Ⅰ 砂型鑄造的手工造型方法有哪些
1 普通砂型鑄造法:利用砂作為鑄模材料,又稱砂鑄,翻砂,包括濕砂型、干砂型和化學硬化砂型3類,但並非所有砂均可用以鑄造。好處是成本較低,因為鑄模所使用的沙可重復使用;缺點是鑄模製作耗時,鑄模本身不能被重復使用,須破壞後才能取得成品。
2、砂型鑄造方法:濕型砂機器造型方法、自硬樹脂砂造型制芯、水玻璃砂造型制芯、干型和表干型、實型鑄造、負壓造型、手工造型。
3、砂芯製造方法:是根據砂芯尺寸、形狀、生產批量及具體生產條件進行選擇的,在生產中,從總體上可分為手工制芯和機器制芯。
4、金屬模鑄造法:利用熔點較原料高的金屬製作鑄模。其中細分為重力鑄造法、低壓鑄造法和高壓鑄造法。受制於鑄模的熔點,可被鑄造的金屬也有所限制。
5、脫蠟鑄造法:這方法可以為外膜鑄造法和固體鑄造法。先以蠟復制所需要鑄造的物件,然後浸入含陶瓷的池中並待乾,使以蠟制的復製品覆上一層陶瓷外膜,一直重復步驟直到外膜足以支持鑄造過程(約1/4寸到1/8寸),然後熔解模中的蠟,並抽離鑄模。
(1)手工曲軸玩具連接方法擴展閱讀:
製造砂型的材料稱為造型材料,用於製造砂型的材料習貫上稱為型砂,用於製造砂芯的造型材料稱為芯砂。型砂是由原砂、粘結劑和水按一定比例混合而成,有時還加入少量如煤粉、植物油、木屑等附加物。
原沙是骨乾材料,其主要作用是:一方面為型砂(芯)提供必要的耐高溫性能和熱物理性能,有助高溫金屬順利充型,以及是金屬也在鑄型中冷卻、凝固並得到所要求形狀和性能的鑄件。另一方面原砂砂粒能為砂型(芯)提供眾多孔隙,保證型、芯具有一定透氣性。
粘結劑起粘結砂粒的作用,使型砂具有必要的強度和韌性,附加物是為了改善型(芯)砂所需要的性能,或為了抑制型砂不希望有的性能而加入的物質。
型砂和芯砂的質量直接影響鑄件的質量,型砂質量 不好會使鑄件產生氣孔、砂眼、粘砂、夾砂等缺陷。
Ⅱ 曲軸的加工工藝、設計步驟、流程
引擎的主要旋轉機件,裝上連桿後,可承接連桿的上下(往復)運動變成循環(旋轉)運動。
是發動機上的一個重要的機件,其材料是由碳素結構鋼或球墨鑄鐵製成的,有兩個重要部位:主軸頸,連桿頸,(還有其他)。主軸頸被安裝在缸體上,連桿頸與連桿大頭孔連接,連桿小頭孔與汽缸活塞連接,是一個典型的曲柄滑塊機構。曲軸的潤滑主要是指與搖臂間軸瓦的潤滑和兩頭固定點的潤滑. 這個一般都是壓力潤滑的,曲軸中間會有油道和各個軸瓦相通,發動機運轉以後靠機油泵提供壓力供油進行潤滑、降溫。發動機工作過程就是,活塞經過混合壓縮氣的燃爆,推動活塞做直線運動,並通過連桿將力傳給曲軸,由曲軸將直線運動轉變為旋轉運動。曲軸的旋轉是發動機的動力源。也是整個船的源動力。
曲軸製造技術/工藝的進展
1、球墨鑄鐵曲軸毛坯鑄造技術
(1) 熔煉
高溫低硫純凈鐵水的獲得是生產高質量球墨鑄鐵的關鍵。國內主要是以沖天爐為主的生產設備,鐵水未進行預脫硫處理;其次是高純生鐵少、焦炭質量差。目前已採用雙聯外加預脫硫的熔煉方法,採用沖天爐熔化鐵水,經爐外脫硫,然後在感應電爐中升溫並調整成分。目前,在國內鐵水成分的檢測已普遍採用真空直讀光譜儀來進行。
(2) 造型
氣流沖擊造型工藝明顯優於粘土砂型工藝,可獲得高精度的曲軸鑄件,該工藝製作的砂型具有無反彈變形量等特點,這對於多拐曲軸尤為重要。目前,國內已有一些曲軸生產廠家從德國、義大利、西班牙等國引進氣流沖擊造型工藝,不過,引進整條生產線的只有極少數廠家,如文登天潤曲軸有限公司引進了德國KW鑄造生產線。
2、鋼曲軸毛坯的鍛造技術
近幾年來,國內已引進了一批先進的鍛造設備,但由於數量少,加之模具製造技術和其他一些設施跟不上,使一部分先進設備未發揮應有的作用。從總體上來講,需改造和更新的陳舊的普通鍛造設備多,同時,落後的工藝和設備仍占據主導地位,先進技術有所應用但還不普遍。
3、機械加工技術
