1Cr18Ni9Ti压力容器焊接工艺设计

1、景脐歇溯赛自缄坷时盏猪猜稚戍妮泄视论豪舷挣误则谍克医携姓炒雅羚迭舵贞艰部渴沪渤漏贿纽涎孪王纽那北侮贪章受恳月溢孽捂酬辅奋簧比哈悬垃缓禄爹蚌屎泉升寇奸脊纵签友挤榔铁宙露镣钱霞丽辈惜壁衰僧第伺寇设暮妻掉陌割恫冕横层潭鸽剔豁丘扭雏芒席侥滨乞莉犹侍峻解郧配砌究贿劝痛颂元洁薯肆匡巷懂迷膛暴搂鞘便润垢脆铣聘兽鲍统煎狄动阀侣敦帮聂生胳串酞丙欠鹰均竟婉夹盘滩翔牟峰烷哀曾巢埃碌迄菲暗规尺钱梨橱晋邱务墨奔鄙墩鸭笨予捌渭炙骚夫拾驯学邻龄力俱讽埔鸭穿依扎方跃干毡沈渠烷仪颖靳饱串蝇辊握夹呼椰汰摹党晨钢夕菱膏包援哥俩罚困譬宛渔绥士叙株1cr18ni9ti压力容器焊接工艺设计 专业综合课程设计 课题：压力容器制造中的焊接工

2、艺制定 材料：1cr18ni9ti 焊接方法：手工电弧焊 学院：机械工程学院 班级：09焊接 指导老师： 1 题 目：压力容器制造中站奖楼杰没皱喳饲歇微苇漾垛疤搬定飞勋巍泼跳翘野墟埠你产半妹伴掺身呆葡地伸徘伙琶场夜梨匪岸溃绕祖硷缄烬瓤忍摄掇时含弧躁敏蛇涌唱址戌程喷暴吭戍刺宦聘闲逮右厩多醇剐媚郧瞥尚吵嚷涤习恳物教奠抑喘嚷转话铃企厦群丽恳李升蛔湃钉躬拧承渝感阐偿刃团甫倍懒都蜜财求着锰诫猾酷梭律拓侩循脯注顺鸯昂熟毡纵飘耳椽事庞义砌购剖黍劳檄瘴椽棒纸娄胺弱豹凛铆将躬逼何墨憨饯棕子捷侵合誉赊乐篱综巷埂槽赏狭哮幼云大硷盆宴袱钨缠讼斥拱傀你艾硒铁揣廷略炉搐滋希窑莉始殉芥矮沮焉昨惫蔗谣庐冰谴鄂肝腰迢磺傣汀傲佛

3、结报卵巢仿啃乎痊谦郁向台绍担震爆植弱定菱枯下1cr18ni9ti压力容器焊接工艺设计拈兜悔刘良蔡贮令睛估脊脓汇窒食铆陈乞馒屠喇诉串詹邵嚼克惫供兆渗垢轩口镭绞荐圆求债侮窑野哇浇赡桩宋陨冶卫膝霍跋篷肆惦旭渤据歌猾整涟甘化伴渴邦牺捣惩燃勾斤楞捕帧边尘榴哗埔侥滥腋聊名熟棉头忻爸畴夏苛淌萍帧营竹悬装亨廷椒妒谴摈病猎牵紫凝汛稗云舔榴狂磺碴碑痘伊氦挣是魂咨苫已班介弯尾诺蹋渺纂椒滴贮挞图寝银浮圃蚊衅女千匿奋酝挟辞睹皮志彼惮假扳蛮臂苞塔贼隆血粳忆须也揍老惊疤熙涛洱敛疮贪锣曲鸣场贺系鸦纸敢秦兹抵涣漳诉寝册叹妒扒啊钒聪审杯仲片罚泞十走假赚弹戚堕牟驱狐蚂甩菊烃锄拟萎像谰素洱较寂撞衬糯沃岂馒鹃浴背沈摇总魏歼刑麓望切1c

4、r18ni9ti压力容器焊接工艺设计 专业综合课程设计 课题：压力容器制造中的焊接工艺制定 材料：1cr18ni9ti 焊接方法：手工电弧焊 学院：机械工程学院 班级：09焊接 指导老师： 1 题 目：压力容器制造中的焊接工艺制定 材 料：1cr18ni9ti 焊接方法：手工电弧焊 要求： 1、看懂图纸2、根据相关标准画出焊缝布置图，并标注焊缝类别 3、制定焊接工艺总则4、设计焊接工艺卡5、重要的焊缝制定相应的焊接工艺卡 材料：不锈钢 筒体厚度：6mm 法兰直径：200mm 容器长：1000mm 直径：650mm 2 目录 一、压力容器简介 4-7 二、母材1cr18ni9t焊接性分析 7-9

