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机械技能

自行车车架焊接工艺讨论

时刻:2019-10-28 23:44:03   作者:   来历:   阅览:298   谈论:0

1、拟用的焊接办法

    某车辆厂长久以来首要选用液化石油气焊从事自行车前叉、车架等的出产,积累了必定的经历,但产品成本较高且焊接质量有时不行安稳。近年来,跟着出产的开展先后开发了BMX一20简洁自行车、人力三轮车和侄车车架等新产品,为了下降产品成本,进步出产功率,企业考虑改用其他焊接办法。首要考虑选用手艺电弧焊,但因其飞溅多、电流易击穿管壁,焊接质量不能确保而被抛弃。然后选用了CO2 气体维护焊,并首要在BMX一20简洁车车架上运用。

自行车车架焊接工艺讨论

2、BMX一20自行车车架构件及其焊接要求

2.1 车架构件及焊缝

    BMX一20自行车车架如图1所r。它由10种13件管、板类零件构成,其配套零件见表1。需拼装施焊

的计有33条焊缝(直缝、环缝和曲线焊缝),多数是“无接头”(焊缝无堆起现象)的焊接结构。

2.2 对施焊的首要要求

(1)焊缝要有满意的强度,用250YPM 偏疼度250的凸轮,经4次冲击后,各焊接部位不得有裂纹、开裂

和脱焊现象。

(2)焊缝要均匀漂亮,无显着缺点。

(3)焊后车架变形要小,能确保各零件与主管的几许方位和相关尺度公役;在施焊后免予校对或削减校对作业量。


3、BMX一20自行车车架CO2气体维护焊的运用计划

3.1 拟用的焊接设备及辅佐设备

    首要设备由焊机(包含焊接电源、操控体系等)、送丝组织、焊枪、供气设备等几部分组成。

(1)焊机NBC一200型,其技能p据契合产品要求。

    其间电源用硅整流式直流电源,它和旋转式电源比较具有功能好、无噪声、结构简略等长处。电源的技能数据如表2所示。

    表 2 电源技能参数

电源电压

作业电压调理规模

焊接电流调理规模

整流办法

调压办法

380(V)

14V~30V

40A~200A

三相桥全波

抽头

    操控体系首要是对供气、送丝和供电等施行操控。操控程序如下:

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(2)送丝组织 选用等速送丝体系,送丝办法为推丝式。依据所选的焊丝直径(φ0.8 mm),选用绷簧钢丝软管,内径为φ1.5 mm,长度取2.5 m左右。

(3)焊枪选用手枪式焊枪。运用前在喷嘴的表里外表涂以硅油,以便于铲除飞溅物。

(4)供气体系 包含气瓶和隶属供气设备。隶属供气设备包含电热式预热器、枯燥器、减压器和3.01—1 浮标式流量计等,选用流量调理规模在0~15 L/min的气阀。

3.2 首要焊接资料

(1)CO2气体

    液体状况的CO2选用钢瓶灌装,满瓶(80%容积)压力在5~7 MPa之间。CO2气体中的水气是首要的有害杂质,对焊缝质量有很大影响,过高的水气含量将导致焊缝发作气孔。为确保焊接质量,要求所购CO2气体的纯度>99.5% ,水、氮含量不得超越0.1 %。但实践所购CO2 气体一般达不到这一要求,含水量偏高,故规则施焊前现场采纳下列办法:a.将新灌气瓶倒置放水(放水结束仍将气瓶放正);经倒置放水后的气瓶仍需先放气2~3 min。b.当瓶中气压降至980 kPa时,该气瓶不再运用。这是因为当瓶中液态CO2。悉数蒸发后气体压力降至980 kPa时,CO2气体中所含的水分将是CO2气液两相共存时的3倍左右,持续运用将或许构成焊缝气孔的发作。别的,为进一步下降CO2气体中的水分,在供气体系纳柚昧烁稍锲鳌

(2)焊丝资料

    要求运用的焊丝具有较好的工艺功能和满意的机械功能及抗裂功能,削减焊缝金属中的含氧量和防止发作气孔等。焊丝中须含有满意数量的硅、锰、铝等脱氧元素。为削减飞溅,焊丝的含碳量有必要约束在0.1%以下。故选用焊丝牌号为H08Mn2SiA,焊丝外表镀铜,可防止生锈,并改进焊丝导电功能,进步焊接进程的安稳性。运用前要彻底铲除焊丝外表的油及尘垢。