目前國內曲軸生產線多數由普通機床和專用機床組成,生產效率和自動化程度相對較低。粗加工設備多採用多刀車床車削曲軸主軸頸及拐頸,工序的質量穩定性差,容易產生較大的內應力,難以達到合理的加工餘量。一般精加工採用MQ8260等曲軸磨床粗磨-半精磨-精磨-拋光,通常靠手工操作,加工質量不穩定。
隨著貿易全球化的到來,各廠家已意識到了形勢的嚴峻性,紛紛進行技術改造,全力提升企業的競爭力,近年來引進了許多先進設備和技術,進展速度很快。就目前狀況來講,這些設備和技術基本依賴進口。下面就哈爾濱東安動力、一汽大柴、文登天潤曲軸、濱州海得曲軸等公司的情況作以介紹。
哈爾濱東安集團曲軸生產線為全自動柔性流水生產線,粗加工生產線由德國的專機自動線(LINDENMAIER)、數控車-車拉、數控高速隨動外銑(BOEHRINGER)、圓角滾壓機(HEGENSCHEIDT-MFD)和止推面車滾專機、淬火機(EMA)等組成;精加工生產線由日本的數控高速CBN磨床(TOYODA)、動平衡機、拋光機(IMPCO-NACHI)、檢測機、清洗機等組成。連桿軸頸加工則採用了數控高速隨動加工技術,全線採用高速CBN砂輪磨削技術,磨削線速度達到120m/s。
文登天潤曲軸通過引進德、美、意等發達國家的先進設備,組建了具有當今國際先進水平的大型曲軸生產基地,由CBN磨床、HAAS立式和卧式加工中心、義大利SAIMP磨床、德國HELLER曲軸內銑床和SA-FINA拋光機等設備組成的機加工生產線已經開始大批量生產。
一汽大柴曲軸生產線粗、精加工工序位於不同的車間,從而保證了精加工車間的清潔。粗加工有曲軸質量定心機、數控內銑床等設備,精加工設備由英國LANDIS、日本TOYADA數控曲軸磨床等進口先進設備組成。
濱州海得曲軸經過技術改造,組建了數控曲軸機加工生產線,粗加工設備由數控車床、數控曲軸銑床等設備組成,精加工設備由數控磨床、數控砂帶拋光機、滾磨光整機等設備組成,近期准備購進日本TOYADA工機數控磨床等關鍵設備,檢驗設備有美國ADCOLE曲軸三坐標測量機(見圖3)、粗糙度儀等組成。值得一提的是,海得曲軸公司在全國專業曲軸生產廠家中率先應用了球墨鑄鐵曲軸圓角滾壓和滾磨光整新技術,取得了良好的經濟效益和社會效益。
遼寧鴻發曲軸生產線經過技術改造後,主要由三台數控車床(進口VT36、CAK6163、CAK6150)、兩台數控內銑(S1-305B)為主的粗加工設備;七台數控曲軸磨床(1台進口CBN砂輪3L1、2台H197B、4台H229B)和熒光磁粉探傷機等精加工設備;去應力採用8台井爐,氮化處理採用7台離子氮化爐,淬火熱處理採用法國進口EFD公司生產的CIHM12全自動淬火機床和推桿式回火爐。同時由美國進口的曲軸綜合測量儀可以對曲軸進行全尺寸檢驗,產品質量得到了可靠的保障,同時具備了三條生產線同時加工的生產能力。
可以看出,發動機曲軸製造技術進展最為迅速的是機械加工裝備,比較典型的加工工藝是銑削和磨削。下面簡要介紹GF70M-T曲軸磨床和VDF 315 OM-4高速隨動外銑床,其先進程度可見一斑:
GF70M-T曲軸磨床是日本TOYADA工機開發生產的專用曲軸磨床,是為了滿足多品種、低成本、高精度、大批量生產需要而設計的數控曲軸磨床。該磨床應用工件回轉和砂輪進給伺服聯動控制技術,可以一次裝夾而不改變曲軸回轉中心即可完成所有軸頸的磨削,包括隨動跟蹤磨削連桿軸頸;採用靜壓主軸、靜壓導軌、靜壓進給絲杠(砂輪頭架)和線性光柵閉環控制,使用TOYADA工機生產的GC50 CNC控制系統,磨削軸頸圓度精度可達到0.002mm;採用CBN砂輪,磨削線速度高達120m/s,配雙砂輪頭架,磨削效率極高。
