客車CW-200K轉(zhuǎn)向架構(gòu)架制造工藝設(shè)計(jì)【三維PROE】【7張cad圖紙】【W(wǎng)G系列】

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要為適應(yīng)我國現(xiàn)代化建設(shè)的需要，相信焊接技術(shù)必將得到更迅速的發(fā)展，并在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)展發(fā)揮出更重要的作用。隨著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，對焊接技術(shù)提出了多種多樣的要求。一方面由于工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展對焊接技術(shù)提出了高要求，另一方面由于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展又為焊接技術(shù)的進(jìn)步開拓了新的途徑。另外我們也在不斷探索新的焊接方法，從以前的幾種焊接方法到現(xiàn)在的很多中，從最原始的手工電弧焊到現(xiàn)在的窄間隙埋弧焊、機(jī)器人焊接，從以前的焊工保護(hù)差到現(xiàn)在的焊工保護(hù)好，種種的種種都可以看出，我們國家在發(fā)展，我們的焊接技術(shù)同樣在發(fā)展，在不久的將來更高端的焊接技術(shù)將被發(fā)現(xiàn)，該焊接技術(shù)價(jià)廉、勞動(dòng)強(qiáng)度小，焊出來的東西更好更完美。根據(jù)Q235鋼選擇合適的成型工藝以及焊接方法、編制合理的工藝規(guī)程、選擇正確的裝配方法、對焊接缺陷的預(yù)測、危害分析以及找出相關(guān)的補(bǔ)救措施。關(guān)鍵詞：焊接工藝，焊接方法，焊接缺，焊接檢驗(yàn)?zāi)?錄摘 要II目 錄III第1章 轉(zhuǎn)向架的制作工藝51.1 母材的選擇51.2各支撐件的制造61.2.1劃線61.2.2 號(hào)料61.2.3 下料61.3氣割71.4 鉆孔7第2章 轉(zhuǎn)向架的裝配工藝82.1坡口形式與焊接技術(shù)92.1.1 坡口形式92.1.2 坡口的加工方法92.2 焊接工藝路線單102.3焊接方法與設(shè)備112.3.1手工電弧焊112.3.2 CO2氣體保護(hù)焊122.3.3 MAG焊142.4 焊接接頭的常見缺陷與危害和補(bǔ)救措施16第3章 夾具的設(shè)計(jì)173.1 焊接夾具的作用173.2 夾具設(shè)計(jì)的要求173.3 選擇與設(shè)計(jì)焊接夾具類型的依據(jù)173.4 焊接夾具的使用18第4章 焊接檢驗(yàn)204.1 焊接檢驗(yàn)的作用204.2 焊接檢驗(yàn)方法的確定204.3 超聲波檢驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)204.4 采用超聲波探傷的方法及設(shè)備204.5 超聲波探傷的實(shí)施步驟20結(jié)束語22致謝23參考文獻(xiàn)24第1章 緒論3.1 焊接夾具的作用（1）提高了產(chǎn)品的裝配精度,優(yōu)化產(chǎn)品質(zhì)量。（2）采用焊裝夾具可以精確地對零件定位并牢固的夾緊，保證裝配件的相對位置，減少了由于人工劃線的誤差帶來的不準(zhǔn)確。同時(shí)焊裝夾具在焊裝過程中使零件的變形受到一定的限制，可以大大減少焊接變形，使焊后零件的結(jié)構(gòu)尺寸容易達(dá)到圖紙要求。（3）焊接時(shí)間短，能夠批量生產(chǎn)，減少加工費(fèi)，降低產(chǎn)品成本。（4）采用了焊裝夾具，零件有定位元件定位，不用劃線，不用測量就能得到準(zhǔn)確的裝配位置，加快了裝配作業(yè)的進(jìn)程。另外在焊裝夾具上有擴(kuò)力機(jī)構(gòu)牢固夾緊，可減輕工人的體力勞動(dòng)，提高裝配效率。夾具可強(qiáng)行加固焊件或預(yù)先給于反變形，能控制和消除焊接變形，提高焊接質(zhì)量，減少或取消焊后校正變形或修補(bǔ)工藝殘缺的工序，使整個(gè)產(chǎn)品的生產(chǎn)品縮短。雖然制作焊裝夾具增加了產(chǎn)品的成本，但焊裝夾具的使用減少了焊接和裝配工時(shí)的消耗，提高了產(chǎn)量，易形成大批量生產(chǎn)，從而減少加工費(fèi)，使產(chǎn)品總成本降低。增加了產(chǎn)品的均勻性，能得到具有互換性的產(chǎn)品。采用焊裝夾具后，由于保證了裝配精度，控制了焊接變形，使焊接質(zhì)量穩(wěn)定，所以可提高焊件的互換性能。減輕了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，使不熟練工人操作也成為可能。如果不使用夾具，在裝配定位焊時(shí)，要求工人在生產(chǎn)節(jié)拍時(shí)間內(nèi)劃線來保證裝配焊接零件的相互位置是不可能的。在焊接時(shí)，裝配鉗工要始終扶持住工件，保證焊接時(shí)的裝配精度。提高質(zhì)量方面，一個(gè)焊件在自由狀態(tài)下焊接，焊后一般都會(huì)發(fā)生變形，如果變形超出技術(shù)要求，就會(huì)影響到后面的裝配工作，或者影響到產(chǎn)品將來的工作性能。利用焊接夾具，可以精確地對焊件定位和牢靠的夾緊，焊接時(shí)，它的變形就受到限制擴(kuò)大焊機(jī)的工作范圍，一臺(tái)效率高的埋弧自動(dòng)焊機(jī)，如果沒有夾具配合使用，它只能焊接平焊位置的直線焊縫改善勞動(dòng)條件，手工裝配的勞動(dòng)強(qiáng)度大，焊接時(shí)靠人力去翻轉(zhuǎn)工件是不可能的，也不安全，而焊接夾具可以輕而易舉的做到3.2 夾具設(shè)計(jì)的要求 1.保證夾具有一定的使用壽命 2.夾具本身必須有良好的制造工藝性和較高的機(jī)械效率 3.夾具的設(shè)計(jì)應(yīng)保證標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)格化，以提高夾具的可維護(hù)性 4. 夾具設(shè)計(jì)須使被裝配酌零件或部件獲得正確的位置和可靠的夾緊，并且在焊接時(shí)它能夠防止焊件產(chǎn)生變形 5.夾具工藝性能應(yīng)優(yōu)良，零部件裝配要容易，取出要方便 6.夾緊單元要靈活、可靠、拆卸方便，夾緊力適中，夾緊應(yīng)一次到位，不能碰傷及損壞零部件 7.夾具結(jié)構(gòu)合理，工人操作方便、安全，有足夠的操作空間及良好的視野3.2.1焊裝夾具的功用（1）在汽車轉(zhuǎn)向架焊接過程中定位夾緊，保證轉(zhuǎn)向架零件之間正確的裝配關(guān)系，同時(shí)保證轉(zhuǎn)向架焊接質(zhì)量及焊接過程順利采用焊裝夾具可以精確地對零件進(jìn)行定位并牢固的夾緊，保證裝配件的相對位置，減少了由于人工劃線的誤差帶來的定位不精確。同時(shí)焊裝夾具在焊接過程中使零件的變形受到一定的限制，可以大大減少焊接變形，使焊后零件的結(jié)構(gòu)尺寸容易達(dá)到圖紙要求。（2）縮短焊裝時(shí)間，能夠批量生產(chǎn)，減少加工費(fèi)，降低產(chǎn)品成本采用了焊接夾具，零件由定位元件定位，不用劃線，不用測量就能得到準(zhǔn)確的裝配位置，加快了裝配作業(yè)的進(jìn)程。另外在焊裝夾具上備有擴(kuò)力機(jī)構(gòu)牢固夾緊，可減輕工人的體力勞動(dòng)，提高裝配效率，夾具可強(qiáng)行夾固焊件或預(yù)先給予反變形，能控制和消除焊接變形，提高焊接質(zhì)量，減少或取消焊后矯正變形或修補(bǔ)工藝缺陷的工序，使整個(gè)產(chǎn)品的生產(chǎn)周期縮短。