薄壁筒体环缝连接方法及工艺设计.doc

1、黄河科技学院毕业设计(论文) 第 22 页1 引言1.1课题背景及目的本次论文是设计薄壁筒体与封头环缝的连接方法及制造工艺，用来组成内燃机消声器壳体，从而满足设计要求，并对薄壁筒体环缝连接方法及工艺设计进行论证分析。本课题在现实中应用广泛，所用焊接技术也在工业发展中占有重要作用。因此，本次课题的提出具有重要意义，一方面使我们对当今的钣金连接技术，尤其是焊接技术进行了解，另一方面让我们在此基础上进行设计和创新。在设计之前，需对当前钣金连接技术进行进一步的认识和了解，因本次采用焊接技术，故在此只对焊接技术进行说明。1.2焊接技术发展状况焊接技术是随着金属的应用而出现的，古代的焊接方法主要是铸焊、钎

2、焊和锻焊。中国商朝制造的铁刃铜钺，就是铁与铜的铸焊件，其表面铜与铁的熔合线婉蜒曲折，接合良好。春秋战国时期曾侯乙墓中的建鼓铜座上有许多盘龙，是分段钎焊连接而成的。经分析，所用的与现代软钎料成分相近。战国时期制造的刀剑，刀刃为钢，刀背为熟铁，一般是经过加热锻焊而成的。据明朝宋应星所著天工开物一书记载：中国古代将铜和铁一起入炉加热，经锻打制造刀、斧；用黄泥或筛细的陈久壁土撒在接口上，分段煅焊大型船锚。中世纪，在叙利亚大马士革也曾用锻焊制造兵器。古代焊接技术长期停留在铸焊、锻焊和钎焊的水平上，使用的热源都是炉火，温度低、能量不集中，无法用于大截面、长焊缝工件的焊接，只能用以制作装饰品、简单的工具和武

3、器。19世纪初，英国的戴维斯发现电弧和氧乙炔焰两种能局部熔化金属的高温热源；18851887年,俄国的别纳尔多斯发明碳极电弧焊钳；1900年又出现了铝热焊。20世纪初，碳极电弧焊和气焊得到应用，同时还出现了薄药皮焊条电弧焊，电弧比较稳定，焊接熔池受到熔渣保护，焊接质量得到提高，使手工电弧焊进入实用阶段，电弧焊从20年代起成为一种重要的焊接方法。在此期间，美国的诺布尔利用电弧电压控制焊条送给速度，制成自动电弧焊机，从而成为焊接机械化、自动化的开端。1930年美国的罗宾诺夫发明使用焊丝和焊剂的埋弧焊，焊接机械化得到进一步发展。40年代，为适应铝、镁合金和合金钢焊接的需要，钨极和熔化极惰性气体保护焊

4、相继问世。1951年苏联的巴顿电焊研究所创造电渣焊，成为大厚度工件的高效焊接法。1953年，苏联的柳巴夫斯基等人发明二氧化碳气体保护焊，促进了气体保护电弧焊的应用和发展，如出现了混合气体保护焊、药芯焊丝气渣联合保护焊和自保护电弧焊等。1957年美国的盖奇发明等离子弧焊；40年代德国和法国发明的电子束焊，也在50年代得到实用和进一步发展；60年代又出现激光焊等离子、电子束和激光焊接方法的出现，标志着高能量密度熔焊的新发展，大大改善了材料的焊接性，使许多难以用其他方法焊接的材料和结构得以焊接。其他的焊接技术还有1887年，美国的汤普森发明电阻焊，并用于薄板的点焊和缝焊；缝焊是压焊中最早的半机械化焊

5、接方法，随着缝焊过程的进行，工件被两滚轮推送前进；二十世纪世纪20年代开始使用闪光对焊方法焊接棒材和链条。至此电阻焊进入实用阶段。1956年，美国的琼斯发明超声波焊；苏联的丘季科夫发明摩擦焊；1959年，美国斯坦福研究所研究成功爆炸焊；50年代末苏联又制成真空扩散焊设备。当今金属焊接方法有40种以上，主要分为熔焊、压焊和钎焊三大类。熔焊是在焊接过程中将工件接口加热至熔化状态，不加压力完成焊接的方法。熔焊时，热源将待焊两工件接口处迅速加热熔化，形成熔池。熔池随热源向前移动，冷却后形成连续焊缝而将两工件连接成为一体。在熔焊过程中，如果大气与高温的熔池直接接触，大气中的氧就会氧化金属和各种合金元素。

