5083鋁合金船舶焊接工藝畢業設計-wenkub.com

　 　

【正文】 多少個日日夜夜，李老師不僅在工作上給我以精心指導，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關懷，除了敬佩李老師的專業水平外，他的治學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習的榜樣，并將積極影響我今后的學習和工作。所以在這里我要感謝老師，感謝我親愛的同學們，感謝我的部門領導。通過對鋁及鋁合金材料結構、性質和焊接性的研究，我們可以看出，鋁及鋁合金有著不同于其他金屬材料的特點和性質，因此我們要通過本論文更好的理解并掌握鋁及鋁合金的相關材料知識，并了解了鋁合金在船舶制造上的應用，認識到鋁及鋁合金應用的領域不同和對其要求的性能不同時，我們進行焊接時要根據具體情況選擇相應的能滿足需要的焊接方法來焊接鋁及鋁合金構件。⑵塔式建造法建造時以中間偏后的底部分段為基準分段，先吊上船臺定位固定，然后向首尾和兩舷，自下而上依次吊裝個分段。典型的總段有首尾總段，上層建筑總段等。（3）側造法：分段建造時的位置與其在實船上的位置成一定的角度或垂直。分段的種類很多，按其外形特征大致可分為以下幾類：平面分段 ；曲面分段；半立體分段 ；立體分段； 總段。 夾渣、產生原因焊前清理不徹底； 焊接電流過大，導致電嘴局部熔化混入熔池而形成夾渣； 焊接速度過高。 未焊透、產生原因焊接速度過快，電弧過長； 坡口加工不當，裝配間隙過小； 焊接技術較低，操作姿勢掌握不當； 焊接規范過小； 焊接電流不穩定。、產生原因氣體保護不良，保護氣體不純； 焊絲、焊件被污染； 大氣中的絕對濕度過大； 電弧不穩，電弧過長； 焊絲伸出長度過長、噴嘴與焊件之間的距離過大； 焊絲直徑與坡口形式選擇不當；在同一部位重復起弧，接頭數太多。 氣孔在鋁及鋁合金MIG焊中，氣孔是最常見的一種缺陷。其形式有縱向裂紋、橫向裂紋(往往擴展到基體金屬)，還有根部裂紋、弧坑裂紋等等。 焊縫成形差焊縫成形差主要表現在焊縫波紋不美觀，且不光亮；焊縫彎曲不直，寬窄不一，接頭太多；焊縫中心突起，兩邊平坦或凹陷；焊縫滿溢等。實際各參數之間是互有關聯的，改變某一個參數就要求同時改變另一個或另一些參數，才能獲得改變參數所期望獲得的結果。氣體流量過大時，會引起熔池鋁液翻騰，惡化焊縫成形。相鄰兩焊道內殘存的兩氣孔巧合相連而形成通孔的機率是不大的。焊接道次 焊接道次主要取決于零件厚度、接頭形式、坡口尺寸及結構和材料特性。例如仰焊時，宜選用細焊絲、小電流、短弧、實行短路過渡，使熔池較小，熔池凝固較快，焊縫快速成形。焊接速度過低時，電弧將強力沖擊熔池，使焊道過寬，或零件燒穿成洞。圖12適的電弧電壓與焊接電流的配合焊接速度 焊接速度與零件厚度、焊接電流、電弧電壓等密切相關。當其他參數保持不變時，電弧電壓與電弧長度成正比關系。生產中發現，電弧長度易受外界偶然因素的干擾，如網路電壓波動、焊絲及焊件表面局部玷污（油污、氧化膜、水分等）。雖然二者互有關聯，但兩者不同。MIG焊鋁時，焊接電流、送絲速度或熔化速度有一個線性關系，如圖11所示；調節送絲速度即可調節焊接電流。手工半自動MIG焊時，一般采用細絲；自動MIG焊時，一般采用較粗的焊絲。細絲可采用的焊接電流較小，電流范圍也較窄，焊接時主要采用短路過渡方式，主要用于焊接薄件。永久墊板是工藝需要并經設計允許的一個小零件，一般用于多道焊，使用時必須使鈍邊及焊縫根部與墊板完全熔合，如圖13所示。角向零件反面急驟過渡，從而形成強烈的應力集中。有時臨時墊板制成復合結構，由墊板及墊板條組成。TIG及MIG焊有時均需要焊縫反面的襯墊。