电解多功能机组天车主梁焊接工艺设计

电解多功能机组天车主梁焊接工艺设计目录1.绪论--------------------------------------------------------------------------------------------------------11.1产品介绍----------------------------------------------------------------------------------------12.焊接方法的介绍-------------------------------------------------------------------------------------- 22.1埋弧焊------------------------------------------------------------------------------------------ 22.2CO2气体保护焊-------------------------------------------------------------------------------43焊接性分析----------------------------------------------------------------------------------------------53.1 35号钢焊接性分析--------------------------------------------------------------------------53.2焊接工艺参数的选择-----------------------------------------------------------------------84焊接工艺流程-----------------------------------------------------------------------------------------134.1钢材的矫正--------------------------------------------------------------------------------134.2 放样，划线与号料，--------------------------------------------------------------------------135焊件的质量检验--------------------------------------------------------------------------------------206焊接结构的涂装和发运---------------------------------------------------------------------------21参考文献--------------------------------------------------------------------------------------------------22焊接工艺课程设计1绪论1.1电解多功能机组简介电解多功能机组是大型预焙阳极电解厂房的关键设备，随着大型预焙阳极电解槽的迅速发展，用于电解铝生产的电解多功能机组在功能上已有很大的发展，它是集打壳，更换阳极，覆盖氧化铝，出铝，辅助提升阳极，安装和检修电解槽上部等多功能于一体的高技术产品。

电解多功能机组由大车，工具小车，出铝小车，液压系统，气动系统和电控系统等部分组成，其中大车部分由桥架和运行机构组成，桥架是机组的主要承载部件，其质量好坏直接影响电解多功能机组整体质量，故制造厂商在同样的加工能力和技术条件下，选择合理的桥架结构，对提高电解多功能机组的整体质量具有十分重要意义。

电解多功能机组的大车主要采用箱型偏轨双梁桥架结构，主梁和端梁通过高强度螺栓联接，这种结构具有制造简单，生产效率高，通用性强等一系列优点，其结构形式主要根据跨距，轮压，厂房的轨顶标高及厂房的下弦标高等参数决定。

电解多功能机组的主梁结构的盖板和腹板大部分为直板，制作十分方便，质量易于控制，而且没有结构突变，减少了应力集中现象，但这种结构受车间厂房轨顶标高和下弦标高空间的限制。

电解多功能机组的轮压是机组设计的重要参数之一，是确定车轮装置，轨道结构，土建设计及验算车轮打滑的重要依据。

由于横向配置预焙槽可以提高单位面积产量，具有综合经济效益好等优点，目前国内上马在建的铝厂大多选用200KA以上的槽型，多点进电。

这就给铝电解多功能机组发展起到推动作用。

同时还应看到，大型预焙槽及车间的特殊环境对电解多功能机组在可靠性及运转率等方面提出了更高要求。

由于驾驶室玻璃的防腐问题和能适合于电解车间环境的高可靠性的空调机尚无法解决，机组作业时，驾驶室处于烟气和热辐射中，司机的视场很不好（高位机组更差），靠地面人工引导作业，严重影响操作和生产效率的提高。

因而，未来最有发展前途的铝电解多功能机组的品种应是：高可靠性、高运转率、减轻操作工劳动强度、轻而小的多功能机组。

2焊接方法的介绍2.1 埋弧焊埋弧焊（Submerged Arc Welding）是电弧在焊剂下燃烧以进行焊接的熔焊方法，在焊接过程中，焊剂熔化产生的液态熔渣覆盖电弧和熔化金属，起保护﹑净化熔池﹑稳定电弧和渗入合金元素的作用。

埋弧焊分为自动埋弧焊和半自动埋弧焊两种。

前者应用较广泛，焊接电流可达600A～2000A，焊接效率很高。

埋弧焊是一种适于大量生产的焊接方法，广泛用于焊接各种碳钢﹑低合金钢和合金钢，也用于不锈钢和镍合金的焊接和表面堆焊。

为了提高焊接效率和扩大使用范围，埋弧焊的电极可采用双丝﹑三丝﹑带极(用于堆焊)﹐还可在焊剂中添加金属粉等。

焊剂层下的电弧与焊件接口的对正和调整，可用工业电视观察或用激光跟踪等方法探测。

埋弧焊的焊接效率高，焊缝光洁，无飞溅，少烟尘，无电弧闪光，劳动卫生条件好，设备成本较低。

缺点是限于平焊和长焊缝。

与气体保护电弧焊相比，埋弧焊电弧不可见，接头装配要求较高，应用灵活性也较差。

2.1.1 埋弧焊的工作原理埋弧自动焊接时，引燃电弧、送丝、电弧沿焊接方向移动及焊接收尾等过程完全由机械来完成，焊剂由漏斗流出后，均匀地堆敷在装配好的工件上，焊丝由送丝机构经送丝滚轮和导电嘴送入焊接电弧区。