VDF 315 OM-4高速隨動外銑床是德國BOEHRINGER公司專為汽車發動機曲軸設計製造的柔性數控銑床,該設備應用工件回轉和銑刀進給伺服連動控制技術,可以一次裝夾不改變曲軸回轉中心隨動跟蹤銑削曲軸的連桿軸頸。VDF 315 OM-4高速隨動外銑採用一體化復合材料結構床身,工件兩端電子同步旋轉驅動,具有乾式切削、加工精度高、切削效率高等特點;使用SIEMENS 840D CNC控制系統,設備操作說明書在人機界面上,通過輸入零件的基本參數即可自動生成加工程序,可以加工長度450~700mm、回轉直徑在380mm以內的各種曲軸,連桿軸頸直徑誤差為±0.02mm。
4、熱處理和表面強化處理技術
曲軸的熱處理關鍵技術是表面強化處理。球墨鑄鐵曲軸一般均採用正火處理,為表面處理做好組織准備,表面強化處理一般採用感應淬火或氮化工藝。鍛鋼曲軸則採用軸頸與圓角淬火工藝。引進的設備有AEG全自動曲軸淬火機床、EMA淬火機床等。
據國外資料介紹,球墨鑄鐵曲軸採用圓角滾壓工藝與離子氮化結合使用進行復合強化,可使整條曲軸的抗疲勞強度提高130%以上。國內部分廠家近幾年也進行了這方面的實踐,取得了良好的效果。
曲軸圓角滾壓加工方面,德國赫根塞特(HEGENSCHEIDT-MFD AUTOMATIC)生產的機床應用了變壓力滾壓和矯正專利技術,是比較好的圓角滾壓設備,但價格昂貴。目前國內在這方面的研究也有了一定的成果,東風汽車有限公司工藝研究所的「曲軸圓角滾壓強化與滾壓校直技術研究開發及應用」解決了國內企業化巨資引進國外技術的問題,該課題獲得了原國家機械工業局科技進步二等獎。
曲軸製造技術的發展趨勢
1、鑄造技術
(1)熔煉
對於高牌號鑄鐵的熔化,將採用大容量中頻爐進行熔煉或變頻中頻爐熔煉,並採用直讀光譜儀檢測鐵水成分。球墨鑄鐵處理採用轉包,研製新品種球化劑,採用隨流孕育、型內孕育及復合孕育等先進孕育方法。熔化過程的各參數實現微機控制和屏幕顯示。
(2)造型
消失模鑄造將得到發展和推廣。在砂型鑄造中,無箱射壓造型和擠壓造型將受到重視並繼續在新建廠或改建廠中推廣應用。原有的高壓造型線將繼續使用,其中部分關鍵元件將得到改進,實現自動組芯和下芯。
2、鍛造技術
以熱模鍛壓力機、電液錘為主機的自動線是鍛造麯軸生產的發展方向,這些生產線將普遍採用精密剪切下料、輥鍛(楔橫軋)制坯、中頻感應加熱、精整液壓機精壓等先進工藝,同時配有機械手、輸送帶、帶回轉台的換模裝置等輔機,形成柔性製造系統(FMS)。通過FMS可自動更換工件和模具以及自動進行參數調節,在工作過程中不斷測量。顯示和記錄鍛件厚度和最大壓力等數據並與定值比較,選擇最佳變形量以獲得優質產品。由中央控制室監控整個系統,實現無人化操作。
3、機械加工技術
曲軸粗加工將廣泛採用數控車床、數控內銑床、數控車拉床等先進設備對主軸頸、連桿軸頸進行數控車削、內銑削、車-拉削加工,以有效減少曲軸加工的變形量。曲軸精加工將廣泛採用CNC控制的曲軸磨床對其軸頸進行精磨加工。此種磨床將配備砂輪自動動平衡裝置、中心架自動跟蹤裝置、自動測量、自動補償裝置、砂輪自動修整、恆線速度等功能要求,以保證磨削質量的穩定。高精設備依賴進口的現狀,估計短期內不會改變。
4、熱處理技術和表面強化技術
(1)曲軸中頻感應淬火
曲軸中頻感應淬火將採用微機監控閉環中頻感應加熱裝置,具有效率高、質量穩定、運行可控等特點。
(2)曲軸軟氮化
對於大批量生產的曲軸來說,為了提高產品質量,今後將採用微機控制的氮基氣氛氣體軟氮化生產線。氮基氣氛氣體軟氮化生產線由前清洗機(清洗乾燥)、預熱爐、軟氮化爐、冷卻油槽、後清洗機(清洗乾燥)、控制系統及制氣配氣等系統組成。
(3)曲軸表面強化技術
球墨鑄鐵曲軸圓角滾壓強化將廣泛應用於曲軸加工中,另外,圓角滾壓強化加軸頸表面淬火等復合強化工藝也將大量應用於曲軸加工中,鍛鋼曲軸強化方式將會更多地採用軸頸加圓角淬火處理。
曲軸止推面磨削燒傷工藝分析
在磨削淬火鋼曲軸止推面時,可能產生以下3種燒傷:
1.回火燒傷
如果磨削區的溫度未超過淬火鋼的相變溫度,但已超過馬氏體的轉變溫度,止推面表層金屬的回火馬氏體組織將轉變成硬度較低的回火組織(索氏體或托氏體),這種燒傷稱為回火燒傷。
