机械工程学院毕业设计（论文）
参考文献
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机械工程学院毕业设计（论文）
谢辞
经过几个月的查资料，整理材料，画图纸，今天终于可以完成设计说明书的最后谢辞了，自己想想求学期间的点点滴滴历历涌上心头，时光匆匆飞逝，大学生活已近尾声，四年的努力与付出，随着本次毕业设计的完成，将要划下完美的句号。
在设计过程中，我本着认真刻苦的态度去学习设计的步骤、方法、以及经验，但是由于该设计许多方面的细节问题涉及面太广，而本人知识面和能力都有限，因而不能科学详尽做出正确的选择与判断，在设计中难免出现较多错误，还请老师给予指正。虽然有这些不足和遗憾，但是总的来说，该设计还是比较成功的。基本上完成了这台中钢衡重电动铲运机后桥摆动架设计，能够实现预期的所有功能，成功的完成了老师布置的任务。不够完善的地方还望各位老师同学不吝赐教，敬请斧正。
本次毕业设计是在郭平辉老师的指导下完成的，在设计过程中，郭老师为我提供种种专业知识上的指导和一些富于创造性的建议，郭老师一丝不苟的作风，严谨求实的态度一直影响着我，没有郭老师的关心和指导，我不会这么顺利地完成毕业设计。在此向郭平辉老师表示深深的感谢和崇高的敬意。
同时，在设计过程中，我也得到了我们学院很多老师和同学的支持和帮助，在此，我一同表示最忠诚的感谢。
设计者：万柯 2012年5月30日
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附 录
1 The Introduction of Machining
Lathes
Lathes are machine tools designed primarily to do turning, facing and boring, Very little turning is done on other types of machine tools, and none can do it with equal facility. Because lathes also can do drilling and reaming, their versatility permits several operations to be done with a single setup of the work piece. Consequently, more lathes of various types are used in manufacturing than any other machine tool.
The essential components of a lathe are the bed, headstock assembly, tailstock assembly, and the leads crew and feed rod.
The bed is the backbone of a lathe. It usually is made of well normalized or aged gray or nodular cast iron and provides s heavy, rigid frame on which all the other basic components are mounted. Two sets of parallel, longitudinal ways, inner and outer, are contained on the bed, usually on the upper side. Some makers use an inverted V-shape for all four ways, whereas others utilize one inverted V and one flat way in one or both sets, They are precision-machined to assure accuracy of alignment. On most modern lathes the way are surface-hardened to resist wear and abrasion, but precaution should be taken in operating a lathe to assure that the ways are not damaged. Any inaccuracy in them usually means that the accuracy of the entire lathe is destroyed.
The headstock is mounted in a foxed position on the inner ways, usually at the left end of the bed. It provides a powered means of rotating the word at various speeds . Essentially, it consists of a hollow spindle, mounted in accurate bearings, and a set of transmission gears-similar to a truck transmission—through which the spindle can be rotated at a number of speeds. Most lathes provide from 8 to 18 speeds, usually in a geometric ratio, and on modern lathes all the speeds can be obtained merely by
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moving from two to four levers. An increasing trend is to provide a continuously variable speed range through electrical or mechanical drives. Numerical Control
One of the most fundamental concepts in the area of advanced manufacturing technologies is numerical control (NC). Prior to the advent of NC, all machine tools ere manually operated and controlled. Among the many limitations associated with manual control machine tools, perhaps none is more prominent than the limitation of operator skills. With manual control, the quality of the product is directly related to and limited to the skills of the operator. Numerical control represents the first major step away from human control of machine tools.
Numerical control means the control of machine tools and other manufacturing systems through the use of prerecorded, written symbolic instructions. Rather than operating a machine tool, an NC technician writes a program that issues operational instructions to the machine tool. For a machine tool to be numerically controlled, it must be interfaced with a device for accepting and decoding the programmed instructions, known as a reader.
Numerical control was developed to overcome the limitation of human operators, and it has done so.Numerical control machines are more accurate than manually operated machines, they can produce parts more uniformly, they are faster, and the long-run tooling costs are lower. The development of NC led to the development of several other innovations in manufacturing technology：Electrical discharge machining,Laser cutting,Electron beam welding.