6、大气中的氮、水蒸汽等进入熔池，还会在随后冷却过程中在焊缝中形成气孔、夹渣、裂纹等缺陷，恶化焊缝的质量和性能。为了提高焊接质量，人们研究出了各种保护方法。例如，气体保护电弧焊就是用氩、二氧化碳等气体隔绝大气，以保护焊接时的电弧和熔池率；又如钢材焊接时，在焊条药皮中加入对氧亲和力大的钛铁粉进行脱氧，就可以保护焊条中有益元素锰、硅等免于氧化而进入熔池，冷却后获得优质焊缝。压焊是在加压条件下，使两工件在固态下实现原子间结合，又称固态焊接。常用的压焊工艺是电阻对焊，当电流通过两工件的连接端时，该处因电阻很大而温度上升，当加热至塑性状态时，在轴向压力作用下连接成为一体。各种压焊方法的共同特点是在焊接过程中

7、施加压力而不加填充材料。多数压焊方法如扩散焊、高频焊、冷压焊等都没有熔化过程，因而没有象熔焊那样的有益合金元素烧损，和有害元素侵入焊缝的问题，从而简化了焊接过程，也改善了焊接安全卫生条件。同时由于加热温度比熔焊低、加热时间短，因而热影响区小。许多难以用熔化焊焊接的材料，往往可以用压焊焊成与母材同等强度的优质接头。钎焊是使用比工件熔点低的金属材料作钎料，将工件和钎料加热到高于钎料熔点、低于工件熔点的温度，利用液态钎料润湿工件，填充接口间隙并与工件实现原子间的相互扩散，从而实现焊接的方法。焊接时形成的连接两个被连接体的接缝称为焊缝。焊缝的两侧在焊接时会受到焊接热作用，而发生组织和性能变化，这一区域

8、被称为热影响区。焊接时因工件材料焊接材料、焊接电流等不同，焊后在焊缝和热影响区可能产生过热、脆化、淬硬或软化现象，也使焊件性能下降，恶化焊接性。这就需要调整焊接条件，焊前对焊件接口处预热、焊时保温和焊后热处理可以改善焊件的焊接质量。另外，焊接是一个局部的迅速加热和冷却过程，焊接区由于受到四周工件本体的拘束而不能自由膨胀和收缩，冷却后在焊件中便产生焊接应力和变形。重要产品焊后都需要消除焊接应力，矫正焊接变形根据我国在钢铁、能源、交通、石油化工及机械制造等各工业部门“九五”发展纲要的要求，到2000年我国钢产量控制在1.01.2亿t、原油1.61.7亿t、天然气产量300400亿、煤总量约10亿t

9、、发电设备年装机容量2千万KW、汽车300万辆（其中轿车120130万辆）/船舶产量300万t、工程机械年产量300万t、工程机械年产量12万台。其中焊接技术在此项任务中占有重要地位。为实现上述的目标，我国一直发展焊接技术。当前焊接技术中，电阻点焊和缝焊被认为是汽车制造及其他制造业中最重要的连接工艺。尽管有激光束焊接和粘结剂粘接等新技术，但点焊和滚焊在汽车车身制造中仍然会保留其稳固的地位。在电阻点焊领域，人们可以清楚地看到焊接设备中使用伺服马达驱动的明显趋势。在2001年的国际埃森焊接展览会上，不少于12家制造商展示了使用伺服电机驱动技术的焊接设备（安装在微型点焊机、手动和机器人焊枪，以及基座

10、式点焊机上）。根据专家预测，由于焊接质量好和焊接周期较短，所以气动焊接设备将会越来越多地被伺服驱动的焊接设备所取代。另外，一些制造商展示的焊枪采用气冷伺服电机驱动，对电极需要施力和对焊接周期时间有要求的焊接任务有广泛的应用前景。近年来，钣金连接技术发展迅速，广泛应用于机械制造业中，对钣金件的连接起到了很大的作用，而焊接技术在钣金连接中又占有重要地位。点焊和滚焊在机器制造业的各个部门中已经获得了广泛的应用，借内部热源进行加热是接触焊时热过程的特点，该热源的分布特性及其强度取决于焊接金属的物理性能和厚度。缝焊又称滚焊，与点焊的区别是用滚轮形式的圆盘电极代替柱状点焊电极。由于缝焊往往要求气密性，因此

