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信阳涉外职业技术学院毕业论文(设计)开题报告书论文(设计)题目埋弧焊常见焊接缺陷的成因分析及对策学院信阳涉外职业技术学院专业焊接技术及自动化班级2011级焊接班姓名吴彰建学号110301002指导教师张明猛二O一三年七月十五日
一、阅读的参考文献(序号,作者,文章题目(书目),刊物名称,出版单位、时间)参考文献
[1]英若采主编.熔焊原理及金属材料焊接[M].-2版.-北京机械工业出版社,
2005.5
[2]印有胜编著.金属焊接缺陷及其防止[M].-黑龙江科学技术出版社,
1995.6
[3]陈伯蠡编著.焊接工程缺陷分析与对策[M].-北京机械工业出版社,
1997.12
[4]韩国明主编.焊接工艺理论与技术[M].-2版.-北京机械工业出版社,
2007.1
[5]李亚江主编.焊接冶金学材料焊接性[M].-北京机械工业出版社,
2006.10
[6]徐卫东主编.焊接检验与质量管理[M].-北京机械工业出版社,
2008.8
[7]张文钺主编.焊接冶金学(基本原理)[M].-北京机械工业出版社,1995
[8]陈伯蠡著.焊接冶金原理[M].-北京清华大学出版社,1991
[9]周振丰主编.焊接冶金[M].-北京.机械工业出版社.1995
[10]中国机械工程学会焊接学会,焊接结构设计与制造(XV)委员会.焊接结构设计手册[M].北京机械工业出版社,
1990.3479-497
[11]中国机械工程学会焊接学会.焊接手册(第3卷)焊接结构[M].北京机械工业出版社,
1992.12671-676
[12]史耀武主编.焊接技术手册[M].福州福建科学技术出版社,
2005.4695-696
[13]宗培言主编.焊接结构制造技术与装备[M].北京机械工业出版社,
2007.337-41
[14]崔忠圻主编.金属学与热处理[M].哈尔滨工业大学出版社
1989.
二、选题理由气孔的形成机理常温固态金属中气体的溶解度只有高温液态金属中气体溶解度的几十分之一至几百分之一熔池金属在凝固过程中有大量的气体要从金属中逸出来当凝固速度大于气体逸出速度时就形成气孔产生气孔的主要原因母材或填充金属表面有锈、油污等焊丝及焊剂未烘干会增加气孔量因为锈、油污及焊条药皮、焊剂中的水分在高温下分解为气体增加了高温金属中气体的含量焊接线能量过小熔池冷却速度大不利于气体逸出焊缝金属脱氧不足,焊芯锈蚀或药皮变质、剥落等因素也会增加氧气孔此外,埋弧自动焊电压过高等,接头未清理干净,焊剂中混有垃圾,焊剂覆盖层厚度不当或焊剂斗阻塞,焊丝表面清理不够,电压过高都易在焊接过程中产生气孔气孔的危害气孔减少了焊缝的有效截面积使焊缝疏松从而降低了接头的强度降低塑性还会引起泄漏气孔也是引起应力集中的因素氢气孔还可能促成冷裂纹的出现5接头组织和性能不符合要求的产生原因焊材与母材匹配不当或焊接过程中元素烧损等原因容易使焊缝金属的化学成份发生变化或造成焊缝组织不符合要求这可能带来焊缝的力学性能的下降还会影响接头的耐蚀性能6焊缝残余变形的产生原因焊接过程对焊件进行了局部的,不均匀的加热是产生焊接变形的原因焊接以后焊缝和焊缝附近的金属都发生缩短缩短主要发生在两个方面沿着长度方向的纵向收缩和垂直于焊缝长度方向上的横向收缩正是由于焊缝及其附近金属有这两个方向的收缩和收缩所引起的这两个长度方向上的缩短造成了焊接结构的各种变形7偏析的产生原因显微偏析产生的原因是,焊缝金属在凝固过程中,液,固两相是在变化着的一般来讲先结晶的固相比较纯,而后结晶的固相含溶质的浓度较高,并富集了许多杂质,由于焊接过程冷却较快,固相(晶粒)内的成分来不及扩散,在一定程度上保持着由于由于结晶有先后所产生的化学成分不均匀性,从而形成了偏析区域偏析产生的原因是,在焊缝结晶时,由于柱状晶粒继续长大和推移,此时会把溶质和杂质“赶”向熔池的中心这时熔池中心的杂质浓度逐渐升高,只是在最后凝固的部位产生严重的偏析层状偏析产生的原因是,结晶过程放出结晶潜热和熔滴过渡时热能输入周期性变化,致使凝固界面的液体金属成分也发生周期性的变化,正是有这种热的周期性作用而引起层状偏析8夹渣的产生原因坡口尺寸不合理;坡口有污物;多层焊时层间清渣不彻底;焊接线能量小;焊缝散热太快液态金属凝固过快;焊条药皮焊剂化学成分不合理熔点过高;多层分道焊时,焊丝位置不当9未焊透和未熔合产生原因产生未焊透的原因a.焊接电流小熔深浅;;b.坡口和间隙尺寸不合理钝边太大;c.磁偏吹影响;d.焊条偏芯度太大;e.层间及焊根清理不良;f.焊丝未对准产生未熔合缺陷的原因a.焊接电流过小;b.焊接速度过快;c.焊条角度不对;d.产生了弧偏吹现象;e.焊接处于下坡焊位置母材未熔化时已被铁水复盖;f.母材表面有污物或氧化物影响熔敷金属与母材间的熔化结合等;g.焊缝局部弯曲过甚