Numerical control has also made machine tools more versatile than their manually operated predecessors. An NC machine tool can automatically produce a wide of parts, each involving an assortment of widely varied and complex machining processes. Numerical control has allowed manufacturers to undertake the production of products that would not have been feasible from an economic perspective using manually controlled machine tolls and processes.
Like so many advanced technologies, NC was born in the laboratories of the
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Massachusetts Institute of Technology. The concept of NC was developed in the early 1950s with funding provided by the U.S. Air Force. In its earliest stages, NC machines were able to made straight cuts efficiently and effectively. Turning
The engine lathe, one of the oldest metal removal machines, has a number of useful and highly desirable attributes. Today these lathes are used primarily in small shops where smaller quantities rather than large production runs are encountered. The engine lathe has been replaced in today’s production shops by a wide variety of automatic lathes such as automatic of single-point tooling for maximum metal removal, and the use of form tools for finish on a par with the fastest processing equipment on the scene today.
Tolerances for the engine lathe depend primarily on the skill of the operator. The design engineer must be careful in using tolerances of an experimental part that has been produced on the engine lathe by a skilled operator. In redesigning an experimental part for production, economical tolerances should be used.
Turret Lathes Production machining equipment must be evaluated now, more than ever before, this criterion for establishing the production qualification of a specific method, the turret lathe merits a high rating.
In designing for low quantities such as 100 or 200 parts, it is most economical to use the turret lathe. In achieving the optimum tolerances possible on the turrets lathe, the designer should strive for a minimum of operations.