3.3 焊接规范确认

    CO2气体维护焊是一种熔化极电弧焊。其熔滴过渡形式首要有2种:短路过渡和细颗粒过渡形式,一般前者适用于薄板(壁)件的焊接,故车架选用短路过渡。一起选用细焊丝、小电流、低电弧电压,能够进步短路频率,然后使焊接进程安稳,焊速快,焊接功率高,变形小,焊缝成形好。因为短路过渡的电弧断续焚烧,所以电弧热量低,很适用于薄壁管材的各个方位珊附印

合理挑选焊接规范是取得优秀焊接质量和较高出产率的重要条件。CO2气体维护焊的规范参数首要包含焊丝直径、焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊丝伸出长度、气体流量、电源极性和回路电感等,依据BMX一20产品的要求,经过屡次试焊比较后确认出如下比较适合珊附庸娣叮

3.3.1 焊丝直径

    焊丝的直径通常是依据焊件的厚薄、施焊的方位和功率等要求挑选。焊劫薄板或中厚板的全方位焊缝时,多选用φ1.6mm以下的焊丝(称为细丝CO2气保焊)。焊丝直径的挑选残照下表:

表 3焊丝直径的挑选

焊丝直径(mm)

0.5~0.8

0.8~1.0

1.0~1.2

1.2~1.6

1.6

1.6~2.0

2.0~2.5

熔滴过渡形式

短路过渡

细颗粒过渡

短路过渡

细颗粒过渡

短路过渡

细颗粒过渡

细颗粒过渡

可焊板厚(mm)

0.4~3

2~4

2~8

2~12

2~12

>8

>10

施焊方位

各种方位

平焊、横角

各种方位

平焊、横角

平焊、横角

平焊、横角

平焊、横角

    由车架的焊接要求(车架选用短路过渡。一起选用细焊丝),依据上表,终究确认焊丝直径为φ0.8 mm。

3.3.2 焊接电流

    焊接电流的巨细首要取决于送丝速度。送丝的速度越快,则焊接 电流就越大。焊接电流对焊缝的熔深的影响最大。当焊接电流为60~250A,即以短路过渡形式焊接时,焊缝熔深一般为1mm~2mm;只需在300A以上时,熔深才显着的增大。

    若电流过大,易击穿管壁。初选焊接电流为60~100A。

3.3.3 电弧电压

    短路过渡时,则电弧电压可用下式核算: 
U=0.04I+16±2 (V)

U=0.04*100+16±2=18~20V
    此刻,焊接电流一般在200A以下,焊接电流和电弧电压的最佳合作值见表4。

    可见焊接电流挑选60~100A,焊接电压选取18~20V时满意焊接电流和电弧电压的最佳合作值。

    当电流在200A以上时,则电弧电压的核算公式如下。 
    U=0.04I+20±2 (V) 
    此刻,为细颗粒过渡。

    表 4 CO2焊短路过渡时焊接电流和电弧电压的最佳合作值

焊接电流(A)

70~120

130~170

180~210

220~260

电弧电压(V)

平焊

18~21.5

19.5~23

20~24

21~25

仰焊和立焊

18~19

18~21

18~22

——

3.3.4 焊接速度

    半主动焊接时,娴熟的焊工的焊接速度为18m/h~36m/h;主动焊时,焊接速度可高达150m/h。

可将焊接速度定为:15~40 m/h。

3.3.5 焊丝伸出长度

    一般的焊丝的伸出长度约为焊丝的直径的10倍左右,并随焊接电流的添加而添加。

    因为选用了φ0.8 mm的焊丝,可将焊丝伸出长度定为8~10mm。

3.3.6 CO2气体流量

    正常的焊接时,200A以下薄板焊接,CO2的流量为10L/min~25L/min。200A以上厚板焊接,CO2的流量为15L/min~25L/min。粗丝大规范主动焊为25L/min~50L/min。

    考虑到焊接电流较小,终究选定CO2气体流量为8~15 L/min。

小结:焊丝直径φ0.8 mm;焊接电流60~100 A(在等速送丝的条件下,焊接电流与送丝速度成正比);电弧电压:18~20 V(电弧电压与焊缝成形有关,进步电弧电压,可使熔宽明显添加,而熔深和加强高有所减小。但过高或过低的电弧电压都将影响焊接进程和焊缝成形);焊接速度:15~40 m/h;焊丝伸出长度:8~10mm;CO2气体流量:8~15 L/min;电流极性:直流反极性;回路电感:0.01~0.08 mH;产品装置空隙见图2所示。