雖然制作焊裝夾具增加了產(chǎn)品成本，但焊裝夾具的使用減少了裝配和焊接工時(shí)的消耗，提高了產(chǎn)量，易形成大批量生產(chǎn)，從而減少加工費(fèi)用，使產(chǎn)品總成本降低。（3）增加了產(chǎn)品的均勻性，能得到具有互換性的產(chǎn)品采用焊裝夾具后，由于保證了裝配精度，控制了焊接變形，使焊接質(zhì)量穩(wěn)定，所以可提高焊件的互換性能。（4）減輕了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，使不熟練工人操作也成為可能如果不使用夾具，在裝配定位焊接時(shí)，要求工人在生產(chǎn)節(jié)拍時(shí)間內(nèi)劃線來保證裝配焊接零件的相互位置是不可能的。在焊接時(shí)，裝配鉗工要始終扶持住工件，保證其位置在焊接過程中不發(fā)生變動(dòng)，這項(xiàng)工作也非常困難和疲勞。焊裝夾具的使用降低了對工人的技術(shù)要求，也減少了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。3.2.2焊裝夾具設(shè)計(jì)原則（1）焊裝夾具必須保證焊件焊后能獲得正確的幾何形狀和尺寸，尤其是保證轉(zhuǎn)向架上門窗等孔洞的尺寸和形狀。在裝配時(shí)，夾具必須使被裝配的元件獲得正確的位置和可靠和夾緊，并且在焊接時(shí)能阻止焊件產(chǎn)生變形。（2）焊裝夾具應(yīng)動(dòng)作迅速，操作方便。操作位置要處于工人容易接近最宜操作的部位。特別是手動(dòng)夾具，其操作力不能過大，操作頻率不能過高，操作高度應(yīng)設(shè)計(jì)在工人最易用力的部位。當(dāng)夾具處于夾緊狀態(tài)時(shí)，應(yīng)能自鎖。（3）焊裝夾具的設(shè)置應(yīng)便于施工，有足夠的裝配焊接空間，不能影響間接操作和焊工觀察，不妨礙焊件的裝卸。所有的定位元件和夾緊機(jī)構(gòu)應(yīng)與焊點(diǎn)保持適當(dāng)距離，或布置在焊件的下方或側(cè)面。夾緊機(jī)構(gòu)的執(zhí)行元件應(yīng)能夠或轉(zhuǎn)位。（4）夾緊可靠，剛性適當(dāng)。夾緊時(shí)不破壞焊件的定位位置和幾何形狀，以及焊件的表面質(zhì)量。夾緊力適當(dāng)，使夾緊后既不使焊件松動(dòng)滑移，又不使焊件的拘束過大而產(chǎn)生較大的應(yīng)力。（5）為了保證使用安全，應(yīng)設(shè)置必要的安全互鎖保護(hù)裝置。（6）用于大型零件焊接的夾具，要有足夠的強(qiáng)度和剛度，特別是夾具的剛度，對結(jié)構(gòu)的形狀精度尺寸精度影響較大。（7）在同一個(gè)夾具上，定位元件和夾緊機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式不宜過多，并且盡量只選用一種動(dòng)力源。（8）焊裝夾具本身應(yīng)具有較好的制造工藝性和較高的機(jī)械效率，盡量使制作時(shí)投資少成本低。 （9）盡量選用已通用化標(biāo)準(zhǔn)化的夾緊機(jī)構(gòu)及標(biāo)準(zhǔn)零部件來設(shè)計(jì)制造焊裝夾具。上述這些原則是設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向架焊裝夾具時(shí)所必須考慮的，但具體到焊裝夾具的結(jié)構(gòu)上卻是差異甚大，有的焊裝夾具只有一個(gè)簡單的框架，有的則相當(dāng)復(fù)雜。一般來說，應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)批量的大小和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)并結(jié)合本廠的生產(chǎn)條件來選擇焊裝夾具的類型，設(shè)計(jì)夾具。3.3 選擇與設(shè)計(jì)焊接夾具類型的依據(jù)1.夾具的可靠性2.對焊件的適用性3.焊接方法對夾具的特殊要求4.安裝、調(diào)試、維護(hù)的可行性5.盡量選用已通用化、標(biāo)準(zhǔn)化的夾具37第1章 轉(zhuǎn)向架的制作工藝1.1 母材的選擇根據(jù)轉(zhuǎn)向架的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求及經(jīng)濟(jì)因素選擇母材16MN。查圖紙， 焊接零件使用的都是16MN材料。16MN鋼的化學(xué)成分如表1-1 化學(xué)成分（%）CNaSi SP16MN0.140.220.300.650.300.050 0.045 16MN鋼的力學(xué)性能如表1-2力學(xué)性能b/MPas/MPas（%）16MN 375460235 2616MN是一種低碳鋼，低碳鋼中含碳較低，含錳、硅又少，所以在通常情況下不會(huì)因焊接而引起嚴(yán)重的硬化組織和淬化組織，這種鋼材的塑性和沖擊韌性優(yōu)良，焊成的接頭塑性和沖擊韌性也很好，焊接時(shí)一般不需要預(yù)熱、控制層間溫度和后熱，焊后也不必采用熱處理改善組織，可以說整個(gè)焊接過程中不需要特殊的工藝措施，其焊接性優(yōu)良，可以采用各種焊接方法焊接。1.2各支撐件的制造1.2.1劃線劃線是根據(jù)設(shè)計(jì)圖樣上的圖形和尺寸，按1：1的比例在待下料的鋼材表面上劃出加工界限的過程。劃線是結(jié)構(gòu)制造中較為細(xì)致的工作，要求所劃的零件尺寸和形狀正確，并合理的使用鋼材。因此劃線前應(yīng)看圖樣，明確零件的尺寸、形狀和技術(shù)要求。対劃線的基本要求是線條清晰勻稱，定型、定位尺寸準(zhǔn)確。由于劃線的線條有一定寬度，一般要求精度達(dá)到0.25-0.5mm。應(yīng)當(dāng)注意，工件的加工精度不能完全由劃線確定，而應(yīng)該在加工過程中通過測量來保證把后板展開再按圖紙?jiān)O(shè)計(jì)圖樣上的圖形和尺寸，按1:1的比例在待下料的鋼材上畫出加工界限，再經(jīng)過加工做出樣板，用樣品進(jìn)行劃線。1.2.2 號(hào)料在成批生產(chǎn)和重復(fù)次數(shù)較多時(shí)，為了提高生產(chǎn)率和節(jié)約原材料，一般先做成樣板，用樣板進(jìn)行劃線，即為號(hào)料。1、號(hào)料的方法號(hào)料的方法有很多，常用的有樣板號(hào)料和草圖號(hào)料。當(dāng)圖形比較復(fù)雜、曲線較多時(shí)，通常利用樣板號(hào)料以提高質(zhì)量和效率。而形狀比較規(guī)則的矩形板、肋板等，則按草圖號(hào)料或按號(hào)料卡片直接在鋼材上號(hào)料。2、樣板的分類樣板按其用途可分為劃線樣板和檢測樣板兩種。劃線樣板按其用途可分為展開樣板、劃孔樣板和切口樣板。3、號(hào)料的作用節(jié)約原材料提高生產(chǎn)率1.2.3 下料下料就是將毛坯或工件從原材料上分離下來的工序。常用的下料方法有鋸割、砂輪切割、剪切、沖裁和熱切割。我采取的下料方法為熱切割中的氧-乙炔氣體切割，所選用的設(shè)備是CG21520型搖臂式仿形氣割機(jī)，之所以選擇它是因?yàn)樗脑O(shè)備簡單，操作方便，生產(chǎn)效率高，切割質(zhì)量較好，成本低，可以切割厚度大形狀復(fù)雜的零件。采用氣割將母材按樣板切割成40x30的底板和100x50的橫板。圖1-1 CG2型搖臂式仿形氣割機(jī)對于成形方法我采取的是鍛壓成形，它是金屬壓力生產(chǎn)中的一部分。