Automatic Screw Machines, generally, automatic screw machines fall into several categories; single-spindle automatics, multiple-spindle automatics and automatic chucking machines. Originally designed for rapid, automatic production of screws and similar threaded parts, the automatic screw machine has long since exceeded the confines of this narrow field, and today plays a vital role in the mass production of a variety of precision parts. Quantities play an important part in the economy of the parts machined on the automatic screw machine. Quantities less than on the automatic screw machine. The cost of the parts machined can be reduced if the
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电动铲运机用于矿山井下，以铲装，运输爆破后的松散物料为主。也可用于露天铁矿，铁路，公路以及水利等隧道工程，还少部分，煤矿使用，特别用于工作条件恶劣，作业现场狭窄，低矮以及泥泞的作业面。电动铲运机除了机动性能较差外，具有无废气污染，噪声低，节约能源等优点，是井下作业的首选设备。
中钢集团衡阳重机有限公司是全国知名铲运机生产基地，已具有二十多年的井下铲运机生产历史。中钢集团衡阳重机有限公司以铲运机的设计、制造、销售为主的生产经营型企业, 是全国第一家井下铲运机专业制造公司。所研制的CYE-1电动铲运机是专门为地下作业而设计的一种矮车身、中央铰接、前端装载的装、运、卸联合作业设备，具有高效、灵活、机动、多用途和生产费用低等突出优点，在国内外矿山和地下工程中得到了广泛应用。本次设计的主题是CYE-1电动铲运机后桥摆动架设计。
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1 绪论
1.1 设计研究的目的和意义
本次毕业设计的目的主要是对这三年来的学习的一个总结，运用模拟软件，把理论知识和具体实践相结合，也是对我们所学习的理论知识及技能的一个评估。通过毕业设计，不仅能够对大学所学课程几个方面专业知识进行一次全面，系统的综合训练，也是对我们实践能力进一步的检验。
电动铲运机是在柴油铲运机的基础上发展起来的,由于它具有无废气污染、噪声小、工作温度低、维修量小、生产费用低、作业效率高等优点，越来越多的被矿山所采用，并取得了明显的经济效益。
后桥摆动架是矿山上用于矿石开采的电动铲运机上的重要部分，它能够保证电动铲运机顺利地通过凹凸不平的地面。
对电动铲运机而言，后桥摆动架是一个十分关键的部件，设计不好就会使车身在通过凹凸不平的地面会剧烈摇晃，而且会出现断裂和焊缝开裂现象。因此，摆动架设计有着重要的使用及经济意义。
1.2 铲运机应用与发展回顾
铲运机的外貌如图1.1
图1.1 铲运机
我国是一个地下资源丰富的国家，井下矿山在我国的矿山总数中占有的数量很多，在井下开采中的装载工作是最繁重的体力劳动。
50年代初期，我国一些大型并下矿山开始引进苏联制造的装载机。60年代，
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我国研制成功第一台装载机，从此我国井下装载机制造业不断发展并形成了批量生产的能力。国产装载机广泛地应用于我国矿山后，极大地提高了井下矿山的生产效率，减轻了矿山的劳动强度，改善了劳动条件。早期的装运机是气动的，它带有铲斗或工作机构和料仓，其行走机构为充气轮胎式的，瑞典的T—2G和T—4G以及国产的ZYQ—12和ZYQ—14型都属于这种类型的装运机。
1970年代，我国地下矿山从美国引进柴油铲运机，这是地下矿装备上的重大改革。目前我国井下矿山已经比较广泛地应用这种内燃驱动的无轨式装载设备。以柴油机驱动的无轨自行装载设备，摆脱了软道、风管或电缆的束缚，使机器提高了机动性，体现在井下可特大型的柴油铲运机调运至采区的各个出矿处作业。简化了生产管理、减少了辅助设施的敷设和维修，从而大大提高了劳动生产率。但是．柴油铲运机一个突出的缺点是柴油发动机排放的废气对人体有危害，而目前对废气净化处理的效果还不够理想，还需要用强大的通风量来稀释排放的废气，尤其是在独头巷道内使用(如平巷掘进等等)会结通风带来很大的困难。基于这种原因，在柴油铲运机之后，出现了电动铲运机即用电动机代替柴油机，用缠绕在卷筒上可收故长度的电细向电动机供电。这种动力的改变，克服了燃油产生的废气污染，可是拖曳的电缆大大地影响了铲运机的机动性，因此提高铲运机的可靠性与生产率，改善司机的操作条件和作业环境是井下装载设备改进的方向。