2.淬火燒傷
如果磨削區溫度超過了相變溫度,再加上冷卻液的急冷作用,表層金屬發生二次淬火,使表層金屬出現二次淬火馬氏體組織,其硬度比原來的回火馬氏體的高,在它的下層,因冷卻較慢,出現了硬度比原先的回火馬氏體低的回火組織(索氏體或托氏體),這種燒傷稱為淬火燒傷。
3.退火燒傷
如果磨削區溫度超過了相變溫度,而磨削區域又無冷卻液進入,表層金屬將產生退火組織,表面硬度將急劇下降,這種燒傷稱為退火燒傷。在曲軸成形磨削中,多屬於此種燒傷。
改善磨削燒傷的途徑
磨削熱是造成磨削燒傷的根源,故改善磨削燒傷有兩個途徑:一是盡可能地減少磨削熱的產生;二是改善冷卻條件,盡量使產生的熱量少傳入工件。
1.有沉割槽的曲軸止推軸頸
在圖1中,曲軸止推軸頸有較深的沉割槽,而沉割槽已在以前工序加工好,在磨削時不用磨削沉割槽,只需磨削止推軸頸和兩個止推面。在這種情況下,即使是使用成形砂輪磨削,只要使用強力冷卻、合理的磨削餘量和選擇好砂輪參數,一般情況下可以避免磨削燒傷缺陷的出現。在使用窄砂輪磨削止推軸頸時,可採用的方案是:調整程序和砂輪的角度磨削,使砂輪從軸頸的右側以斜切方式進入,磨削至要求尺寸,再快速沿原角度方向斜退出;使砂輪從軸頸的左側以斜切方式進入,磨削至要求尺寸,再快速沿原角度方向斜退出;使砂輪從軸頸的中間快速切入磨削至要求尺寸,再快速退出。在上述磨削時,要應用強力冷卻。至此,止推軸頸及兩側面磨削完畢。
2.無沉割槽的曲軸止推軸頸
圖2所示曲軸止推軸頸無沉割槽,在磨削時需磨削止推軸頸和兩個止推面,另外還有兩個成形圓角。在這種情況下,即使是使用窄砂輪磨削,使用強力冷卻,也很難避免磨削燒傷缺陷的出現。下面分兩種磨削方式來分述解決方案:
(1)成形磨削。在成形磨削中,其產生燒傷的主要原因是磨削熱的大量積累和冷卻液無法進入而造成的退火燒傷,退火燒傷造成曲軸止推面硬度下降,表層產生退火組織,止推面的耐磨性變差,嚴重影響發動機的運行穩定性。根據其造成燒傷的主要因素,我們分別從3個方面入手:選擇合適的砂輪、選擇合理的磨削餘量和改善冷卻條件。
①選擇合適的砂輪。淬火鋼曲軸止推面硬度高、面積大,砂粒易磨鈍。為了避免砂粒磨鈍而產生大量磨削熱,砂輪硬度宜選軟些,以便磨鈍的砂粒及時脫落,保持砂輪的自銳性。組織較軟的砂輪氣孔多,其中可以容納切屑,避免砂輪堵塞,又可將冷卻液或空氣帶入磨削區域,從而使磨削區域溫度降低。
在保證曲軸止推面粗糙度要求的前提下,宜選擇較粗粒度的砂輪,以達到較高的去除比率;另外,砂輪必須精細地平衡,以便砂輪工作時處於良好的平衡狀態;砂輪必須及時修整以保持其鋒利;影響砂輪修整頻次的因素很多,包括被磨材料的純度和類型、冷卻液的凈度等;修整砂輪的金剛石支座必須牢固,若金剛石表面上有0.5~0.6mm的磨損量,標志金剛石已磨鈍了,應及時更換;嚴格控制砂輪傳動系統及砂輪心軸的間隙;砂輪傳動帶松緊調整合適。
②選擇合理的磨削餘量和磨削參數。在生產實踐中,常以提高工件速度,減少徑向進給量來減少工件表面燒傷和裂紋。有一種經驗為0.1mm磨削法,即在最後加工的0.1mm餘量中,逐漸減少進給量,可以去掉前兩次磨削行程中產生的表面損傷層,以減少磨削燒傷。
根據以上理論,我們在生產實踐中採用曲軸止推軸頸多工序磨削,分為粗磨、半精磨和靜磨等工序。經過多工序磨削後,曲軸止推軸頸直徑餘量為0.15~0.25mm,止推面單邊餘量為0.04~0.07mm,成形磨削再配以強力冷卻等措施,可有效避免燒傷缺陷的產生。值得一提的是,選擇合理的磨削餘量,還可以防止止推面出現喇叭口形狀(因防止燒傷,一般選擇較軟的砂輪,餘量太大,磨粒脫落較塊,容易出現錐面)。