所謂金屬壓力加工即對胚料施加外力使其產(chǎn)生塑性變形，改變尺寸形狀以及改善性能用以制造機(jī)械零件或毛胚的成形加工方法。此次用的就是其中鍛壓成形工藝，它是鍛壓和沖壓的總稱。按圖樣將材料鍛壓成形。1.3氣割氣割時(shí)，一般選切內(nèi)圓，然后再切外圓。切割時(shí)首先要在鋼板上割個(gè)孔，切割方法是先對鋼板進(jìn)行預(yù)熱，嘴頭要垂直于鋼板，至鋼板暗紅達(dá)到切割溫度時(shí)，將割嘴傾斜一些，便于氧化鐵渣的吹出，此時(shí)打開高壓氧將鐵渣吹出。開始切割時(shí)高壓氧不要開得太大，隨著割炬逐漸往后拖，將割嘴傾斜相反方向的熔化金屬吹出。當(dāng)氧化鐵渣的火花不再上飛時(shí)，說明正將鋼板切透。這時(shí)將嘴頭和鋼板垂直，割炬延內(nèi)圓線切割。為了保證切口質(zhì)量，切割速度不宜過快。 1.4 鉆孔按圖紙要求在各零件上鉆出相應(yīng)的孔，并攻出相應(yīng)的螺紋。第2章 轉(zhuǎn)向架的裝配工藝裝配是將焊前加工好的零、部件，采用適當(dāng)?shù)墓に嚪椒?，按生產(chǎn)圖樣和技術(shù)要求連接成部件或整個(gè)產(chǎn)品的工藝過程。由轉(zhuǎn)向架零件圖可以看出轉(zhuǎn)向架是由5件零件組成，下板、左右基柱、上板組成。焊接前要先進(jìn)行組裝，進(jìn)行裝配。 裝配工藝規(guī)程是規(guī)定產(chǎn)品或部件裝配工藝規(guī)程和操作方法等的工藝文件,是制訂裝配計(jì)劃和技術(shù)準(zhǔn)備,指導(dǎo)裝配工作和處理裝配工作問題的重要依據(jù)。它對保證裝配質(zhì)量,提高裝配生產(chǎn)效率,降低成本和減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度等都有積極的作用。 制定裝配工藝規(guī)程的原則 1、保證產(chǎn)品質(zhì)量；延長產(chǎn)品的使用壽命 2、合理安排裝配順序和工序，盡量減少手工勞動(dòng)量，滿足裝配周期的要求；提高裝配效率 3、盡量減少裝配占地面積，提高單位面積的生產(chǎn)率 4、盡量降低裝配成本。裝起來，并經(jīng)過調(diào)試、檢驗(yàn)使之成為合格產(chǎn)品的過程 轉(zhuǎn)向架的裝配是指各零件間的裝配，即蓋板與軸承座之間的圓形直角焊縫，蓋板與肋板之間的直焊縫，軸承座與肋板之間的弧形直角焊縫裝配工藝。 1、蓋板座之間的圓形直角焊縫 2、蓋板與肋板之間的直角焊縫 3、座與肋板之間的弧形直角焊縫2.1坡口形式與焊接技術(shù)2.1.1 坡口形式坡口指的是為了保證焊接質(zhì)量,在焊接前對工件需要焊接處進(jìn)行的加工，可以氣割，也可以切削而成，一般為斜面，有時(shí)也為曲面。開坡口可保證電弧能深入焊縫根部，保證焊縫焊透，便于消除夾雜，獲得較好的焊縫成行，而且能調(diào)節(jié)母材和填充金屬的融合比例。在焊接時(shí)改變坡口的大小可以改變焊縫金屬的化學(xué)成分，因此，對焊接質(zhì)量有很大的影響。在保證焊接質(zhì)量的前提下坡口角度開的小點(diǎn)為好，這樣，可以減少工作量。坡口根據(jù)需要，有Y型坡口，型坡口，型坡口，型坡口等坡口形式，但大多要求保留一定的鈍邊。根據(jù)設(shè)計(jì)的需要，在焊件的待焊部位加工一定的幾何形狀的溝槽，即是坡口。手弧焊的坡口形式，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)的形式、工件厚度、技術(shù)條件的要求而選擇。選擇坡口的形式時(shí)，在保證工件焊透的前提下，需考慮焊縫的融合比，坡口的形式是否容易加工，以及焊接生產(chǎn)率高低和和焊件變形大小等。手弧焊與氣體保護(hù)焊的坡口的基本形式如表2-1所示序號(hào)工件厚度（mm）坡口形式坡口尺寸（mm）13I形坡口b:0-1.523I形坡口 b:0-231.8 I形坡口 b:0-243I形坡口b:0-22.1.2 坡口的加工方法（1）刨削。有角度要求的坡口，可用刨床或刨邊機(jī)對鋼板邊緣做刨削。（2）車削。圓形工件或管子開坡口，可用車床或管子坡口機(jī)、電動(dòng)車管機(jī)等將邊緣車削。（3）剪切。對I形接頭較薄的鋼板，用剪切機(jī)剪切。（4）氣割。它是應(yīng)用較多的坡口加工方法，可以得到直線形與曲線形任何角度的各種類型的坡口。但是，手工氣割焊件的尺寸和形狀精度較差，表面粗糙，需盡可能用半自動(dòng)或自動(dòng)化的切割方法。焊前的清理焊前，對熔化極惰性氣體保護(hù)焊應(yīng)嚴(yán)格清楚金屬表面的氧化膜、油脂和水分等贓物，所有方法因材質(zhì)不同而不同。機(jī)械清理對不銹鋼一般用紗布打磨清理，然后用丙酮或汽油去除油污。2.2 焊接工藝路線單表2-2工序號(hào)工序名稱工序內(nèi)容工藝裝備及設(shè)備輔助材料0檢驗(yàn)材料應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)要求的質(zhì)量證書10劃線號(hào)料、劃線，按圖紙尺寸要求的尺寸在原材料上劃線20切割下料按劃線尺寸切割下出所有配件的坯料CG2型搖臂式仿形氣割機(jī)30刨邊按圖要求刨坡口、加工邊緣刨邊機(jī)40成形將已下料的鋼板卷制成所需板樣卷板機(jī)50裝配定位按零件圖樣進(jìn)行裝配并施定位焊，定位焊長度為5-8mm,間距為30-50mm焊機(jī)焊絲、焊條、保護(hù)氣體60預(yù)熱一般情況下不預(yù)熱，若在寒冷條件下，預(yù)熱至25070焊接將已裝配的焊件施連續(xù)焊焊機(jī)焊絲、焊條、保護(hù)氣體80檢驗(yàn)檢測焊縫的密封性焊縫外觀合格，按國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行超聲波探傷A型脈沖反射法探傷儀90焊后處理清除焊件上的所有焊渣角向打磨機(jī)100涂漆將規(guī)定的油漆涂于產(chǎn)品上110包裝2.3焊接方法與設(shè)備用于低碳鋼的焊接方法很多，如氧乙炔焊、手工電弧焊、埋弧焊、氣體保護(hù)電弧焊、等離子弧焊、電渣焊、電阻焊、摩擦焊、熱劑焊、釬焊等，幾乎涉及所有的焊接方法。近年來，開發(fā)呢各種高效率、高質(zhì)量的焊接工藝和方法，如單面焊雙面成行，高效率鐵粉焊條和重力焊條電弧焊、氬弧焊封底-焊條電弧焊聯(lián)合實(shí)用法，采用燒結(jié)焊劑和快速焊劑的埋弧焊、窄間隙埋弧焊、藥芯焊絲氣體保護(hù)電弧焊、旋轉(zhuǎn)電弧加熱焊等。這些高效率、高質(zhì)量的焊接方法在低碳鋼結(jié)構(gòu)中獲的了日益廣泛的應(yīng)用，下面主要從經(jīng)濟(jì)效益、效率、設(shè)備復(fù)雜程度、操作方便等方面來選擇焊接方法：2.3.1手工電弧焊手工電弧焊的焊接參數(shù)包括焊條種類和牌號(hào)、焊條直徑、焊接電流、電弧電壓、焊接速度焊條電弧焊的優(yōu)點(diǎn)：（1）工藝靈活、適應(yīng)性強(qiáng)對于不同的焊接位置、接頭形式，只要焊條所能達(dá)到的任何位置，均能進(jìn)行方便的焊接。（2）應(yīng)用范圍廣 焊條電弧焊的焊條能夠與大多數(shù)金屬性能相匹配，因而接頭的性能可以達(dá)到被焊金屬的性能。（3）易于分散焊接應(yīng)力和控制焊接變形 由于焊接是局部的不均勻加熱，所以在焊接過程都存在著焊接應(yīng)力和變形。采用焊條電弧焊，可以通過改變焊接工藝，如采用跳焊、分段退焊、對稱焊等方法來減少變形和改善焊接應(yīng)力的分布。（4）設(shè)備簡單成本低 焊條電弧焊所用的設(shè)備結(jié)構(gòu)都比較簡單，維護(hù)保養(yǎng)也方便，設(shè)備輕便而且易于移動(dòng)，且焊接中不需要輔助氣體保護(hù)，并具有較強(qiáng)的抗風(fēng)能力。