换热器课程设计焊接

1、课程设计(下料斗)2007年03月26日 星期一 12:401 前言1.1 产品结构简介本产品为下料斗，由12CrMo焊接而成，总长2000 mm，宽1029.6 mm，筒体内径700mm ,筒体长1000mm,壁厚6mm，一个椭圆型封头和一个锥型封头，五个接管和三个凹面法兰，两个平面法兰，三个支座。1.2 产品结构简图见图1-1图1-1 产品简图1接管；2平面法兰；3锥形封头；4筒体；5接管；6凹面法兰；7椭圆封头；8接管；9平面法兰；10接管；11凹面法兰；12测温接管；13弹簧座；14垫板13 焊接工艺性审查本设备为下料斗，按JB741-80钢制焊接压力容器技术条件进行制造和验收，并受压

2、力容器安全监察规程的监察，产品主要材料为12CrMo珠光体耐热钢，可焊性好，基本上可适合各种焊接，筒身厚度6mm，主要零部件由焊接而成，两个封头冲压成型，法兰锻造而成，焊缝主要为对接和角接，破口Y形，主要采用埋弧焊和手工电弧焊，筒体焊缝应进行局部无损探伤检验，探伤长度不小于筒体对接焊缝的20%，不低于级为合格，焊缝布置合理，施焊与焊后检验方便。14 技术要求本设备按JB741-80钢制焊接压力容器技术条件进行制造和验收，并受压力容器安全监察规程的监察；焊接采用埋弧焊和手工电弧焊；筒体的对接焊缝和接管焊缝见图样，法兰按相应的法兰焊接标准执行，其余焊缝按GB985-80规定；筒体焊缝按GB3323

3、-87钢熔化焊对接头射线照相和质量分级进行局部无损探伤检查，探伤长度不得少于筒体对接焊缝总长度的20%，合格标准为III级；设备制造完毕后，进行3.0Mpa水压实验，并要求水的氯离子含量25ppm；水压实验合格后，进行气密性实验，实验压力2.5Mpa；设备管口方位按图1-1。15 结构工艺性审查该设备结构设计合理,除需使用冲压,卷弯等辅助工艺外,其他主要加工手段为焊接,焊缝接头形式只有对接和角接两种。焊缝质量易于保证,而且焊缝布置合理精简。施焊较为方便,有利于焊后检验和减少应力集中。 2 母材焊接性分析及试验方法2.1 母材的特点低合金钢是在碳素钢基础上加入一定量合金元素的合金钢。其合金元素的

4、总含量一般不超过5，以提高钢的强度并保证其具有一定的塑性和韧性，或使钢具有某些特殊性能，如耐低温，耐高温或耐腐蚀性等。焊接中常用的低合金钢，可以分为高强钢，低温用钢，耐蚀钢及珠光体耐热钢。其中，耐热钢主要用于煤气化设备，加氢裂化设备及其他高状态下使用的化工设备等。这类钢焊接接头应具有与母材相近的高温持久强度，高温氧化性，抗氢性，组织稳定性，抗脆断性等。珠光体耐热钢的主要成分见表2-1：表2-1 珠光体耐热纲的成分钢号 C Si Mn Cr Mo V Ti12CrMo 0.08-0.15% 0.17 -0.37% 0.40-0.70% 0.40-0.70% 0.40-0.55% - -2.2 母

5、材的焊接性分析焊接性的概念：金属材料在限定的施工条件下，焊接成按规定设计要求的构件，并满足预定服役要求的能力。分为工艺焊接性和使用焊接性。焊接性通常表现为二方面的问题:一是焊接引起的各种缺陷，二是焊接时材料性能的变化。母材为低合金耐热钢的焊接有以下特点：首先这些钢按合金含量具有不同程度的淬硬倾向，其次耐热钢中大多含有Cr、Mo、V、Nb和Ni等强碳化合物形成元素，从而使接头过热区具有不同程度的再热裂纹敏感性，最后某些耐热钢焊接接头当有害的残余元素总量超过极限时会出现回火脆性或长时脆变。（1）焊缝中的热裂纹 从其成分看, 12CrMo珠光体耐热钢的含碳量很低,因此,它的具有较好的抗裂性能,正常情

