铝合金平板对接焊焊接工艺设计及夹具设计说明书.doc

- 焊接课程设计 说明书 班级： ： 学号: 专业目录设计任务书-------------------------------------------------------------------------------1 第一局部 焊接工艺设计一、6156铝合金板焊接性分析-----------------------------------------------------2二、焊接方法的选择-------------------------------------------------------------------3三、MIG焊工作原理及工艺特点---------------------------------------------------4四、、焊接工艺参数-------------------------------------------------------------------5五、焊接考前须知----------------------------------------------------------------------7六、 外观检验---------------------------------------------------------------------------7七、无损检测-----------------------------------------------------------------------------8第二局部 夹具设计1、 夹具设计的目的意义及要求 -------------------------------------------------8二、定位------------------------------------------------------------------------------------8三、夹具设计-----------------------------------------------------------------------------94、 夹紧材料的设计-------------------------------------------------------------------125、 夹紧尺寸公差及粗糙度---------------------------------------------------------14结论------------------------------------------------------------------------------------------14参考文献-----------------------------------------------------------------------------------15附录焊接工艺卡-----------------------------------------------------------------------------装配图--------------------------------------------------------------------------------------. . word.zl-.. -零件图 -----------------------------------------------------------------------------------. . word.zl-.. - 焊接构造课程设计任务书02题目：平板对接焊缝设计设计参数:对接板尺寸：600-800mm板厚:8mm、10mm、12mm材料：6156铝合金焊接速度：20-90m/h设计要求：1、查阅文献资料，熟悉焊接构造设计的思路 2、平板对接焊焊缝总体设计方案论证 3、设计相关焊接工艺流程，并编写相应的焊接工艺卡4、绘制相应的图纸〔装配图及零件图〕 5、撰写设计说明书学生: 学号指导教师：日期：2018.1.8. . word.zl-.. -. . word.zl-.. - 第一局部 焊接工艺设计一、6156铝合金板焊接性分析1、 本次设计所用材料 6156铝合金板两块，规格4600200mm，平板对接2、 母材化学成分和力学性能表1 母材牌号、力学性能牌号力学性能屈服度(MPa)抗拉强度(MPa)伸长率(%)6156铝合金120≧410≧8表2 母材化学成分(%)牌号化学成分〔%〕Si硅Fe铁Cu铜TI钛Zn锌Mn锰Mg镁6156铝合金0.7-1.30.20.7-1.1-0.1-0.70.4-0.70.6-1.23、铝及铝合金焊接性分析(1)铝及其合金化学活泼性很强，外表易形成氧化膜，且多具有难熔性质〔如Al2O3的熔点约为2050℃，MgO的熔点约为2500℃〕，加之铝及其合金导热性强，焊接时容易造成不熔合现象。

由于氧化膜密度同铝的密度极其接近，所以也容易成为焊缝金属的夹杂物同时，氧化膜〔特别是有MgO存在的不很致密的氧化膜〕可以吸收较多的水分而常常成为形成焊缝气孔的重要原因之一焊接前应采用化学或机械方法进展严格外表清理，去除其外表氧化膜在焊接过程加强保护，防止其氧化钨极氩弧焊时，选用交流电源，通过“阴极清理〞作用，去除氧化膜气焊时，采用去除氧化膜的焊剂在厚板焊接时，可加大焊接热量，例如，氦弧热量大，利用氦气或氩氦混合气体保护，或者采用大规的熔化极气体保护焊，在直流正接情况下，可不需要“阴极清理〞 〔2〕铝及铝合金的热导率和比热容均约为碳素钢和低合金钢的两倍多铝的热导率那么是奥氏体不锈钢的十几倍在焊接过程中，大量的热量能被迅速传导到基体金属部，因而焊接铝及铝合金时，能量除消耗于熔化金属熔池外，还要有更多的热量无谓消耗于金属其他部位，这种无用能量的消耗要比钢的焊接更为显著，为了获得高质量的焊接接头，应当尽量采用能量集中、功率大的能源，有时也可采用预热等工艺措施　〔3〕铝及铝合金的线膨胀系数约为碳素钢和低合金钢的两倍铝凝固时的体积收缩率较大，焊件的变形和应力较大，因此，需采取预防焊接变形的措施。

铝焊接熔池凝固时容易产生缩孔、缩松、热裂纹及较高的应力生产中可采用调整焊丝成分与焊接工艺的措施防止热裂纹的产生在耐蚀性允许的情况下，可采用铝硅合金焊丝焊接除铝镁合金之外的铝合金在铝硅合金中含硅0.5％时热裂倾向较大，随着硅含量增加，合金结晶温度围变小，流动性显著提高，收缩率下降，热裂倾向也相应减小根据生产经历，当含硅5％～6％时可不产生热裂，因而采用SAlSi条(硅含量4．5％～6％)焊丝会有更好的抗裂性另外常采用参加变质剂Ti、Zr、V、B等产生包晶反响，形成难熔的化合物，细化晶粒；限制有害杂质的含量 　〔4〕铝对光、热的反射能力较强，固、液转态时，没有明显的色泽变化，焊接操作时判断难高温铝强度很低，支撑熔池困难，容易焊穿 　〔5〕铝及铝合金在液态能溶解大量的氢，固态几乎不溶解氢在焊接熔池凝固和快速冷却的过程中，氢来不及溢出，极易形成氢气孔弧柱气氛中的水分、焊接材料及母材外表氧化膜吸附的水分，都是焊缝中氢气的重要来源因此，对氢的来源要严格控制，以防止气孔的形成 〔6〕焊接接头的耐蚀性一般都低于母材，热处理强化铝合金〔如硬铝〕接头的耐蚀性能的降低尤其明显接头组织越不均匀，越易降低耐蚀性。

焊缝金属的纯度和致密性也是影响接头耐蚀的因素之一，杂质较多，晶粒粗大以及脆性相〔如FeAl3〕析出等，耐蚀性就会明显下降，不仅产生局部的外表腐蚀而且经常出现晶间腐蚀对于铝合金，焊接应力更是影响耐蚀性的敏感因素 　 〔7〕时效强化铝合金，无论是在退火状态下还是时效状态下焊接，焊后不经过热处理，其接头强度均低于母材所有时效强化的铝合金，焊后不管是否经过时效处理，其接头塑性均未能到达母材的水平对于熔合区，非时效强化铝合金的主要问题是晶粒粗化而降低塑性，在时效强化铝合金焊接时，除了晶粒粗化，还可能因晶界液化而产生显微裂纹，所以熔合区的变化主要是恶化塑性 〔8〕 铝为面心立方晶格，没有同素异构体，加热与冷却过程中没有相变，焊缝晶粒易粗大，不能通过相变来细化晶粒 〔9〕合金元素易蒸发、烧损，使焊缝性能下降二、焊接方法的选择几乎各种焊接方法都可以用于焊接铝及铝合金，但是铝及铝合金对各种焊接方法的适应性不同，各种焊接方法有其各自的应用场合气焊和焊条电弧焊方法，设备简单、操作方便气焊可用于对焊接质量要求不高的铝薄板及铸件的补焊焊条电弧焊可用于铝合金铸件的补焊惰性气体保护焊〔TIG或MIG〕方法是应用最广泛的铝及铝合金焊接方法。

铝及铝合金薄板可采用钨极交流氩弧焊或钨极脉冲氩弧焊铝及铝合金厚板可采用钨。