投資少，成本相對較低。（1）焊條種類和牌號(hào)的選擇焊條的選擇因考慮焊縫金屬力學(xué)性能和化學(xué)成分，焊接構(gòu)件使用性能和工作條件，焊接結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及受力條件以及施工條件和經(jīng)濟(jì)效益。低碳鋼16MN是一種普通結(jié)構(gòu)鋼，它要求焊縫金屬和母材等強(qiáng)度，而從使用性能和工作條件考慮，支架要承受動(dòng)載荷和沖擊載荷，除強(qiáng)度要滿足外，還要保證焊縫金屬具有較高的沖擊韌性和塑性，所以要選抗裂性好、工藝性好的酸性焊條。焊條牌號(hào)等如表2-3牌號(hào)國標(biāo)藥皮類型焊接電流主要用途J422E4303鈦鈣型交直流焊接重要的低碳鋼結(jié)構(gòu)和同強(qiáng)度等級(jí)的低合金鋼（2）焊條直徑的選擇根據(jù)焊件厚度選擇焊條直徑，焊條直徑焊件厚度的關(guān)系如表2-4 焊件厚度/mm234-56-1213焊條直徑/mm23.23.2-44-54-16在板厚相同的條件下，平焊位置的焊接所選用的焊條直徑比其他位置大一些，立焊，橫焊和仰焊應(yīng)選用較細(xì)的焊條，一般不超過4.0mm。第一層焊道應(yīng)選用小直徑焊條焊接，以后各層可以根據(jù)焊件的厚度選用較大的焊條。T形接頭、搭接接頭都選用較大直徑的焊條。（3）焊接電流的選擇a根據(jù)焊條直徑選擇焊接電流。每種直徑的焊條都有合適的電流范圍。表2-5就是各種直徑焊條合適的焊接電流參考值焊條直徑/mm1.62.02.53.2456焊接電流/A25-4040-6550-80100-130160-210200-270260-300b根據(jù)焊接位置選擇焊接電流。平焊可選擇較大的電流焊接，橫焊、立焊、仰焊，其焊接電流較平焊位置小10%-20%。（4）電弧電壓的選擇 選擇電弧電壓，主要由電弧長度決定。電弧的長度一般等于焊條直徑的1/2倍至1倍，相應(yīng)的電弧電壓則為16-25v。酸性焊條弧長等于焊條直徑，堿性焊條弧長則為焊條直徑的1/2。2.3.2 CO2氣體保護(hù)焊 CO2氣體保護(hù)焊的特點(diǎn) 1.焊接成本低 CO2氣體來源廣、價(jià)格低廉，而且消耗的焊接電能少，所以CO2焊的成本低，僅為埋弧焊及電弧焊的30%-50%。 2.生產(chǎn)率高 由于CO2焊的焊接電流密度大，使焊縫厚度增加，焊絲的熔化率提高，熔敷速度加快；另外，焊絲又是連續(xù)送進(jìn)，且焊后沒有焊渣，特別是多層焊接時(shí)，節(jié)省了清潔時(shí)間。所以生產(chǎn)率比焊條電弧焊高1-4倍。 3.焊接變形和焊接應(yīng)力小 由于電弧熱量集中，焊件加熱面積小，同時(shí)CO2氣體具有較強(qiáng)的冷卻作用，因此，焊接應(yīng)力和變形小。 4.操作性能好，適用范圍廣 焊絲型號(hào) 送氣速度 電壓 送絲速度 ER49-1 6-12L/min 17-30V 1.5-9m.min-1=1.0-2.0mm 拉絲式 焊絲R=0.8mm 伸長長度8mm 短路過度=2.0-12 拉絲式 焊絲R=1.2mm 伸長長度12mm 短路過度焊接參數(shù)包括焊絲直徑、焊接電流、電弧電壓、焊接速度、焊絲伸出長度、電源極性、氣體流量、裝配間隙與坡口尺寸、噴嘴到焊件的距離。（1）焊絲直徑 焊絲型號(hào)：ER49-1 焊絲直徑一般根據(jù)焊件厚度、焊接空間位置及生產(chǎn)率的要求來選擇。當(dāng)焊接薄板或中厚板的立、橫、仰焊時(shí)，多采用直徑1.6mm以下的焊絲；在平焊位置焊接中厚板時(shí)，可以采用直徑1.2mm 以上的焊絲，焊絲直徑的選擇如表3-6：焊絲直徑/mm熔滴過渡形式焊件厚度/mm焊縫位置0.5-0.8短路過渡1.0-2.5全位置顆粒過渡2.5-4.0平焊1.0-1.4短路過渡2.0-8.0全位置顆粒過渡2.0-12.0平焊1.6顆粒過渡3.0-12.0全位置1.6顆粒過渡6.0平焊（2）焊接電流。它的大小主要由送絲速度決定，送絲速度越快，則焊接電流越大。電流為：60-250A（3）電弧電壓。短路過渡時(shí)，電弧電壓計(jì)算式如下： V=0.04I-16+20+/-2.0(A) 焊接電流和電弧電壓最佳配合值如表3-7 平焊 立焊 仰焊焊接電流（A）701301802201819.520181818電弧電壓（V）12017021026021.52324192122 （4）焊接速度。半自動(dòng)焊時(shí)，熟練焊工的焊接速度為18-36m/h；自動(dòng)焊時(shí)，焊接速度可高達(dá)150m/h。（5）焊絲伸出長度。焊絲伸出長度一般約為焊絲直徑的10倍，且隨焊接電流的增加而增加。（6）電源極性。焊接一般結(jié)構(gòu)用直流反極性。（7）氣體流量。CO2氣體流量因根據(jù)焊接電流、焊接速度、焊絲伸出長度及噴嘴直徑等選擇。在細(xì)絲CO2焊時(shí)，氣體流量約為8-15L/min,粗絲CO2焊時(shí)，氣體流量約為15-25L/min。（8）裝配間隙及坡口尺寸。由于CO2焊焊絲直徑比較細(xì)，電流密度大，電弧穿透力強(qiáng)，電弧熱量集中，對于8mm的焊件不開坡可焊透，對于必須開坡口的焊件，一般坡口角度可由焊條電弧焊的60左右減至30-40，鈍邊可相應(yīng)增大2-3mm，根部間隙可相應(yīng)減少1-2mm。（9）噴嘴到焊件的距離噴嘴與焊件間的距離應(yīng)根據(jù)焊接電流來選擇，如下圖 2.3.3 MAG焊MAG是熔化極活性氣體保護(hù)焊的簡稱，是采用在惰性氣體氬中加入少量的氧化性氣體（CO2、O2或其他混合氣體）的混合氣體作為保護(hù)氣體的一種熔化極氣體保護(hù)焊方法。MAG焊的特點(diǎn)1.MAG焊的熔池、熔滴溫度較高，電流密度大，焊縫厚度大，熔敷效率高，有利于提高焊接生產(chǎn)效率。2 . MAG焊具有一定的氧化性，克服了純氬保護(hù)時(shí)表面張力大、液態(tài)金屬黏稠、易咬邊及斑點(diǎn)漂移等問題。同時(shí)改善了焊縫成形，接頭力學(xué)性能好。3.MAG焊由于電弧溫度高，易于形成噴射過渡，其電弧燃燒穩(wěn)定，飛濺減少，熔敷系數(shù)提高，節(jié)省焊接成本。MAG焊用的設(shè)備MAG焊的設(shè)備與CO2氣體保護(hù)焊的設(shè)備類似，它只是在CO2氣體保護(hù)系統(tǒng)中加入了氬氣源和氣體混合配比器。其型號(hào)為ZPG1500。 MAG焊設(shè)備由氬氣瓶、二氧化碳?xì)馄?、干燥器、送絲小車、焊接電源、混合氣體配比器、焊槍、減壓流量計(jì)等組成。MAG焊接參數(shù)的選擇MAG焊的工藝參數(shù)主要有焊絲的選擇、焊接電流、電弧電壓、焊接速度、焊絲伸出長度、氣體流量、電源種類極性等。 1.焊絲的選擇 MAG焊時(shí)，由于保護(hù)氣體有一定的氧化性必須使用含有Si、Mn等脫氧元素的焊絲。又因?yàn)橹Ъ?的母材為低碳鋼，則選用ER491的焊絲，其直徑為1.2mm。2.焊接電流 焊接電流的大小應(yīng)根據(jù)工件的厚度、坡口形狀、所采用的焊絲直徑以及所需要的熔滴過渡形式來選擇，又支架1所用的材料厚度為8mm,所以焊接電流在200A左右。3.電弧電壓 電弧電壓的高低決定了電弧長短與熔滴的過渡形式。只有當(dāng)電弧電壓與焊接電流有機(jī)地匹配，才能獲得穩(wěn)定的焊接過程。當(dāng)電流與電弧電壓匹配良好時(shí)，電弧穩(wěn)定、飛濺少、聲音柔和，焊縫熔合情況良好。根據(jù)材料厚度等選定電弧電壓為23V左右。4.焊絲伸出長度 焊絲伸出長度一般為焊絲直徑的10倍左右，則伸出長度為10-15mm。5.