6、况下一般不会产生热裂纹。（2）冷裂纹 冷裂纹时焊接时的一个重要问题,从材料本身考虑,淬硬组织时是引起冷裂纹的决定性因素,因此,焊接时能否形成对氢致裂纹敏感的淬硬组织是评定材料焊接性的一个重要指标。淬硬性取决于碳含量，合金成分及其含量。Cr、Mo都能显著的提高钢的淬硬性，成分一定的合金钢最高淬硬性取决于从奥氏体相的冷却速度。合理的控制冷却速度是关键。淬硬性的防止：采用低氢焊条，严格烘干焊材，认真清理坡口，焊后或中断焊接时马上作消氢处理等都能减少扩散氢的含量，也是防止这类钢产生冷裂纹的措施。（3）再热裂纹W(Cr)+W(Cn)+2W(Mo)+10W(V)+7W(Nb)+5W(Ti)-2=0.7%+

7、20.55%+0.20再热裂纹的防止：a) 严格控制母材和焊材的合金成分，特别是钒.钛.铌等元素应限制到最低的程度；b) 选用高温塑性优于母材的焊接材料；c) 将预热温度提高到250摄氏度以上，层间温度控制在300摄氏度左右；d) 采用低线能量焊接工艺和方法，缩小焊接过热区宽度，细化晶粒；e) 选择合理的热处理工序，避免在敏感区间停留较长时间。（4）回火脆性Cr、Mo钢及其焊接接头在370到565摄氏度温度区间长期运行发生渐进的脆变现象。 脆性指数： J指数： 不超过150回火脆性的防止：为了防止母材和焊缝金属的回火脆性，降低其脆性转变温度，应对母材和焊材的P、Si、Sb、Sn、As及O等杂质

8、含量严格控制，使其能保证脆性指数 小于25ppm,J指数小于200%。在母材和焊材采购时就应明确提出这些要求。2.3 母材的焊接工艺要点焊接工艺包括焊接方法的选择，焊前准备，焊接材料的选配和管理，焊前预热和焊后热处理及焊接参数的选定。a) 接头形式和坡口尺寸准备应根据工件厚度和焊接工艺方法来确定，坡口加工应尽量采用机械方法进行；b) 埋弧焊以交流电源为宜；c) 为减少母材的加热量，应在保证焊透的情况下，尽量采用小电流、大焊速、短弧施焊；d) 焊接前应对坡口边缘、焊丝等，用丙酮或酒精擦洗，去除油污；e) 焊接时不能乱引弧，碰伤母材。焊缝两端应装配引弧和热弧板，避免焊缝始点和终点的产生；f) 在保

9、证焊缝不产生裂纹的条件下，可采用水冷或加铜垫板的方法，加速焊缝的冷却；氩弧焊接场地无对流空气通过，以免影响氩气保护效果。（1）焊接方法的选择电弧焊是目前应用最广泛的焊接方法。它包括：手弧焊、埋弧焊、钨极气体保护电弧焊、等离子弧焊、熔化极气体保护焊等。电阻焊主要有点焊、缝焊、凸焊及对焊等。是以电阻热为能源的一类焊接方法。高能束焊主要包括：电子束焊和激光焊。钎焊的能源可以是化学反应热，也可以是间接热能，是一种固相兼液相的焊接方法。根据产品母材的特点，对焊接方法进行选择，选择结果如下：筒身连接：埋弧焊 其余连接：手工电弧焊（2）焊前准备 内容：接缝边缘的切割下料，坡口加工，热切割边缘和坡口面的清理以

10、及焊接材料的预处理。a) 对于一般的低合金耐热钢焊件可采用各种热切割方法下料；b) 热切割边缘或坡口加工如直接进行焊接，焊前必须清理干净热切割熔渣和氧化皮，切割面缺口应用砂轮修磨圆滑过渡，机械加工的边缘或坡口面焊前应清除油迹等污渍，对焊缝质量要求较高的焊件，焊前最好用丙酮擦净坡口表面；c) 埋弧焊用光焊丝，应将表面防锈油清除干净，焊条电弧焊的药皮和埋弧焊的焊剂除妥善保管外，在使用之前，在严格按工艺规程的规定进行烘干。见表2-2表2-2 焊条烘干、保温制度焊条牌号 烘干温度(摄氏度) 烘干时间(小时) 保持温度(小时)R202 150-200 1-2 50-80R207 350-400 1-2

11、127-150（3）焊接材料的选配焊接材料的选配原则是焊缝金属的合金成分与强度性能应基本符合母材标准规定下限值或应达到产品技术条件规定的最低性能标准。 根据选择依据，作出如下选择： 手工电弧焊 焊条用R202 R207（或E5503-B1 E5515-B1） 埋弧焊 焊丝用H10MoCrA 焊剂用HJ350（5）预热和焊后热处理见表2-3表2-3 热处理制度材料 热处理状态12CrMo 900-930正火680-730回火 410-560 265 21 135根据上表选择如下：最低预热温度 100最低焊后热处理温度 6502.4 母材焊接性试验的内容、方法、步骤工艺焊接性是指在一定焊接工艺条件