70年代，我国开始研究应用无轨采矿工艺技术，为与工艺酣套，1975年首次从波兰引进 LK—型2立方米柴油铲运机105台在梅山铁矿等冶金矿山试用。因其使用效果 良好，随后又进 口了芬兰的TORO—0型 1．3 立方米柴油铲运机、德国的 LF—1型 2立方米柴油铲运机 、法国的CT—00型 0．83立方米 和 CT—00型 3.8立方米柴油铲运机 、美国EHST—1A0．76立方米和922E、922D型1．7立方米电动铲运机和柴油铲运机。在我国，进口铲运机在新型技术推广应用初期发挥了重要作用。
因为进口设备价格比较昂贵，供应部件管理困难，许多中小型矿山都不能发展起来。为此 ，l970年代中期，有关研究院所开始了国产铲运机的研究开发工作。国内最先研发的铲运机为柳州T程机械厂与长沙矿山研究院和厦门工程机械厂合作，以ZIA0、ZIS0型露天装载机为基础开发的DZIAO、DZLS0型柴油铲运机。
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后来，扬州冶金机械厂与马鞍山矿山研究院合作开发了WJD1．5型电动铲运机；长沙矿山研究院与嘉兴冶金机械厂、沈阳冶金机械厂、南昌通用机械厂、衡阳冶金机械厂合作研制了DCY一1型1立方米 、WJD一1．5 1．5 立方米电动铲运机，CY一1型 1．3立方米、CY一35型2立方米、922D 1．7立方米柴油铲运机；南昌通用机械厂与南昌矿山机械研究所合作开发了 WJD一0．76型 0．76立方米。电动铲运机北京矿冶研究总院与江西拖拉机厂合作研制了 WJ—1型0．83立方米柴油铲运机等。到1990年代初期，国内开发生产了斗容 0．4～2．5立方米的系列柴油和电动铲运机。除上述铲运机生产厂商外，还有太原重型机器厂厂、吉林冶金机械厂、山东金岭铁矿机修厂和华山汽车修造厂等。
在总结“七五”、“八五”攻 关的经验后，研究开发人员对前期工作进行 了深刻反思。从“九五”攻关起 ，铲运机攻关重点从强凋国产化率调整为注重整机性能和可靠性，零部件配套注重质量和可靠性，和国际知名工厂一样，走全球化的道路。“九五”期间衡阳冶金机械厂与长沙矿山研究院以及广西高峰矿业公司联合攻关研制的 CY一3．5G(CY一4)型4立方米柴油铲运机就是按这一新思路研究开发的第一型高性能铲运机，其变速箱 、变矩器 、驱动桥 、低污染柴油机以及关键液压控制阀都采用国际先进技术 ，应用了弹簧制动等最新技术，变速箱电控操作和多盘湿式制动器液压松闸，性能已经达到国际先进水平。从此，国内井下无轨采矿设备开发几乎都按这一模式进行，国产采矿设备的性能水平跨上一个新台阶。
衡阳有色冶金机械总厂衡阳力达铲运机有限责任公司是中国第一家井下铲运机专业制造公司、中国大型铲运机生产基地。通过20年引进、消化和吸收国外先进技术，已成功研发出具有自主知识产权的铲运机系列产品，并荣获国家级新产品称号及国家科技进步三等奖。产品有CY、CYE系列井下铲运机以及CA-8地下矿山自卸汽车，产品已经广泛应用于有色、冶金、化工及黄金矿山。尤其是2002年由衡阳有色冶金机械厂的力达铲运机制造有限公司开发生产的CA-8地下矿山自卸汽车，经过一年的工业试验在山东某矿取得了很大的成功，得到了该矿的认可，并于2003年再次向力达铲运机制造有限公司订购4台CA-8地下矿山自卸汽车。核工业第六研究所并入南华大学之后，南华大学在地下矿山运输设备方面的研究力量得到加强，原核工业第六研究所曾在1998年研究开发了我国第一
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台KZC-5地下矿山自卸汽车。所以，项目研究人员既具有研究开发地下矿山自卸汽车的经验，又有较高的理论计算基础。
1.3 未来技术发展展望
(1)发动机
近几年内仍将以简单可靠的低污染风冷发动机为主，然后逐步研究应用计算机控制 的电喷发动机。前端式装载机大部分采用柴油机作为动力，仅在井下某些不能使用柴油机的地方，才以气压或电作为动力。装载机使用的柴油机 都是四冲程的。井下前端式装载机使用的柴油机，要求排放的废气中含有的有害气体较少，以减少污染。此外，还要增设机外净化装置。 (2)制动系统
现在普遍使用的弹簧松闸、压力制动的制动器将会向安全、可靠系统简单的压力松闸、弹簧制动的全封闭多盘湿式制动器方向发展。储能器充压阀和反向调节脚制动阀将得到普遍应用。 (3)变速箱
将以液压控制型式和电磁阀控制型式的变速箱为主。汽车用的自动换档变速箱很难在铲运机上得到普遍应用，因为在铲斗插入装载时，要求变速箱承载的力矩最大，插入阻力和插入时速度在很短的时问内发生会急剧变化 ，将使变速箱在档位之间快速跳换，使变速箱离合器工作在承载能力差的不稳定的过渡状态 ，经常导致变速箱异常损害。 (4)遥控技术
遥控技术是对受控对象进行远距离控制和监测的技术。它是利用自动控制技术，通信技术和计算机技术而形成的一门综合性技术。一般都是指对远距离的受控对象的单一的或两种极限动作进行控制的技术，在人们的生产生活中具有广泛的应用空间。手动和遥控铲运机将实现一体化，即在设计手动铲运机的同时考虑遥控动作如何实现，预留与遥控系统快速联接的液压接口、电器和装配位置。遥控液压执行机构和电器系统将按功能模块结构设计，只要将相应的遥控功能模块装上，普通手控铲运机就成了标准的遥控铲运机。 (5)自诊断技术