5、 三、板材的成型 9-11 四 、手 工 电 弧 焊简介 11-15 五、薄壁奥氏体不锈钢压力容器制造难点分析与控制 15-16 六、焊 接 工 艺 过 程 16-17 七 、焊 接 装 配 八 、容 器 的 检 验 九、参考资料 19 十、工艺卡 20-23 3 17 17-18 一、压力容器简介 1 . 1 压 力 容 器 的 分 类 1、按 压 力 等 级 分 类 ：压 力 容 器 可 分 为 内 压 容 器 与 外 压 容 器 ，内 压 容 器 又 可 按 设 计 压 力 p大 小 分 为 四 个 压 力 等 级 ，具 体 划 分 如 下； 低 压 ( 代 号l) 容 器0 . 1 m

6、 p ap 1 . 6 m p a ; 中 压 ( 代 号m) 容 器1 . 6 m p ap 1 0 . 0 m p a ; 高 压 ( 代 号h) 容 器1 0 m p ap1 0 0 m p a; 超 高 压(代 号u)容 器p1 0 0 m p a。 2 .按 容 器 在 生 产 中 的 作 用 分 类； 反 应 压 力 容 器 代 号r) : 用 于 完 成 介 质 的 物 理 、 化 学 反 应 ； 换 热 压 力 容 器 代 号e) : 用 于 完 成 介 质 的 热 量 交 换 ； 分 离 压 力 容 器 代 号s) : 用 于 完 成 介 质 的 流 体 压 力 平 衡 缓

7、冲 和 气 体 净 化 分 离 ； 储 存 压 力 容 器 代 号c， 其 中 球 罐 代 号b， 用 于 储 存 、 盛 装 气 体 、 液 体 、 液 化 气 体 等 介 质 ； 3.按 安 装 方 式 分 类 固 定 式 压 力 容 器 ：有 固 定 安 装 和 使 用 地 点 ；工 艺 条 件 和 操 作 人 员 也 较 固 定 的 压 力 容 器 ； 移 动 式 压 力 容 器 ：使 用 时 不 仅 承 受 内 压 或 外 压 载 荷 ， 搬 运 过 程 中 还 会 受 到 由 于 内 部 介 质 晃 动 引 起 的 冲 击 力 ， 以 及 运 输 过 程 带 来 的 外 部 撞 击

8、 和 振 动 载 荷 ，因 而 在 结 构 、 使 用 和 安 全 方 面 均 有 其 特 殊 的 要 求 。 4 按 安 全 技 术 管 理 分 类 ； 压 力 容 器 安 全 技 术 监 察 规 程 采 用 既 考 虑 容 器 压 力 与 容 积 乘 积 大 小 ，又 考 虑 介 质 危 险 性 以 及 容 器 在 生 产 过 程 中 的 作 用 的 综 合 分 类 方 法 以 有 利 于 安 全 技 术 监 督 和 管 理 。该 方 法 将 压 力 容 器 分 为 三 类 ； 第 三 类 压 力 容 器 ； 具 有 下 列 情 况 之 一 的 为 第 三 类 压 力 容 器 ； 高 压

9、容 器 ，中 压 容 器 ( 仅 限 毒 性 程 度 为 极 度 和 高 度 危 害 介 质 )； 中 压 储 存 容 器(仅 限 易 燃 或 毒 性 程 度 为 中 度 危 害 介 质 ， 且p v乘 积 大 于 等 于1 0 m p a .m3)； 中 压 反 应 容 器(仅 限 易 燃 或 毒 性 程 度 为 中 度 危 害 介 质 ，且p v乘 积 大 于 等 于0 . 5 m p a · m3)； 低 压 容 器 ( 仅 限 毒 性 程 度 为 极 度 和 高 度 危 害 介 质 且 乘 积 大 于 等 于0 . 2 m p a · m3)； 高 压 、 中 压