焊件及焊絲表面的氧化膜及污染物可引起MIG；焊過程中電弧靜特性曲線下移，從而使焊接電流突然上升，焊絲熔化速度增大，電弧拉長，此時，電弧的聲音也從原來有節奏的嘶嘶聲變為刺耳的呼叫聲。T形接頭有時也被采用，也很少需開坡口，但最好是接頭的左右兩面均有焊縫，以實現受力平衡。短路過渡時，間隙應較大，鈍邊應較小；射流過渡時，因熔深較大，間隙應較小，鈍邊應較大。)≤12O～3——5～250～3l～360～908～303～62～46020以上O～33～515—208以上0～33～67020以上O～36～lO70≤3O～l——4～l21～22～345～55121～3l～440～50接頭形式及其有關尺寸取決于鋁及鋁合金焊件厚度、焊接位置、熔滴過渡形式及焊接工藝。當需焊接厚大鋁及鋁合金焊件時，應選用大電流和較大輸出功率的電源。MIG氦弧焊的能量密度高，適用于焊接中厚件，但電弧不夠穩定，且氦氣價格高昂。當弧長和焊接電流一定時，氦氣保護的電弧電壓比氬弧高，如圖10所示。為得到相同的保護效果，氦氣的流量消耗大約應比氬氣高2～3倍。 焊接工藝、保護氣體選擇鋁及鋁合金MIG焊時，只采用惰性氣體氬或氦，不采用其他活性氣體。導電嘴必須牢固地固定在槍體上，并使其定位于噴嘴中心。手槍式焊槍適合于粗焊絲，常需水冷。送絲機可采用兩輪或四輪驅動裝置，后者適于送較軟的焊絲，如鋁焊絲。這兩種均適于細絲半自動MIG焊。 圖4三種送絲方式a)推絲式b）、c）、d）拉絲式e）推拉絲式推絲式在此方式中，焊槍結構簡化，操作輕便，但送絲阻力大，較難送進較細、較軟的焊絲，且軟管不能太長，一般送絲軟管長度為3～5m。該電源具有幾個有代表性的特點，如熱起弧功能，熱啟動時能發生700A的脈沖電流，有利于解決起弧處易發生未熔合、未焊透及氣孔問題；如內設16位微處理器閉環數字化控制系統，有利于解決脈沖MIG焊參數多，操作按鈕多，操作很不方便的問題；又如內設的專家系統，內存的100組焊接程序和參數的專家經驗可供工藝技術人員和焊接操作人員直接選用或參考選用。⑵短路峰值電流Imax(A)。由于恒流，焊縫熔深可基本保持穩定不變。平特性電源有較強的自調節作用，弧長的變化可引起電流的較大變化，同時短路電流較大，引弧比較容易。電源的負載持續率在60%～100%范圍內。老式電源有電動機發電機組，現只用于缺電的野外現場。自動熔化極氬弧焊設備則由焊接電源、送絲系統、焊接機頭、行走小車或操作機（立柱、橫臂）和變位機及滾輪架、供氣系統、供水系統、控制系統組成。目前在中等厚度、大厚度鋁及鋁合金板材的焊接中，已廣泛地應用了MIG焊。 ⑸MIG焊焊接鋁及鋁合金時，可以采用亞射流熔滴過渡方式提高焊接接頭的質量。原理示意圖見圖1；原理示意圖1MIG焊特點 ⑴和TIG焊一樣，它幾乎可以焊接所有的金屬，尤其適合于焊接鋁及鋁合金、銅及銅合金以及不銹鋼等材料。脈沖MIG焊電源是直流脈沖，脈沖TIG焊的電源是交流脈沖。、MIG焊的焊接方法與TIG焊相比，MIG焊可焊的鋁合金厚度明顯增大，而且焊接效率高，適合于自動化生產。實驗研究發現，在鋁合金MIG焊時，脈沖電流焊接優于連續電流焊接，采用脈沖電流可以提高熱輸入的利用率，降低焊接電流，減少焊接變形。 焊接方法的確定目前用于鋁合金焊接的常用焊接方法有：交流鎢極氬弧焊(TIG)和直流反極性熔化極氣體保護焊(MIG)。光焊接是一種高效、快速、先進的焊接方法，其功率密度可達10^5~10^7W/cm^2,其優點在于：熱輸入集中、焊接速度快、熱影響區小、工件變形小、低噪聲、低煙塵、焊接質量好，故激光焊接鋁合金有極大的優越性。攪拌摩擦焊已經被證明在諸多方面優于熔焊方法，尤其在輕合金方面，攪拌摩擦焊具有明顯的優越性：固相焊接方法，不存在凝固裂紋和氣孔等缺陷；無變形焊接技術；不需要焊絲和保護氣體；焊接過程沒有煙塵、飛濺和UV輻射；容易實現自動化的一種機床焊接技術；全位置焊接技術；優異的接頭力學性能；綠色焊接技術節省能源。