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3.4 焊接工序及流程图

    依据现在的出产规模(月产1万辆左右)选用半主动焊接规范,规划工序是在考虑具有装夹工装,由手艺装夹后施行分工序焊接的情况下拟定的。

焊接工序先后暗示如下:

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    工胁问流程图如下:


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3.5 焊接质量的操控办法和办法

3.5.1气孔的影响

    1、气孔对焊缝质量的损害

    气孔的发作对焊缝的功能有很大的影响,不只减小焊缝的有用作业截面,使焊缝力学功能下降,并且损坏了焊缝的细密性,简单构成容器走漏,气孔严峻时,会使金属结构在作业时损坏,构成严峻人身损伤,因而,咱们在焊接中应防止气孔的发作。

    2、气孔发作的原因及防止办法

    焊缝中发作气孔的底子原因是熔池金属中的气体在冷却结晶进程中来不及逸出构成的。CO2气保焊时,熔池外表没有熔渣掩盖,CO2气流又有冷却效果,因而,结晶较快,简单在焊缝中发作气孔。一起假如运用化学成分不合格的焊丝、纯度不契合要求的CO2气体及不正确的焊接工艺,焊缝中就更简单发作气孔。CO2气保焊的气孔一般有三种,即CO气孔、H2孔和N2孔。

    (1)一化碳气孔的发作

    首要是因为焊丝中脱氧元素缺乏,使很多的FeO不能复原而溶于金属中,在熔池结晶时发作反响:
FeO+C= Fe+ CO↑

    这样,所生成的CO气体若来不及逸出,就会在焊缝中构成气孔。此,应确保焊丝中含有满意的脱氧元素Mn和Si,并严厉约束焊丝中的含碳量,就能够减小发作CO气孔的或许性。CO2气保焊时,只需焊丝挑选恰当,发作CO气孔的或许性不大。

    (2)氢气孔的发作

    氢的来历要是焊丝和焊件外表的铁锈、水分和油污等杂质,以及CO2气体中含有的水分,假如熔池金属溶入很多的氢存在,就或许构成氢气孔。

    为防止发作氢气孔,应尽量削减氢的来历,焊前要恰当铲除焊丝和焊件外表的杂质,并需对CO2气体进行提纯与干处理。此外,因为CO2气保焊的维护气体氧化性很强,添加了焊接区域氧的分压,使自在状况的氢被氧化而生成不溶于金属的水蒸汽,然后削弱了氢的有害效果。所以CO2气体维护焊发作氢气孔的或许性较小。  

    (3)氮气孔的发作

    当CO2气流的维护效果欠好,如CO2气流量太小、焊接速度过快、喷嘴被飞溅阻塞等,以及CO2气体纯度不高而含有必定量的空气时,空气中的氮就会很多熔于熔池金属中,当熔池金属结晶凝结时,氮在金属中的溶解度忽然下降,来不及从熔池中逸出,便构成氮气孔。所以,有必要确保维护气流在焊接进程中安稳而牢靠。

    依据以上的剖析和实践证明,CO2气体维护焊最易发作的是氮气孔,因氮首要来历于空气,因而,有必要加强CO2气流的维护效果,这是防止焊缝气孔的首要途径。CO2气体维护焊氮气孔的发作与焊丝伸出长度、气体流量、焊接速度等参数有关,因而在确保以上参数无问题的情况下,咱们进行了T形接头不同焊接方位与气孔倾向的研讨。       

3.5.2 焊接方位的影响

    结构件在出产中的焊接一般多放置于两个方位即平焊和角焊,为了确保焊缝成形杰出,关于角焊一般都放在船形方位进行焊接,关于出产工人来说,可运用大电流,操作便利,出产功率高,但实验证明船形焊比角焊发作气孔的倾向大。首要原因是船形焊时受热的CO2气体胀大,在其压力的效果下由高温向低温运动,穿过试板空隙抵达反面后又折回来焊缝,受热的CO2气体遇低温减缓运动速度,简单下沉卷进周围的空气后折回来焊缝的反面或发作紊流被熔池所吸收,当焊缝的冷却速度大于气体的上浮速度时,气体就在焊缝中构成气孔。