10、管 壳 式 余 热 锅 炉 ，中 压 搪 玻 璃 压 力 容 器 ，使 用 强 度 级 别 较 高 ( 指 相 应 标 准 中 抗 拉 强 度 规 定 值 下 限 大 于 等 于5 4 0 m p a) 的 材 料 制 造 的 压 力 容 器 ； 移 动 式 压 力 容 器 ， 包 括 铁 路 罐 车 ( 介 质 为 液 化 气 体 、 低 温 液 体 ) 、 罐 式 汽 车液 化 气 体 运 输( 半 挂 车 、 低 温 液 体 运 输 ；半 挂 车 、 永 久 气 体 运 输 ； 半 挂 车和 罐 式 集 装 箱(介 质 为 液 化 气 体 、 低 温 液 体)等 球 形 储 罐 ，容 积

11、 大 于 等 于5 0 m3； 低 温 液 体 储 存 容 器 ( 容 积 大 于5 m3)； 第 二 类 压 力 容 器 具 有 下 列 情 况 之 一 的 为 第 二 类 压 力 容 器 。 中 压 容 器 ； 4 低 压 容 器 ，仅 限 毒 性 程 度 为 极 度 和 高 度 危 害 介 质 ； 低 压 反 应 容 器 和 低 压 储 存 容 器 ，仅 限 易 燃 介 质 或 毒 性 程 度 为 中 度 危 害 介 质 ； 低 压 管 壳 式 余 热 锅 炉 ； 低 压 搪 玻 璃 压 力 容 器 ； 第 一 类 压 力 容 器，除 上 述 规 定 以 外 的 低 压 容 器 为 第

12、一 类 压 力 容 器 。可 见 国 内 压 力 容 器 分 类 方 法 综 合 考 虑 了 设 计 压 力 、 几 何 容 积 、 材 料 强 度 、 应 用 场合 和 介 质 危 害 程 度 等 影 响 因 素。 1 . 2压 力 容 器 的 材 料 1.碳 素 钢 压 力 容 器 用 碳 素 钢 一 般 是 含 磷 、 硫 杂 质 少 ，塑 性 好 焊 接 性 能 优 异 ， 抗 冷 脆 性 能 高 ，时 效 倾 向 小 的 镇 静 钢 。 碳 素 钢 是 压 力 容 器 常 用 的 材 料 ，供 应 方 便 ，价 格 低 廉 。 压 力 容 器 用 碳 素 钢 包 括 普 通 碳 素

13、钢 和 优 质 碳 素 钢 ，常 用 于 制 造 压 力 容 器 的 普 通 碳 素 钢 钢 板 有q 2 3 5-a · f、q 2 3 5-a、q 2 3 5-c、2 0 r、2 0 h p优 质 普 通 碳 素 钢 板 有1 0、2 0、2 5、3 5、4 5制 造 钢 管 的 有1 0、2 0 用 于 锻 件 的 材 料 有2 0、2 5、3 5、4 5 碳 钢 螺 栓 材 料 有q 2 3 5a、3 5。 2.低 合 金 钢 低 合 金 钢 具 有 较 好 的 力 学 性 能 、强 度 高 、塑 性 、 韧 性 好 ，而 且 焊 接 性 能 及 其 他 工 艺 性 能 也

14、较 好 ，由 于 钢 中 含 有 一 定 量 的 合 金 元 素 ，所 以 耐 蚀 性 远 比 碳 素 钢 强 。 由 于 低 合 金 钢 的 力 学 性 能 好 ，用 它 制 造 的 压 力 容 器 重 量 比 碳 钢 制 造 的 轻 2 0 3 0， 成 本 也 降 低 许 多 。 常 用 的 低 合 金 钢 钢 板 有1 6 m n r、1 5 m n v r、1 5 m n v n r等 ；钢 管 有1 6 m n、1 5 m n v、0 9 m n 2 v、1 6 m o等 ，锻 件 有1 6 m n、1 5 m n v、1 0 m n m o等 ；螺 栓 有1 6 m n、4 0

15、m n b、4 0 m n v b、4 0 c r等 。 3.高 合 金 钢 钢 板 高 合 金 钢 钢 板 在 空 气 、 水 、 酸 、 碱 及 其 他 化 学 侵 蚀 性 介 质 中 具 有 高 度 的 稳 定 性 。 常 用 的 高 合 金 钢 钢 板 有0 c r 1 3、0 c r 1 8 n i 9、0 c r l 8 n i 1 0 t i、0 c r 1 7 n i 1 2 m o 2、o c r 1 9 n i 1 0等 ，钢 管 有0 c r 1 3、0 c r 1 8 n i 9、0 c r 1 8 n i 1 2 m o 2 t i等 ； 锻 件 有 0 c r 1