12、下能否获得优质的，无损的焊接接头能力。 碳当量:Pcm=W(C)+1/30W(Si)+1/20W(Mn+Cu+Cr)+1/60W(Ni)+1/15W(Mo)+1/10W(V)+5W(B)=0.15%+1/30*0.37%+1/20(0.7%+0.7%)+1/15*0.55%=0.2693%（1） 焊接再热裂纹敏感性试验方法（斜Y形坡口裂纹试验）试件的形状及尺寸如图2-1,其坡口经机械加工,试验用焊条原则上与试验钢板相匹配，试验所用的焊条应严格烘干。焊接工艺参数为:焊接直径4mm,焊接电流17010A左右,电弧电压242V,焊接速度15010mm/min。图2-1 斜Y形坡口裂纹试验用试件形状及

13、尺寸试验前先焊拘束焊缝，拘束焊缝采用双面焊接,注意防止角变形和未焊透。试验焊缝采用手弧焊和采用自动送进焊条电弧焊时应分别按图2-2进行。图2-2 试验焊缝的焊接方式试验焊缝可在各种不同温度下施焊,焊后静置24h再检测和解剖。检测裂纹可采用肉眼和放大镜观测焊接接头的表面和断面上是否存在裂纹,并用下述计算方法分别计算出表面裂纹率,根部裂纹率和断面裂纹率。试验上裂纹的长度计算的示意图见图2-3图2-3 试样上裂纹长度计算a)表面裂纹 b)根部裂纹 c)断面裂纹表面裂纹率:式中 :表面裂纹率(%) :表面裂纹长度之和(mm) :试验焊缝裂纹根部裂纹率:试样先经着色检验,然后拉断.式中 :根部裂纹率 :

14、根部裂纹长度之和断面裂纹率:在试验焊缝上切下4-6块试片,检查5个断面上的裂纹深度式中 :断面裂纹率 :5个断面上裂纹深度之和 :5个断面焊缝最小厚度之和（2） 焊接热裂纹敏感性试验方法（T型接头焊接裂纹试验法）评价碳素钢和低合金钢角焊缝的热裂纹敏感性，也可以测定焊条及工艺参数对热裂纹的影响。试件的尺寸和形状如图所示，试验步骤如图2-4所示， S1为拘束焊缝，S2为试验焊缝，二者均采用船形位置进行焊接，焊前试件的底板与立板应紧密接触，两端要用定位焊缝固定，在焊完拘束焊缝S1后，立即焊一道比S1焊缝小的试验焊缝S2，两道焊缝的间隔时间不大于20秒，其焊接方向相反，试验焊缝S2的平均厚度应比拘束焊

15、缝S1小20%。待试件冷却后，检查试验焊缝S2有无裂纹，如有裂纹，测量裂纹长度，按下面公式计算：C=式中：C表面裂纹率 （%）L表面裂纹长度之和 （mm）图2-4 焊缝形状及尺寸（3） 焊接接头高温性能试验 对于在高温下工作的接头都要进行高温试验，焊接构件在高温下工作时，焊接接头的力学性能与常温下有很大不同，因此要进行不同高温性能试验。焊接接头短时高温拉伸强度试验根据焊接接头的高温工作条件进行高温短时拉伸试验时，按标准GB4338-84的规定进行，以求得不同温度的抗强度，屈服点，拉伸率及断面收缩率等。焊接接头高温持久强度试验材料的高温持久强度可按GB6395-85的规定进行，试验时测定试样在给

16、定温度和规定进行，试验时测定试样在给定温度和规定应力作用下的断裂时间，然后用外推法求出数万小时甚至数十万小时的持久温度，同时还可以还可测定出高温时的持久塑性、伸长率及断面收缩率。2.5 焊接工艺评定（1） 筒体对接直焊缝 椭圆封头和锥型封头与筒体对接环焊缝焊缝采用对接接头，焊缝长度1000mm。材料：12CrMo坡口形式及尺寸：如图2-5所示图2-5 坡口形式及尺寸焊接位置：平焊焊接方法：埋弧焊焊接材料：焊丝（H10MoCrA） 焊剂（HJ350）焊接参数：焊接电流（600650A） 焊接电压（2832） 焊接速度（67.5cm/min） 焊丝直径（4mm）设备型号：见下表2-4表2-4 焊机