(10)咬边的产生原因产生咬边的主要原因是电弧热量太高即电流太大焊丝速度太小所造成的焊丝与工件间角度不正确摆动不合理电弧过长焊接次序不合理,焊丝位置或角度不正确,焊接参数不当等都会造成咬边焊缝坡口开得不当或装配间隙不均匀;焊接规范选择不适当,如电流过大或过小,焊接速度过快或过慢也是产生咬边的常见原因
3.常见焊接缺陷的防止措施
(1)防止结晶裂纹的措施防止结晶裂纹主要从冶金和工艺两个方面着手,其中冶金措施更为重要控制焊缝中硫、磷、碳等有害元素的含量硫、磷、碳等元素主要来源于木材和焊接材料,因此首先要杜绝其来源,具体措施第一,对焊接结构用钢的化学成分在国家或行业标准中都做了严格规定,如锅炉及压力容器用钢一般规定Ws、Wp均≤
0.035%,强度级别较高的调质钢要求更严;第二,为了保证焊缝中有害元素低于母材,对焊丝用钢、焊条药皮、焊剂原料中的碳、硫、磷含量也做了更严格的规定,如焊丝中碳、硫、磷含量均低于同牌号的母材对熔池进行变质处理通过变质处理细化晶粒,不仅可以提高焊缝金属的力学性能,还可以提高抗结晶裂纹能力调质熔渣的碱度实验证明,焊接熔渣的碱度也高,熔池中脱硫、脱氧越完全,其中杂质越少,从而不易形成低熔点化合物,可以显著降低焊缝金属的结晶裂纹倾向因此,在焊接较重要的产品时,应选用碱性焊条和焊剂防止结晶裂纹的工艺措施在产品一定的条件下,工艺措施不仅可调节冷却速度而影响变形率,而且通过熔合比及焊缝成形系数的变化也能影响焊缝的化学成分和偏析情况防止结晶裂纹的工艺措施如下调整焊接参数以得到抗裂能力较强的焊缝成形系数为了调整成形系数,必须合理选择焊接参数一般情况下,成形系数随电弧电压的升高而增加,对焊接电流的增加而减小当线能量不变时,则焊速越大,裂纹倾向越大调整冷却速度冷却速度越高,变形增长率越大,结晶裂纹倾向越大降低冷却速度可通过调整焊接焊接参数或预热来实现用增加线能量来降低冷却速度的效果是有限的,采用预热的效果则较明显但要注意,结晶裂纹形成于固相线附近的高温,需要较高的预热温度才能降低高温的冷却速度高温预热成本高,劳动条件恶劣,有时还会影响焊接金属的性能在生产中,只在焊接一些结晶裂纹非常敏感的材料时,才用预热来防止结晶裂纹调整焊接顺序,降低拘束应力接头刚性越大,焊缝金属冷却收缩时受到的拘束应力也越大在产品尺寸一定时,合理安排焊接顺序,对降低焊接接头的刚度、减小内变形有明显的效果,从而可以有效地防止结晶裂纹上面结合影响结晶裂纹的因素介绍了一些主要的告知措施生产中的实际情况比较复杂,必须根据具体条件(材料、产品结构、技术要求、工艺条件)抓住主要未能,才能做到针对性的采取措施
(2)冷裂纹的防止措施在冶金方面采取如下措施a.选用优质的低氢焊接材料和低氢的焊接工艺方法是防止焊接冷裂纹的有效措施之一此外采用低匹配的焊条对于防止裂纹也是有效的b.严格控制氢的来源也是降低氢的可靠途径,因为采用低氢焊材和低氢焊接方法还不能保证获得低氢的焊缝还要仔细烘干焊丝焊剂,注意环境的湿度对焊丝钢板坡口附近的铁锈,油污应仔细清理c.适当加入某些合金元素提高焊缝金属的韧性,也可防止冷裂纹的产生在工艺方面包括正确制定施工程序,选择焊接线能量,预热温度,焊后后热以及焊后热处理等为改善结构的应力状态,应合理地分布焊缝的位置和施焊的顺序
(3)再热裂纹的控制措施选用再热裂纹敏感性小的母材,这是最根本的措施选用的材料最好在敏感温度区里不出现有损晶界塑性的相变实践证明,铬钼钢中铬大于