氣體流量 流量太小，起不到保護(hù)作用；流量太大，由于紊流的產(chǎn)生，保護(hù)效果亦不好，而且氣體的消耗太大，成本升高。一般對1.2mm的焊絲，選擇氣體流量為15L/min左右。6.焊接速度 焊接過快可以產(chǎn)生很多缺陷，如未焊透、熔合情況不佳、焊道太薄、保護(hù)效果差、產(chǎn)生氣孔等；焊接速度太慢則又可能產(chǎn)生焊縫過熱、甚至燒穿、成形不良、生產(chǎn)率太低等。因此，焊接速度確定應(yīng)由操作者在綜合考慮板厚、電弧電壓及焊接電流、層次、坡口形狀及大小、熔合情況和施焊位置等因素來確定并時(shí)調(diào)整，選定焊接的速度為250mm/min左右。7.電源種類極性 為了減少飛濺，一般均采用直流反接性焊接，即焊件接負(fù)極，焊槍接正極。2.4 焊接接頭的常見缺陷與危害和補(bǔ)救措施常見的缺陷為氣孔、夾渣、未焊透、未熔合和裂紋等。產(chǎn)生氣孔的原因是在焊前未烘干焊條、焊件表面污物清理不凈。產(chǎn)生為焊透未熔合的主要原因是電流過小、運(yùn)條太快。夾渣是由于焊接電流過小、速度太快、清理不凈，致使渣或非金屬夾雜物來不及浮出而形成。分為點(diǎn)狀和條狀。裂紋可分為熱烈紋、冷裂紋和再熱裂紋等。熱裂紋是由于焊接工藝不當(dāng)在施焊時(shí)產(chǎn)生的。冷裂紋是焊接應(yīng)力過高焊條中含氫太高或焊件剛性差異過大造成的。再熱裂紋一般是再次加熱而產(chǎn)生的。 氣孔和夾雜是焊接生產(chǎn)中常遇到的典型焊接缺陷，它不僅削弱焊縫的有效工件斷面，同時(shí)也會(huì)帶來應(yīng)力集中，顯著降低焊縫金屬的強(qiáng)度和韌性，對動(dòng)載強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度更為不利。在個(gè)別情況下，氣孔和夾雜會(huì)引起裂紋。裂紋的危害是可能導(dǎo)致破壞事故的發(fā)生，造成嚴(yán)重的事故性后果。未焊透、未熔合的危害是：未焊透和未熔合處易產(chǎn)生應(yīng)力集中，使接頭力學(xué)性能下降。 為保證焊接結(jié)構(gòu)的性能與質(zhì)量，防止裂紋發(fā)生，改善焊接接頭的韌性、消除焊接應(yīng)力，可進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒崽幚?。熱處理工藝可處于焊接工序之前或之后，主要包括預(yù)熱、后熱及焊后熱處理。 通過適當(dāng)?shù)臒崽幚恚梢猿浞职l(fā)揮鋼材的潛力，顯著提高鋼的力學(xué)性能延長零件的壽命; 還可以消除鑄、鍛等熱加工工藝造成的各種缺陷為后續(xù)工序做好組織準(zhǔn)備。因此熱處理在機(jī)械制造中占有十分重要的地位.。第3章 夾具的設(shè)計(jì)3.4 焊接夾具的使用 轉(zhuǎn)向架的焊接夾具有1個(gè)。1.工件在夾具上要裝夾牢靠，如蓋板和肋板的焊接，這是角焊縫，應(yīng)保證其的垂直度2.焊接未完成時(shí)，一般不允許拆除夾具，以防焊件產(chǎn)生變形，影響裝配精度3.當(dāng)多人同時(shí)操作時(shí)，應(yīng)注意操作安全4.焊件在夾具上要夾緊，牢靠，不能有松動(dòng)。3.2.2 焊接方法的選擇轉(zhuǎn)向架都是由型鋼、板材和沖壓件組焊而成的焊接結(jié)構(gòu)，合理的選擇焊接方法對保證轉(zhuǎn)向架鋼結(jié)構(gòu)的制造質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率及降低成本，都有重要的意義。現(xiàn)在車輛焊接中主要采用的焊接方法有：手弧焊，電弧焊和數(shù)控龍門焊接機(jī)床焊接。手弧焊是車體鋼結(jié)構(gòu)制造中使用最早的一種焊接方法，主要優(yōu)點(diǎn)是焊接靈活，但生產(chǎn)效率不高，已逐漸被其他焊接方法所取代。但在焊接小部件，如中側(cè)門折頁座、下側(cè)門折頁座、吊環(huán)等還是采用手弧焊。電弧焊已越來越廣泛的使用，它是利用氣體作為保護(hù)氣體的電弧焊。這種焊接方法具有生產(chǎn)效率高（比焊條電弧焊高13倍），成本低（是埋弧焊和焊條電弧焊的40%50%），焊接質(zhì)量好的特點(diǎn)。在焊接轉(zhuǎn)向架比較長的焊縫時(shí)，采用自動(dòng)焊接小車，不僅提高焊接效率，而且提高的焊接的質(zhì)量，焊縫均勻。數(shù)控機(jī)床焊接主要是針對兩條相互對稱的焊縫采用的焊接方法，它的機(jī)器手兩個(gè)焊接噴嘴，可以同時(shí)焊兩條焊縫，而且都很均勻，能很好的滿足對稱性。在兩個(gè)焊槍中間還有一個(gè)壓緊器，可以相當(dāng)于一個(gè)夾緊器來用。在轉(zhuǎn)向架焊接中主要用于側(cè)柱焊接和斜撐焊接。數(shù)控龍門焊專機(jī)的特點(diǎn)（1）數(shù)控龍門焊專機(jī)主要由雙驅(qū)動(dòng)龍門架、滑動(dòng)小車、機(jī)頭、焊接電源、數(shù)字控制系統(tǒng)、水冷系統(tǒng)等組成。該設(shè)備縱向行走(數(shù)控平車移動(dòng))和橫向行走(滑動(dòng)小車移動(dòng))采用2軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控交流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，故能對轉(zhuǎn)向架帽形鋼橫縫、側(cè)板縱縫、斜撐縫進(jìn)行焊接。 （2）焊縫跟蹤。機(jī)頭運(yùn)動(dòng)軌跡(對準(zhǔn)焊縫川要由2軸數(shù)控聯(lián)動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)(即xoy平面插補(bǔ))，機(jī)頭可上下升降。同時(shí)配置焊縫自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，以補(bǔ)償加工誤差造成的焊逍偏差。并根據(jù)用戶不同需要配置自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)。（3）數(shù)控系統(tǒng)。人機(jī)界面為工控觸摸屏，采用32位R1SC處理器，高可靠的觸摸面板，超強(qiáng)的清晰度和寬的視角，是一個(gè)功能強(qiáng)大、操作簡便的屏幕編輯器。主控采用YLC系列，具有小烈化、高速度、高性能，自帶兩軸數(shù)控控制功能，能夠高精度控制x軸、y軸的定位位置和運(yùn)行方式。伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，具有高穩(wěn)定性和輸出精度高等特點(diǎn)。數(shù)控系統(tǒng)除控制焊槍運(yùn)動(dòng)軌跡外，還可以預(yù)置位置和速度、對水冷裝置的起停、焊接電源的引弧焊接收弧等進(jìn)行自動(dòng)控制，具有多種檢測控制功能。（4）操作系統(tǒng)。人機(jī)界面隨時(shí)監(jiān)控x軸y軸的運(yùn)行方向和數(shù)據(jù)，且可以根據(jù)加工需要改變x軸y軸的定位變量和速度，達(dá)到焊接工藝要求的軌跡、長度、方式、速度。系統(tǒng)具有自動(dòng)、于動(dòng)、中步功能，單動(dòng)每操作一次對編入PLC的焊接工序進(jìn)行中步執(zhí)行;而自動(dòng)操作是在機(jī)頭定位工作完成后，起動(dòng)命令系統(tǒng)，系統(tǒng)就全部按照設(shè)定的運(yùn)行軌跡和焊接工藝參數(shù)完成全部操作。