17、设备参数型号 送丝方式 焊机结构特点 焊接电流 焊丝直径 送丝速度 焊接速度 焊接电流种类MZ2-1500 等速 悬挂式自动接头 4001500A 36 mm 47.5375cm/min 22.5187cm/min 直流或交流工艺条件：预热、单面焊成型，在具有焊剂垫的电磁平台上焊接（焊剂垫软管中的空气压力为101152Kpa）（2）70度锥形封头的接管的角焊缝焊接坡口形式及尺寸：如图2-6所示图2-6 焊接坡口及尺寸焊接位置：平焊焊接方法：手工电弧焊焊接材料：焊条（E5515-B1）焊接参数：焊接电流（120150A） 焊条直径（4mm）设备型号：直流弧焊机辅助设备和工具：焊钳(型号G352)

18、 焊接电缆(YHH型电焊橡皮套电缆) 面罩工艺条件：焊前清理工件坡口两侧20 mm范围内的锈，水，油污，油漆等。焊条焊前烘干温度350450摄氏度，保温2小时；烘干后放在100150摄氏度恒温箱内，随用随取。（3） 筒体左侧接管的焊接 坡口形式及尺寸：如图2-7所示图2-7 焊接坡口及尺寸焊接位置：平焊焊接方法：手工电弧焊焊接材料：焊条（E5515-B1）焊接参数：焊接电流（120150A） 焊条直径（4mm）设备型号：直流弧焊机辅助设备和工具：焊钳(型号G352) 焊接电缆(YHH型电焊橡皮套电缆) 面罩工艺条件：焊前清理工件坡口两侧20 mm范围内的锈，水，油污，油漆等。焊条焊前烘干温度3

19、50450摄氏度，保温2小时；烘干后放在100150摄氏度恒温箱内，随用随取。（4）椭圆封头上粗接管的焊接坡口形式及尺寸：如图2-8所示图2-8 焊接坡口及尺寸焊接位置：平焊焊接方法：手工电弧焊焊接材料：焊条（E5515-B1）焊接参数：焊接电流（120150A） 焊条直径（4mm）设备型号：直流弧焊机辅助设备和工具：焊钳(型号G352) 焊接电缆(YHH型电焊橡皮套电缆) 面罩工艺条件：焊前清理工件坡口两侧20 mm范围内的锈，水，油污，油漆等。焊条焊前烘干温度350450摄氏度，保温2小时；烘干后放在100150摄氏度恒温箱内，随用随取。（5） 椭圆封头上细接管的焊接坡口形式及尺寸：如图2

20、-9所示图2-9 焊接坡口及尺寸焊接位置：平焊焊接方法：手工电弧焊焊接材料：焊条（E5515-B1）焊接参数：焊接电流（120150A） 焊条直径（4mm）设备型号：直流弧焊机辅助设备和工具：焊钳(型号G352) 焊接电缆(YHH型电焊橡皮套电缆) 面罩工艺条件：焊前清理工件坡口两侧20 mm范围内的锈，水，油污，油漆等。焊条焊前烘干温度350450摄氏度，保温2小时；烘干后放在100150摄氏度恒温箱内，随用随取。（6）筒体右侧测温接管的焊接 坡口形式及尺寸：如图2-10所示图2-10 焊接坡口及尺寸焊接位置：平焊焊接方法：手工电弧焊焊接材料：焊条（E5515-B1）焊接参数：焊接电流（12

21、0150A） 焊条直径（4mm）设备型号：直流弧焊机辅助设备和工具：焊钳(型号G352) 焊接电缆(YHH型电焊橡皮套电缆) 面罩工艺条件：焊前清理工件坡口两侧20 mm范围内的锈，水，油污，油漆等。焊条焊前烘干温度350450摄氏度，保温2小时；烘干后放在100150摄氏度恒温箱内，随用随取。（7） 弹簧座垫板的焊接焊接位置：平焊焊接方法：手工电弧焊焊接材料：焊条（E5515-B1）焊接参数：焊接电流（120150A） 焊条直径（4mm）设备型号：直流弧焊机辅助设备和工具：焊钳(型号G352) 焊接电缆(YHH型电焊橡皮套电缆) 面罩工艺条件：焊前清理工件坡口两侧20 mm范围内的锈，水，油

22、污，油漆等。焊条焊前烘干温度350450摄氏度，保温2小时；烘干后放在100150摄氏度恒温箱内，随用随取。（8） 凹面法兰的焊接焊接位置：平焊焊接方法：手工电弧焊焊接材料：焊条（E5515-B1）焊接参数：焊接电流（120150A） 焊条直径（4mm）设备型号：直流弧焊机辅助设备和工具：焊钳(型号G352) 焊接电缆(YHH型电焊橡皮套电缆) 面罩工艺条件：焊前清理工件坡口两侧20 mm范围内的锈，水，油污，油漆等。焊条焊前烘干温度350450摄氏度，保温2小时；烘干后放在100150摄氏度恒温箱内，随用随取。（9）平面法兰的焊接焊接位置：平焊焊接方法：手工电弧焊焊接材料：焊条（E5515-