汽车电子控制系统中，执行器是决定发动机运行和汽车行驶安全的主要器
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下，必须正确选定并严格控制回火温度。回火处理的目的主要是改善钢材和接头的组织和性能。回火操作是将工件在炉内加热到规定的温度，按壁厚保温，保温结束后出炉空冷。根据要求，查找相关资料，将正火温度范围定在900~960摄氏度，回火温度定在620~640摄氏度。
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6 后桥摆动架的三维造型
对轴进行三维造型，如图6.1所示
图6.1 轴
对壳体进行三维造型，如图6.2所示
图6.2 壳体
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将摆动叉的各种零件装配起来进行三维造型，如图6.3所示
图6.3 摆动叉
对后端盖进行三维造型，如图6.4所示
图6.4 后，前端盖
壳体的内部装配如图6.5所示
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图6.5 壳体的内部装配示意图
利用solidworks三维设计软件，先将每个零件的三维图形画出，然后再将各个零件装配起来，如图6.6所示。
图6.6 后桥摆动架的三维造型图
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对后桥摆动架的运动进行仿真，如图所示
图6.7 后桥摆动架工作的仿真图
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机械工程学院毕业设计（论文） 图4.13 分布在同一圆周上的螺栓数目图
5）螺栓排列应考虑扳手空间，给予螺栓合理的间距和边距。对于压力容器等紧密性要求较高的重要联接。
6）设计应避免螺栓承受附加的弯曲载荷。即在铸，锻件等的粗糙表面上安装螺栓时，应制成凸台或沉头座；当支承面为倾斜表面时，应采用斜面垫圈等。以保证被联接件、螺母和螺栓头支承面平整，并与螺栓轴线相互垂直。
图4.14 避免螺栓产生弯曲载荷图
综上所述，将螺栓组连接的结构设计为图4.15所示
图4.15 螺栓组的设计
4.2.7 螺栓组连接的计算
1，对螺栓进行强度校核
对螺栓组进行受理分析知，螺栓组受倾覆力矩的作用，示意图如图4.16所示
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图4.16 螺栓的组的受力分析 单个螺栓--后车架的受力变形如图4.17所示
图4.17 单个螺栓--后车架的受力变形图 分析可知螺栓组产生的力矩应与外加的倾覆力矩相等 即M??FiLi
i?1z 因 Fi?FmaxLi LmaxzL2则 M?Fmax?i
i?1Lmax于是螺栓所受的最大载荷为Fmax?MLmax?Li?1z
2i式中：z------------总的螺栓个数；
Li------------各螺栓轴线到底板轴线的距离；
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Lmax----------Li中最大的值。
M?200?92?103?18400?103N?mm
Lmax=112.5mm,L1=22.5mm,L2=67.5mm
Fmax?MLmax?L2ii?1z18400?103?112.5=?29?103N 2224?22.5?67.5?112.5??预紧力的计算公式为F0?KsF fzi 查机械设计手册，取Ks=1.2，f?0.16 结合面i?2，螺栓个数z?12,F?48?103N
KsF1.2?48?103?15?103N F0?=
fzi0.16?12?2 查机械设计手册，螺栓相对刚度螺栓所受的总拉力为
F2?F0?CbCb?Cm螺栓的内径为17.294mm. ?0.2，
CbF?15?103?0.2?29?103?20.8?103N
Cb?Cm故螺栓的计算应力为
?ca?1.3F2??1.3?20.8?1034d12?4?106?106Pa?106MPa
2?0.017294采用6.8级螺栓，?s?480MPa，安全因数S取4
?????sS?480?120MPa 4?ca????
可见螺栓的强度足够。 2，校核机架是否滑移
支架结合面不滑移的条件为
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??Cm f??zF0?C?CPv???KsPH
bm??由于螺栓数目12，而 故
CmCb?1??1?0.2?0.8
Cm?CbCm?Cb??Cm333? f?zF?P?0.15?12?15?10?0.8?48?10?212.4?10N 0v??Cb?Cm????而KsPH?1.2?92?103?110.4?103N 所以
??Cm f?zF?P?0C?Cv???KsPH成立，机架不会发生滑移。
bm??