3.3 轉(zhuǎn)向架焊接工位劃分 現(xiàn)在很多工廠為了提高生產(chǎn)效率普遍采用流水生產(chǎn)線，這樣可以提高生產(chǎn)效率，對工人的技術(shù)要求也比較單一，工人的熟練度就會(huì)提高，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量。為了使每步工序的生產(chǎn)節(jié)奏差別不大，現(xiàn)在對將轉(zhuǎn)向架焊接劃分為組裝工位、側(cè)柱焊工位、斜撐焊工位、轉(zhuǎn)向架反面焊工位。工件組裝工序完工后，由各胎架上的輸送系統(tǒng)傳送工件，并在側(cè)柱焊工位、斜撐焊工位上依次完成側(cè)柱、斜撐、側(cè)板與轉(zhuǎn)向架板縫的焊接。附件焊胎上的工件人工完成附件組焊后，通過轉(zhuǎn)向架翻轉(zhuǎn)機(jī)翻轉(zhuǎn)后實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向架反面焊接，最后由天車將工件吊離生產(chǎn)線。 1. 轉(zhuǎn)向架組裝工位轉(zhuǎn)向架組裝工位（第一工位）主要由轉(zhuǎn)向架組對胎、側(cè)柱連鐵料架、側(cè)板料架等組成，所完成的工作時(shí)將側(cè)板、上轉(zhuǎn)向架和連鐵組對焊接（見圖32）。組對胎架主要由定位夾緊單元、上下連接單元、可移連鐵定位槽、輸送系統(tǒng)等組成。(1)將側(cè)柱連鐵吊上組裝胎上,并調(diào)整使其靠緊縱向定位塊,然后將側(cè)柱連鐵夾緊。(2)將側(cè)板吊上組裝胎,并使其靠齊側(cè)柱連外側(cè)翼邊及縱向定位塊,與側(cè)柱連鐵點(diǎn)固。(3)將側(cè)板吊至轉(zhuǎn)向架組裝胎對應(yīng)位置,使用專用氣缸將定位機(jī)構(gòu)伸出,將側(cè)板縱向定位,組裝完后定位機(jī)構(gòu)縮回到腔體內(nèi)。(4)側(cè)板采用自動(dòng)焊接小車進(jìn)行焊接。圖32 轉(zhuǎn)向架組焊第一工位工件1側(cè)板；2上轉(zhuǎn)向架；3連鐵2. 點(diǎn)焊側(cè)柱工位側(cè)柱焊工位（第二工位）主要由側(cè)柱焊胎架、側(cè)柱料架，下轉(zhuǎn)向架料架組成，所要完成的工作是將下側(cè)門折頁座、下轉(zhuǎn)向架、吊環(huán)和側(cè)柱與第一工位的工件焊接成形（見圖33）。完成側(cè)柱與轉(zhuǎn)向架板的焊接采用點(diǎn)焊固定，到第三工位在用數(shù)控機(jī)床焊接。圖33 轉(zhuǎn)向架組焊第二工位工件1下轉(zhuǎn)向架板；2吊環(huán)；3下側(cè)門折頁座；4側(cè)柱（1）第一工位焊接后的工件傳輸過來后，停在規(guī)定的位置，按擋鐵的位置放上下側(cè)板，經(jīng)圓柱定位銷把側(cè)柱放上平臺(tái)。（2）用側(cè)板夾具夾注側(cè)柱的上邊，用側(cè)柱夾具夾住側(cè)柱的下邊緣。點(diǎn)焊下轉(zhuǎn)向架板和側(cè)柱。（3）根據(jù)樣板定位焊接小部件，吊環(huán)，下側(cè)門折頁座。3. 斜撐組焊工位斜撐焊工位（第三工位）主要由斜撐焊胎架、數(shù)控專用焊接設(shè)備（可配備機(jī)器人焊接系統(tǒng)或半自動(dòng)焊系統(tǒng)）、斜撐料架組成，所進(jìn)行的工作是用數(shù)控機(jī)床焊接斜撐和側(cè)柱（圖34）。（1）第二工位傳輸來的工件，停在規(guī)定的位置，用側(cè)板夾具夾住側(cè)板。 （2）用數(shù)控龍門機(jī)床焊接，兩把焊槍同時(shí)焊接側(cè)柱的兩條焊縫，并且側(cè)柱上方有壓力器，保證焊縫的緊密性。（3）焊接斜撐與（2）的焊接類似，都是兩條焊縫同時(shí)焊接圖34 轉(zhuǎn)向架組焊第三工位工件5. 該自動(dòng)焊接生產(chǎn)線的特點(diǎn)(1)生產(chǎn)線采用組合式、模塊化設(shè)計(jì)。具有一定范圍的柔性功能，通過各模塊間的組和、調(diào)節(jié)和少量構(gòu)件(如壓頭)的更換，能適應(yīng)轉(zhuǎn)向架、無門轉(zhuǎn)向架、有小門無中門轉(zhuǎn)向架、無斜撐轉(zhuǎn)向架、無側(cè)柱連鐵的轉(zhuǎn)向架等不同車型的轉(zhuǎn)向架生產(chǎn)需要。(2) 工件在各個(gè)工位均采用拘束焊接方式。即在側(cè)柱上下端、側(cè)板端部、連鐵端部均設(shè)氣動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)，從而大大減小了焊接變形。采用氣動(dòng)夾緊，造價(jià)較低，清潔無污染。(3)工件輸送平穩(wěn)。各胎位均設(shè)有獨(dú)立的雙輸送鏈輸送系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)工件的自動(dòng)傳輸。各胎位輸送可實(shí)現(xiàn)全線聯(lián)動(dòng)，同時(shí)也可以分胎位單獨(dú)操作控制。由輸送鏈導(dǎo)軌承載工件質(zhì)量，故輸送過程平穩(wěn)可靠。 (6)安全可靠性高。工件輸送及翻轉(zhuǎn)時(shí)設(shè)置聲光報(bào)警。翻轉(zhuǎn)變位機(jī)設(shè)氣動(dòng)安全圓錐插銷，所有夾緊氣缸均帶磁控開關(guān)，升降平臺(tái)設(shè)位置開關(guān)，實(shí)現(xiàn)安全聯(lián)鎖保護(hù)。整條生產(chǎn)線設(shè)置了短路、斷電、漏電、停電或意外停機(jī)等保護(hù)裝置(7)數(shù)控自動(dòng)焊專機(jī)技術(shù)先進(jìn)。生產(chǎn)線所配置的帽形鋼數(shù)控龍門式自動(dòng)焊機(jī)、斜撐數(shù)控龍門式自動(dòng)焊機(jī)，采用進(jìn)口數(shù)控系統(tǒng)，具有示教功能、原軌跡倒退功能、中斷記忘功能，2把焊槍可同時(shí)焊接，配置自動(dòng)跟蹤機(jī)頭和快速坐標(biāo)定位機(jī)構(gòu)，故生產(chǎn)線焊接質(zhì)量可靠、焊接效率高。第4章 轉(zhuǎn)向架組焊夾具設(shè)計(jì) 轉(zhuǎn)向架的組裝焊接是一個(gè)多工位的加工過程，如上章所介紹的，可以將其劃分為四個(gè)工位，分別是組裝工位，側(cè)柱焊接工位，斜撐焊接工位和反面焊接工位，轉(zhuǎn)向架夾具的設(shè)計(jì)是按照這四個(gè)工位不同的生產(chǎn)要求進(jìn)行的夾具設(shè)計(jì)。4.1 第一工位夾具設(shè)計(jì)第一工位所完成的工作就是將側(cè)板，連鐵組對、點(diǎn)固。結(jié)構(gòu)如圖33所示，轉(zhuǎn)向架夾具的平面布置要根據(jù)焊接時(shí)可能產(chǎn)生變形的情況來選擇夾具的裝夾位置。主要是兩塊轉(zhuǎn)向架接觸的地方，容易在焊接時(shí)膨脹，時(shí)轉(zhuǎn)向架發(fā)生彎曲。主要要保證的尺寸是孔的距離，它的尺寸不能保證就可能導(dǎo)致中側(cè)門配合不緊密。焊側(cè)板和上轉(zhuǎn)向架時(shí)用焊接小車，減少工作量，同時(shí)提高焊縫質(zhì)量。具體情況如4-1圖所示，4.1.1 定位方案確定 根據(jù)第一工位的加工順序，是先放上連鐵、轉(zhuǎn)向架，最后放側(cè)板。在轉(zhuǎn)向架焊接中要保證兩側(cè)門柱之間的距離和轉(zhuǎn)向架與側(cè)板的相對位置。因?yàn)閭?cè)門和轉(zhuǎn)向架是分別加工后組裝的，側(cè)門的寬度已確定，只有保證兩側(cè)門柱的距離才能保證他們的完整配合。轉(zhuǎn)向架與側(cè)板的相對位置主要是保證轉(zhuǎn)向架在車體組裝時(shí)側(cè)板兩端多出的部分的尺寸。 