11、焊核是相互重叠的，实质上缝焊又是一种连续的点焊。重叠的焊核引起焊接电流的分梳。但另外也起了预热作用。为了保证气密性，焊前的清理工作比点焊时要求高，否则容易产生裂纹或气孔。1.3课题的研究方法本次设计为环缝连接方法及工艺设计,为消声器筒体与封头的设计.消音器是将声能转化为热能的一种设备，消声器制作所运用的材料，应符合设计规定的防火、防腐、防潮和卫生的要求，本次设计选用Q235钢为低碳钢。板材表面应平整，厚度均匀，无凸凹及明显压伤现象，并不得有裂纹、分层、麻点及锈蚀及其它影响质量的缺陷，在这里选用钣金厚度1.5mm。 吸声材料应严格按照设计要求选用，并满足对防火、防潮和耐腐蚀性能的要求。消声器制作

12、应按照设计图纸和标准图的要求进行，并有施工员书面的质量、技术、安全交底。通过研究论证各种连接技术,确定出其连接方法及工艺设计.本次设计工艺流程：下料较直卷筒、冲压纵缝连接环缝连接试验检验。消声器框架应牢固，壳体不得漏风。消声风管、消声静压箱及消声弯头内所衬的消声材料应均匀贴紧，不能脱落，并且拼缝要密实，表面平整，不能凹凸不平。消声器内的消声材料覆面层不得破损，搭接时应顺气流，且界面不得有毛边。消声器内直接逆风面布质要有保护措施。消声弯管的平面边长大于800mm时，应加设导流吸声片。导流吸声片表面应平滑、圆弧均匀、与弯管连接紧密牢固。不得有松动现象。消声百叶窗，框架应牢固，叶片的片距应均匀，吸声

13、面方向应符合设计要求。消声器内外金属构件表面应涂刷红丹防锈漆两道（优质镀锌板材可不涂防锈漆）。涂刷前，金属表面应按需要做好处理，清除铁锈、油脂等杂物。涂刷时要求无漏涂、起泡、露底等现象。组装后的成品应按照设计文件及施工验收规范要求进行检验，产品达到要求方可出厂。消声器的型号、尺寸必须符合设计要求，并标明气流方向。检验方法：尺量和观察检查、水压试验、气密性试验。1.4论文构成及研究内容本次设计负责薄壁筒体与封头的环缝连接这一工序。把上一工序的纵缝连接后的筒体和前面工序冲压出来的封头连接起来，并进行工艺设计，满足要求。通过对所有常用钣金连接方法的对比,选择出最优连接方法.后再根据所选方法,确定接头

14、形式、制造工艺，最后对工件进行检验和各项试验，使其满足要求。2 连接方法的选择生产中的各种构件在进行连接之前,先要拟定其连接工艺，亦根据零件结构尺寸、技术要求、生产批量及使用性能等条件，选择合理的连接方法等。继而拟定合理的接缝及接头形式，绘出接头及坡口形式简图及装焊顺序简图等。2.1 连接方法的选择钣金件的连接是将几个零件或部件，按照一定的结构形式和相对位置连接成为整体结构。通常采用铆接、咬接、螺纹连接、胀接、等机械连接方法或采用焊接与胶接方法，其中焊接属于不可拆卸连接，其他属于可拆卸连接。选择连接方法时，应考虑构件的强度要求、工作环境、材质和施工条件等因素，若选择恰当，不仅降低成本，提高生产

15、率，而且还可延长工件工作寿命。铆接的接头形式有搭接、对接、角接、板型铆接、翻孔铆接等。搭接是将一块板件或型钢搭在另一块钢板上进行铆接，可用于承重型结构，并采用半圆头实心铆钉。对接是指将两块钢板或型钢接头置于同一平面，用盖板作为连接件将接接头铆接在一起。可用于承重型结构，并采用半圆头实心铆钉。图示为单排铆钉单盖板和双排铆钉双盖板两种形式。角接是将两块板件相互垂直或成一定角度的连接，在接合处用角钢作为连接件，有单面和双面两种形式。可用于承重型结构，并采用半圆头实心铆钉。板型铆接是先将板件端面与槽钢或压形制件一端面搭接装配，再利用铆钉连接在一起,可用于承重型结构，并采用半圆头实心铆钉。螺纹连接包括高

16、强度螺栓连接、双头螺栓连接、螺钉连接等。高强度螺栓连接是将螺栓穿过受纵向力作用的两板件通孔，套上垫片后再用螺母旋紧.用于传递轴向载荷且被连接件厚度不大，便于安装的场合。双头螺栓连接是将双头螺柱旋入端拧入较厚件的螺孔中并固定，另一端穿过薄件通孔后套垫圈，然后再拧紧螺母。用于紧固或紧密程度较高、便于经常拆装的场合。螺钉连接是将直接将螺钉旋入端拧入两件不透的螺孔中，另一端自带螺帽，不必再用螺母.用于紧固或紧密程度不太高、不经常拆装的场合。机械连接是依靠外力及金属零件形变所产生的机械力，来实现钣金工件非冶金结合的连接方法。在选择机械连接时，侧重考虑产品的连接强度要求、被连接件之间的材料性能特点、使用工