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5 铲运机后桥摆动架主要部件的焊接工艺
5.1 焊接结构的特点
焊接结构与铆接、铸造、锻造结构相比，具有明显的优点：构造合理，易简化结构，减轻自重，板厚限制小，制造周期短，成本低，还可焊接不同金属材料等。作为焊接结构本身还具有以下特点：
①整体性强。一方面焊接结构具有很好的气和水的密封性.另一方面刚度大，对应力集中因素和缺陷较为敏感，选材时应注意。
②设计灵活性大.几何形状几乎不受限制，璧厚不受影响，也可法行异种金属焊接.实现物尽其用.。
③适用于制作大型或重型机器、设备。单件、小批量、越大的产品采用焊接结构越优越。
④成品率高。一且出现焊接缺陷，修复容易，很少产生废品。
⑤焊接过程会局部改变材料的性能，使结构中的性能不均匀.甚至部分材料性能会有所下降，对整体结构的强度和断裂行为产生一定影响。
⑥焊接结构中必然存在焊接残余应力和交形，易产生裂纹.不仅影响结构的外形和尺寸还会影响结构的承载能力，对焊后加工也影响其尺寸的稳定性和加工精度。
⑦不同的制造工艺，如冷加工、切削、焊后热处理等都会对结构性能产生不同影响。
⑧必须经过严格的无损检测技术，以保证产品质量和提高安全使用的可靠性。
5.2 常用的焊接方法
1、焊条电弧焊
利用电弧作为热源，用手工操纵焊条进行焊接方法称为焊条电弧焊。焊条电弧焊与气焊相比：首先，由于热源温度高，热量集中，因此焊接速度快，生产率高，热影响区小，焊接变形小；其次，焊条药皮熔化后产生气体和熔渣，机械保护效果较好，而且药皮还有冶金处理作用，能除去有害元素，添加合金元素，因此焊条电弧焊焊缝化学成分较好。总之，焊条电弧焊焊接质量好，生产率高，焊接变形小。焊条电弧焊与埋弧焊相比，设备简单，操作灵活，适应性强，各种焊
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接位置、焊接结构中焊机不能到达的部位以及各种不规则的焊缝，焊条电弧焊都能实施焊接；但焊条电弧焊对焊工操作技术要求高，焊接质量不易稳定，厚工件长焊缝焊接时生产率较低。
在我国，目前焊条电弧焊仍然是应用最多的一种焊接方法。一般来说，焊条电弧焊适应于单件小批生产，厚度2mm以上、各种焊接位置的、短的、不规则的焊缝，以及焊机不能到达的部位的焊接。但一定要有电源和相应的焊条、钛等易氧化的金属不能用焊条电弧焊。现在我国已有薄板焊条电弧焊机和特细焊条，可以焊接厚度为1-2mm的低碳钢薄板结构。 2、等离子弧焊
等离子弧焊也是一种不熔化极电弧焊。它是利用电极和工件之间地压缩电弧（叫转发转移电弧）实现焊接的。所用的电极通常是钨极。产生等离子弧的等离子气可用氩气、氮气、氦气或其中二者之混合气。同时还通过喷嘴用惰*气体保护。焊接时可以外加填充金属，也可以不加填充金属。 等离子弧焊焊接时，由于其电弧挺直、能量密度大、因而电弧穿透能力强。等离子弧焊焊接时产生的小孔效应，对于一定厚度范围内的大多数金属可以进行不开坡口对接，并能保证熔透和焊缝均匀一致。因此，等离子弧焊的生产率高、焊缝质量好。但等离子弧焊设备（包括喷嘴）比较复杂，对焊接工艺参数的控制要求较高。 钨极气体保护电弧焊可焊接的绝大多数金属，均可采用等离子弧焊接。与之相比，对于1mm以下的极薄的金属的焊接，用等离子弧焊可较易进行。下图为等离子焊接图
图5.1 等离子焊接系统
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3、电阻焊