1. 連鐵定位連鐵的定位主要是靠加工臺(tái)上的定位槽和定位銷來定位的，定位槽與連鐵的外表面接觸，可以限制連鐵沿x、y、z軸的轉(zhuǎn)動(dòng)和朝x軸的反向位移、z軸的反向位移，定位釘靠在連鐵的垂直面上，可以限制連鐵朝x軸的正向位移，在y方向上沒有力作用，不會(huì)發(fā)生位移，不需要定2. 轉(zhuǎn)向架的定位轉(zhuǎn)向架的六個(gè)面都是平面，所以主要采用平面定位。底面放在工件平臺(tái)上，限制，轉(zhuǎn)向架沿z軸的位移和轉(zhuǎn)動(dòng)；左邊緣與擋鐵相接觸，限制轉(zhuǎn)向架在x軸的位移；下邊緣與定位釘接觸，限制了轉(zhuǎn)向架沿y軸的位移。擋鐵由于不是受力件，強(qiáng)度可以不用太高，考慮到經(jīng)濟(jì)性，材料選用Q235（后面的擋鐵全部選擇Q235，不用再敘述）。擋鐵焊接在平臺(tái)上，定位銷安裝在轉(zhuǎn)向架的夾具體上（如圖43），按照定位要求已基本限制了工件加工時(shí)可能發(fā)生位移的方向。3.側(cè)板的定位側(cè)板是采用冷彎矩形鋼管。側(cè)板是用天車吊是工作臺(tái)，人工調(diào)整位置的，位置偏移會(huì)很大，所以采用三個(gè)平面的定位。左邊緣與擋鐵相接觸，限制側(cè)板沿x軸的位移；側(cè)板的下表面與工作臺(tái)相靠，限制了側(cè)板沿z軸的位移和沿3個(gè)軸的旋轉(zhuǎn)自由度。定位誤差的分析計(jì)算：上述的三種工件都是以平面定位為主，這樣定位誤差的大小取決于工件上定位基準(zhǔn)平面的質(zhì)量以及定位表面對于規(guī)定的位置尺寸公差。當(dāng)工件用平面作為定位基準(zhǔn)時(shí)，通?；鶞?zhǔn)和定位表面接觸較好，誤差很小，可以忽略不計(jì)，即認(rèn)為=0。4.1.2 夾緊器設(shè)計(jì)第一工位在前面定位工序的基礎(chǔ)上進(jìn)行焊接，相對位置如圖45所示。由于焊縫的位置關(guān)系，焊縫2比較容易焊，采用連續(xù)焊。焊縫4在背面采用點(diǎn)固，等到反面焊接時(shí)再采用連續(xù)焊。1.側(cè)板夾緊器設(shè)計(jì)（1）側(cè)板夾具所需夾緊力計(jì)算 側(cè)板在焊接可能發(fā)生以下形式的變形(圖46)，梁的中間向上拱起，夾具的作用力應(yīng)該是垂直向下作用。夾緊力在這個(gè)是后是一個(gè)范圍，它應(yīng)該是大于焊接變形而小于工件的塑性變形力。 （2）側(cè)板夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)焊縫和工件的相對位置，工件可能產(chǎn)生的變形是側(cè)板向上彎曲。為了防止側(cè)板向上彎曲，所以側(cè)板夾具的夾緊力是作用在側(cè)板的中央垂直向下的夾緊力，它是氣缸的推力向上傳給夾板，夾板再傳給夾緊器的，夾板與氣缸推桿、夾緊器的連接都適用銷釘連接。由于在第二工位和第三工位側(cè)板夾具還要夾緊側(cè)柱，所以得它的夾緊器可以往前面調(diào)，也可以根據(jù)工件表面高度而調(diào)整高度，而且夾緊器與側(cè)柱外表面接觸的地方設(shè)計(jì)成圓弧面。2.夾緊器的設(shè)計(jì)（1）夾具夾緊力計(jì)算 轉(zhuǎn)向架與連鐵焊接的時(shí)候最可能發(fā)生的變形就是轉(zhuǎn)向架翹曲(圖48)。夾緊力是用來防止變形，但它不能使工件發(fā)生變形，所以夾緊力只能等于變形力，不能比變形大很多，以免破壞工件。首先計(jì)算焊接時(shí)的變形應(yīng)力： （2）轉(zhuǎn)向架夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 在連鐵和轉(zhuǎn)向架焊接的地方，它的焊接接頭類似于丁字接頭，而且轉(zhuǎn)向架屬于薄板件，很容易發(fā)生翹曲變形，而且是兩邊同時(shí)翹起，因此夾具應(yīng)該在焊縫的兩邊都有夾緊力，以防止變形。所以轉(zhuǎn)向架夾具的夾緊器有兩個(gè)夾緊面，其他基本結(jié)構(gòu)和傳力原理都與側(cè)板夾具一樣4.2 第二工位組焊夾具設(shè)計(jì)4.2.1 第二工位總體布局方案第二工位的主要工作是焊接吊環(huán)、下側(cè)門折頁座、下轉(zhuǎn)向架和側(cè)柱。焊接時(shí)最容易發(fā)生位移的是側(cè)柱，所以主要夾緊的是側(cè)柱，它采用兩頭夾緊，上邊是側(cè)板夾具來夾緊(側(cè)板的螺旋夾緊器往前面調(diào)節(jié)，垂直作用在側(cè)柱上方），下邊主要靠側(cè)柱夾具來夾緊，側(cè)柱夾具的作用可以分解成向下的夾緊力和向側(cè)板的推緊力。需要保證的尺寸是每個(gè)側(cè)門的兩個(gè)折頁座間的距離，下側(cè)門能不能密封就要看它的尺寸。夾具的平面布置4.2.2 定位方案設(shè)計(jì) 第二工位所焊接的零部件分別是吊環(huán)，下側(cè)門折頁座，下轉(zhuǎn)向架和側(cè)柱。下側(cè)門折頁座和下轉(zhuǎn)向架關(guān)系到下側(cè)門的配合問題，特別是在運(yùn)輸細(xì)小貨物時(shí)，側(cè)門的密封性顯得尤為重要。側(cè)柱布置的位置關(guān)系到整個(gè)轉(zhuǎn)向架的受力性能，將影響整車的運(yùn)載性能。1.下轉(zhuǎn)向架的定位下轉(zhuǎn)向架平放在平臺(tái)，限制了它沿z軸的位移自由度和沿x、y軸的旋轉(zhuǎn)；下轉(zhuǎn)向架的上邊緣依靠上轉(zhuǎn)向架的下邊緣來定位，限制了下轉(zhuǎn)向架沿y軸的位移；轉(zhuǎn)向架圓弧處用擋鐵控制兩轉(zhuǎn)向架板的距離，限制了下轉(zhuǎn)向架沿x軸的位移。擋鐵焊接于工作臺(tái)上，擋鐵的高度要適中，太高會(huì)影響工件的傳輸。定位示意圖411。圖411 轉(zhuǎn)向架定位示意圖3.定位由于斷面形狀特殊，以它的外表面來實(shí)現(xiàn)定位基本上是不可能的，只有在外表面用V型塊來定位，側(cè)柱通過定位上工作臺(tái)，V型塊可以限制側(cè)柱在x方向的位移3.5 主要零件設(shè)計(jì)的說明1、夾具體綜合考慮結(jié)構(gòu)的合理性、工藝性、經(jīng)濟(jì)型、標(biāo)準(zhǔn)化以及各種夾具體的優(yōu)缺點(diǎn)等，夾具體制作材料選用鑄鐵，毛坯制造方法為鑄造夾具體；考慮到定位的精確度，要求定位器和螺旋夾緊器的螺孔在裝配時(shí)要與夾具體配作。2、手動(dòng)螺旋夾緊器 手動(dòng)螺旋夾緊器選用Q235鋼，螺旋夾緊器件主體各部分通過焊接的方式連接在一起；焊接時(shí)，應(yīng)先夾緊各部分元件，防止焊接時(shí)產(chǎn)生焊接變形。并且要求轉(zhuǎn)向架螺孔應(yīng)與夾具體配作，螺旋夾緊器在夾緊狀態(tài)時(shí)應(yīng)有自鎖性能。手動(dòng)螺旋夾緊器的工作過程：夾緊器底部用螺栓固定在夾具體上，工件定位好后，轉(zhuǎn)動(dòng)螺旋裝置，螺桿向前移動(dòng)夾緊工件；螺桿端部有可以相對轉(zhuǎn)動(dòng)的底靴，它用于增加制品的受壓面積，減小螺桿與制品間的摩擦力，以及防止螺桿壓在與軸線不垂直的表面上時(shí)螺桿可能出現(xiàn)的彎曲；各螺桿中心線應(yīng)與主板縱向中心線垂直相交，以保證夾緊精度。3、擋板 擋板選用Q235鋼制造，毛坯制造方法選用鑄造毛坯，成型性好，加工方便。擋板螺孔也應(yīng)與夾具體配作，裝配時(shí)通過螺栓固定在夾具體上。4、反變形裝置 反變形裝置采用Q235鋼。考慮到整體難于直接生產(chǎn)，所以反變形裝置彎曲部分與整體連接時(shí)采用型鋼拼焊，焊接時(shí)，先點(diǎn)固焊，再用支撐釘支撐彎曲部分，防止焊接變形，最后完成全部焊接。