金属的焊接及无损检测

重庆邮电大学移通学院本科毕业设计（论文）开题报告题目金属的焊接及无损检测学院名称重庆邮电大学移通学院专业班级机械设计制造及其自动化05141203学生姓名舒波学号2012212908指导教师雷建勇2016年03月06日设计（论文）题目金属的焊接及无损检测设计（论文）类型（划“√”）工程实际科研项目实验室建设理论研究其它√一、本课题的研究目的和意义1、选题目的：随着社会主义市场经济的蓬勃发展，我国的工业化程度有了大幅度的提高，各种机械设备装置在各行业的应用越来越普及。伴随着各种机械设备装置的大量应用，其潜在的安全隐患也建逐渐显露了出来，尤其是近年来的锅炉爆炸、管道泄漏等安全事故频繁发生，不禁给我们敲响了警钟。是什么原因导致这些安全事故发生的呢？难道在事故发生之前没有不能查出这些安全隐患防患于未然吗？那么查出安全隐患的手段又是什么呢？无损检测就是发现这类安全隐患的直接而有效的手段之一。所谓的无损检测，就是指不损及其将来使用和使用可靠性，对材料或制件进行宏观缺陷检测、几何特性测量、化学成分、组织结构和力学性能的评定。无损检测的运用广泛到涉及民航、铁道、石油、锅容管特等关系到人民的生命安全和生产安全的重要部门。无损检测技术是在第二次世界大战后迅速发展起来的一门综合工程技术，它主要是根据物质的各种物理特性变化，在不损伤被检物使用性能与形状的条件下可以实现百分之百检查，从而判断被检物的质量状况。因此，它的应用已经在工业生产、物理研究和生物工程等广大科技领域获得极大的重视和迅猛发展，已经成为控制产品质量、保证设备安全运行等方面的极为重要的技术手段。不仅如此，它已经从单纯的检测技术发展为无损评价技术，不仅包含了无损检查与测试，还涉及以断裂力学为基础的损伤容限设计而对产品及设备的安全使用寿命作出评估，因此尽管无损检测技术本身并非是一种生产技术，但其技术水平却能反映该部门、该行业、该地区甚至该国的工业技术水平。在机械制造业以及军事工业中它已经占据了相当重要的地位，在许多重要的大型设备安全保障体系中都发挥着重要作用。然而，在一般设备或者普通民用设备的诊断维护工程中则尚未受到足够的重视和广泛应用。二、本课题的主要研究内容（提纲）（1）金属材料在焊接过程中，其内部结构受高温因素的影响，易出现劣化损伤的现象，导致金属材料整体焊接性下降，如何提高金属材料焊接检测能力。（2）金属焊接的残余应力分布。（3）焊接结构的生产质量以及焊接检测技术。三、文献综述（国内外研究情况及其发展）焊接技术发明至今已有百余年的历史，工业生产中的大量重要产品，如航空、航天及核能工业中产品的生产制造都离不开焊接技术。当前，新兴工业的发展迫使焊接技术不断前进，就如何提高焊接生产率是目前焊接技术发展的重要研究对象。选择合适的焊接工艺参数，对提高焊接质量和提高生产效率非常重要.，焊接工艺参数(焊接规范)是指焊接时，为保证焊接质量而选定的诸多物理量.，典型的有焊接电流、焊接电压（通常用电弧长）、焊接速度、电源种类极性、坡口形式等等。对于不同的焊接方法，又有着不同的焊接参数，如焊条电弧焊焊条直径，钨极氩弧焊中钨极直径，埋弧焊中焊丝直径等等。工厂中常用TIG打底焊和TIG焊两种焊接工艺对中厚板进行对接和堆接焊接，本课题研究焊接工艺参数对接头组织和使用性能的影响，调整出最佳的焊接工艺参数以供工厂实际操作选用。焊接技术就是高温或高压条件下，使用焊接材料（焊条或焊丝）将两块或两块以上的母材（待焊接的工件）连接成一个整体的操作方法。焊接是通过加热、加压，或两者并用，使同性或异性两工件产生原子间结合的加工工艺和联接方式。焊接应用广泛，既可用于金属，也可用于非金属。焊接技术是随着金属的应用而出现的，古代的焊接方法主要是铸焊、钎焊和锻焊。中国商朝制造的铁刃铜钺，就是铁与铜的铸焊件，其表面铜与铁的熔合线蜿蜒曲折，接合良好。春秋战国时期曾侯乙墓中的建鼓铜座上有许多盘龙，是分段钎焊连接而成的。经分析，所用的与现代软钎料成分相近。古代焊接技术长期停留在铸焊、锻焊和钎焊的水平上，使用的热源都是炉火，温度低、能量不集中，无法用于大截面、长焊缝工件的焊接，只能用以制作装饰品、简单的工具和武器。