这是以电阻热为能源的一类焊接方法，包括以熔渣电阻热为能源的电渣焊和以固体电阻热为能源的电阻焊。由于电渣焊更具有独特的特点，故放在后面介绍。这里主要介绍几种固体电阻热为能源的电阻焊，主要有点焊、缝焊、凸焊及对焊等。 电阻焊一般是使工件处在一定电极压力作用下并利用电流通过工件时所产生的电阻热将两工件之间的接触表面熔化而实现连接的焊接方法。通常使用较大的电流。为了防止在接触面上发生电弧并且为了锻压焊缝金属，焊接过程中始终要施加压力。 进行这一类电阻焊时，被焊工件的表面善对于获得稳定的焊接质量是头等重要的。因此，焊前必须将电极与工件以及工件与工件间的接触表面进行清理。 点焊、缝焊和凸焊的牾在于焊接电流（单相）大（几千至几万安培），通电时间短（几周波至几秒），设备昂贵、复杂，生产率高，因此适于大批量生产。主要用于焊接厚度小于3mm的薄板组件。各类钢材、铝、镁等有色金属及其合金、不锈钢等均可焊接。 4、电渣焊
电渣焊是以熔渣的电阻热为能源的焊接方法。焊接过程是在立焊位置、在由两工件端面与两侧水冷铜滑块形成的装配间隙内进行。焊接时利用电流通过熔渣产生的电阻热将工件端部熔化。根据焊接时所用的电极形状，电渣焊分为丝极电渣焊、板极电渣焊和熔嘴电渣焊。电渣焊的优点是：可焊的工件厚度大（从30mm到大于1000mm），生产率高。主要用于在断面对接接头及丁字接头的焊接。 电渣焊可用于各种钢结构的焊接，也可用于铸件的组焊。电渣焊接头由于加热及冷却均较慢，热影响区宽、显微组织粗大、韧、因此焊接以后一般须进行正火处理。 5、钎焊
钎焊是采用比母材熔点低的金属材料作钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料熔点，低于母材熔化的温度，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互扩散实现连接的焊接方法。钎焊时要求两母材的接触面很干净，因此要用钎剂。钎焊的主要作用是去除母材和液态钎料表面上的氧化物与油污等，保护母材和钎料在加热过程中不致进一步氧化，以及改善钎料对母材表面的润湿能力等。钎焊接头的质量在很大程度上取决于钎料。钎料应具有合适的熔点与良好的润湿性，能充分填充间隙，能使母材形成牢固结合，得到具有一定的力学性能与物理化学
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性能的接头。
5.3 摆动叉的焊接工艺
摆动叉的结构如图5.1所示
图5.1 摆动叉的结构图
由上面的图可知，摆动叉是由各零件通过焊接装配成的，上图中很多零件之间都开有单边V型坡口，为的就是将左内筋板，左外筋板，右内筋板，右外筋板焊接在左底板和右底板上，使左，右底板能承受更大的力。采用的方法是手工电弧焊。焊条型号是E4303，焊条牌号是J422，药皮类型是钛钙型。 焊接工艺要素和规范的选择： 一、焊前准备
焊前准备是指坡口的制备、接头的装配和焊接区域的清理等工作。它对接
头的焊接质量起重要的作用。碳钢和低合金钢部件的焊缝坡口可以采用机械加工或火焰切割制备，而不锈钢部件的坡口应采用等离子切割或机械加工方法制备。摆动叉的坡口采用氧乙炔气切割，利用气割可以得到任何角度的形、形、单边形、形等坡口，此法更适合厚钢板的切割，生产率很高。气割有手工（灵活，但边缘不够平直精确，适用于单件或小批生产）、半自动（应用广，为提高效率可同时安装二、三把割炬，能将形、形坡口一次切成）、自动（质量好，生产率高，但灵活性较差，适合于大批量生产）切割方法。坡口两侧的内、外表面必须清除锈斑、氧化膜和油垢等污染，这是防止焊缝产生气孔和裂纹的有效措施。焊条电弧焊焊接区的清理宽度一般要求在20mm范围内。焊件组装时，接头两侧边缘必须相互对准，这不仅是保证焊缝外形和尺寸的基本要求，而且也是为了避免接头受
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力时产生附加的弯曲力矩。焊件组装后应作错边量的检查。在压力容器制造中，对接接头错边量的要求较高。 二、焊接工艺规范参数
对焊条电弧焊和埋弧焊焊接工艺规范参数主要包括焊前的预热温度、焊接电参数（电流、电压、电流种类、频率、焊接速度和送丝速度等）、后热温度和保温时间，消氢处理温度和保温时间，焊后热处理和消除应力处理制度等。对气体保护焊，还应包括气体种类，混合比和流量等。所有这些参数在焊接工艺细则中必须明确规定。