23、B1）焊接参数：焊接电流（120150A） 焊条直径（4mm）设备型号：直流弧焊机辅助设备和工具：焊钳(型号G352) 焊接电缆(YHH型电焊橡皮套电缆) 面罩工艺条件：焊前清理工件坡口两侧20 mm范围内的锈，水，油污，油漆等。焊条焊前烘干温度350450摄氏度，保温2小时；烘干后放在100150摄氏度恒温箱内，随用随取。（10） 产品焊接试板的制备a) 圆筒形压力容器的纵向焊接街头的产品焊接试板应作为筒体纵向焊接接头的延长部分，采用与施焊容器相同条件和相同焊接工艺同时焊接；b) 产品焊接试板由施焊容器的焊工焊接，多焊工焊接容器时，焊接试板的焊工由制造单位的检验部门指定；c) 产品焊接试板经

24、过外观检查后进行无损检验，当无损检验不合格时，允许不进行返修，可以避免缺陷部分截取试样。（11） 焊接试板的检验a) 产品焊接试板的尺寸和试样的截取按JB4744钢制压力容器产品焊接试板力学性能检验的规定；b) 试样按JB4744进行加工，检验和评定；c) 当式样结果不满足JB4744的要求时，允许按JB4744的规定取样进行复检，若复检仍然达不到要求时，则该产品焊接试板判为不合格。（12） 焊接试板的拉伸，冲击和弯曲试验（产品试板制成后分别进行拉伸、冲击、弯曲实验）a) 拉伸实验是最普遍最常见的一种力学性能试验，具有简单，可靠，式样容易制备等特点，并能在式样中真实地看到材料在外力作用下产生弹

25、性变形、塑性变形、断裂等各个阶段的全过程，它所得到的强度和塑性数据是人们在工程设计，材料验收和材料研究中仍作为重要的力学性能指标。b) 冲击实验是为了测定材料的韧性。按标准GB/T229-1994，金属夏比缺口冲击实验方法将规定形状、尺寸和缺口形状的试样放在冲击实验机的试样支座上，使之处于简支梁状态。然后使用规定高度的摆锤自由下落产生冲击载荷将试样折断。c) 弯曲实验是将所试材料制成弯曲试样后，放在实验机的带滚动轴的支座上，用规定的弯心直径压头将试样弯曲到要求的角度，观察受弯曲部位的外侧表面，按标准评定该材料所承受塑性变形的能力，原材料的弯曲试样截取和制作按GB/T2975-1998钢及钢产品

26、力学性能实验取样位置及试样制备和GB/T232-1999金属材料弯曲实验方法标准执行，实验结果按GB/T232标准评定。（13） 试验合格，焊接参数选择合理，可进行焊接。3 焊接焊接工艺方案及工艺流程图3.1 备料的工艺选择（1） 材料的验收及复验:原材料的进厂验收a) 原材料进厂后,采购人员会同材料质控负责人按订货协议及相应的材料标准对材料质证书进行验收,应对材料证书中的材料牌号,规格,供货状态,检验项目及数据,执行标准进行验收；b) 材料质证书应为质证书原件或加盖供货单位检验公章和经办人有效印章的复印件；c) 材料质证书经检验合格后,对材料质证书和实物的一致性进行检验,即实物批号,材料牌号

27、,规格等应与质证书一致。焊接材料的验收压力容器产品受压元件之间的焊接接头质量对压力容器的安全性来讲是相对薄的环节。a) 焊接材料进厂后,采购人员会同材料质控负责人对焊材质证书的项目,数据是否符合,相关标准,订货协议,技术条件及特殊要求进行检验,检验合格后,材料质控负责人给出材料检验编号；b) 焊接材料质证书经检验合格后,采购人员会同材料保管员对焊材实物的批号,包装等与质证书进行核实,其内容应统一。原材料的复验a) 按批号复验化学成分；b) 同一种规格的原材料,抽样进行晶间腐蚀倾向性试验,试验方法按HG/T3173或上述法；c) 凡需有特殊复验项目要求的还应按要求进行检验。焊材复验对焊丝,焊剂等