17、作情况要求以及现有施工设备能力、施工人员技术情况及经济性等因素。例如咬接方法只能用于板厚小于1.5mm薄板件轻型连接。而焊接是通过加热、加压，或两者并用，使同性或异性两工件产生原子间结合的加工工艺和联接方式。焊接应用广泛，既可用于金属，也可用于非金属。根据所设计的零部件的特点及性能要求，消声器薄壁筒体与封头连接无需经常拆卸，铆接与螺纹连接既不能满足气密性要求而且又浪费材料，胶结虽好但不能满足高温要求。胀接、咬接与焊接相比较，焊接不仅节省材料，而且连接质量高，可以满足高温及气密性要求等通过上述对比，本次设计连接方法采用焊接技术，因焊缝呈环缝状，采用滚焊技术。2.2 焊接方法选择常用的焊接方法有很

18、多（见图1），每种方法均有其使用范围，其中熔焊和电阻焊在钣金结构中应用广泛，选择时应根据热源或力源性质、材料焊接性、焊件形状、和尺寸、生产批量及使用要求等综合考虑后确定。2.2.1熔焊方法的选择对各种熔焊方法进行比较，对各自的特点及适用范围进行说明。在钣金生产中，焊条电弧焊（或束）作热源的各种熔焊方法，应用最为普遍。对于各种金属材料件的短焊缝且处于不同空间位置或单件小批量生产的一般结构件，应优先选用焊条电弧焊。焊条电弧焊简便灵活、设备简单，适用于各种场合的焊接，可以焊接板厚为2mm以上的各种金属结构件，但生产效率不高，需要较高的操作技术，尤其是高压高温高致密性设备的焊接，要求的操作技能更高。埋

19、弧焊和熔化极气体保护焊易于实现机械化、自动化，对操作技术要求不高，有很高的生产率，适于大批量、板厚为630mm的中厚焊件、长直缝或环缝的焊接。尤其是CO2气体保护焊高效、节能、低成本、变形小，是钢材料最佳的焊接方法。钨极氩弧焊是非熔化极惰性区保护焊中一种轻便的焊接方法，对于活性金属铝、镁、钛、不锈钢等重要件的焊接中，应选用氩弧焊易保证焊接质量，但氩气成本较高，一般结构不必采用氩弧焊。铝合金和黄铜焊件，在单件生产或无氩弧焊设备时可采用气焊。气焊不仅适宜于焊接有色金属件，还可以焊接低碳钢薄板，并广泛用于火焰钎焊、局部加热矫正变形、局部热处理等。2.2.2 电阻焊方法选择电阻焊就是焊件组合后，通过电

20、极施加压力，利用电流通过接头的接触面及邻近区域产生的电阻热进行焊接的方法。其生产率高、易于实现机械化和自动化。因此被广泛的应用于各工业部门，尤其是在汽车、拖拉机、飞机以及电真空器件制造等工业中。电阻焊主要用于薄件搭接、杆件和管件的对接等。电阻焊按焊接方式可分为点焊、缝焊、凸焊、和对焊四种。点焊 点焊时，将焊件搭接装配后，压紧在两圆柱形电极间，并通一很大的电流，使两焊件接触处加热到熔化温度，形成似透镜状的液态熔池。断电后，在压力的作用下，凝固形成焊点(见图2-a)。缝焊 缝焊与点焊相似，但在焊接时以旋转的滚盘代替点焊时的圆柱形电极，焊件在转动的滚盘间借摩擦力向前移动，当电流断续或连续地由滚盘流过

21、焊件时即形成一条焊点前后的搭接的连续焊缝。因此缝焊焊缝实质上是由许多彼此相重迭的焊点所组成（见图2-b）。凸焊 是指在一焊件的贴合面上预先加工出一个或多个凸起点，使其与另一焊件表面相接触，加压并通电加热，凸起点压塌后，使这些接触点形成焊点的电阻焊方法（见图2-c）。对焊 对焊可分为电阻对焊和闪光对焊两种。电阻对焊即是将焊件装配成对接接头（见图2-d），使其端面紧密接触，利用电阻热加热到塑性状态，然后迅速施加顶锻力完成焊接的方法；闪光对焊则是将焊件装配成对接接头，接通电源，使其端面逐渐移近达到局部接触，利用电阻热加热这些接触点（产生闪光），使端面金属熔化，直至端部在一定深度范围内达到预定温度时，