③改善冷卻條件,實施強力冷卻。冷卻液必須有效充分,冷卻液必須噴到磨削區域;流量一般為40~45L/min,以實現充分冷卻;壓力一般為0.8~1.2N/mm2,以沖去粘在砂輪上的切屑;保持冷卻液的純凈,妥善地過濾,以清除冷卻液的切屑、磨粒等臟物;冷卻液的容器要足夠大,以免摻入過多的氣體或泡沫;防止冷卻液的溫度急劇升高或降低,一般控製冷卻系統的容積和工作間的室溫,就足以控製冷卻液的溫度,然而在特殊儲況下應當使用散熱器。
(2)窄砂輪磨削(砂輪寬度低於止推軸頸檔寬尺寸)。在使用窄砂輪磨削中,成形磨削採用的防燒傷措施均可應用於此種方法的磨削,只不過窄砂輪磨削在砂輪進給方式上可有更多的選擇。一種是徑向切入法磨削,此種磨削如調整不當可造成前文所述的喇叭口形狀;另一種是斜切方式磨削,第一步,使砂輪從軸頸的右側以斜切方式進入,磨削至要求尺寸,再快速沿原角度方向斜退出;第二步,使砂輪從軸頸的左側以斜切方式進入,磨削至要求尺寸,再快速沿原角度方向斜退出;第三步,使砂輪從軸頸的中間快速切入磨削至要求尺寸,再快速推出。其工序磨削餘量和冷卻方式與成形磨削採用一致的參數。
Ⅲ 怎樣焊接氬弧焊
焊接技巧,很實用
雖然焊接過程沒有什麼所謂的技術秘訣,但實際焊接過程中有許多的焊接技術、方法以及工藝可以使焊接過程變得更加容易,這些工藝方法被稱為技術訣竅。焊接技術訣竅可以節省時間、費用和勞動力,甚至可以決定焊接的成功與失敗、利潤和損失。大多數的焊接工藝主要是以科學研究為基礎的,也有一些焊接工藝以實際焊接經驗為基礎。本章是實踐中一些實際焊接經驗的綜合。
了解生產中常見的焊接問題以及解決方法,可以幫助解決一些常見的焊接問題。優良的設計准則這部分,闡述了設計焊縫時要考慮的關鍵因素;針對控制焊接變形問題,介紹了產生變形的原因和對焊接變形的實際矯正。在其他的設計問題中,討論了角接接頭的尺寸以及如何避免產生斷裂;簡易設計概念主要介紹了一些常見的焊接應用實例;先進設計概念討論了焊縫的彈性匹配問題和焊接接頭放置問題。針對結構鋼的焊接問題,著重介紹了一些常見的焊接材料和焊接實踐中成功的經驗;在氧-乙炔切割方面,提供了解決焊接問題的技巧,討論了切割應用以及氧矛和燃燒棒的性能;對於焊接結構中經常用到的緊固件,主要介紹了常用螺栓、螺母以及如何應用。
一、焊接工藝問題及解決措施
1.1 厚板與薄板的焊接
1、用熔化極氣體保護(GMAW)和葯芯焊絲氣體保護焊(FCAW)焊接鋼制工件時,如果工件的板厚超過了焊機可以達到的最大焊接電流,將如何進行處理?
解決的方法是焊前預熱金屬。採用丙烷、標准規定的氣體或乙炔焊炬對工件焊接區域進行預熱處理,預熱溫度為150~260℃,然後進行焊接。對焊接區域金屬進行預熱的目的是防止焊縫區域冷卻過快,不使焊縫產生裂紋或未熔合。
2、如果需要採用熔化極氣體保護焊或葯芯焊絲氣體保護焊將一薄金屬蓋焊接在較厚鋼管上,進行焊接時如果不能正確調整焊接電流,可能會導致兩種情況:一是為了防止薄金屬燒穿而減小焊接電流,此時不能將薄金屬蓋焊接到厚鋼管上;二是焊接電流過大會燒穿薄金屬蓋。這時應如何進行處理?
主要有兩種解決方法。
① 調整焊接電流避免燒穿薄金屬蓋,同時用焊炬預熱厚鋼管,然後採用薄板焊接工藝對兩金屬結構進行焊接。
② 調整焊接電流以適合於厚鋼管的焊接。進行焊接時,保持焊接電弧在厚鋼管上的停留時間為90%,並減少在薄金屬蓋上的停留時間。應指出,只有當熟練掌握這項技術時,才能得到良好的焊接接頭。
3、當將一薄壁圓管或矩形薄壁管件焊接到一厚板上時,焊條容易燒穿薄壁管部分,除了上述兩種解決方法,還有其他的解決方法嗎?
有,主要是在焊接過程中採用一個散熱棒。如將一個實心圓棒插入薄壁圓管中,或將一實心矩形棒插入矩形管件中,實心棒將會帶走薄壁工件的熱量並防止燒穿。一般來說,在多數供貨的中空管或矩形管材料中都緊密安裝了實心圓棒或矩形棒。焊接時應注意將焊縫遠離管子的末端,管子的末端是最易發生燒穿的薄弱區域。用內置散熱棒避免燒穿的示意如圖1所示。
4、當必須將鍍鋅或含鉻材料與另一零件進行焊接時,應如何進行操作?
