材料成型及控制工程焊接方向说明书-

1、材料成型及控制工程(焊接课程设计说明书C 和S 的含量,保证高的Mn/S 比。此外,工艺因素对液化裂纹的形成也起着很大的作用,首先是线能量。线能量越大,晶粒长得越大,晶界熔化越严重,而且液态晶间层存在的时间也越长,液化裂纹产生的倾向也越大。因此,从工艺上可以采取小线能量的焊接方法、控制熔池形状、减少凹度等措施。热影响区的性能变化母材中由于含有较多的固氮元素,因此热影响区中不会产生明显的热应变脆化,其中过热区的脆化是主要问题。即使采用了大的线能量,冷却速度往往还是超过了它的上限,这就必须通过预热来使冷却速度降到低于不出现裂纹的极限值。因此,正确选择线能量和预热这两个参数使保证不出现裂纹和脆化的关

2、键。焊接线能量如果焊接线能量较大,使得热影响区的晶粒粗大,则焊缝中的柱状晶也粗大,焊接线能量大,必然会引起结晶时的冷却速度较慢,最高加热温度Tm 升高和Ac3 以上停留的时间长,从而导致焊缝金属的晶粒就更粗大。线能量较小,焊速过快,焊工操作困难,而且易产生夹渣等焊接缺陷,所以焊接线能量一般应以8 12kJ/cm 为宜。预热温度预热主要希望它能降低马氏体转变时的冷却速度,通过马氏体的自回火作用来提高抗裂性能。由于壳体厚度仅8mm,所选用的钢板厚度为8mm,所以不需要预热。焊后热处理:考虑到WCF-62 钢调质时的回火温度为640660,所以焊后退火处理温度,只能是600左右。在此温度范围内,焊缝

3、-40冲击韧性是可以满足所规定的要求的。 4 工艺方案的选择本次设计的尾气回收塔壳体,其主体部分由封头、三段筒体和圆筒形裙座采用法兰连接组成,封头和筒体上连接有接管,接管与法兰连接。由此可以确定其制造工艺方案如下:1.根据图样技术要求分别制造各个零部件,可采用锻、焊、机加工等手段,零件制造完成后,需要进行尺寸、质量等检验。2.根据图样要求进行装焊,可以采用必要的装配夹具等。装焊完成后,需要进行无损检验,可以采用射线探伤、磁粉探伤等。3.壳体制造结束后,需要按要求盛水试漏。5 主要零件的加工制造5.1 筒节的制造筒节的制造工艺流程如下: 1. 钢板复检:对钢板进行复检,内容包括钢的化学成分、各种

4、力学性能、表第10 页共26 页材料成型及控制工程(焊接课程设计说明书面缺陷及外形尺寸(主要是厚度的检验。一般采用抽检法,抽检的百分比15%。2.预处理:复检合格后对钢板进行矫正,原理如图5-1 所示。矫正后对钢板图5-1 七辊矫平机矫正原理进行喷丸、喷漆等表面处理。原理:将淬硬钢丸(一般应用锰钢丸,直径为0.8-1.2mm, 硬度为HRC47-50,以压缩空气喷出或离心式喷丸机借离心力甩到金属表面, 利用钢丸对金属表面的冲击作用使零件表面硬化。钢丸冲击金属表面:第一使零件表面生成0.1-0.4mm 深的硬化层, 增加零件表面对塑性变形和断裂的抵抗能力,并使表层产生压应力,提高其疲劳强度;第二

5、使零件表面上的缺陷和由于机械加工所带来的损伤减少, 从而降低应力集中。3.划线:划线前应展开,可采用计算展开法。具体展开公式如下:L=(Dg+S 式中L-筒节毛坯展开长度(mmDg-容器公称直径(mm-容器壁厚(mmS-加工余量(包括切割余量、刨边余量和焊接收缩量等(mm,如两侧均需刨边,则取10 15mm。筒体展开后,其实就是一块矩形金属板。毛坯宽度为筒节的长度,其大小取决于原材料的宽度和容器上焊缝的分布情况(焊缝不允许十字交叉。注意,毛坯实际宽度也要包括加工余量S。经查阅资料及计算,如图5-2 所示,取划线尺寸为2547×2158(长度×宽度的坯料。第11 页共26 页

6、材料成型及控制工程(焊接课程设计说明书图5-2 下料尺寸示意图4.下料:采用QH11 剪板机下料。5.边缘加工:采用刨边机进行钢板的直线边缘加工和开坡口,加工精度高,坡口尺寸准确。坡口型式及加工尺寸如图2-2 所示。6.卷制:采用对称式三辊卷板机来卷制钢板。(1预弯采用对称式三辊卷板机弯卷钢板时,钢板两端各有一平直段无法弯卷。为使钢板都能弯曲成同一曲率,在卷板前要先将其两端弯曲成所需要的曲率,称为预弯。本次设计利用压力机预弯。受模具长度限制,板料的压弯需逐段进行,且在压制过程中需要随时用样板检查曲率半径的大小,以保证成形尺寸满足要求。如图5-3 所示。图5-3 利用压弯机预弯(2对中板料预弯后