經過幾年的法杖，MIG焊從焊接設備、焊接材料到焊接工藝，都日益走向成熟，獲得高質量的MIG焊縫已經成為可能。傳統的鋁合金鎢極氬弧焊（TIG）焊接熱輸入大、焊接速度慢，在焊縫呼氣附近產生較高的峰值溫度和較寬的熱影響區，使焊縫金屬盒附近母材產生實效，從而造成焊接接頭強度和硬度的大幅降低。日本在1953年就采用TIG焊焊接5083鋁合金，~。TIG焊的電極是難熔金屬鎢或鎢的合金棒，電弧燃燒過程中電極是不熔化的，故易維持恒定的電弧長度，焊接過程穩定。在我國5000系列鋁板屬于較為成熟的鋁板系列之一。在相同面積下鋁鎂合金的重量低于其他系列.。用途主要用于要求高的可塑性和良好的焊接性，在液體或氣體介質中工作的低載荷零件，如郵箱，汽油或潤滑油導管，各種液體容器和其他用深拉制作的小負荷零件：線材用來做鉚釘。　　5083鋁材屬于AlMgSi系合金,使用范圍廣泛,特別是建筑業離不開此合金，是最有前途的合金。陽極化處理后表面美觀。 鋁合金焊接的主要特點鋁合金有強的氧化能力。氣孔是焊接5083鋁合金過程中常見的缺陷。由于鋁合金的化學活潑性很強，表面易形成氧化膜，且多屬于難熔物質。第二章 鋁合金5083性能及焊接特點 鋁合金5083的性能、物理性能5083物理性能，主要特點為密度低，抗拉強度高，延伸率高。對于冷作硬化的合金也是如此，使接頭性能弱化，并且焊接線能量越大，性能降低的程度也愈嚴重。高溫下的強度和塑性低 在高溫下鋁的強度和塑性很低，以致不能支承住液體金屬而使焊縫成形不良，甚至形成塌陷（或燒穿）缺陷。氫是熔焊時產生氣孔的主要原因。熱裂紋傾向性大 108/℃，約為鋼的兩倍，％～％，因此焊接某些鋁合金時，往往由于過大的收縮內應力而產生熱裂紋。這是鋁及鋁合金焊接的一個重要特點。與鋼鐵材料相比，由于鋁合金具有獨特的物理化學性能，因此在焊接過程中存在以下特點：強的氧化能力 鋁和氧的親和力很大，在空氣中鋁容易與氧結合生成緊密結實的Al2O3薄膜（）。7000系列合金因其較高的擠壓比而不能擠出封閉截面，這樣勢必增加焊接量，對承載甲板的受力和加工都不利。7000系列合金中鋅是主要合金元素，加入少量鎂時，就形成了強度最高的熱處理強化鋁合金。綜合考慮鋁合金強度、擠出性能、焊接性能等各種因素，渡河裝備中應用的鋁合金將主要是6000系列和7000系列。隨著近年來科學技術以及工業經濟的飛速發展，對鋁合金焊接結構件的需求日益增多。這樣使得其勝過很多合金鋼，成為理想的結構材料，廣泛用于機械制造、運輸機械、動力機械及航空工業等方面，飛機的機身、蒙皮、壓氣機等常以鋁合金制造，以減輕自重。 純鋁的密度小（ρ=），大約是鐵的 1/3，熔點低（660℃），鋁是面心立方結構，故具有很高的塑性，易于加工，可制成各種型材、板材。　　上層建筑是指上甲板以上的各種圍壁建筑物，上層建筑部分有首樓、橋樓、尾樓、甲板室及各種圍壁建筑。　　在主船體空心結構內部又用水平的與垂直的隔壁分隔成許多艙室。 船舶結構船舶結構隨著船舶類型的不同而不同，對于鋼結構船舶來說，全船結構分為主船體和上層建筑兩部分。 80年代初期，我國的船舶工業遇上了建造出口船的機遇，所建造的船舶產品進入了國際船舶市場，建造出口船舶必須按照國際規范要求建造，一些傳統的工藝技術不能滿足國際船舶的要求，其中主要矛盾是焊接工藝和焊接生產效率明顯落后于生產發展。2010年船用柴油機產量達到600萬馬力，2015年達到800萬馬力。中國已連續10年為世界第三大造船國。同時能夠提高電弧的穩定性、改善焊接成形和增加熔深。提高焊由于采用交流電，鎢極燒損嚴重，焊接效率低，因此適用于薄件鋁合金的焊接。使我們充分的認識到在建造中鋁合金所占得重要性。安徽機電職業技術學院畢 業 設 計5083鋁合金