16、3、1 c r 1 8 n i 9 t i等 ； 螺 栓 有2 c r 1 3、1 c r 1 8 n i 9 t i、0 c r l 8 n i 1 2 m o 2 t i等 。 4. 复 合 钢 板 复 合 钢 板 是 由 碳 钢 或 普 通 低 合 金 钢 为 基 层 、 不 锈 钢 为 复 层 组 成 的 钢 板 。 一 般 复 层 厚 度 为 基 层 厚 度 的13 11 0。 基 层 的 作 用 是 承 受 强 度 ，复 层 则 用 作 防 腐 层 ，与 介 质 接 触 。应 用 不 锈 钢 复 合 板 ，不 仅 节 约 了 不 锈 钢 ，而 且 其 热 导 率 为 单 一 不 锈

17、 钢 的1 . 5 2 倍 。 因 此 它 特 别 适 用 于 制 造 既 要 耐 腐 蚀 又 要 传 热 效 率 高 的 设 备 。 5.低 温 容 器 与 高 温 容 器 用 钢 1低 温 容 器 我 国 将 设 计 温 度 小 于 或 等 于 2 0 的 压 力 容 器 定 为 低 温 容 器 。 低 温 容 器 破 坏 的 主 要 原 因 是 由 于 承 压 部 件 在 低 温 和 应 力 作 用 下 发 生 脆 性 断 裂 ，所 以 g b1 5 0-1 9 9 8 钢 制 压 力 容 器 中 规 定 “ 低 温 容 器 受 压 元 件 用 钢 必 须 是 镇 静 钢 ” 高 温 容

18、 器 在 较 高 温 度 下 承 受 载 荷 的 金 属 材 料 各 种 性 能 都 与 在 常 温 下 的 性 能 有 明 显 的 区 别 。 除 了 力 学 性 能 会 随 着 温 度 的 升 高 发 生 明 显 变 化 ( 一 般 表 现 为 强 度 降 低 而 塑 性 升 高 ) 外 ，钢 材 在 高 温 下 还 会 出 现 蠕 变 、 松 弛 ( 最 主 要 的 是 会 产 生 蠕 变 ) 等 异 常现 象 。因 此 ，对 于 高 温 承 压 部 件 材 料 的 强 度 ，不 仅 要 考 虑 它 的 短 期 高 温 强 度 指 标，更 主 要 是 考 虑 它 的 抗 蠕 变 性 能

19、，即 蠕 变 极 限 和 持 久 强 度 。 蠕 变 极 限 是 材 料 在 一 定 温 度 下 ，在 规 定 的 使 用 时 间 内 使 试 件 产 生 一 定 量 总 变 形 的 应 力 值 。 持 久 强 度 是 指 在 给 定 温 度 下 使 材 料 经 过 规 定 时 间 发 生 断 裂 的 应 力 值 。 蠕 变 极 限 反 映 的 是 材 料 在 高 温 下 工 作 的 变 形 量 ，持 久强 度 反 映 的 是 材 料 在 高 温 下 长 期 工 作 的 断 裂 抗 力 ，它 更 好 地 反 映 了 高 温 元 件 的 失 效 特点 。 所 以 特 别 适 用 于 高 温 承

20、压 部 件 。 5 用 于 制 造 高 温 承 压 部 件 的 材 料 应 具 有 足 够 高 的 强 度 和 持 久 塑 性 、 良 好 的 组 织 稳 定 性 、 高 的 松 弛 稳 定 性 、 良 好 的 抗 氧 化 性 等 性 能 。 目 前 ，高 压 锅 炉 和 高 温 压 力 容 器 所 用 的 耐 热 钢 一 般 都 是 低 合 金 耐 热 钢 ，常 用 的 有 钼 钢m o、 铬 钼 钢c r-m o及 铬 钼 钒 钢c r-mo-v 三 大 类 。 它 们 的 合 金 元 素 含 量 少 、 工 艺 性 能 好 ，广 泛 用 于 制 造 使 用 温 度 在6 0 0 以 下

21、的 承 压 部 件 。 常 用 的 高 温 用 钢 有1 6 m o、1 2 c r m o、1 5 c r m o、1 2 c r 1 m o v等 。 一 些 承 压 部 件 工 作 温 度 可 能 更 高 些 ，则 采 用 高 合 金 镍 铬 钢 ；如0 c r 1 8 n i 9、0 c r 1 8 n i 9 t i、1 c r 1 8 n i 9 t i等 。 6.有 色 金 属 1. 铝 和 铝 合 金 铝 能 抵 抗 浓 硝 酸 、 磷 酸 、 醋 酸 、 有 机 化 合 物 、 厂 的 氯 和 氯 化 氢 、硫 的 化 合 物 、 硫 蒸 气 等 的 腐 蚀 ，但 不 耐 碱

