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20 15 届毕业设计（论文）课题任务书 系 (部 )：机电工程系 专业：材料成型 及 控制工程 课题名称 液化石油气钢瓶主体环缝的焊接工艺设计与质量控制 内 容 及 任 务 一、 设计课题简要介绍及设计参数 结构名称：液化石油汽瓶 组 成：瓶体，甁嘴 材 料： 16壁 厚： 3生产类型：大量生产 工作压力： 、设计任务 炼方法与制品形态 、使用业绩及相关的热处理，分析评定母材的工艺焊接性能、使用焊接性能等。 择焊接方法及设备。 括焊条、焊丝、焊剂、保护气体等）、焊接规范参数、施焊条件等。 画出焊接夹具总装图，要求用 3 号图纸。 括各工序的要求及工序间的热处理。制定焊接工艺路线单，焊接工艺卡。 施步骤、检测效果等。对可能出现的重要缺陷进行预见和危害分析，以及相关的补救措施等 好可以 分组试制焊件或进行实地测绘调研，并进行检验确定质量等级。 出成品零件图，用 3 号图纸，并交付电子文档和打印图。 拟 达 到 的 要 求 或 技 术 指 标 毕业设计成果用论文和图纸的方式体现，课题完成后上交三份材料： 1）成品零件图； 2）焊接夹具总装图； 3）毕业设计论文一本。 要求： 解研究或设计对象的国内外发展趋势参考文献需按正确格式详细列明，数目不少于 20 篇； 握工艺方案的设计与分析过程，课题成果用论文和图纸的方式体现，论文的格式要求见毕业设计论文撰写规范。论文的整体结构和标注规范得体。 制图软件。焊接夹具总装图和成品零件图都必须用 出，并用 3 号图纸打印出来，答辩时，将电子图和打印图一并交来。 艺符合生产实际要求，设计过程中有创新点。论文做到旁征博引，所用的材料要有依据，准确可靠，尽量做到精确无误。 进 度 安 排 起止日期 工作内容 2014 年 12 月 14 周 下达毕业论文 (设计 )任务书 ,制定毕业论文 (设计 )相关计划。调研，查阅文献。 56 周 确定设计方案，提交开题报告（邮件）。 78 周 中期检查，检查内容涉及学生论文 (设计 )任务书的执行情况。 912 周 撰写论文完成 (设计 )初稿 , 并交给指导教师审阅。 1314 周 根据指导教师提出的修改意见对论文 (设计 )进行修改定稿 ,并准备论文 (设计 )答辩。 15 周 16 周 论文评阅， 制作 辩， 答辩。 主 要 参 考 资 料 1 李继三，电焊工 国劳动出版社， 2 陈祝年，焊接工程师手册 . 北京：机械工业出版社， 3 戴建树，焊接生产管理与检测 械工业出版社， 4 邓洪军，焊接结构生产 械工业出版社， 5 雷世明，焊接方法与设备 械工业出版社， 6 周玉生，电弧焊 . 北京：机械工业出版社， 7 曾 乐，现代焊接技术手册 海科技出版社， 1993 8 俞尚知，焊接工艺人员手册 . 上海：上海科技出版社， 1991 9 殷树言，气体保护焊工艺 尔滨工艺大学出版社， 1999 10 吴志强，现代焊接方法与设备 . 北京：机械工程师进修大学出版社， 1989 11 许小平，焊接实训指导 汉理工大学出版社， 2003 12丁建生，金属学与热处理 械工业出版社， 研室 意见 签名： 年 月 日 系 (部 )主管领导意见 签名： 年 月 日 注：本任务书一式三份，由指导教师填写，经教研室、系（部）审批后一份下达给学生，一份由指导教师保留，一份交系部存档。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 摘 要 焊接是将两个分离的金属工件 ,通过局部加热、加压或两者并用等手段，使其达到原子间扩散与结合而连接成为一个不可拆卸整体的加工方法。