28、焊接材料的熔敷金属的化学成分,晶间腐蚀倾向试验,选择性,腐蚀试验检查及金相检查。经检验和复检合格的焊接材料应放在符合管理要求的焊接库,并由保管人质在明显的位置作出材料标记。（2）存放焊材的焊材库必须具备以下条件a) 焊材库内的温度在5以上；b) 焊材库内相对温度应低于60,并设置必要的去温装置；c) 保管员应对焊材库内的温度及湿度,每天上下午各记录一次；d) 焊材库内严禁在库内存放时间过长。（3） 钢材的预处理进厂原材料经复检合格后,需进行预处理,本产品钢材采用机械去锈方法建议采用CTX-nM装置,按厂家实际情况可自行选择钢材的预处理工艺路线为:电磁吊装 升降输送 辊道输送 预热(40) 抛丸

29、除锈 清理面料 自动喷漆 烘干(60) 快速输送 下料钢材经此清理并经喷涂,保护底漆,烘干处理等工序后,既可保护钢材在生产和使用过程中不再生锈,又不影响机械加工和焊接质量。（4） 钢材的矫正采用钢板矫正机,冷态下进行矫正。3.2 工艺流程图工艺流程图见图3-1图3-1 工艺流程4 零件的加工制造方法4.1 筒体的加工和制造筒体的尺寸如图4-1:图4-1 筒体尺寸卷制成型工作原理如图4-2所示：图4-2 卷制成型工作原理先卷后焊,埋弧焊连接。加工工序：用矫正机进行矫正 采用机械方法对板材进行表面处理 化线、放样 用等离子弧进行切割 对坡口按图进行机械加工 预弯板材两端 用三辊对称式弯机机卷弯板材

30、 预热90 装焊纵焊缝 对焊缝进行检验 进行定位、夹紧（保证两节筒的同轴度） 装配完成对环焊缝进行焊接 对焊缝进行检验 割余量 筒体加工过程中的选用设备：a) 钢材预处理：GYX-3M钢材预处理装置；b) 矫正设备：辊式机矫正 原理如图4-3：图4-3 辊式机矫正原理c) 切割下料设备：等离子弧切割机PHOENJXP系列；d) 卷制成型设备：三辊对称式卷板机 型号CDW11-8*2500B对称上调式。4.2 椭圆封头的加工和制造椭圆封头的尺寸如图4-4图4-4 椭圆封头尺寸表4-1 椭圆封头尺寸数据公称直径Dg/mm 曲面高度 /mm直边高度 /mm内表面积 / 容积700 175 25/40

31、/50 0.584/0.617/0.639 0.0545/0.0603/0.0642 毛胚直径 （ =0.75） （加工余量 ）所以 毛胚下料厚度6mm使用冲压法，用500t水压机冲压。封头的冲压过程原理如下图4-5所示：图4-5 冲压过程原理冲压时应注意：a) 封头冲压前，模具安装要正确，无偏心现象；b) 冲压过程中模具要清理干净，控制好压边的大小；c) 控制终压温度和脱模温度。加工工序：材料矫正 对板材进行表面处理 化线、放样 用等离子弧进行切割 冲压成形 二次号料 割余量 矫正 加工坡口 封头4.3 锥形封头的加工和制造锥形封头尺寸如图4-6：图4-6 锥形封头尺寸旋压成型（两步成型法）

32、：a) 先将毛胚在压鼓机上压成碟形（设备型号：600/6000）；b) 再到旋压机上翻边（设备型号：FX520034）。旋压成型就是利用里外辊轮，一个作靠模辊，一个作加压辊，两个辊轮相互配合，能进能退，按设计要求将工件旋压成锥形封头。选用FWX20型号无胎冷旋压机，具体参数如下表4-2：表4-2封头直径m 坯料厚度mm 功率Kw 本体重量t 外形尺寸 长宽高mm 泵站 本体0.4-0.6 4-12 50 12.5 22002600 360012006200旋压成型原理如图4-6：图4-6 旋压成型原理加工工序：检验材料号料.划线切割(用等离子弧切割)旋压成型用等离子切割机切去余量用立车开环缝坡

33、口打孔（用等离子切割开孔）磁粉检验坡口缺陷4.4 法兰的加工和制造法兰的尺寸如图4-7：凹凸面管法兰：图4-7 凹凸面管法兰形状Pg40Dg100尺寸如下表4-3：表4-3 法兰尺寸和规格公称直径 管子 法兰 法兰重量/公斤 螺栓 橡胶石棉垫片DgD D1 D2 D3 b h 凸面 凹面 数量 尺寸 外径 内径 厚度100 108 230 190 162 149 26 68 7.50 6.97 8 M20*100 148 114 2Pg40Dg15尺寸如下表4-4：表4-4法兰尺寸和规格公称直径 管子 法兰 法兰重量/公斤 螺栓 橡胶石棉垫片DgD D1 D2 D3 b h 凸面 凹面 数量