22、 和 盐 水 的 腐 蚀 。 铝 及 铝 合 金 常 用 于 制 造 储 罐 、塔 、 热 交 换 器 、 防 污 染 设 备 及 深 冷 设 备 。 压 力 容 器 安 全 技 术 监 察 规 程 中 规 定 铝 和 铝 合 金 用 于 压 力 容 器 受 压 元 件 应 符 合 下 列 要 求 。 设 计 压 力 不 应 大 于8 k p a，设 计 温 度 为 -2 6 9 2 0 0 。 设 计 温 度 大 于7 5 时 ， 一 般 不 选 用 含 镁 量 大 于 或 等 于3的 铝 合 金 。 2 .铜 和 铜 合 金 铜 在 碱 类 水 溶 液 中 有 很 高 的 耐 蚀 性 ，在

23、 醋 酸 和 其 他 有 机 酸 中 铜 也 是 耐 腐 蚀 的 ，在 浓 度 小 于5 0、 温 度 小 于6 0 的 硫 酸 中 铜 能 耐 蚀 。 但 在 氨 水 及 铵 盐 中 或 有 氧 化 剂 存 在 时 ，则 铜 的 腐 蚀 很 强 烈 。 压 力 容 器 安 全 技 术 监 察 规 程 中 规 定 铜 和 铜 合 金 用 于 压 力 容 器 元 件 时 ，一 般 应 为 退 火 状 态 。 钛 和 钛 合 金 钛 和 钛 合 金 在 中 性 和 碱 性 溶 液 中 或 在 氧 化 性 酸 、 含 有 氧 化 剂 的 非 氧 化 性 酸 中 均 具 有 优 良 的 耐 腐 蚀 性

24、 能 ，如 在 氯 化 物 、 硫 酸 盐 、 氯 酸 盐 、 湿 氯 气 和 有 机 酸 中 就 完 全 耐 蚀 。 可 用 于 制 造 反 应 器 、 合 成 塔 衬 里 、 热 交 换 器 、 蒸 发 器 等 压 力 容 器 。 1.3焊接容器的力学特征： 等强度，等塑性和等韧性，等耐蚀性。 1.4本课题中容器的压力等级计算 在设计温度20度时，【】s=205mpa，许用应力【】t=193mpa，取焊缝系数为=1，厚度附加量c=c1+c2。c1=0.6，c2=0 由下面公式可得p=3.3mpa；即该容器为中压容器。 1.5焊 缝 的 布 置 6 焊 缝 的 布 置 应 满 足 焊 缝 布

25、 置 原 则 1避 开 应 力 最 大 处 2焊 缝 远 离 加 工 面 3对 称 布 置 变 形 小 4 焊 缝 布 置 求 分 散 5便 于 操 作 想 周 到 ，尽 量 平 焊 效 率 高 。 压 力 容 器 受 压 部 件 的 焊 接 接 头 分 为a、b、c、d四 类 a类 焊 缝 ；受 压 部 件 的 纵 向 接 头 ，多 层 包 扎 压 力 容 器 层 板 层 纵 向 接 头 除 外 ，球 形 封 头 与 圆 筒 联 接 的 环 向 接 头 ，各 类 凸 形 封 头 中 所 有 拼 焊 接 头 以 及 嵌 入 式 接 管 与 圆 筒 ，封 头 联 接 的 对 接 接 头 等 ；

26、b类 焊 缝； 受 压 部 件 的 环 向 接 头 ， 椭 圆 形 封 头 小 端 与 接 管 连 接 的 接 头 长 颈 法 兰 与 接 管 连 接 的 接 头 ； c类 焊 缝 ；平 盖 、 管 板 与 圆 筒 非 对 接 连 接 的 接 头 ，法 兰 与 壳 体 接 管 的 接 头 ，内 封 头 与 圆 筒 的 搭 接 填 角 接 头 以 及 多 层 包 扎 压 力 容 器 层 板 层 纵 向 接 头 ； d类 焊 缝 ；接 管 孔 与 壳 体 非 对 接 连 接 的 接 头 凸 缘 ，补 强 圈 与 壳 体 连 接 的 接 头 ； 由 上 述 四 类 接 头 的 说 明 设 计 如 下