焊接在制造业中具有十分重要的作用，广泛的运用于船体，炉壳，建筑构架，起重机械，锅炉，压力容器，运输车辆，家用电器 等场合，焊接已普遍地取代了铆接。焊接和铸、锻工艺结合起来，解决了大型设备制造 的困难。焊接还可用于铸、锻件缺陷的修补和机器零件磨损的修复。 本设计通过液化气瓶焊接的工艺设计，熟 悉焊接方法的选择，焊接材料选择， 焊接工艺要求等 关键词 ： 焊接 ,热加工 ,铸造 ,锻造 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 目 录 摘要 3 4 缝位置的确定 6 接接头的设计 10 接方法及材料选择 11 接工艺措施及要求 12 接工艺及流程 12 艺卡 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 1 绪 论 焊接是一门制造技术，适应于现在工业发展的需要以现代工业为基础发展起来的，而且直接服务于机械设计制造。焊接技术的发展与制造工业的需要紧密相关，许多设备中的大型结构，几乎都是焊接结构。现在，随着科学技术的进步，生产规模的日益扩大，焊接结构正朝着大型、高容量、高参数、耐磨、耐蚀、耐低温、耐动载的方向发展，这就是不仅需要为焊接生产提供质量更高、性能更好的各种焊机、焊接材料和焊接 工装设备，使焊接生产实现机械化和自动化，减少人为因素干扰，达到保证和稳定焊接质量、改善焊工劳动条件、提高生产率、促进文明生产的目的。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 2 设计步骤 （ 1） 焊缝位置的确定 产品概况： 产品基本介绍 结构名称：液化石油汽瓶体； 组 成：瓶体，甁嘴； 材 料： 16 表示压力容器用刚 )； 壁 厚： 3 生产类型：大量生产； 工作压力为 由上下封头经冲压成形并焊接而成。 可知，该容器为中压容器，应采用薄壁构件接头形式。 工艺参数 焊接时，为保证焊接质量，必须选择合理的工艺参数，所选定的焊接工艺参数总称为焊接工艺规范。例如，手工电弧焊的焊接工艺规范包括：焊接电流、焊条直径、焊接速度、电弧长度（电压）和多层焊焊接层数等，其中电弧长度和焊接速度一般由操作者在操作中视实际情况自行掌握，其他参数均在焊接前确定。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 1）焊条直径 焊条直径根据焊 件的厚度和焊接位置来选择。一般，厚焊件用粗焊条，薄焊件用细焊条。立焊、横焊和仰焊的焊条应比平焊细。平焊对接时焊条直径的选择如表4示： 表 4条直径的选择（ 工件厚度 2 3 4 7 8 12 13 焊条直径 ）焊接电流和焊接速度 焊接电流是影响焊接接头质量和生产率的主要因素。电流过大，金属熔化快，熔深大、金属飞溅大，同时易产生烧穿、咬边等缺陷；电流 过小，易产生未焊透、夹渣等缺陷，而且生产率低。确定焊接电流时，应考虑到焊条直径、焊件厚度、接头型式、焊接位置等因素，其中主要的是焊条直径。一般，细焊条选小电流，粗焊条选大电流。 焊接速度是指焊条沿焊缝长度方向单位时间移动的距离，它对焊接质量影响很大。焊速过快，易产生焊缝的熔深浅、熔宽小及未焊透等缺陷；焊速过慢，焊缝熔深、熔宽增加，特别是薄件易烧穿。确定焊接电流和焊接速度的一般原则是：在保证焊接质量的前提下，尽量采用较大的焊接电流值，在保证焊透且焊缝成形良好的前提下尽可能快速施焊，以提高生产率。 焊接工艺参数 对焊缝形状的影响。 焊接时，为保证 焊接 质量而选定的诸物理量（例如，焊接电流、电弧电压、焊接速度、线能量等）的总称为焊接工艺参数。工艺参数对焊缝形状的影响如下： （ 1）焊接电流 当其它条件不变时，增加焊接电流，焊缝厚度和余高都增加，而焊缝宽度则几乎保持不变（或略有增加），见图 16a。