22、迅速施加顶锻力完成焊接的方法。闪光对焊又可分为连续闪光焊和预热闪光焊。2.2.3 高能束焊方法选择高能束焊是指等离子弧焊、电子束焊、激光焊和机器人焊等由于焊接设备和辅助工装均较复杂，要求更多的基础知识和较高的操作技能。对于稀有金属、活性大的金属和高熔点金属的罕见，若一般厚度时，可采用等离子弧焊、真空电子束焊和窄间隙脉冲氩弧焊；若极薄的微型铂件则应选用微束等离子弧焊或脉冲激光点焊。此外，对于冶金相容性差的异种材料、接头受力不大、工作温度不高的接头或精密微型复杂形件，宜选用钎焊或胶焊等非液相结合的焊接方法。通过上面的焊接连接的各种方法的对比，结合实际经济条件、技术条件及设计部件的技术及性能要求等，

23、选择最适合的焊接方法。电阻焊其高效、节能、低成本、变形小、高质量，易于实现机械化、自动化，是钢材料很好的焊接方法，还有其致密性、耐热性、耐蚀性都满足所需要求。因此本次环缝连接采用电阻缝焊。2.3 连接接头的选择与论证 前面已经选用焊接方法，因此在这里只对电阻缝焊进行接头设计进行说明。焊接结构常用的接头形式有对接接头、搭接接头、角接接头、以及T形接头（如表一），而常见的电阻缝焊（滚焊）接头形式见图2.应根据焊接结构形状、焊件厚度、焊缝强度要求及施工条件等情况来选择，要考虑易于保证焊接质量和尽量降低成本。根据焊件的结构及结合形式，选用上图中的d图外卷边接头。表1 低碳钢焊缝规范条件板厚（mm）电极

24、压力（N）通电时间（cyc）休止时间（cyc）电流（A）焊接速度（m/min）焊点数（点/cm）最小标准高速条件（A）0.250.60.81.01.62.02.42.83.218002100240027003400450050005100560018002500320041005400680077008800100001222334441112112221150012500150001830021000220002300025000275002.952.702.622.502.302.152.031.901.786.14.34.53.54.04.13.03.23.2中速焊接（B）0.250.6

25、0.81.01.62.02.42.83.218002100240027003400450050005100560018002500320041005400680077008800100002233467911122356667800011000130001500017500200002100022000230002.031.901.831.701.61.401.271.221.145.94.74.03.52.82.42.22.01.8低速条件（C）0.250.60.81.01.62.02.42.81800210024002700340045005000510018002500320041005

26、4006800770086002322466633444666750090001200013500154001000017000185001.251.141.070.990.910.760.700.645.75.15.55.14.94.04.34.13 滚焊及工艺拟定根据所选材料为Q235钢，为低碳钢的缝焊。低碳钢根据使用目的及焊接设备的能力，可采用高速、中速和低速三种规范进行搭接缝焊。对于没有气密性要求的焊接接头，焊接速度还可以提高。一般当要求气密性时，采用中速规范较适宜，并容易获得稳定的焊接质量。表4是抵碳钢的缝焊规范。如果采用了窄边滚轮(薄电极)，则电极压力和焊接电流均可相应减小，焊接速

27、度可适当提高。由于焊件有气密性要求采用中速规范，结合资料表10-13，由焊件厚度1.5+1.5mm，查的平面滚盘工作面宽度为8.0-9.0mm,根据搭接量要求本次设计工作面宽度为5mm.焊接时间为0.08-0.10s，间隔时间为0.10-0.14s，焊接速度为1.6m/min,焊接电流为17500A。实施滚焊的顺利程度要取决于焊机的调整是否正确、使用装备（电极和夹具）的形式是否合理、焊前材料的准备是否正确和操作顺序是否合适，这些问题应当受到关注。焊接件的顺利程度在颇大程度上取决于它们的结构工艺性，也就是取决于设计结构时是否考虑到焊接过程中所用的特点；对于点焊和滚焊的制件，不仅应该注意到焊接过程