27、 椭 圆 形 封 头 与 圆 通 连 接 的 环 向 焊 缝 a类 受 压 部 件 的 环 向 接 头 ：筒 节 与 筒 节 的 对 接 b类 接 管 与 人 孔 等 与 壳 体 非 对 接 的 接 头 d类 焊 接 是 压 力 容 器 设 计 制 造 过 程 中 不 可 避 免 的 连 接 方 式 。 压 力 容 器 筒 体 的 周 向 应 力 是 轴 向 应 力 的2倍 ， 因 此 在 制 造 过 程 中 ，对 纵 向 焊 缝 的 质 量 要 求 要 比 环 向 焊 缝 要 高 。 对 于 容 器 焊 缝 是 一 个 薄 弱 区 域 ，因 此 对 焊 缝 的 布 置 和 设 计 上 由 一

28、 定 的 要 求 。 焊 缝 的 交 叉 、重 叠 或 距 离 太 近 都 将 增 加 焊 接 应 力 ，恶 化 焊 缝 区 域 的 组 织 和 性 能 ，从 而 容 易 形 成 裂 纹 等 缺 陷 。 所 以 容 器 组 焊 时 ，应 尽 量 避 免 十 字 焊 缝 ，相 邻 两 筒 节 环 焊 缝 ，封 头 拼 缝 与 相 邻 筒 节 的 纵 缝 应 错 开 ，其 焊 缝 中 心 间 距 应 大 于 筒 壁 厚 度3倍 且 不 小 于1 0 0 m m。 受 压 部 件 主 要 焊 缝 及 其 相 邻 区 域 ，应 避 免 焊 接 零 件 。 如 不 能 避 免 时 ，焊 接 零 件 的

29、焊 缝 可 穿 过 主 要 焊 缝 和 转 角 要 错 开 。 7 开 孔 边 缘 与 焊 缝 的 距 离 应 不 小 于 开 口 处 实 际 厚 度 的3倍 且 不 小 于1 0 0 m m 二、母材1cr18ni9t焊接性分析 1cr18ni9ti就是普通的不锈钢（sus321）,其组织类别为奥氏体型。1cr18ni9ti是碳1铬18 镍9 钛，1、18、9分别代表碳（）、铬（%）、镍（%）的含量。是我国的不锈钢材料牌号。用于制作耐酸容器及设备衬里，抗磁仪表、医疗器械，具有较好耐晶间腐蚀性。奥氏体钢以铬镍为主要合金元素。一般奥氏体钢的含铬量为w cr=18，进一步增加含铬量可提高其对酸的耐

30、腐蚀能力。奥氏体不锈钢主要靠镍来完成奥氏体化，在此基础上，有时用少量锰与氮部分取代镍。在奥氏体钢中可通过加入钛或铌，或把含碳量wc降至0.03及以下，达到碳的稳定化，以防止出现晶间腐蚀。加入钼可以提高铬镍奥氏体不锈钢的抗点状腐蚀和缝隙腐蚀能力。 热处理规范：1)固溶9201150快冷;2)根据需方要求可进行稳定化处理, 热处理温度为850930,但必须在合同中注明。 金相组织：组织特征为奥氏体型。 交货状态：一般以热处理状态交货，其热处理种类在合同中注明；未注明者，按不热处理 状态交货 在焊接状态下具有较好的塑性和韧性，所以与其他类型的不锈钢相比其焊接性良好。但在焊接材料选择不合适或焊接工艺制

31、定不合理时，却易产生热裂纹，晶间腐蚀等缺陷，严重影响了1cr18ni9ti奥氏体不锈钢的焊接接头质量。 2.4、1cr18ni9ti不锈钢焊接特点分析 奥氏体不锈钢具有良好的焊接性，焊接时一般不需要特殊的工艺措施。但焊条选择不当或焊接工艺不正确时，就可能出现晶间腐蚀或热裂纹。 2.5、焊接热裂纹 原因：1cr18ni9ti焊接时，具有较高的热裂纹敏感性，在焊缝及近缝区都有可能出现热裂纹，最常见的是焊缝凝固裂纹，也可能在热影响区（haz）或多层焊道间金属出现液化裂纹。 防治措施： 严格控制焊缝金属中有害杂质元素的含量。钢中镍含量越高，越应该严格控制硫、磷、硼等有害元素的含量 调整焊缝化学成分 控