1.5%的要比小于1%好避免采用应力集中的结构,同时也应力求避免造成应力集中的缺陷(夹渣、未焊透等)在满足设计要求的前提下,应选择高温强度低于母材的焊缝,可多承担相应力的松弛,以避免在热影响区产生裂纹提高预热温度,焊后采用缓冷方法,均可减少再热裂纹的发生实践证明,用低强度高速型的焊缝盖面,或焊完后用钨极氩弧焊将表面焊缝重熔一次,也可以减缓残余应力,有利于减少再热裂纹总述,对于埋弧焊中裂纹的防治方法有a.合理选配焊接材料;b.选用合格焊丝;c.适当降低焊速、焊前预热和焊后缓冷;d.焊前适当预热或减小电流,降低焊速(双面焊适用);e.调整焊接参数和改进坡口;f.调整焊接参数和改变极性(直流)g.合理安排焊接顺序;h.焊前预热及焊后缓冷
(4)防止产生气孔的措施清除焊丝工作坡口及其附近表面的油污、铁锈、水分和杂物焊剂按规定烘干焊前预热减缓冷却速度用偏强的规范施焊焊剂必须过筛、吹灰、烘干.调节焊剂覆盖层高度,疏通焊剂斗
(5)防止接头组织和性能不符合要求的措施调整焊接工艺当功率P不变时,增大焊接速度v可使焊缝晶粒细化;当线能量E不变时提高P和v,也可使焊缝晶粒细化此外为了减少熔池金属过热,在埋弧焊时可以向焊缝金属中送进附加的冷焊丝,或在坡口预置碎焊丝焊后热处理焊后热处理可分别起到改善组织,性能,消除残余应力或排除扩散氢的作用焊后进行正火和淬火+回火,可以改善焊缝的组织与性能对于由于化学成分引起的焊缝性能不符合要求应采用在焊剂中添加易烧损的有用元素以补偿在熔池中烧损的元素
(6)防止焊缝残余变形的措施设计措施a.合理地设计焊缝的尺寸和形状焊缝的尺寸和形状直接关系到焊缝变形的大小焊缝尺寸大焊接变形大因此,在保证结构的承载能力的情况下,设计时应尽量采用较小的焊缝尺寸b.尽可能的减少不必要的焊缝在焊接结构中应力求焊缝数量少,避免不必要的焊缝c.合理安排焊缝位置在设计时,安排焊缝尽可能对称于截面中性轴,或者使焊缝接近中性轴,这对减少梁,柱等一类结构的挠曲变形有良好的效果工艺措施a.采用反变形法事先估计好结构变形的大小和方向然后在装配时给予一个相反的变形与焊接变形相抵消,使焊后构件保持设计的要求b.刚性固定法这种方法是在没有反变形的情况下,将构件加以固定来限制焊接变形用这种方法来预防构件的挠曲变形只能在一定程度上减少这种变形c.合理选择焊接方法和规范选用线能量较低的焊接方法,可以有效的防止焊接变形d.选择合理装配顺序采用合理焊接顺序来减小焊接变形具有重大意义同样一个焊接构件采用不同的装配焊接顺序,焊后产生的变形大不一样
(7)防止偏析的产生措施减少焊缝中的SPC等有害杂质的含量是防止焊缝金属产生偏析的的主要措施改变焊缝金属的结晶形态和细化晶粒均有利于减少焊缝重金属的偏析合理地控制焊缝的断面形状和焊接速度,均有利于防止焊缝中的区域偏析
(8)防止产生夹渣的措施焊前应对焊件认真清理;多层焊时应对前一层熔渣清除干净;每层焊后发现咬边夹渣必须清除并进行修复9防止未焊透和未熔合的措施未焊透的防止措施调整焊接参数使用较大电流来焊接是防止未焊透的基本方法修正坡口,调节焊丝也能进行有效的防治未熔合的防止措施采用较大的焊接电流正确地进行施焊操作注意坡口部位的清洁调整焊丝,精心操作也有一定的效果10防止咬边的措施根据焊接项目、位置,焊接规范的要求,选择合适的电流参数;焊条(丝)送进速度与所选焊接电流参数协调;对检查中发现的焊缝咬边,进行打磨清理、补焊,使之符合验收标准要求注此页为空表,不够可自行照此格式添加
三、开题过程中存在哪些问题及相应的解决办法1.问题刚开始时,对论文的框架构成理解不到位解决办法与指导老师交流并通过各种渠道了解写论文的方法以及技巧2.问题眼界狭窄,局限于课本,感觉资料的来源不足解决方法查找各类期刊,报刊,专业课本以及上网搜索资料3.问题对开题报告理解不清晰,了解片面化、空洞化解决办法通过和指导老师的交流以及在网络中查看范文初步了解并集中搜索了相关的方法技巧问题理论与实践不能紧密的结合运用解决办法熟记书本理论知识,周末去做与本专业相关的兼职,多多和指导老师沟通交流
四、论文撰写计划进度安排起止时间撰写内容目的和要求2013年07月12日至16日准备开题报告确定题目,收集资料2013年07月13日至22日完成开题报告结合实践,完善报告2013年07月25日至08月02日撰写论文第一稿交指导老师审阅并修改完成论文框架的构建2013年08月03日至07日撰写论文第二稿交指导老师审阅并修改修改补充论文2013年08月08日至15日根据论文格式要求,完成论文定稿完成论文写作任务2013年08月16日至20日准备论文答辩相关事宜准备论文答辩指导教师意见年月日。