3.5.3 裂纹的影响

    裂纹是焊接结构最风险的一种缺点,不只会使产品作废,并且还或许引起严峻的事端,是出产中常遇到的问题,尤其是在选用的资料品种繁复,焊接结构杂乱的产品中呈现裂纹的或许性更大。

    现在出产中选用的低合金高强度s,其焊接性较差,而现在选用的焊接办法大都是CO2气保焊,要合理的挑选焊接工艺,以防止缺点的发作,如合理挑选焊接资料、预热、后热及焊后热处理等,别的,焊工在实践操作时,必定要操控好焊接热输入,当构件在放置为船形焊时,为了进步出产率,多拿工时,焊工往往把电流调至最大,这样构件受热过大,会增大粗晶区脆化倾向而发作裂纹,所以,有些企业已约束工人运用大电流,并要求把船形焊改为角焊来焊接,以消除裂纹的发作。

定论:CO2气体维护焊应确保焊丝中含有满意的脱氧元素Mn和Si,并严厉约束焊丝中的含碳量,就能够减小发作CO气孔的或许性。CO2气保焊时,只需焊丝挑选恰当,发作CO气孔的或许性不大。为防止发作氢气孔,应尽量削减氢的来历,焊前要恰当铲除焊丝和焊件外表的杂质,并需对CO2气体进行提纯与枯燥处理。CO2气体维护焊发作的气孔首要是氮气孔,从焊接方位讲CO2气保焊船形焊时发作气孔及裂纹倾向都大于角焊,所以在选用CO2气保焊时应尽量选用角焊,少选用船形焊。为了防止发作裂纹,要操控好焊接热输入,焊接电流不宜过大。

3.6 焊后质量检测

3.6.1 外观检测

    焊接接头的外观查验是一种手法简洁又运用广泛的查验办法,是制品查验的一个重要内容,首要是发现焊缝外表的缺点和尺度上的误差。一般经过肉眼调查,凭借规范样板、量规和放大镜等东西进行查验。若焊缝外表呈现缺点,焊缝内部便有催在缺点的或许。

3.6.2 物理办法的查验

    选用超声波焐耍撼声波在金属及其他均匀介质传达中,因为在不同介质的界面上会发作反射,因而可用于内部缺点的查验。超声波能够查验任何焊接资料、任何部位的缺点,并且能较活络的发现缺点方位,但对缺点的性质、形状和巨细较难确认。

3.7 产品的质量查验办法和运用的规范

3.7.1 车架振荡强度

1)车架与实验用前叉、前叉合件、鞍管拼装后,装置在专用振荡实验机上;

2)车架装置时,前后轮的心轴应成水平,如运用前轮与后轮直径不同的车价应使车轮的接地址成水平;

3)装有鞍管的车架试件, 将鞍管固定在最小刺进深度符号处,然后在鞍座部位装一个鞍形荷重座,并分别在左右吊杆上装圆形重锤。荷重座、吊杆及重锤的总重量应契合规则的荷重量。荷重座运用夹具紧固在距鞍管顶端20mm处的中心方位;

4)中轴部位的荷重运用圆形重锤,固定在中轴部位的左右两边;

5)前管部位的荷重用紧固螺母将重锤与重锤座固定在前管上。然后进行实验。

6)振荡核算公式:

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式中:

G——自在落体加速度;

n——半振幅,单位为厘米(cm);

f——振荡频率,在6.6Hz~10Hz之间,但应防止其共振频率。

7)实验结束后,按规则要求对试件进行目测查验。

3.7.2 车架冲击强度

    将车架和实验用前叉组合按GB 3565-2005第27章规则的办法进行实验

4、焊接加工的经济考虑

    CO2气体维护焊电能耗费少,且气体价格便宜,有利于下降产品成本;焊接时电弧加热会集,工渴苋让婊小,一起因为CO2气流有较强的冷却效果.所以焊接变形和内应力小,一般焊后无需校对以及不必清渣,因而出产率高;焊缝含氢量少,抗裂功能好;焊缝内不易发作气孔,焊接接头具有杰出的机械功能,可进步焊接质量;焊接进程便于操作把握。因而CO2气体维护焊很适合于薄板勘”凇⒐芗的焊接。该厂成功运用CO2气体维护焊的出产实践证明了这一点。


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