28、的一般特点，而且还应考虑到现有焊机的结构特点，焊机的工作限界尺寸等。缝焊的规范参数有滚轮工作面形状及宽度；滚轮压力(电极压力)、焊接时间及休止时；焊接速度(滚轮转动速度)和焊接电流等。现分述如下：3.1滚轮工作面形状及宽度 滚轮是缝焊时的电极，其工作面有平面形和圆弧形两种，见图4。而表5是不同板厚焊件与滚轮尺寸的关系。只要焊件结构允许，滚轮直径(D)应尽可能地选得大些，并使上、下滚轮直径尽量接近。目前，出于节省能源的目的还发展了一种窄边滚轮(薄电极)，其工作面宽(b)只有35mm。这样既可降低所需的焊接电流，又可减少焊件之间的搭接量。在本次设计中，采用平面行窄边滚轮，工作面宽度为5mm,正好满

29、足搭接量要求。3.2 滚轮压力 一般缝焊时，先是用滚轮压紧焊件，然后开始转动，同时接通焊接电流。滚轮压力在整个焊接过程中是不变化的，因此缝焊时对该轮压力的要求较点焊简单。查表3得，选择电极压力为3400-5400N（选5000N）3.3 焊接时间及休止时间 缝焊可以在连续通电或断续通电下进行。连续通电的方法可以大大提高焊接速度，但会降低焊接接头的质量和缩短滚轮的使用寿命。因此可采用通几个电流脉冲，然后休止一段时间的断续通电的方法，这种方法目前应用最广泛。在两次电流脉冲之间的休止时间内，滚轮和焊件得到冷却，可提高滚轮的使用寿命，减小焊接热影响区的宽度，并减轻焊后的残余变形。3.4 焊接速度和点距

30、 选择焊接速度时，应保证焊核点距(焊点的重叠程度)符合气密性的要求。焊接速度是指焊件的直线运动速，它与焊接时间和休止时间有关，而焊接时间与休止时间又决定了电流脉冲的频率(n)。它们的比值确定了点距a： aVn式中 a点距(mm)； V焊接速度(mmmin)， n每分钟的焊接电流脉冲数。表2 不同板厚焊件及滚轮尺寸(mm)板厚最大b最小B弧形半径R0.250.50.81.01.62.02.43.24.86.46.46.47.99.511.012.79.512.712.712.712.716.016.019.03838757575757575点距a的大小取决于焊件的厚度和材料的种类。要求具有气密性

31、好的焊接接头的点距时，应使外表面上每一焊点和前一个焊点有一定的重叠，而内部焊核紧密地一个盖住一个(需通过金相试片5i就观察到)。选择点距时，可以应用下列公式计算： (1)对于低碳钢和低合金钢， a(2.83.2)； (2)对于铝合金和有色合金， a(2.02.4)； （3）对于镍铬合金和镍铬钢，a=(2428)；。式中为焊件中薄件的厚度(mm)。利用第二种方法：a=(2.83.2)=(2.83.2)1.5=4.24.8（mm），取4.5mm。由上述制造方法及工艺完成焊件的焊接。焊接示意图如下（图5）.焊接之前，要做好焊接的准备工作，焊件的表面状态，电极与焊件接触处和焊件接触处的电流、热量的分布

32、以及向电极的散热等都很有重大影响，因此要对焊件的接口表面进行处理，把油污、氧化膜、油漆除去。另一方面要注意焊件的装配定位，焊件的装配间隙应尽可能的小些，这是焊接结构取得高质量的重要条件。在间隙大的焊件间，特别是刚度又得到增强的结构上进行焊接时，部分电极压力会消耗于压紧间隙，所以实际的焊接压力降低了。这样，焊接时产生的=飞溅的倾向增大，焊核尺寸和接头强度的波动增大，结构的变形也会有所增加。允许的间隙值取决于焊件结构的刚度（即焊件的厚度和形状）和存在间隙部分的长度。通常许用间隙为0.12mm。焊件越厚间隙部分越短，则许用间隙越小。对于缝焊的三分之一。详见工艺装配图。4 焊后质量检验及各项实验只有在

33、正确而细致地选择焊接规范，并是它保持一定时才能得到高质量的滚焊接头。为了调整焊接规范，要对焊接接头或试件进行检验或实验。这样，就可以把确定出的焊接规范参数，如：焊接电流值、电流脉冲的时间和特性、电极压力、电极工作表面的形状、滚轮转动速度一一规定下来。以方便以后检查。焊接个别一批构件和检验工作规范参数的同时，进行着焊件试件或构件的实验工作。若对实验结果不满意，应当将焊接规范加以修正。4.1 缺陷及其检验在焊接过程中，由于各方面原因，会造成焊件产生很多缺陷，从而影响焊接质量。因此要对焊接后的焊接进行质量检验。在焊件滚焊时所发生的缺陷可分为焊接接头缺陷和焊接构件缺陷，它们又可分为外部和内部缺陷。图6