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 （ 2）电弧电压 当其它条件不变时，电弧电压增大，焊缝宽度显著增加，而焊缝厚度和余高略有减少，见图 16b。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 （ 3）焊接速度 当其它条件不变时，焊接速度增加，焊缝宽度、焊缝厚度和余高都减少，见图 16c。 焊接电流、电弧电压和焊接速度是焊接时的三大焊接工艺参数，选用时，应当考虑到这三者之间的相互适当配合，才能得到形状良好，符合要求的焊缝。 埋弧焊工艺规范如下 焊丝牌号： 剂： 丝直径： 丝超前量： 2628接电流： 260280A 电弧电压： 2627 焊接速度： 36m/h 有两种方案可供选择 在图 a）方案中，将筒体布置成两条环形焊缝和一条轴向直焊缝且均为对购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 接焊缝。在此方案上下封头拉深变形较小，容易成形，但焊缝多，焊接工作量大，且轴向焊缝处于拉应力最高位置，则瓶体受到破坏的可能性很大。 图 b）方案中，则仅在中部设有一条环缝，由于径向拉应力一般为轴向拉应力的 2 倍，若去掉了轴向拉应力则完全可避免方案 a）的缺点，因此对这种瓶体尺寸不大的焊接件，可优先选用方 案 b）的焊缝位置比较合理。 (2)焊接接头的设计 根据施焊金属件的空间位置，常见的焊接接头型式有：对接接头、搭接接头、角接接头和丁字接头等。其中对接接头受力均匀，是应用最多的接头型式。搭接接头受力时将产生附加弯矩，而且消耗金属量大，但不需开坡口，装配尺寸要求不高。 焊件坡口 根据设计或工艺需要，在焊件的待焊部位加工出一定几何形状的沟槽称为坡口。 连接瓶体与瓶嘴的焊缝，一般采用不开坡口的角焊缝即可。而瓶体主环缝的接头形式，宜采用衬环对接或缩口对接，这样不仅可以防止烧穿，而且便于上下封头的定位装配。下图为衬环对 接。 角焊缝 两焊件接合面构成直交或接近直交所焊接的焊缝， 角焊缝 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 衬环对接 同时为确保环焊缝和直焊缝焊透，尽管焊件厚度不大，仍应按对接形式并开设V 形坡口。并且瓶体环缝上装焊的内衬环或缩口厚度及宽度，均应根据 V 形坡口尺寸确定，而焊缝强度的校核计算省略。 (3)焊接方法及材料选择 焊接方法的选择应充分考虑材料的焊接性，焊接厚度，焊缝长短，生产批 量及焊接质量的因素 任务容器用 16低合金机构刚属于 有良好的综合力学性能，焊接性能，工艺性能及冲击性能。 16合金结构钢的化学成分 钢号 化学成分（ %） C n S P 16 0 20 0 200 55 1 21。 60 0 030 0 035 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 机械性能 钢号 机械性能 000 0 摄氏度 ) 1610640 345 21 31 由于 的冷裂纹倾向较 大，应选用低氢型的焊接材料，同时考虑到焊接接头应与母材等强的原则，选用 电焊条。 由于瓶体在运输和使用过程中均需承受一定冲撞和压力，质量要求较高且为批量生产，因此选用焊接质量稳定，生产率高的埋弧焊。 若无埋弧焊设备时，也可采用焊条电弧焊，瓶嘴装焊时由于其焊缝直径较小，可选用焊条电弧焊焊接。 (4)焊接工艺措施及要求 瓶体上下封头拉伸成形后，由于开口端变形大，冷变形强化严重，加上板材纤维组织的影响，在残余应力作用下很容易发生裂纹。