34、尺寸 外径 内径 厚度15 18 95 65 45 39 16 35 0.80 0.73 4 M12*15 39 19 1.5法兰盖见下表4-5表4-5 法兰盖尺寸和规格Dg D D1 D2 D3 b d 螺栓数量 螺栓直径15 95 65 45 29 16 14 4 M12100 230 160 162 129 24 24 8 M20加工工序: 毛坯验收（材料质检）粗车超声波检测精车磁粉检验划线外观检验钻孔成型4.5 接管的加工和制造接管采用无缝接管加工工序：切割接管 加工坡口4.6 弹簧支座的加工和制造加工工序（加强垫板的制做）：检验表面处理下料粗车半粗车卷弯校形加工工序（筋板的制作）：检

35、验表面处理下料粗车半粗车检验5 部件的装焊工艺装焊顺序：a) 装焊筒体；b) 先是筒体与锥形封头的装焊，然后是筒体与椭圆封头；c) 接管与筒体的装焊；d) 接管与法兰的装焊；e) 筒身与弹簧座的装焊。装配偏差的允许值（t）如下表5-1：表5-1偏差允许值 板厚（mm） 偏差允许值（mm）6 16 2装焊过程中的夹紧：在夹具上定好位置的工件，必须进行夹紧，即始终使工件的定位基准与工件的定位元件紧密接触。为此，夹紧所需的力应能克服操作过程中产生的各种力，如工件的重力、惯性力、因控制焊接变形而产生的拘束力等。夹紧力应该指向定位基准，而且其指向应有利于减少夹紧力，通过传动机构夹紧元件与工件受压面直接接

36、触而完成夹紧。焊接过程中的变形：在焊接过程中，由于焊接是局部加热和局部冷却成型过程，局部区域各部分金属处于从液态到塑性状态在到弹性状态的不同状态，并随热源的变化而变化。其在焊接受热的过程中，受热大的部分，在随后的冷却过程中会产生较大的焊接应力，使其在焊接后产生较大的焊接应变，这是焊接应力变形的根本原因。所以在工艺设计中要采用适当的方法去尽量减少焊接应力和变形。减少变形措施：a) 设计时，避免焊缝的十字交叉，避免其应力集中，保持较好的焊接操作可适性；b) 焊接前采取预热，减缓其冷却速度过大而产生较大的应力。焊接采取了合理的焊接顺序和方向，调整了其应力分布。装焊过程中采取了降低焊缝拘束度的工艺措施

37、，补偿焊缝的缩量；c) 焊后采取锤击法，能在金属表面层内产生局部双向塑性延展，补偿焊缝区的不协调应变达到释放焊接残余应力的目的。5.1 装焊筒体a、筒体纵焊缝装配筒体纵焊缝进行焊接时，会出现错边等麻烦出现，此时利用钳形夹具横向及纵向丝杠的调节，分别纠正间隙和错边现象。见图5-1 图5-1筒体装焊定位焊接时筒体的端面保持平齐，在一边焊上形铁，打入斜楔强迫其对齐。b、筒体环焊缝的装配 见图5-2图5-2 筒体环焊缝的装配装配中，可用螺栓撑圆器、间隙调节器、筒式万能夹具和单缺油压顶圆器等辅助工具和有关量具来矫正、对中、对齐。5.2：筒体与封头的装配焊接工装的选择：如下图5-3所示图5-3封头与筒体的

38、装配采用直接定位的装夹法，夹具事先已经正确的固定在回转台上，是利用工件的定位基准面与回转台上的夹具直接接触而定位后装夹的。在此装配过程中，以外圆面作为定位基准，要保证其中心轴线重合。采用回转机上的三爪卡盘直接装夹筒体和封头的外表面，利用夹具直接定位工件的安装。5.3 接管与法兰的装焊焊接工装的选择：变位器变位器是集翻转和圆转功能于遗体的变位机械。翻转和圆转分别由两根轴驱动，夹紧工件的工作台除能绕自身轴线圆转外，还能绕另一根轴作倾斜或翻转。它可以将焊件各种位置的焊缝调整到水平或船形易焊位置施焊，适用于框架形、盘形和其他非长形机件的焊接如机座、法兰、封头等。图5-4如下图 5-4接管与法兰的装焊在

39、直接定位夹紧时，应首先使夹具的中心轴线重合，完了夹紧后使法兰与接管的间隙达到所要求的距离后，施焊即可。6 焊接应力与变形6.1 筒体纵向和环向焊缝变形在圆筒或圆锥形壳体上引起的6X与6Y以轴线X方向分布类似于平板对接时的情况,只是壳体刚性与平板不同,测定残余应力时应考虑初时面外失稳变形的影响,一般6X峰值在焊缝中心线上,可接近材料的屈服强度，而6Y数值较小。在圆筒上引起的残余应力大小分布与筒体材料及刚性有关,减少和控制参与应力：捶击法爆炸法整体高温回火误差拉伸法机械拉伸法振动法水冷法。对接变形时发生面内变形,包括,因在横截面上温度分布部均匀引起的使对接焊缝张开的面内变形及已焊好的那部分焊缝的横