最佳工藝方法是焊前對焊縫周圍區域進行銼削或打磨,因為鍍鋅或含鉻金屬板不僅會污染並弱化焊縫,而且焊接時還會釋放出有毒氣體。
1.2 容器及框架結構的焊接
1、如果採用焊接工藝方法(例如釺焊)密封一個浮筒或密封一個中空結構的末端,在進行焊縫的最後密封時,為了防止熱空氣進入容器而導致容器爆裂,將如何處理?
③首先在浮筒上鑽一個直徑1.5mm的減壓孔,以利於焊縫附近的熱空氣與外部空氣流通,然後進行封閉焊接,最後焊密封減壓孔。密封焊接浮筒或密閉容器的示意如圖2所示。當焊接儲氣容器結構時,也可以採用減壓孔。應注意的是,在密閉容器中進行焊接是十分危險的,焊前應確保容器或管子內部清潔,並避免有易燃易爆物品或氣體存在。
2、當需要採用熔化極氣體保護焊、葯芯焊絲氣體保護焊或鎢極氬弧焊將屏柵、金屬絲網或延伸金屬焊接到鋼結構框架上,進行焊接時金屬絲網容易產生燒穿和焊縫未熔合現象,應如何進行處理?
① 在金屬絲網或延伸金屬上放置非金屬墊圈並且將墊圈、金屬絲網和框架夾緊在一起,不允許採用含鉻或鍍鋅墊圈,墊圈應採用未塗敷的,見圖3(a)。
② 在被焊位置的墊圈上部放置一個更大的墊圈作為散熱片。上墊圈應具有一個比下墊圈更大的孔,以避免上墊圈也被焊接在一起。然後通過墊圈的兩個孔進行塞焊,應使焊縫處於下墊圈部分。操作者可以採取一些其他的方法得到足夠的熱量並進行焊接,注意要防止周圍屏柵或金屬絲網燒穿,見圖3(b)和(c)。
③ 另一種方法是採用一個帶孔的金屬板條,將孔對准需要焊接的部位,並放置散熱墊圈,然後進行塞焊,見圖3(d)。
1.3 焊接構件的修補
1、除了採用常用的啟釘器,還有哪些方法可以移除損壞或生銹的螺釘?
這里主要介紹兩種方法。
① 如果安裝的螺釘在加熱時不會損壞,可以用氧-乙炔焊炬加熱戀螺母及其裝配件直到紅熱狀態,然後迅速水淬以利於清除螺釘,在這個過程中可能需要幾次的加熱,冷淬循環過程。
② 如果螺釘槽、螺母或牙槽損壞或丟失,可以在螺釘頭的上部(或殘余部分)放置一個螺母,旋緊螺母,然後採用任何焊接方法在螺母和螺釘的內部填充金屬。這樣就會將螺母和螺釘殘余部分連接起來,然後在螺母上放置扳手或牙鉗,迅速拔出螺釘。採用這種方法有利於提供一個新的握力點並可利用熱量使螺釘緊固,用焊接方法移除固定螺釘的殘余部分示意如圖4所示。
2、如果有一個磨損的曲軸,用焊接進行修復加固的最好方法是什麼?
修復磨損的曲軸時可以採用熔化極氣體保護焊、葯芯焊絲氣體保護焊或鎢極氬弧焊方法。但是要得到滿意的堆焊焊道形狀,必須注意以下4方面的要求。
① 使堆焊焊道方向與曲軸軸線平行。
② 先在曲軸下部堆焊一條焊道,然後旋轉曲軸180°堆焊下一條焊道,這樣可以平衡焊接應力,並可顯著消除焊接熱變形。應注意的是,在第一條焊道上進行順序堆焊將會引起曲軸翹曲。該堆焊工藝適合於對滾輪曲軸進行修復和焊補。
③ 兩條焊道之間必須保持30%~50%的熔敷金屬重疊量,以保證焊接修復後機加工時保持焊道表面的平滑。
④ 採用手工電弧焊和葯芯焊絲氣體保護焊時,必須用毛刷或切削的方法清理焊道之間殘留的焊劑。
除上述曲軸修復方法,還可以採用在曲軸的每90°位置增加一條堆焊焊道,以進一步減小焊接變形。在青銅或銅制零部件修復中,添加釺縫金屬比採用堆焊的方法在消除應力和變形方面更加有利。用焊接方法修復磨損曲軸的示意見圖5。
3、如果有一個鋼制軸承件卡在設備中,並且不想報廢該設備,應如何採用焊接方法進行去除軸承?
首先在軸承的內表面焊接一條焊道,靠焊道拉伸力減小軸承直徑,外加焊接過程的熱量應可使軸承活動。直徑10cm的管如果在內表面布滿焊道將會使鋼管直徑收縮1.2mm。採用焊接方法清除卡住軸承的示意如圖6所示。
4、油罐或船板結構經常會產生裂紋,應如何防止?