34、和图7列举了焊件的内外部缺陷。而表3和表4分别是焊接接头内外部缺陷及产生原因。可根据两表查找原因。我们可以使用简单的测量工具和放大倍数不大的放大镜进行焊接接头的外部检验。电极的压痕在焊件表面上应该很清晰，并且均匀而且是圆形的。焊接低碳钢时，焊点周围可能是黑色氧化环。气密的滚焊接头应具有均匀的鳞片状的表面，这种鳞片表面应由 形状和尺寸皆相同的、带有明显轮廓的单个压痕组成。等厚度零件的滚焊接头的两面压痕深度总和不应超过焊件总厚度的20.目前，还没有一种检验内部缺陷的通用方法。用X射线透射可以发现内部裂纹、缩孔、气孔和内部溢出。表3 接头的内部缺陷及产生原因缺陷产生缺陷的可能原因1、未焊透或焊点核心

35、小a)电流小；b）电极压力大；c）电极接触表面过大；d）清理不良；e电极过分靠近搭接边缘（焊接轻合金时）。2、裂纹和缩孔a)电流脉冲时间短；b）电极压力不足；c）清理不良；d）锻压力加的过于迟缓。3、焊点核心分布不对称电极接触表面面积选择不当4、熔透过大焊点核心过高a)焊接电流过大;b)电极压力不足5、金属溢出到焊件间的缝隙中a)焊接电流过大；b）电极压力不足；c）焊接时焊件倾斜；d）电极布置得过分靠近搭接边边缘（焊接钢和铬镍合金时）6、焊接接头（合金结构钢）变脆a）焊接电流脉冲时间不够;b)焊接过程的热循环不良7、滚焊接头不气密a）点距不适当;b)焊接规范稳定性受到破坏（包括电流、电极压力、

36、电流脉冲时间、焊接速度或滚轮工作表面尺寸）；c）焊接时焊件放置不当；d）上下滚轮的直径差过大表4 焊接接头的外部缺陷及产生原因缺陷产生缺陷的可能原因1、滚焊接头的焊点压痕或“鳞片”的形状不正确a)电极工作表面的形状不正确或磨损不均匀；b)焊接时，焊件和电极倾斜；c）滚焊速度过快2、电极压痕过深及过热a)电极脉冲时间过长；b)电极压力不足；c）电流过大3、局部烧穿或熔化金属剧烈的外部溢出a)焊件或电极表面不干净；b) 电极压力不足；c)电极接触表面形状不正确；d）滚焊速度过快4、径向裂纹a）焊接电流脉冲时间不够；b）电极压力不足；c）电极冷却不足；d）电极锻压力不足（焊接轻合金时）；e）锻压力加

37、的过于迟缓5、环形裂纹电流脉冲时间过长6、熔化金属扩展到接头表面上和接头表面发黑。a）焊件或电极表面清理得不够仔细；b）电极压力不足；c）焊接电流脉冲时间过长；d）电流过大7、接头边缘近旁的金属被压坏和裂纹a）焊点布置得过分靠近接头边缘；b)电流过大；c）电流脉冲时间过长；d）锻压力过大8、焊点被拉开或撕破由于装配不良，焊接时焊件被过分拉紧4.2 各项试验根据焊件的性能要求，在焊件焊接完毕后，要进行各项实验，使其满足条件。本次设计，环缝连接后，两端面的平行度及筒体与两端垂直度均应符合规定的技术要求，同时还需经受0.5MPa的水压试验和气密性实验。焊接后对筒体进行测量，满足平行度及垂直度要求。并

38、进行各项试验：4.2.1 水压试验耐压试验是将水、油、气等充入容器内徐徐加压，以检测其泄露、耐压破坏等的试验方法，这种检验用于检验高压容器焊缝的密封性和强度。受试产品必要时应经消除应力热处理后才能进行试验。用水作为介质的耐压试验称为水压试验，是焊接容器中用的最多的耐压试验方法。水压试验的压力可按下式确定：1.25p= P+0.1取两者中的较大值。式中 PT 水压试验压力； P 设计压力； 试验温度下的材料许用应力（MPa）; 设计温度下的材料许用压力（MPa）;当的比值大于1.8时，按1.8计算。试验时，将被试容器灌满水，彻底排尽空气并密封，用压力泵徐徐向容器内加压。升压过程应缓慢上升，当水压