反變形裝置內(nèi)部間隙應(yīng)比工件厚度大，以便于工件插入，間隙部分通過打入銷釘固定加緊。5、墊板 墊板材料選用鑄鐵，制造方法為鑄造，成型后表面打磨平整。6、銷釘 銷釘45鋼制作，采用火焰表面淬火處理，以提高耐磨度。7、螺栓 螺栓選用材料45鋼的標(biāo)準(zhǔn)件，螺栓連接時(shí)通過開口墊圈使應(yīng)力均勻分布。3.6裝焊夾具使用說明1、夾具的操作步驟：（1）焊接前，先為兩塊肋板安裝反變形裝置，在夾具體上裝上定位的擋板、墊板和螺旋夾緊器，然后分別放上肋板和筋板，調(diào)整好位置，用螺旋夾緊器將其固定夾緊。（2）在第一面焊縫焊接好后，松開螺旋夾緊器，翻轉(zhuǎn)工件并調(diào)整好位置，再用螺旋夾緊器夾緊工件，焊接另一面焊縫。（3）當(dāng)所有焊縫焊接好后，松開螺旋夾緊器，取出工件和反變形裝置，拆卸下固定在夾具體上的擋板和螺旋夾緊器，然后去除反變形裝置，取出成型工件。2、夾具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：（1）操作方便，工件易于裝卸；（2）該夾具結(jié)構(gòu)簡單，容易生產(chǎn)制造；（2）該夾具能夠有效地夾緊工件和控制工件的反變形，使工件據(jù)有良好的成型性。3、夾具使用注意事項(xiàng)、保養(yǎng)及維護(hù)（1）使用前對限位尺寸檢查是否還保持正確位置；（2）使用后需要涂防銹油。第4章 焊接檢驗(yàn)4.1 焊接檢驗(yàn)的作用為了確保焊接結(jié)構(gòu)的完整性、可靠性、安全性和使用性。焊接檢測在生產(chǎn)中具有保證生產(chǎn)正常進(jìn)行的職能，既有預(yù)防焊接缺陷的職能，具有提供質(zhì)量管理信息的職能。4.2 焊接檢驗(yàn)方法的確定支架1焊接的焊縫大多為直焊縫和角焊縫，首先采用最為簡單方便的外觀檢測，其次超聲波探傷靈敏度高、設(shè)備輕巧、操作方便、探測速度快、成本低、對人體無害，是之為第二選擇，因此選擇的焊接檢驗(yàn)方法首選外觀檢測，次選超聲波探傷檢驗(yàn)。4.3 超聲波檢驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)作用與材料的超聲強(qiáng)度足夠低，最大作用應(yīng)力遠(yuǎn)低于彈性極限可用于金屬、非金屬、復(fù)合材料制件的無損評(píng)價(jià)對確定內(nèi)部缺陷的大小、位置、取向、埋深、性質(zhì)等參量較之其他無損方法有綜合優(yōu)勢僅需從一側(cè)接近焊件設(shè)備輕便，對人體及環(huán)境無害，可作現(xiàn)場檢驗(yàn)所用參數(shù)設(shè)置及有關(guān)波形均可存儲(chǔ)供以后調(diào)用4.4 采用超聲波探傷的方法及設(shè)備超聲波探傷的方法：直接接觸法射線探傷的設(shè)備：A型脈沖反射法探傷儀;其操作方便、探傷圖形簡單、判斷容易且探傷靈敏度高4.5 超聲波探傷的實(shí)施步驟 1.對焊縫外觀和尺寸進(jìn)行檢測 2.超聲波探傷檢驗(yàn)等級(jí)的確定 3.超聲波探傷面及探傷方法的確定4.探頭的選擇。探頭的選擇包括探頭形式的選擇、晶片尺寸的選擇、頻率的選擇以及探頭角度或K值的選擇。對支架焊縫的檢驗(yàn)，采用頻率為2-2.5MHz、小晶片、大K值的斜探頭。5.超聲波探傷儀的調(diào)節(jié)探傷范圍和掃描速度的調(diào)節(jié)探傷靈敏度的調(diào)節(jié)現(xiàn)場粗探傷以發(fā)現(xiàn)缺陷為主要目的，包括探測縱向、橫向缺陷和其他取向缺陷，以及鑒別假信號(hào)等現(xiàn)場精探傷針對粗探傷中發(fā)現(xiàn)的缺陷，進(jìn)一步確切的測定缺陷的有關(guān)參數(shù)評(píng)定焊接缺陷探傷記錄和報(bào)告。結(jié)束語本次設(shè)計(jì)主要學(xué)習(xí)了總成裝焊夾具設(shè)計(jì)過程中的設(shè)計(jì)方法、流程及關(guān)鍵技術(shù)，對夾具設(shè)計(jì)有了一定的接觸與認(rèn)識(shí)，也了解到了汽車生產(chǎn)的工藝過程，設(shè)計(jì)的準(zhǔn)則和夾具的柔性化的綜合運(yùn)用，受益匪淺。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，使自己對學(xué)習(xí)的各門課程有了進(jìn)一步的理解，知識(shí)得到了系統(tǒng)化，同時(shí)自己在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，學(xué)習(xí)到了焊接夾具的設(shè)計(jì)知識(shí)，但在基礎(chǔ)環(huán)節(jié)上存在許多不足之處，還需要不斷學(xué)習(xí)和完善，以適應(yīng)學(xué)習(xí)和應(yīng)用的緊密結(jié)合。特別是，在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上應(yīng)使零部件相對于整體結(jié)構(gòu)更趨于優(yōu)化和實(shí)用?？傊?，通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)到現(xiàn)場調(diào)察研究，收集資料，閱讀文獻(xiàn)，設(shè)計(jì)方案，分析比較，在綜合能力上得到了訓(xùn)練，我覺得是對個(gè)人綜合能力的培養(yǎng)，這對今后的工作和學(xué)習(xí)積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。致謝畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們專業(yè)知識(shí)綜合應(yīng)用的實(shí)踐訓(xùn)練，這是我們邁向社會(huì)、從事職業(yè)工作前一個(gè)必不可少的過程?！扒Ю镏惺加谧阆隆保ㄟ^這次課程設(shè)計(jì)，我深深體會(huì)到這句千古言的真正含義。我今天認(rèn)真地進(jìn)行課程設(shè)計(jì)，學(xué)會(huì)腳踏實(shí)地地邁開這一步，就是為明天能穩(wěn)健地在社會(huì)大潮中奔跑打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我深深體會(huì)到，干任何事都必須耐心、細(xì)致。課程設(shè)計(jì)過程中，許多計(jì)算有時(shí)不免令我感到有些心煩意亂；有時(shí)應(yīng)為不小心計(jì)算出錯(cuò)，只能毫不留情地重做。但一想起老師平時(shí)多耐心的教導(dǎo)，想到今后自己應(yīng)當(dāng)承擔(dān)的社會(huì)責(zé)任，想到世界上因?yàn)槟承┘?xì)小失誤而出現(xiàn)的令世人無比震驚的事故，我不禁時(shí)刻提醒自己，一定要養(yǎng)成一種高度負(fù)責(zé)、一絲不茍的良好習(xí)慣。畢業(yè)設(shè)計(jì)是將大學(xué)所學(xué)的知識(shí)融合在一起，綜合運(yùn)用所有的相關(guān)專業(yè)知識(shí)，是課本知識(shí)在實(shí)際中的應(yīng)用。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我的專業(yè)知識(shí)在原有的基礎(chǔ)上得到更加的鞏固和提高，這離不開老師和同學(xué)們的幫助。本設(shè)計(jì)分析是在老師的指導(dǎo)下完成的，在分析的過程中，尹長