为防止裂纹的产生，拉伸后应立即进行再结晶退火工艺。 同 时，为减少焊缝气孔和夹渣等焊接缺陷，焊接接缝附近必须严格清除氧化皮，铁锈及油污等，尤其对承受内压力为 0中压容器要求更为严格。为去除焊接残余应力，并改善焊接接头的组织与性能，这类瓶体焊后应立即进行 2 处理，至少要进行去应力退 （ 5）焊接工艺及流程 液化气瓶的冲压及装焊等工艺过程依次为：落料 拉深 再结晶退火 冲孔 除锈 装焊衬环，瓶嘴 装配上下封头 除锈 焊接主环缝 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 正火 水压试验 气密试验，如下图 装焊图 （ 6）工艺卡 衬环对接 焊接材料 焊条编号 直径 16507 接类型 焊剂 角焊缝 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 中部焊缝 电弧电压 焊接电流 焊接速度 2627V 260280 36m/h 焊丝超前量 母材材料 焊接方式 26286弧焊 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 3 总 结 焊接技术在这个科技飞速发展的社会下扮演越来越重更要的角色，然而对它的要求也越来越高，只有掌握一门技术才能适应社会，发挥自己的价值。然而通过这次课程设计，发现自己离技术人才还很遥远，需要不断的学习来充 实自己，而自己现在理论知识学习的还不是很好更别说实践啦，以后应该好好地把理论知识学好，联系实践，才能成为一个真才实学的人。 4 参考文献 王爱珍主编：金属成型工艺设计：北京航空航天大学出版社： 爱珍主编：机械工程材料：北京航空航天大学出版社： 、 王爱珍主编：热加工工艺基础：北京航空航天大学出版社： 4、 高等工科院校工程材料及机械制造基础系列教材 热加工工艺基础、 材料成形工艺基础材料成形工艺基础：金属工艺学热加工部分 ： 2001 20 15 届毕业设计（论文）课题任务书 系 (部 )：机电工程系 专业：材料成型 及 控制工程 课题名称 液化石油气钢瓶主体环缝的焊接工艺设计与质量控制 内 容 及 任 务 一、 设计课题简要介绍及设计参数 结构名称：液化石油汽瓶 组 成：瓶体，甁嘴 材 料： 16壁 厚： 3生产类型：大量生产 工作压力： 、设计任务 炼方法与制品形态 、使用业绩及相关的热处理，分析评定母材的工艺焊接性能、使用焊接性能等。 择焊接方法及设备。 括焊条、焊丝、焊剂、保护气体等）、焊接规范参数、施焊条件等。 画出焊接夹具总装图，要求用 3 号图纸。 括各工序的要求及工序间的热处理。制定焊接工艺路线单，焊接工艺卡。 施步骤、检测效果等。对可能出现的重要缺陷进行预见和危害分析，以及相关的补救措施等 好可以 分组试制焊件或进行实地测绘调研，并进行检验确定质量等级。 出成品零件图，用 3 号图纸，并交付电子文档和打印图。 拟 达 到 的 要 求 或 技 术 指 标 毕业设计成果用论文和图纸的方式体现，课题完成后上交三份材料： 1）成品零件图； 2）焊接夹具总装图； 3）毕业设计论文一本。 要求： 解研究或设计对象的国内外发展趋势参考文献需按正确格式详细列明，数目不少于 20 篇； 握工艺方案的设计与分析过程，课题成果用论文和图纸的方式体现，论文的格式要求见毕业设计论文撰写规范。论文的整体结构和标注规范得体。 制图软件。焊接夹具总装图和成品零件图都必须用 出，并用 3 号图纸打印出来，答辩时，将电子图和打印图一并交来。 艺符合生产实际要求，设计过程中有创新点。论文做到旁征博引，所用的材料要有依据，准确可靠，尽量做到精确无误。 进 度 安 排 起止日期 工作内容 2014 年 12 月 14 周 下达毕业论