广西工学院鹿山学院本科生毕业设计（论文）
图4-2 自制螺栓的二维图输出及尺寸标注
图4-1所示的是对旋转轴的尺寸标注。图4-2所示的是自制螺栓的尺寸标注，尺寸标注中最重要的是基准面的选择和对螺栓的标注，螺纹孔用来安装定位螺栓，而此焊具中围板较高的定位精度主要靠自制螺栓来保证，因此，螺栓的加工较为严格，一般，表面粗糙度为1.6，且与基准面的尺寸精度保持为±0.05mm，尺寸精度为±0.02mm。其他的长度、宽度和高度等尺寸应该以基准面为基准，用坐标法进行标注，以便于加工、测量。除了对基准面的选择和对螺栓的标注外，尺寸标注图中还要说明加工工艺，这部分内容将在下面统一介绍。
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4.2 工艺要求
机械设计的目的是为了能够更快更好的制造出机械产品，工艺要求就是机械制造的中非常重要的组成部分。本节将在上节的基础上，系统的分析本研究中的工艺要求。
材料方面：外门架下横梁的材料一般为Q345；螺栓的材料为45#，围板定位零件用45#；旋转轴和轴套的材料用45#；元件制作工艺方面：轴要经过调质处理，限位块中定位面的表面粗糙度为1.6，孔的表面粗糙度为1.6，其他平面的表面粗糙度一般为3.2，非加工面的表面粗糙度为6.3；元件的定位面要经过锐边倒钝；一般元件只需经过锐边倒钝和表面氧化处理；螺纹孔与螺纹孔，螺纹孔与销孔之间的中心距尺寸公差为±0.2mm，螺栓孔与基准面之间的尺寸公差为±0.05mm，螺栓孔与销孔之间的中心距尺寸公差为±0.02mm。焊接工艺要求：焊缝高度为8mm,焊缝总长度不小于焊接总长度的一半；焊缝平整光滑，不允许有夹渣、气孔等焊接缺陷,焊后必须经过实效处理。
4.3 焊接工艺要求 焊接采用二氧化碳保护焊
以CO2作保护气体，依靠焊丝与焊件之间的电弧来熔化金属的气体保护焊的方法称CO2焊。这种焊接法采用焊丝自动送丝，敷化金属量大、生产效率高、质量稳定。因此，在国内外获得广泛应用。
气体保护焊的特点：
1）采用明弧焊接，熔池可见度好，操作方便，适宜于全位置焊接。并且有利于焊接过程中的机械化和自动化，特别是空间位置的机械化焊接。
2）电弧在保护气体的压缩下热量集中，焊接速度较快，熔池小，热影响区窄，焊件焊后的变形小，抗裂性能好，尤其适合薄板焊接。
3）用氩、氦等惰性气体焊接化学性质较活泼的金属和合金时，具有较好的焊接质量。
4）在室外作业时，必须设挡风装置才能施焊，电弧的光辐射较强，焊接设备比较复杂。
设备特点：
（1）焊接成本低 CO2气体是酿造厂和化工厂的副产品，来源广，价格低，其综合成本大概是手工电弧焊的1/2。
（2）生产效率高 CO2气体保护焊使用较大的电流密度（200A/mm2左右），比
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手工电弧焊（10-20A/mm2左右）高得多，因此熔深比手弧焊高2.2-3.8倍，对10mm以下的钢板可以不开坡口，对于厚板可以减少坡口加大钝边进行焊接，同时具有焊丝熔化快，不用清理熔渣等特点，效率可比手弧焊提高2.5-4倍。
（3）焊后变形小CO2气体保护焊的电弧热量集中，加热面积小，CO2气流有冷却作用，因此焊件焊后变形小，特别是薄板的焊接更为突出。
（4）抗锈能力强 CO2气体保护和埋弧焊相比，具有较高的抗锈能力，所以焊前对焊件表面的清洁工作要求不高，可以节省生产中大量的辅助时间。缺点：由于CO2气体本身具有较强的氧化性，因此在焊接过程中会引起合金元素烧损，产生气孔和引起较强的飞溅，特别是飞溅问题，虽然从焊接电源、焊丝材料和焊接工艺上采取了一定的措施，但至今未能完全消除，这是CO2焊的明显不足之处。
二氧化碳保护焊的分类： CO2气体保护焊按操作方法，可分为自动焊及半自动焊两种。对于较长的直线焊缝和规则的曲线焊缝，可采用自动焊；对于不规则的或较短的焊缝，则采用半自动焊，目前生产上应用最多的是半自动焊。CO2气体保护焊按照焊丝直径可分为细丝焊和粗丝焊两种。细丝焊采用直径小于1.6mm,工艺上比较成熟，适宜于薄板焊接；粗丝焊采用的直径大于或等于1.6mm，适用于中厚板的焊接。
CO2气体保护焊的熔滴过渡：
在常用的焊接工艺参数内，CO2气体保护焊的熔滴过渡形式有两种，即细颗粒过渡和短路过渡。
（1）细颗粒状过渡 CO2气体保护焊采用大电流，高电压进行焊接时，熔滴呈颗粒状过渡。当颗粒尺寸增加时，会使焊缝成型恶化，飞溅加大，并使电弧不稳定。因此常用的是细颗粒状过渡，此时熔滴直径约比焊丝直径小2-3倍。特点，电流大、直流反接。
（2）短路过渡 CO2气体保护焊采用小电流，低电压焊接时，熔滴呈短路过渡。短路过渡时，熔滴细小而过渡频率高（一般在250-300l/s）,此时焊缝成形美观，适宜于焊接薄件。
CO2气体保护焊的冶金特点：