39、达到规定试验后，停止加压，关闭进水阀，并保持一定时间，以视压力是否有下降现象。此后，再将压力缓慢降至规定压力的80.并保持足够长的时间以对所用焊缝进行检验。如有渗漏，修补后重新试验。4.2.2 气密性试验 将压缩空气（或氨、氟利昂、卤素气体等）压入焊接容器，利用容器内外的压力差检验有无泄露的方法称作气密性试验。容器需经液压试验合格后方可进行气密性试验，试验压力为设计压力的1.05倍。试验时压力应缓慢上升，达到规定试验压力后保压10min，然后降至设计压力，对所有焊缝和连接部位均应进行泄露检查，对气压试验合格的容器可免做气密性试验。接头气密性检验一般流行的方法是液压实验或气压试验，比较简单的方法

40、是用煤油进行接头实验。在被实验接头的一面涂上白亜粉上形成黑色斑点。或者用氨气检验是工序间检查焊缝气密性的另一种方法。可以把被实验的对象放在一夹具中，此夹具可在内部造成0.5MPa的气压见下图(图8)。焊件中充以少量的氨气（容积的1%）。在要试验的焊缝上盖上用5%硝酸银溶液润过的纸带，在接头不气密的地方，纸上会显出黑色斑点。对焊件检验合格后，方可进行下一道工序，以保证产品的质量。结论通过本次设计让我们学到了很多东西，也发现了很多东西。首先它培养了我们独立思考的能力，针对自己的课题，设计出自己的方案及思路。其次也锻炼了我搜集、汇总资料的能力，让我们对以前学过的知识进行了回顾和总结。通过导师的辛勤教

41、导，与同组同学的讨论学习，真正让我学到了更多的知识。把大家的意见结合起来对自己的设计进行修改和创新，又锻炼了我的CAD制图能力。我觉得如果我们平时多做一些这样的设计，那么我们将学到更多的知识，通过不断的锻炼实习，就会真正的锻炼我们的综合设计和创新能力。我发现由于实际条件限制，在设计中缺少了同学的实际操作能力，很多都是理论设计，感觉到与现实还有很大一段距离。还有很多同学，设计完了，但是却与现实中对不上号。如果我们能真正的参与到现实的设计制造当中，那么我们会发现更多东西，相信我们会学到更多的知识。总之，本次设计让我受益非浅，对以后的工作学习都有很大的帮助。致谢在这里首先要感谢我的导师王爱珍老师，本

42、次设计是在王老师的精心指导和悉心的关怀下完成的。她以其渊博的知识，严谨的治学态度和高度的责任心，给我以耐心的指导，特别是在资料的搜寻过程中，王老师不辞辛劳，在百忙之中为我寻找到珍贵的资料，让我们可以方便的参考资料。更重要的是，她在指导过程中自信的精神和求实的态度值得我终身学习，再次向范老师表示衷心的感谢。其次要感谢与我一组的同学，在与他们相互讨论中，我对所学的知识加深了印象，对课题有了更深刻的理解。在合作过程中，与他们融洽的相处为我提供了很好的设计氛围，我非常高兴能与他们合作，同时感谢他们对我的无私帮助。最后要感谢与我朝夕相处的宿舍同学，他们在设计中也给予我宝贵的意见和建议，在此表示感谢。参考

43、文献1王爱珍编著.钣金连接技术M.北京：机械工业出版社，2008.1.2技工学校机械类通用教材编审委员会编M.焊工工艺学 .北京:机械工业出版社,2005.1.3朱东梅、胥北澜主编.画法几何及机械制图M.北京:高等教育出版社,2000.11.4濮良贵、纪明刚主编.机械设计（第八版）M.北京:高等教育出版社,2006.5.5刘鸿文主编.材料力学-4版M.北京:高等教育出版社,2004.1.6中国机械工业教育协会组编.金属工艺学M.北京:机械工业出版社,2001.6.7宇永福、张德生主编.金属焊接技术M.北京:机械工业出版社,1999.8英若采主编.熔焊原理及金属材料焊接M.北京:机械工业出版社,2000.9任廷春主编.焊接电工(焊接专业) M.北京:机械工业出版社,2002.10陈云祥主编.焊接工艺M.北京:机械工业出版社,2002.11启涵主编.焊接检验M.北京:机械工业出版社,1982.12毕惠琴主编.焊接方法及设备(电阻焊) M.北京: 机械工业出版社,1981.13 适用钣金技术手册编写组.实用钣金技术手册M.北京:机械工业出版社,2004.14郑元良编著.点焊、缝焊和凸焊M.北京:机械工业出版社,1988.15巴尔柯维茨、奥尔洛夫著，毕惠琴、朱欣校.特种钢和特种合金的点焊和滚焊M.国防工业出版社,1964.