焊接电源的两端分别接在导电嘴和工件上。

送丝机构、焊剂漏斗及控制盘通常都装在一台小车上以实现焊接电弧的移动。

焊接过程是通过操作控制盘上的按钮开关来实现自动控制的。

焊接过程中，在工件被焊处覆盖着一层30－50mm厚的粒状焊剂，连续送进的焊丝在焊剂层下与焊件间产生电弧，电弧的热量使焊丝、工件和焊剂溶化，形成金属熔池，使它们与空气隔绝。

随着焊机自动向前移动，电弧不断熔化前方的焊件金属、焊丝及焊剂，而熔池后方的边缘开始冷却凝固形成焊缝，液态熔渣随后也冷凝形成坚硬的渣壳，未熔化的焊剂可回收使用。

焊丝和焊剂在焊接时的作用与手工电弧焊的焊条芯、焊条药皮一样。

焊接不同的材料应选择不同成分的焊丝和焊剂。

如焊接低碳钢时常用H08A 焊丝，配用高锰高硅型焊剂HJ431等。

焊接电源通常采用容量较大的弧焊变压器。

2.1.2 埋弧焊的特点1.埋弧焊有以下优点（1）生产效率高埋弧焊所用的焊接电流可大到1000A以上，比焊条电弧焊高5~7倍，因而电弧的熔深能力和焊丝熔敷效率都比较大。

这也使得焊接速度可以大大提高。

以厚板为8~10mm的钢板为例，焊条电弧焊的焊接速度一般不超过6~8m/h，而单丝埋弧焊的速度可达30~50m/h，如果采用双丝或多丝埋弧焊，速度还可以提高一倍以上。

（2）焊接质量好这一方面是由于埋弧焊的焊接参数可通过电弧自动调节系统的调节能够保持稳定，对焊工操作技术要求不高，因而焊缝成形好，成分稳定；另一方面也采用熔渣进行保护，隔离空气的效果好有关。

（3）劳动条件好埋弧焊时没有刺眼的弧光，也不需要焊工手工操作。

这既能改善作业环境，也能减轻劳动强度。

（4）节约金属及电能对于20~25mm厚以下的焊件可以不开坡口焊接，这既可以节省由于加工坡口而损失的金属，也可以使焊缝中的焊丝填充量大大减少。

2.1.3埋弧焊的缺点（1）焊接适用的位置受到限制（2）焊接厚度受到限制不适于焊接厚度小于1mm的薄板。

（3）对焊件坡口加工与装配要求较严这是因为在埋弧焊时不能直接观察观察电弧与坡口的焊接位置，故必须保证坡口的加工和装配精度，或者采用焊缝自动跟踪装置才能保证不焊偏。

2.2 CO2气体保护焊CO2气体保护焊是以CO2作保护气体，依靠焊丝与焊件之间的电弧来熔化金属的气体保护焊的方法称CO2焊。

这种焊接法采用焊丝自动送丝，敷化金属量大、生产效率高、质量稳定。

因此，在国内外获得广泛应用。

2.1.1CO2气体保护焊的特点（1）采用明弧焊接，熔池可见度好，操作方便，适宜于全位置焊接。

并且有利于焊接过程中的机械化和自动化，特别是空间位置的机械化焊接。

（2）电弧在保护气体的压缩下热量集中，焊接速度较快，熔池小，热影响区窄，焊件焊后的变形小，抗裂性能好，尤其适合薄板焊接。

（3）用氩、氦等惰性气体焊接化学性质较活泼的金属和合金时，具有较好的焊接质量。

（4）在室外作业时，必须设挡风装置才能施焊，电弧的光辐射较强，焊接设备比较复杂。

2.1.2CO2气体保护焊和埋弧焊相比的不足（1）焊接过程中飞溅较多，焊缝外形较为粗糙，特别是当焊接参数匹配不当时飞溅就更严重。

（2）不能焊接易氧化的金属材料，也不适于在有风的地方焊。

（3）焊接过程弧光较强，尤其是采用大电流焊接时电弧的辐射较强，故要特别重视对操作人员的保护。

（4）设备比较复杂，需有专业队伍负责维修。

3焊接性分析3.135号钢焊接性分析3.1.135号钢的化学成分及力学性能35号表示含碳量约为0.35%碳素结构钢，35号钢优质碳素结构钢有良好的塑性和适当的强度，工艺性能较好，焊接性能尚可，大多在正火状态和调质状态下使用。

35号钢广泛用于制造各种锻件和热压件、冷拉和顶锻钢材，无缝钢管、机械制造中的零件，如曲轴、转轴、轴销、杠杆、连杆、横梁、套筒、轮圈、垫圈以及螺钉、螺母等。

GB699-1999钢名化学成分（%）热处理状态C Si Mn S P0.32~0.0.17~0.0.50~0.≤0.0≤0.03正火号钢40 37 80 35 5力学性能σs（Mpa）σb（Mpa）δ（%）Aku（J/cm2）≥315≥530≥20≥55碳钢的力学性能和焊接性主要取决于它的含碳量.随着含碳量的增加,硬度和强度提高,而塑性下降.含碳量的增加,钢的结晶温度区间扩大,马氏体含量增加,淬硬倾向增加,焊接性逐渐变差。