40、向收缩引起的,使对接板件相互靠拢和板件已焊焊缝纵向收缩的面内弯曲变形。6.2 环形焊缝变形:在焊缝中心线上所产生的下凹变形以最大而在离开焊缝稍远处还会上凸的变形幅值较小。变形的控制与消除:反变形法预拉伸法局部加热法电磁锤法刚性固定法散热法。等离子切割产生的变形，原因是钢材局部受到不均匀加热而产生残余应力,导致钢材变形。冲压主要是在切口断面附近产生挤压塑性变形。加工防止变形:制造零件或部件留余量焊接前反变形。6.3 装配中防C变形a) 装配平台部平整,尺寸要小于装配工件或产品所需求的尺寸,装配前对装配平台上的焊点,焊接小疱清理干净,支撑点要稳定,可靠,位置正确.在装配前因环境不合适使产品产生变形

41、；b) 装配前认真对所装配的零件按技术要求进行审查,尤其使零件的对角线,垂直度是否控制在技术要求范围之内,坡口形状和尺寸是否符合要求,所有装配零件的变形要控制在允许范围之内；c) 应选择控制变形的合适的焊接顺序；d) 装配中严格按装配顺序进行,保证每个零件的准确位置,装配间隙要合乎要求,点焊的焊点大小应基本一致,防止前后大小不一样.焊后要认真复查所有,尤其是对装配后产品的几个重要尺寸认真复查和矫正；e) 装配中选用的装配工具要得当,合理,要防止工具使用不合理或使劲过大强迫变形,造成装配应力或局部变形等；f) 焊接变形的矫正(1)手工矫正(2)机械矫正(3)火焰矫正。7 产品的检测由于产品检验始

42、终贯穿在产品的生产过程当中，这里对产品的检验做简要的叙述。在压力容器的制造过程当中，主要进行的质量检验包括产品（主要是焊接接头）的外观质量检验和无损检测。7.1 产品的外观质量检验产品的外观质量检验是通过观察去发现产品表面是否有大的缺陷。主要进行的是焊接坡口、焊缝余高、焊缝表面质量等。a) 焊接坡口：不得有裂纹、分层、夹渣等。b) 焊逢余高：余高02.5mmc) 焊逢表面质量：不得有裂纹、气孔、弧坑、夹渣、熔渣、未熔合、飞溅物。A、B类接头焊缝的焊缝被覆盖时，应打磨至与母材齐平。C、D类接头焊缝应该圆滑过度至母材。7.2产品的无损检测产品的无损检测这里主要是进行X射线探伤，采用的设备是XYT3

43、010移动式X射线机。a) 壳体与母材的无损检测，应该逐张进行RT检测，检测方法和标准按GB3323-87规定进行。b) 主要零部件的无损检测，法兰的无损检测方法、标准均按JB47264728进行。接管的无损检测按图纸及相应的标准进行RT及表面检测。c) 焊缝的无损检测，压力容器焊接接头的无损检测应该在其外观质量检测合格后进行，A、B类焊逢进行X射线100%检测，符合国家标级合格。8 液压试验8.1 试验前的准备a) 液压试验前,压力容器各连接部位的紧固螺栓必须装配齐全,紧固；b) 压力表按GB标准选择,精度1.5级。至少选用两个规格,精度,量程相同且经效验合格的压力表,量程最好为试验压力的两

44、倍左右。但不应低于1.5倍和高于4倍的试验压力。压力表上的接头螺纹是不能用于密封的,因此,试压时不允许在螺纹上加绕生胶带或铅油和麻丝；c) 液压试验介质一般用水,奥氏体不锈钢制容器用水,其氯离子含量不超过25mg/L,否则在试验后应将水滞清楚干净；d) 试验介质温度25,试验压力3.0MPa；e) 试验前把容器内部残留物清楚干净,压力容器连接部位的紧固螺栓必须装配齐全,紧固；f) 在容器放置的最高位置开设一个排气孔,以便灌水时能排尽容器内的空气；g) 安全阀与试验容器之间有截止阀的,该阀在试验过程中必须关闭,如果安全阀直接安装在容器上,则应拆除安全阀,并将安全阀管口用板封闭,不允许采用调整螺母以压紧弹簧加载的方法将安全阀压死。8.2试验程序:a)