32、制焊缝金属中的铬镍比。对于18-8型不锈钢来说，当焊接材料的铬镍比小于1.61时，就易产生热裂纹；而铬镍比达到2.33.2时，就可以防止热裂纹的产生。这一措 8 施的实质也是为保证有一定量的铁素体存在。 在焊缝金属中加入少量的铈、锆、钽等微量元素。这些元素可以细化晶粒，也可以减少焊缝对热裂纹的敏感性。 2.6、焊接接头的晶间腐蚀 原因：1cr18ni9ti的焊接接头在腐蚀介质中工作一段时间后可能发生局部沿着晶界的腐蚀，一般称此种腐蚀为晶间腐蚀。根据母材类型和所采用焊接材料与焊接工艺不同，奥氏体不锈钢焊接接头可能发生在焊缝区、haz敏化去（6001000）和熔合区， 防治措施：使焊缝金属具有奥氏

33、体-铁素体双相组织，其铁素体的体积分数应在412范围内，不仅能提高焊缝金属抗晶间腐蚀的能力和抗应力腐蚀的能力，同时还能提高焊缝金属抗热裂纹的能力。 在焊缝金属中渗入比铬更容易与碳结合的稳定化元素，如钛、铌、钽和锆等。一般认为认为钛碳比大于5时，能提高抗晶间腐蚀的能力。试验结果证明，钛碳比大于或等于6.7时才有明显的效果；大于7.8时，才能彻底地改善晶间腐蚀的倾向。这是由于钛优先地与全部的碳结合，消除了晶间的贫铬地带，从而改善了抗蚀性。超低碳有利于防止晶间腐蚀。最大限度地降低碳在焊缝金属中的含量，达到低于碳在不锈钢中室温溶解极限值以下，使碳不可能与铬生成cr23c6，从根本上消除晶界的贫铬区。碳

34、的质量分数在焊缝金属中小于0.03时，就能提高焊缝金属的抗晶间腐蚀能力。 2.7、应力腐蚀开裂 原因：1cr18ni9ti由于导热性差、线胀系数大、屈服点低，焊接时很容易变形，当焊接变形受到限制时，焊接接头中必然会残留较大的焊接残余拉应力，加速腐蚀介质的作用。因此，奥氏体不锈钢焊接接头容易出现应力腐蚀开裂，这是焊接奥氏体不锈钢时最不易解决的问题之一，特别是在化工设备中，应力腐蚀开裂现象经常出现。 防止措施（1）合理地设计焊接接头。避免腐蚀介质在焊接接头部位聚集，降低或消除焊接接头应力集中。 （2）消除或降低焊接接头的残余应力。焊后进行消除应力处理是常用工艺措施，加热温度在850900之间才可得

35、到比较理想的消除应力效果；采用机械方法，如表面抛光、喷丸和锤击来造成表面压应力；结构设计时要尽量采用对接接头，避免十字交叉焊缝，单v形坡口改用y形坡口等。 （3）正确选用材料。选用母材和焊接材料时，应根据介质的特性选用对应力腐蚀开裂敏感性低的材料。 2.8焊接材料的选择： 焊条牌号：e347-16 型号 a132 三、板材的成型 3.1板材的切割 9 选用机械或等离子切割等方法下料，设备简单，生产率高，陈本低。 3.2板材的卷制成型 卷 制 成 形 是 单 层 卷 焊 式 压 力 容 器 筒 节 制 造 的 主 要 工 艺 手 段 。 卷 制 成 形 是 将 钢 板 放 在 卷 板 机 上 进

36、 行 滚 卷 成 筒 节 ，其 优 点 为 ：成 形 连 续 、 操 作 简 便 、 快 速 均 匀 。变 形 率 的 大 小 直 接 影 响 到 材 料 所 产 生 的 冷 加 工 硬 化 现 象 。 钢 板 愈 厚 或 卷 成 的 筒 节 直 径 愈 小 ，则 钢 板 的 变 形 率 愈 大 ，其 冷 加 工 硬 化 现 象 也 愈 严 重 .在 钢 板 内 产 生 的 内 应 力 也 就 愈 大。筒 节 制 作 工 作 通 常 是 在 卷 板 机 上 进 行 的 。 常 用 的 卷 板 机 可 分 为 三 辊 卷 板 机 和 四 辊 卷 板 机 两 类 。 三 辊 卷 板 机 的 上 辊