7、,放入卷板机上下辊之间进行辊卷前必须使板料的母材与辊的轴线平行,使板料的纵向中心线与辊的轴线保持相互垂直,即对中,其目的是防止钢板在滚卷过程中产生扭斜变形。(3卷圆床进行滚卷。第12 页共26 页钢板对中后,即可用上辊压住板料并使之产生一定弯曲,开动机材料成型及控制工程(焊接课程设计说明书每滚卷一次行程,便适当下调上辊一次,这样经过多次滚卷就可将板料弯曲成所要求的曲率。在滚卷过程中要注意:随颈平焊管法兰 （HG/T 2059220635-2009） 参数公 称 直 径 管 外径 子 壁厚 外径 螺孔 中 心圆 直径 法 连 接 凸 出部 分 高 度 直 厚度 兰 (毫米 螺 栓 孔 径 重量

8、螺 数量 栓 规 格 焊 焊 缝 的 直 角 边 焊 缝 离 法 兰 面 距 离 DN dH S D D1 f b d Kg n 直 径×长度 M16 × 55 K H 缝 50 57 3.5 160 125 3 18 18 2.09 4 4 5 管法兰制造工艺如下： 1. 材料复检、预处理:与筒体基本一致。 2.下料：采用 GB4235 锯床，从100mm 的圆钢上 锯取长 81mm 的一段。 3.镦粗：始锻温度 11501200，终锻温度 800850，使直径 达160±2mm， 厚度达 30±2mm。 4.垫环局部镦粗：始锻温度 11501200，

9、终锻温 度 800850，使法兰盘直 径达180±2mm，厚度达 25±2mm。 5.热处理: 对其进行 600650回火，保温 4h,空冷，以恢复组织。 6.滚圆修整。 7.钻孔：用 Z3080 摇臂钻床 钻出50mm 孔。 8.一次检验：检验锻造后尺寸是否在允许范围，是否存在夹层等内部缺 陷。 9.粗铣：X5032 铣床粗铣两端面各留余量 1mm。 10.划线：在已铣好的大端面上，画 出18 通孔位置线， 并用样冲做好标记。 11.钻孔： Z3080 摇臂钻床钻18 螺栓孔。 12. 用 精铣：铣床精铣两端面，不再留余量。 13.精车：CA6140 车床精车柱面，不再留

10、余量。 14. CA6140 普通车床修锐边。 15.二次检验：对法兰进行表面检验，法兰的表面应光滑，不得 有裂纹及其它降 低法兰强度或连接可靠性的缺陷。第 17 页 共 26 页 材料成型及控制工 程（焊接）课程设计说明书 5.4 接管的制造 取连接上述法兰与对应筒体的尺寸为50× 3.5mm（内径×壁厚）的接管为研究 对象，进行接管设计研究。 采用与母材相同材质的无 缝钢管。 尺寸与法兰公称直径相匹配， GB/T8162-2008， 按 其具体参数如表 5-3 所示。 5-3 表 内径/mm 壁厚/mm 理论重量/(Kg/m 接管参数(GB/T8162-2008 接管参

11、数 50 3.5 4.62 其 制造工艺过程如下： 1.钢管复检：检查钢管材质、圆度、型号。 2.预处理：清除管表面杂 质。 3.划线：在钢管上按需要长度划线 4.下料：采用等离子弧切割切出相应长度钢管。利 用等离子弧的热能实现被切 割材熔化的方法称等离子弧切割，它是利用高速、高温和高能 的等离子体来迅速加 热熔化被切割的材料，并借助内部或外部的高速气流。将熔化的材料 排开， 直至等 离子气流束穿透工件背面而形成切口， 从而达到切割的目的。 如图 5-9 所示。 图 5-9 等离子弧切割 5.车加工：在车床上加工切割断面，使其达到标准要求； 6.清理：表 面清洗，使其表面不得有油污等杂质；第

12、18 页 共 26 页 材料成型及控制工程（焊接）课 程设计说明书 7.检验：另取相同钢管，按 GB/T 3091-2008 进行拉伸、弯曲、盛水试漏试 验。5.5 支座的制造 设备采用圆筒形裙座支承， 其基本结构如图 5-10 所示， GB 150.1 按 150.4-2010固定式压力容器和 JB-T4710-2005钢制塔式容器进行设计。 图 5-10 圆 筒形裙座 裙座结构的筒体部分、 接管部分和法兰部分的制造工艺过程不再详述， 重点对 底 板和地脚螺栓座的制造工艺进行设计研究。 （1） 底板制造工艺过程：钢材复检预处理 划线、标记下料1120× 16mm（直径×厚

13、度） 钻孔制螺栓孔 （2） 地脚螺 栓座的制造工艺过程 其结构如图 5-11 所示，其主要结构为压 板、圆筒和两块筋板。地脚 螺栓座尺寸见表 5-4。 图 5-11 地脚螺栓座结构图 第 19 页 共 26 页 材料成型及控制工 程（焊接）课程设计说明书地脚螺栓座尺寸表(JB-T4710-2005 表 5-4 地脚螺栓座尺寸表 (JB-T4710-2005 螺 栓 规格 M27 × 200 60 50 170 (200 75 12 18 12 140 110 60 30 43 50 Lk B C A(D L3 G c z L1 L5 L4 d2 d3 d4 3 圆筒制造工艺过程：同筒节制造工艺过 程。 压板制造工艺过程：钢材复检预处理划线、标记下料钻孔制螺栓孔 筋板制 造工艺过程：钢材复检预处理划线下料 （3）局部装焊工艺过程 按图 5-11 所