采用I形坡口。双面埋弧焊当板厚小于16mm，也可以采用I形坡口。当板厚超过以上厚度时，则根据具体结构开坡口。2.1.2对接接头的坡口形式 两件表面构成大于或等于 135°，小于或等于 180°夹角的接头，叫做对接接头。在各种焊接结构中它是采用最多的一种接头型式。 钢板厚度在 6mm 以下，除重要结构外，一般不开坡口。 厚度不同的钢板对接的两板厚度差δ-δ1不超过表 2-1 规定时，则焊缝坡口的基本形式与尺寸按较厚板的尺寸数据来选取;否则，应在厚板上作出如图 2-1 所示的单面或双面削薄;其削薄长度 L≥3δ-δ1。 4 图 2-1 不同厚度板材的对接 a单面削薄， b双面削薄 表 2-1 较薄板厚度δ1 ≤2~5 gt5~9 gt9~12 gt12 允许厚度差δ-δ1 1 2 3 42.1.3角接接头和T形接头的坡口形式(1)交接街头 两焊件端面间构成大于 30°、小于 135°夹角的接头，叫做角接接头，见图 2-2。这种接头受力状况不太好，常用于不重要的结构中。 图 2-2 角接接头 aI 形坡口; b带钝边单边 V 形坡口 两件表面构成大于或等于 135°，小于或等于 180°夹角的接头，叫做对接接头。在各种焊接结构中它是采用最多的一种接头型式。 2T 形接头 一件之端面与另一件表面构成直角或近似直角的接头，叫做 T 形接头，见图 2-3; 图 2-3 T 形接头 5 第三章 焊接工艺参数对焊缝质量的影响3.1选择合适的工艺参数3.1.1焊接电流 焊接电流是焊条电弧焊中最重要的一个工艺参数，它的大小直接影响焊接质量及焊缝成形。当焊接电流过大时，焊缝厚度和余高增加，焊缝宽度减少，且有可能造成咬边、烧穿等缺陷;当焊接电流过小时，焊缝窄而高，熔池浅，熔合不良，会产生未焊透、夹渣等缺陷。选择焊接电流大小时，要考虑焊条类型、焊条直径、焊件厚度以及接头型式、焊缝位置、焊道层次等因素。其中最主要焊条直径、焊接位置和焊道层次三大因素。① 焊条直径 焊条直径越大，焊接电流就越大，如表 3-1 所示。 表 3-1 焊条直径与焊接电流的关系 焊条直径/mm 1.6 2.0 2.5 3.2 4.0 5.0 6.0 焊接电流/A 25~40 40~65 50~80 100~130 160~210 260~270 260~300②焊接位置 较厚板或 T 形接头和搭接接头以及施焊环境温度低时，焊接电流应大些;平焊位置焊接时，可选择偏大些的焊接电流;横焊和立焊时，焊接电流应比平焊位置电流小 10~15，仰焊时，焊接电流应比平焊位置电流小 10~20;角焊缝电流比平位置电流稍大些。③焊道层次 在多层焊或多层多道焊的打底焊道时，为了保证背面焊道质量和便于操 作，应使用较小电流;焊填充焊道时，为了提高效率，可使用较大的焊接电流;盖面 焊时，为了防止出现焊接缺陷，应选用稍小电流。另外，当使用碱性焊条时，比酸性 焊条的焊接电流减少 10左右。3.1.3 电弧电压 电弧电压主要影响焊缝宽度，电弧电压越高，焊缝就越宽，焊缝厚度和余高减少，飞溅增加，焊缝成形不易控制。电弧电压的大小主要取决于电弧长度，电弧长，电弧电压就高;电弧短，电弧电压就低。焊接电弧有长弧与短弧之分，当电弧长度是焊条直径的 0.5~1.0 倍时，称为短弧;当电弧长度大于焊条直径时，称为长弧。一般在焊接过程中，希望电弧长度始终保持一致且尽量使用短弧焊接。3.1.4 焊接层数 6 当焊件较厚时，要进行多层焊或多层多道焊。多层焊时，后一层焊缝对前一层焊缝有热处理作用，能细化晶粒，提高焊缝接头的塑性。因些对于一些重要结构，焊接层数多些好，每层厚度最好不大于 4~5mm。实践经验表明，当每层厚度为焊条直径的0.8~1.2 倍时，焊接质量最好，生产效率最高。3.1.5 焊条类形及焊条直径的影响 通常根据焊条的类型决定焊接电流的种类除低氢钠型的焊条必须采用直流反接外低氢钾型焊条可采用直流反接或交流所有酸性焊条都采用交流电源焊接但也可以用直流电源焊厚板时用直流正接焊接薄板时采用直流反接。为了提高生产率应尽可能采用直径较大的焊条。但是用直径过大的焊条焊接因焊接电流过大要求焊接速度快对焊工的技术要求高否则容易产生烧穿 焊漏 未焊透 焊逢成形不良等缺陷.选用焊条的直径主要考虑焊件的厚度厚度较大的焊件应选用直径较大的焊条反之易然.焊件与焊接电流的关系如下表 3-2 表 3-2 焊条直径与焊件厚度之间的关系单位:mm焊件厚度 2 3 4~5 6~12 gt13焊条直径 2 3.2 3.2~4 4~5 4~6 焊条直径越粗，焊条融化所需的热量越大，必须增大焊接电流:若焊接电流太小，引弧困难，甚至会粘住焊条。每种直径的焊条都有一个合适的电流范围，表 3-3 给出各种直径焊条合适的焊接电流的参考值。 表 3-3 焊条直 1.6 2.0 2.5 3.2 4.0 5.0 6.0 径/mm 焊接电 100~ 160~ 200~ 260~ 25~40 40~65 50~80 流/A 130 210 270 3003.1.6 操作因素 在焊接生产过程中，焊工的单面焊双面成形操作技术水平低，就意味着打底层的运条方法、焊条角度、接头方法、中间层及盖面层的运条方法、接头、收尾等操作方法掌握不熟练，这是造成焊缝质量差的重要原因之一。 焊前对工件上的油、锈、水分清理不严格，焊条未经烘干处理或烘烤温度不够而投入使用，会促使焊缝产生大量的气孔，从而使焊接缝质量达不到要求。 7 第四章 焊缝质量控制4.1 作好焊前准备4.1.1焊前控制 焊接前质量控制包括焊接原材料检验、焊接结构设计鉴定、焊接设备检查、焊工资质及操作技能检查等。 1 )焊接原材料检验 焊接原材料包括母材、焊材两大类。 l母材检验焊接结构的母材种类很多，如低碳钢、低合金钢、不锈钢、高速钢、工具钢、铝等，每一类又有不同的型号。 对焊接结构母材的焊前检验，主要是根据材料的型号、出厂质量检验合格证进行检验。同时，还应进行外部检查和抽样复核，以检查在运输过程中产生的外部缺陷和防止型号错乱。对于没有出厂合格证或新使用的材料必须进行化学成分分析、力学性能试验及焊接性试验，合格后方可投入使用。 对用于重要焊接结构如压力容器的母材，在使用前应根据有关规定抽样复验其力学性能、化学成分等是否与订购合同的要求相符。 2焊丝、焊条的检验对用于重要焊接结构的焊丝，在使用前应进行化学成分复核、外部检查和直径测量。对用于重要焊接结构的焊条，在使用前应核实其化学成分、力学性能、焊接性能等。