（一）焊前预热温度的选定
预热温度是焊接工艺规范的主要参数之一。焊前的预热具有下列几方面的有利作用：降低焊接热影响区的冷却速度，避免淬硬组织的形成，防止冷裂纹并改善热影响区的塑性；减小了焊接区的温度梯度，从而降低了焊接接头的内应力；扩大了焊接区的加热范围，使焊接接头在较宽的区域内处于塑性状态，减弱了焊接应力的不利影响；改变了焊接区的应变集中区部位，降低了促使冷裂纹形成的应力峰值；延长了焊接区在100oC以上温度的停留时间，有利于焊缝金属中氢的逸出，降低了氢致裂纹形成的危险。焊前的预热温度主要根据钢材的焊接性试验结果来确定，但焊件的形状和尺寸以及焊接条件往往是多变的。查机械设计手册，根据材料和厚度，将预热温度定在100~150摄氏度。 （二）焊接电参数
在使用连续的交流电和直流电焊接时，焊接规范中的电参数主要是焊接电压和焊接电流。在采用脉冲电流焊接时，电参数还包括电流的交变频率、通断比、基本电流和峰值流值。焊接规范参数的选择原则首先是保证接头的熔透、无裂纹并获得成形良好的焊道，同时所选择的焊接规范电参数还应保证接头的性能满足技术条件规定的各项要求，因而在选择参数时要考虑焊接热输入量对接头性能的影响。根据刚件厚度和焊条直径，将焊接电流定在200~270A。 （三）焊后加热和消氢处理
焊后立即将焊件保温或加热的范围内使之缓冷的工艺措施称为焊后加热，简称后热。后热可以减缓焊缝和热影响区的冷却速度，起到与预热相似的作用。对于冷裂纹倾向性大的低合金高强度钢和厚度较大的焊接结构等，有一种专门的后
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热处理，称为消氢处理。消氢处理即在焊后立即将焊件加热到温度范围，保温后空冷。消氢处理的主要目的是使焊缝（或热影响区）金属中的扩散氢加速逸出，大大降低焊缝和热影响区中的含氢量，防止产生冷裂纹。消氢处理的温度较低，不能起到松弛焊接应力的作用。对于工艺中要求焊后立即进行热处理的焊件，因为热处理过程中可以达到除氢的目的，故无需后热。但是，焊后如不能立即热处理，而焊件又必须及时除氢时，则需要及时后热作消氢处理，否则焊件有可能在热处理前的放置期产生裂纹。这是由于氢在钢材中的溶解度随着温度的下降而迅速降低，如果焊后很快冷却到以下，氢来不及从焊缝中逸出，这样就在经过一段时间（几小时、几天甚至更长的时间）以后，由于氢扩散后在热影响区（或焊缝金属）中的聚集，产生极大的压力，导致产生危害较大的延迟裂纹。低温后热工艺在压力容器制造中早已得到实际的应用，但是主要用于预热还不足以防止冷裂纹形成的场合，如在高拘束度接头盒难焊钢材的焊接中，必须采用后热工艺才能可靠地防止冷裂纹的形成。新的研究表明，在防止形成冷裂纹的效果方面，低温后热比预热更显著。对于某些低合金钢，在一些特殊的结构中可以采用焊后加热来降低预热温度，这对于减轻焊工的劳动强度，缩短制造周期无疑具有重要的意义。
低温后热的作用机理是：首先焊后立即加热加速了焊缝金属中的氢向外扩散；其次是使焊缝及近缝区因热膨胀而受到压力的作用。这样在焊缝金属中氢的扩散的阶段从根本上消除了导致裂纹形成的力学因素。后热结束时，焊缝金属内的氢已降到临界含量以下，待焊件冷却到室温时，即使焊缝及近缝区的残余应力变为拉应力，也不会再会形成冷裂纹。据此不难理解低温后热应有足够长的保温时间。焊件壁厚愈大，保温时间应愈长。保温时间最短不应少于1小时。
消氢的作用机理与低温后热相似。由于加热温度较高，效果更好。但是消氢处理需消耗较多的能量，故在实际生产中，只是在焊接时氢致裂纹特别敏感的厚壁焊缝中才加以应用。 (四) 焊后热处理
采用正火加回火进行焊后热处理，厚壁受压部件经正火处理的高温空冷后
会产生较高的内应力，故正火后应紧接作回火处理。对于某些低合金钢，只有经过正火加回火，即所谓的空调质处理才能达到符合要求的综合性能。在这种情况
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