兰州工业学院毕业设计说明书（论文）
第一章 绪论
1.1 碳钢简述
在钢铁领域，最早泛用的是碳素钢（简称碳钢）,碳素钢是指含铁，碳和为了生产技术所需要的正常数量的硅[w（si）<0.5%],锰[w(mn)<0.8%]以及不可避免的磷和硫等杂质元素的钢。
碳素结构钢在1988年以前称为普通碳素结构钢，并分类为甲类钢；乙类钢；特类钢三类。GB／T700-188国家标准制定时，分等级采用国际标准ISO630：1980?结构钢?，对普通碳素结构钢体系进行了改革，以钢的屈服强度表示钢的牌号，并按钢中磷，硫含量高低分质量等级改名为碳素结构钢，标准中有Q195，Q215，Q235，Q255，Q275共五个牌号，牌号中字母Q代表钢的屈服强度，其后数值代表了钢的强度值（mpa）。碳钢按碳量划分为：
1）低碳钢 0.0218％＜C＜0.25％ 主要用在冷加工和焊接机构。
2）中碳钢 0.25％≤C≤0.60％ 主要用于强度较高的构件和机器零件，根据钢的焊接性分析及焊接工艺评定不同强度进行淬火和回火处理。
3)高碳钢 0.6％＜C＜2.11％ 主要用来制造弹簧，工具及耐磨损构件，此类钢一般不做为焊接结构用钢。
碳素结构钢－普板是一种钢材的材质，在板材里，是最普通的材质，属普板系列。过去的一种叫法为：A3。执行标准：外部标准为：GB709，内部标准为：GB3274-88
由于低碳钢含碳量低，锰、硅含量也少，所以，通常情况下不会因焊接而产生严重硬化组织或淬火组织。低碳钢焊后的接头塑性和冲击韧度良好，焊接时，一般不需预热、控制层间温度和后热，焊后也不必采用热处理改善组织，整个焊接过程不必采取特殊的工艺措施，焊接性优良。
但在少数情况下，焊接时也会出现困难：
1)采用旧冶炼方法生产的转炉钢含氮量高，杂质含量多，从而冷脆性大，时效敏感性增加，焊接接头质量降低，焊接性变差。
2)沸腾钢脱氧不完全，含氧量较高，P等杂质分布不均，局部地区含量会超标，
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时效敏感性及冷脆敏感性大，热裂纹倾向也增大。
3)采用质量不符合要求的焊条，使焊缝金属中的碳、硫含量过高，会导致产生裂纹。如某厂采用酸性焊条焊接Q235-A钢时，因焊条药皮中锰铁的含碳量过高，会引起焊缝产生热裂纹。
4)某些焊接方法会降低低碳钢焊接接头的质量。如电渣焊，由于线能量大，会使焊接热影响区的粗晶区晶粒长得十分粗大，引起冲击韧度的严重下降，焊后必需进行细化晶粒的正火处理，以提高冲击韧度。
1.2 Q235钢的化学成分分析
Q代表的是这种材质的屈服，后面的235，就是指这种材质的屈服值，在235左右。并会随着材质的厚度的增加而使其屈服值减小。Q235A，Q235B，Q235C，Q235D。这是等级的区分，所代表的，主要是冲击的温度有所不同而已A，B，C，D，所不同的，指的是它们性能中冲击温度的不同。分别为：Q235A级，是不做冲击；Q235B级，是20度常温冲击；Q235C级，是0度冲击；Q235D级，是-20度冲击。在不同的冲击温度，冲击的数值也有所不同，元素含量：A、B、C、D硫含量依次递减；A和B的磷含量相同，C的磷含量次之，D磷含量最少
Q235分A、B、C、D四级(GB700-88)
Q235A级含 C0.14-0.22% Mn0.30~0.65 Si≤0.30 S≤0.050 P≤0.045 Q235B级含 C0.12-0.20% Mn0.30~0.670 Si≤0.30 S≤0.045 P≤0.045 Q235C级含 C≤0.18% Mn0.35~0.80 Si≤0.30 S≤0.040 P≤0.040 Q235D级含 C≤0.17% Mn0.35~0.80 Si≤0.35 S≤0.040 P≤0.035
就其脱氧方法而言，可以采用F,b,z分别表示为沸腾钢、平镇静钢、镇静钢。沸腾钢是脱氧不完全的钢，塑性和韧性较差。用这种材料制成的焊接结构，受动力载荷作用时接头容易出现裂缝。不宜在低温下工作，有时会产生硬化现象。相比之下，镇静钢质优而匀，塑性和韧性都好。
1.3 Q235的机械性能
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抗拉强度（σb/MPa）：375-500 伸长率（δ5/%）： ≧26（a≦16mm） ≧25（a>16-40mm） ≧24（a>40-60mm） ≧23（a>60-100mm） ≧22（a>100-150mm） ≧21（a>150mm） 其中a为钢材厚度或直径。
1.4本次设计实验技术路线图
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第二章 Q235钢板的焊接
2.1 板材厚度的选择
在设计的过程中办学板材的厚度不能厚，也不能太薄，必须符合现在工业的的大众需求，和现代工业相接轨，所以在这片论文设计中我选用板材厚度为10mm厚的钢板。
2.2 焊接材料的选择
电焊条就是在金属丝（即焊芯）表面涂有适当药皮的手工电弧焊用的融化电极。 电焊条的选用原则：
1) 考虑工件的物理，力学性能和化学成分 2) 考虑工件的工作条件和使用性能
3) 考虑工件的复杂成度，刚度大小，焊接坡口和焊接部位等 4) 考虑经济性和实用性
根据以上原则，焊接过程中选用J422焊条。
焊条使用前应烘干，酸性焊条烘干温度为15～200℃，保温1-2h，在焊接锅炉，压力容器时，烘干后的焊条必须放在保温筒内，随用随取，焊条冷至室温四小时后，必须重新烘干，焊条重复烘干次数不得超过2次。
2.3 焊接方法和焊接设备的选定
低碳钢的焊接性能好，焊接工艺容量大，常用的焊接方法有焊条电弧焊，二氧化碳气体保护焊，埋弧焊及电渣焊等，焊接时依焊件强度等级及工作环境来选择焊接材料。
在选择焊接方法的过程中，不仅要考虑焊接的性能，还要考虑考虑成本价值，焊接的环境及它的可操作性，综上所述，焊接Q235低碳钢手工电弧焊最为适合，现有焊机ZX7-400N直流弧焊机可供试用。
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图2-1 焊机ZX7-400N
2.4 焊焊前准备
2.4.1 焊接接头形式及坡口准备
焊条电弧焊时，由于焊件结构形状，厚度不同，以及对质量的要求不同，其接头形式及坡口要求也不相同，采用焊条电弧焊焊接低碳钢时，由于熔深较浅，6mm以上钢板对接，需要开v型坡口，或双v型坡口，坡口边缘的加工方法有：剪切，刨边，车削，铲削，氧乙炔焰切削，碳弧气刨等方法，应根据母材，焊接接头的质量要求及工厂的加工条件来应用
我们选用的钢板厚度为10mm，为方便焊后检验，我们选用对接的焊接方式，钢板两侧开30°坡口，采用车削的方式完成，如图：
图2-2焊接接头的坡口形式
2.4.2 工件共建表面的清理
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