支架立柱短周期螺柱焊工艺研究与应用.pdf

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1、机械工程师MECHANICALENGINEER支架立柱短周期螺柱焊工艺研究与应用邹亮中国电子科技集团公司第二十七研究所，郑州450047摘要：针对支架立柱传统焊条电弧焊接工艺存在的问题，介绍了短周期螺柱焊的工艺，通过与传统焊条电弧焊生产工艺过程对比，阐述短周期螺柱焊工艺在生产中的优势和经济性。关键词：焊条电弧焊：短周期螺柱焊：工艺中图分类号：TG457．2文献标志码：B文章编号：1002—2333(2016)04—0181—020引言在某航天设备安装过程中，钢结构支架起着承载本体、构架设备的关键作用，又占有较大数量的比重。立柱作为支架的一部分，虽然受力不大，但是数量较多，如

2、图1所示。传统焊条电弧焊工艺虽然能满足产品质量要求，但随着产量的增加，也出现了一些问题，如焊缝外观不美观、焊缝一致性差、生产周期长、效率低和成本高。因此，为了保证立柱的焊接质量，提高生产效率，降低生产成本，在支架立柱焊接中应用了短周期螺柱焊工艺方法。螺柱焊，它结合了两种传统电弧螺柱焊的优点，焊接时间一般在10—120ms之内，在焊接过程中采用双电流控制的方法，即在焊接开始时，利用小电流(约30。60A)进行引弧，持续一定时间后，触发大的焊接电流，在母材上形成熔池，最后完成焊接【lI，具体工艺生产过程如图2所示。其中，小电流主要是清理工件表面、预热焊接区和引发焊接电弧。与普通

3、电弧螺柱焊和储能螺柱焊比较，短周期螺柱焊具有以下优点：1)焊接相同直径的螺柱，所用的时间不仅比普通电弧螺柱焊所厂二用时间短，I·效率高，而I·一一一一一且焊接热影l哗¨*f#n!琏训h响区小，焊『．、缝耐蚀性型iru赴一好。2)通过l‘i一，t“m、调整电流和l图2短一一一一'，1+一．4。4-一，u、一tca图合理控制工艺，降低了拉弧式储能螺柱焊对引弧间隙、螺柱加工精度和操作者技术水平的要求，操作更便捷、易于操控。目前，短周期螺柱焊已经成为应用最广的螺柱焊接方法。在国外工业发达国家，80％的螺柱焊接采用专用螺柱焊接设备。随着工业技术水平的发展，在我国的应用也越来越广泛，如

4、造船、汽车、航空、建筑、锅炉等行业。2生产工艺流程生产工艺流程如图3所示。———、厂———_、＼竺!：H、竺J．．．．．．．．．．．．．．．_／、、，、．．．．．．—．—．．．。．。．—。——————．．／—————、／，——■—、厂———]焊前准备卜—_一螺柱焊接

5、+—_[螵柱————————√＼、————————j＼、———————j竺!兰竺竺竺竺兰兰!三兰鎏兰竺力矩的测试，从而得到摩擦因数“。根据TPCell的测试结果，可以获得施加的转矩和获得的夹紧力，并推算出摩擦因数，得出图4的测试报告。3结语发动机在工作过程中承受高温高压的交变载荷，产生较大幅度的振动和滑移，缸盖

6、一缸垫一缸体、连杆大头与杆身、主轴承盖一曲轴一主轴承、排气歧管一垫片一缸盖等各种关键部件之间需要高强度螺栓进行连接紧固。在发动机正向设计过程中，根据发动机的最大燃烧爆发压力和其他设计指标，进行各种关键螺栓的理论校核，设计螺栓规格和拧紧方式，对发动机的疲劳安全强度影响较大。[参考文献]l1JVEREINDEUTSCHERINGENIEURE．Systematiccalculationofhighdutyboltedjoints-Jointswithonecylindricalbolt．VDI2230，February2003．[2]钢结构设计规范：GB50017—2003[S

7、]．【3JZOUQ，SUNTS，NASSARSA，eta1．Nuts(fasteners)[C]／／ASME．STLF／ASMEInternationalJointTribologyConference．SanAntonio：STL彤ASME．2006：1—12．(编辑黄获)作者简介：张磊(198卜)，女，工程师，主要从事结构与NvH分析工作。收稿日期：2016一01—10网址：wWwjxgcscorn电邮hrbengineer@163．com2016年第4期l181机械工程师MECHANICALENGfINEER3焊接工艺方案3．J螺柱的选择由于支架母材是Q235810#

8、槽钢(结构尺寸：100mmx48mmx5．3mm)，为保证材料的焊接性和力学性能，选用了母材为Q235B、4．8级带法兰的螺纹螺柱(PS型)，规格尺寸为M8x35，其化学成分和力学性能见表1和表2。表1Q235B螺柱的化学成分质量分数％3．2工艺抗拉强度盯。／MPa屈服点ors／MPa延伸率／％370—500235143．4焊接工艺参数由于本应用的特殊性，在选择工艺参数时，考虑了母材厚度、螺柱直径、螺柱材质等因素。具体工艺参数见表3。3．5表童检验表3工艺参数间、提升高度、螺柱伸出长度。3．2．1焊接电流和焊接时间