19世纪初，英国的戴维斯发现电弧和氧乙炔焰两种能局部熔化金属的高温热源；1885～1887年，俄国的别纳尔多斯发明碳极电弧焊钳；1900年又出现了铝热焊。20世纪初，碳极电弧焊和气焊得到应用，同时还出现了薄药皮焊条电弧焊。电弧比较稳定，焊接熔池受到熔渣保护，焊接质量得到提高，使手工电弧焊进入实用阶段，电弧焊从20年代起成为一种重要的焊接方法。在此期间，美国的诺布尔利用电弧电压控制焊条送给速度，制成自动电弧焊机，从而成为焊接机械化、自动化的开端。1930年美国的罗宾诺夫发明使用焊丝和焊剂的埋弧焊，焊接机械化得到进一步发展。40年代，为适应铝、镁合金和合金钢焊接的需要，钨极和熔化极惰性气体保护焊相继问世。1951年苏联的巴顿电焊研究所创造电渣焊，成为大厚度工件的高效焊接法。1953年，苏联的柳巴夫斯基等人发明二氧化碳气体保护焊，促进了气体保护电弧焊的应用和发展，如出现了混合气体保护焊、药芯焊丝气渣联合保护焊和自保护电弧焊等。1957年美国的盖奇发明等离子弧焊；40年代德国和法国发明的电子束焊，也在50年代得到实用和进一步发展；60年代又出现激光焊等离子、电子束和激光焊接方法的出现，标志着高能量密度熔焊的新发展，大大改善了材料的焊接性，使许多难以用其他方法焊接的材料和结构得以焊接。其他的焊接技术还有1887年，美国的汤普森发明电阻焊，并用于薄板的点焊和缝焊;缝焊是压焊中最早的半机械化焊接方法，随着缝焊过程的进行，工件被两滚轮推送前进;二十世纪20年代开始使用闪光对焊方法焊接棒材和链条。至此电阻焊进入实用阶段。1956年，美国的琼斯发明超声波焊;苏联的丘季科夫发明摩擦焊；1959年，美国斯坦福研究所研究成功爆炸焊；50年代末苏联又制成真空扩散焊设备。70年代主要用于焊接薄壁材料和低速焊接，焊接过程属于热传导型，即激光辐射加热工件表面，表面热量通过热传导向内部扩散，通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰值功率和重复频率等参数，使工件熔化，形成特定的熔池。由于激光焊接作为一种高质量、高精度、低变形、高效率和高速度的焊接方法，它已成功地应用于微小型零件焊接中。四、拟解决的关键问题用焊接方法加工的结构易产生较大的焊接变形和焊接残余应力，从而影响结构的承载能力、加工精度和尺寸稳定性。在焊接接头中存在着一定梳理的缺陷，如裂纹、气孔、夹渣、未焊透、未熔合等，这些缺陷的存在会降低焊件强度，引起应力集中，造成焊接结构破坏。同时，焊缝成分及金相组织与母材不同，接头部位经历热循环不同，使接头不同区域的性能不同。以上三部分均会影响焊接结构的完整性及安全性，所以选择怎样的焊接方式或无损检测方法焊接和检测怎样的金属能有利于保证焊接结构安全性及可靠性。五、研究思路和方法首先焊接结构的无损性检测，是针对结构的非损害性检测，即在保证机械机构的原有结构和性能的前提下，获取被检测对象的缺陷或者潜在缺陷资料信息而所采用的检测方法。针对焊接结构的典型缺陷类型运用适合的无损检测技术，并分析目前无损检测技术在实际运用中存在的优缺点进行对比研究探讨。在前辈的经历中吸取经验，利用网络查找有关金属的焊接及无损检测技术，分析各种金属的特性，找到最适合的方法。六、本课题的进度安排1、第1～4周现场实习调查阶段2、第5周确定毕业论文题目及提纲3、第6周进行相关资料查阅与检索3、第7～8周完成毕业论文开题报告4、第9～12周完成毕业论文初稿撰写5、第13～14周交付指导教师审查，修改完善毕业论文七、参考文献1、芮树祥，忻鼎乾编、焊接工工艺学、哈尔滨工程大学出版社、1998-09-012、邓洪军、焊接结构生产、机械工业出版社、2012-01-163、中国标准出版社，全国无损检测标准化技术委员会、无损检测标准汇编、中国标准出版社、20114、索科洛夫、材料探伤法、中国工业出版社、1963.075、李荣雪、焊接检验、机械工业出版社、2007-4-11指导教师意见指导教师（签名）：年月日所在系（所）意见负责人（签章）：年月日