（1）CO2气体的氧化性CO2气体是氧化性气体，在电弧高温作用下会发生分解：CO2=CO+0 在电弧区中，约有40-60%的CO2气体被分解，分解出来的原子态氧具有强烈的氧化性。使碳和其它合金元素如Mn、Si被大量氧化，结果使焊缝金属的机械性能大大下降。CO2焊常用的脱氧措施是在焊丝中加入脱氧剂，常用
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的脱氧剂是Al、Ti、Si、Mn，而其中尤以Si、Mn用得最多。在上述脱氧剂中单独使用任一种脱氧剂效果均不理想，所以通常采用Si、Mn联合脱氧。
（2）气孔 CO2气体保护焊时，如果使用化学成份不合要求的焊丝、纯度不合要求的CO2气体及不正确的焊接工艺，由于CO2气流有一定的冷却作用，熔池凝固较快，很容易在焊缝中产生气孔。实践表明，在CO2气体保护焊中，采用ER50-6（原为H08Mn2SiA）等含有脱氧剂的焊丝焊接低碳钢、低合金钢时，如果焊前对焊丝和钢板表面的油污、铁锈作了适当的清理，CO2气体中的水分也比较少的情况下，焊缝金属中产生的气孔主要是氮气孔。而氮来自空气的侵入，因此在焊接过程中保护气层稳定可靠是防止焊缝中产生氮气孔的关键。
CO2气体保护焊的工艺参数：
CO2气体保护焊时，由于熔滴过渡的不同形式，需采用不同的焊接工艺参数 （1）短路过渡时的工艺参数 短路过渡焊接采用细丝焊，常用焊丝直径为Φ0.6～1.2，随着焊丝直径增大，飞溅颗粒都相应增大。短路过渡焊接时，主要的焊接工艺参数有电弧电压、焊接电流、焊接速度，气体流量及纯度，焊丝深出长度。
1） 电弧电压及焊接电流 电弧电压是短路过渡时的关键参数，短路过渡的特点是采用低电压。电弧电压与焊接电流相匹配，可以获得飞溅小，焊缝成形良好的稳定焊接过程。Φ1.2的一般参数为 电压 19伏；电流120～135。
2） 焊接速度 随着焊接速度的增加，焊缝熔宽、熔深和余高均减小。焊速过高，容易产生咬边和未焊透等缺陷，同时气体保护效果变坏，易产生气孔。焊接速度过低，易产生烧穿，组织粗大等缺陷，并且变形增大，生产效率降低。因此，应根据生产实践对焊接速度进行正确的选择。通常半自动焊的速度不超过0.5m/min,自动焊的速度不超过1.5m/min。
3） 气体的流量及纯度 气体流量过小时，保护气体的挺度不足，焊缝容易产生气孔等缺陷；气体流量过大时，不仅浪费气体，而且氧化性增强，焊缝表面上会形成一层暗灰色的氧化皮，使焊缝质量下降。为保证焊接区免受空气的污染，当焊接电流大或焊接速度快，焊丝伸出长度较长以及室外焊接时，应增大气体流量。通常细丝焊接时，气体流量在15～25L/min之间。CO2气体的纯度不得低于99.5%。同时，当气瓶内的压力低于1Mpa,就应停止使用，以免产生气孔。这是因为气瓶内压力降低时，溶于液态CO2中的水分汽化量也随之增大，从而混入CO2气体中的水蒸气就越多。
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4） 焊丝伸出长度 由于短路过渡均采用细焊丝，所以焊丝伸出长度上所产生的电阻热影响很大。伸出长度增加，焊丝上的电阻热增加，焊丝熔化加快，生产率提高。但伸出长度过大时，焊丝容易发生过热而成段熔断，飞溅严重，焊接过程不稳定。同时伸出增大后，喷嘴与焊件间的距离亦增大，因此气体保护效果变差。但伸出长度过小势必缩短喷嘴与焊件间的距离，飞溅金属容易堵塞喷嘴。合适的伸出长度应为焊丝直径的10～12倍，细丝焊时以8～15mm为宜。
（2）细颗粒状过渡时的工艺参数 细颗粒状过渡大都采用较粗的焊丝，Φ1.2以上。下表给出几种直径焊丝的参考规范 焊丝直径（mm） 1.2 1.6 2.0 最低电流（A） 300 400 500 电弧电压（V） 34 ～ 45
4.4 焊接一般公差 4.4.1 直线尺寸的公差
见表1。
表1 直线尺寸公差 公称尺寸范围，mm 2 ～ 3 30 ～ 120 120 ～ 400 400 ～1000 2000 4000 ～ ～ ～ 8000 12000 16000 ～ ～ ～ 公差等级 20000以上 1000 2000 4000 8000 12000 16000 20000 公差，t (mm) A B ±1 C D ±1 ±2 ±3 ±4 ±1 ±2 ±4 ±7 ±2 ±3 ±6 ±9 ±3 ±4 ±8 ±4 ±6 ±5 ±8 ±6 ±10 ±18 ±27 ±7 ±12 ±21 ±32 ±8 ±14 ±24 ±36 ±9 ±16 ±27 ±40 ±11 ±14 ±12 ±16 ±21 4.4.2 角度尺寸的公差
短角边长度可以用来根据表2确定采用哪个公差。角边的长度也可以假设其扩大到一个指定的参考点。在这种情况下，有关的参考点应该被标注在图纸上。
相关的公差见表2。
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