首先在裂紋末端鑽一個小孔,以利於在較大的范圍內分散末端的應力,然後焊接一系列長度不等的多道焊縫,增加裂紋前端鋼板的強度。防止鋼板產生裂紋擴展的示意見圖7。
2.1 加強板的定位及加厚
1、焊接加強板經常被焊接到鋼板(基板)的表面,加強板外邊緣的角焊縫容易使加強板的中心部位翹起,離開鋼板表面並產生角變形,如圖8(a)所示。這種現象會增加機加工和車削加工的難度,應如何解決這個問題?
解決的方法是在加強板中間部位採用塞焊或槽焊,將加強板表面與基板表面貼緊,消除變形以利於進行機械加工。採用塞焊或槽焊方法定位加強板示意如圖8(b)所示。
2、有時在基板的小區域內需要對基板加厚,但加厚區域不能超過整個基板的面積,應如何解決?
將一厚板金屬嵌入基板需要加厚的部位,然後採用焊接方法進行固定。在基板上嵌入厚板的示意見圖9。這樣可以給後續的機械加工、鏜削加工或鑽孔提供足夠的厚度,並可以代替設備中的大厚度零件或鑄造件。
3、增強平板的剛性以承載負荷的標准方法是什麼?
增強平板的剛性以承載負荷的標准方法是在平板上垂直焊接一系列的角鋼,添加角鋼加強筋以增強平板剛性,如圖10所示。
2.2 控制雜訊和振動
1、哪些技術措施可以用來減小金屬板的雜訊和振動?
雜訊問題和振動問題一樣,同樣可以採用減小金屬板的共振頻率來解決。採用的主要方法如下:
① 以折疊、卷邊或槽形加強的方式增加剛性;
② 將平板截斷成一系列小的部分以增強支撐;
③ 採用表面噴塗層;
④ 在平板的表面粘結一層減振纖維材料。
採用增加共振頻率減小雜訊的4種方法見圖11。在相對較低頻率時引起的振動,通常採用增加金屬剛度方法來減小振動,如圖12所示。
2、當要將一個平板在垂直方向與另一個平板進行角焊縫焊接時,如果現在只有C形夾具,應如何進行工作?
焊接時用一個鋼制擋塊或者一個矩形物體作為輔助工具,採用C形夾具和矩形擋塊夾緊角焊縫,如圖13所示。
3.1 布局設計
1、焊接過程中的設計要求主要包括哪些內容?
① 設計時應使設計方案滿足零件各部位強度和硬度的要求,但不能超出安全設計標准,應讓焊接工程師來檢驗各部件設計的安全性。如果設計要求的硬度設定的太高,這樣的設計會超出安全設計標准,並且會因額外材料、焊接操作和運輸等方面的增加而提高整個過程的成本。超出安全設計標准還可能增加用戶在燃料、能源和維護等方面長期的費用,因此設計時應請有經驗的工程技術人員嚴格檢驗設計方案的合理性。
② 應確定結構中焊縫的外觀要求,以避免不必要的增高。有時許多設備零件上的焊縫完全被隱藏起來,這樣可以減少為了提高焊縫外觀質量而增加的焊縫打磨、修整的費用。因此,為了便於讓操作者知道哪些焊縫需要進行打磨、修整以具有良好的外觀,應在這些部位進行標記。
③ 如果產品必須要求按一定的工藝規程進行焊接製造時,應核對相關的工藝規程以決定採用經濟、合理的焊接方法。
④ 用較厚的結構件可以防止產生焊接彎曲和變形。
⑤ 焊接中採用對稱結構對於防止焊接彎曲和變形更加有效。
⑥ 在橫梁結構的末端焊接剛性支撐件,可以增加結構的強度和剛度,在材質、寬度和承受載荷相同的兩個橫梁結構中,採用剛性支撐比不採用剛性支撐的焊接結構產生的彎曲變形小,如圖14所示。
⑦ 採用封閉式結構或對角拉條結構可以防止發生扭轉變形。封閉式結構比開口式結構的彎曲角度小得多,見表1。同時採用適當的加強筋還可以減小結構的質量,提高結構的剛度,如圖15~17所示。
在圖15中,框架結構的抗扭轉變形能力與各部分單獨抗扭轉變形能力的總和幾乎相等,採用封閉式C形框架結構可以提高整體結構的抗扭轉變形性能。在圖16中,圓形結構比矩形結構的抗扭轉載荷更好,主要是由於矩形結構周圍剪切應力分布不均勻,而圓形結構載應力集中現象,而且圓形結構在各方向上還具有抗彎曲變形能力。在圖17中,採用對角加強筋的焊件結構經常可以代替基座的厚重鑄件,提高結構的強度。在抗壓應力載荷方面,橫向加強筋與縱向加強筋的作用不同,橫向加強筋一般常用於鑄造結構中,而縱向加強筋常用於焊接結構設計中。
⑧ 在抗扭轉載荷方面,對角拉條結構比縱向垂直結構更為有效。圖18所示為兩種鋼結構基座的結構示意,圖18(a)中基座是由厚度25mm的鋼板組成的,圖18(b)中的基座是由厚度10mm的鋼板組成的。它們的抗扭轉變形能力幾乎相同,但對角拉條結構的加強設計與縱向加強結構相比,可以節約60%的結構質量、減少78%的焊接工作量以及54%的總製造費用。
⑨ 確定結構中可能採用的低級別鋼材的位置,在實際的焊接操作過程中,高碳鋼和合金鋼的焊接需要預熱和焊後熱處理,但這樣會增加焊接結構的成本。因此在焊接結構中僅僅在需要的時候採用高級別的鋼材,其餘的結構都可以採用低碳鋼。
⑩ 高級別鋼種和其他昂貴材料都不是以標准形狀的工件供貨的。
⑾ 如果結構中需要彩和表面耐磨性能良好的昂貴材料或難焊材料,可以考慮採用碳鋼結構作為基底,利用堆焊或表面硬化處理獲得滿意的表面性能要求。
⑿ 為了節約費用和降低供貨時間,一般採用板材、棒材或其他標准形狀的結構件進行焊接。
⒀ 如果板材或棒材必須進行機械加工、磨削或表面硬化處理,那麼原始板材或棒材的結構尺寸要求可以迅速從車間或供貨廠家方面得到。
⒁ 對設備零部件應確保必要的維修、維護,不要忽視對封閉式結構中的軸承座或其他重要的易磨損零部件的維護,這也適用於電力和壓力管線或組件的維護要求。
⒂ 為了進行自動焊接,有時將結構件設計成圓形結構,這樣的設計有利於後續的焊接、加工、裝配等各個環節,如圖19所示。
⒃ 焊接設計前應咨詢工廠中有經驗的技術人員,可以獲得更好的設計方案並可節約費用,這些工作必須在確定焊接設計方案之前進行。
⒄ 焊接設計前應檢查結構規定的公差范圍和各部分受力情況,實際操作者可能不會掌握更經濟、合理的操作規范,因為有時可能不需要更精確的公差要求。
2、零部件的布局設計需要考慮的因素有哪些?
① 首先應考慮零部位數量的最小化,這將減少設備的裝配時間和焊接工作量,如圖20所示 。
② 對結構布局和設計方案進行優化可以節約材料和焊接時間。在決定採用圖21(a)和圖21(b)所示的方案之前應考慮材料、切割及焊接的費用,還應考慮邊角余料的有效利用。在圖21(a)中可以直接使用框架結構剪裁的余料進行後續工藝,這種剪裁方法比採用拼接工藝更加具有經濟意義;圖21(b)是假設的優化選擇方案,框架結構被分成若干個部位進行焊接,這樣可以代替從大型板材上切割下料。
③ 環狀結構件可以從單塊板材或被焊接成嵌套的結構件中切割而成,與上述布局和設計方案的選擇一樣,確定最佳工藝方案之前,應充分考慮零部件的尺寸公差、材料、切割、焊接的費用以及邊角余料的有效利用等。考慮到運輸方面的因素,從厚板材料切割嵌套零件並焊接成環狀部件可以節約材料費用和運輸時間,如圖22所示。
④ 在尺寸公差允許的范圍內,可以考慮將鋼板滾壓成環狀結構,然後在具有中空的圓形結構中進行焊接,以代替直接從厚板上切割環狀結構件,這樣可以減少材料的費用,如圖23所示。
⑤ 如果焊接結構中環狀結構件有數量上的要求,可以考慮將一個平板滾壓成一個圓筒結構,然後進行縫焊。也可採用火焰切割將圓筒切割成一系列的環狀結構件,如圖24所示。
⑥ 對於非常復雜的一些結構部件可以通過將各零部件進行焊接裝配而獲得,這樣可以節約整體結構的質量、材料及機械加工時間,如圖25所示。
⑦ 對平板結構進行卷邊處理可以增加鋼板的剛度,節約材料的費用,如圖26所示。
⑧ 兩平板對接焊時,將其中一個板的邊緣進行彎曲卷邊處理,可以給焊接結構提供一個加強筋,而且費用不高,如圖27所示。
⑨ 可以考慮採用波紋形板材以增加板材的剛度,或對板材表面進行壓痕處理以增加板材的剛度,如圖28所示。
⑩ 在進行各項工藝步驟前,應仔細檢查設計方案,看是否可以節約材料,並且使採用的焊接工藝不會影響最終產品的強度要求,如圖29所示。
⑾ 檢查焊縫位置是否處於焊接製造過程的最佳位置,圖30所示改變焊縫的位置可以減少焊接材料的浪費,更適合於自動化焊接技術的使用。
求採納為滿意回答。