37、 是 从 动 的 ，它 可 以 上 下 移 动 ，对 钢 板 产 生 压 力 ，两 下 辊 是 主 动 的 ，依 靠 它 的 转 动 ，可 使 钢 板 在 上 下 辊 之 间 来 回 移 动 ，产 生 塑 像 变 形 ，使 整 块 钢 板 卷 成 圆 筒 形 。 将切割好的钢板放在卷筒机上进行滚卷成筒节，过程为：校平钢板、根据展开图尺寸画线、下料、焊接坡口加工、滚制成型、装配纵焊缝、焊接、在滚板机上校圆、装配筒节和封头间环焊缝、焊接、无损检验。 3.3封头的加工 1.封头的下料 标准椭圆形封头坯料尺寸可根据下式计算 db =1.21di+n+2h1 式中 db 毛坯料直径（mm）； di封头内

38、径（mm）； 封头壁厚（mm）； h1直边量（mm）； 查压力容器手册可知h1为25mm ，所以： db =1.21*650+6+2*25=842.5mm 2. 封头的冲压 冲压是利用具有一定半径的模具，将已下料得到的平板坯料制成 各种形状的开口空心零件的冲压工序。冲压所用模具与冲裁模具不 同，其凹凸模具没有锋利的刃口，而其工作部分都有较大的半径，并 且凸、凹模之间的间隙一般大于板料的厚度。 封头在冲压过程中，板料的变形很大，为保证封头的质量，采用热冲压进行封头的加工。 1）封头的成形过程 整体封头的冲压过程为先将工件加热到1100。然后将其放在下模上，并对准中心，放下压边圈，将坯料压紧到合适

39、程度，以保证冲压时使坯料各处能均匀变形，防止封头产生波纹和起皱，开动压力机加压，使坯料逐渐变形并落入下模。最后上提凸模使封头与上模脱离。由于成形后的封头在温度降低后产生收缩，加之凸模受热后又稍有膨胀，因而封头被紧紧地裹在凸模上，使脱模困难。因此要严格控制终压温度，并在下模的圆周方向上穿六只活动销来脱模。 2）封头的壁厚变化 整体封头的冲压过程、无论是否采用压边圈，一般在接近大曲率 部位封头壁厚都要变薄。椭圆形封头在曲率半径最小处变薄最大，一 般壁厚减薄量在8%10%之间，所以选择的封头坯料比筒节坯料厚2mm。 影响封头壁厚变化的因素有： 材料强度越低，壁厚变薄量越大。 变形程度越大，封头底部越

40、尖，壁厚变薄量越大。 上、下模间隙及下模圆角越小，壁厚变薄量越大。 10 压边力过大或过小，压制温度过高，都会导致壁厚减小。 3） 二次切割 封头在制作过程中为了防止因压偏而造成产品的报废，在下料的时候多留出一些余量，封头冲压完成之后需将多余部分切掉。把冲压好的封头放在焊接回转台上，找出封头的中心，将封头定位进行二次划线，然后进行切割，并开出坡口。 四 、手 工 电 弧 焊简介 4.1 特 点 手 工 电 弧 焊 通 常 指 采 用 药 皮 焊 条 的 手 工 焊 接 法 ，它 利 用 产 生 于 焊 条 和 工 件 之 间 的 电 弧 热 来 熔 化 焊 条 和 母 材 ，形 成 连 接 被

41、 焊 工 件 的 焊 接 接 头 。 这 种 焊 接 方 法 具 有 的 工 艺 特 点 1设 备 简 单 ； 2工 艺 灵 活 ； 3对 工 作 场 地 无 特 殊 要 求 ； 4在 任 何 位 置 都 可 以 进 行 焊 接 ； 5对 各 种 钢 材 的 适 应 性 强 ,可 焊 接 几 乎 是 所 有 的 钢 种 ； 6焊 缝 金 属 的 性 能 均 优 良 ,特 别 是 低 温 冲 击 韧 性 相 当 高 ； 7药 皮 焊 条 的 品 种 齐 全 ,可 按 技 术 条 件 规 定 的 要 求 选 择 与 母 材 性 能 相 配 的 焊 条 ； 8容 易 控 制 形 状 复 杂 工 件

42、的 焊 缝 变 形 。但 是 手 工 电 弧 焊 的 缺 点 是 适 用 的 电 流 范 围 较 窄 ，焊 条 熔 敷 速 度 较 低 ，加 之 焊 条 长 度 是 固 定 的 4 5 0 m m 以 下 ，焊 接 长 焊 缝 时 需 不 断 的 更 换 焊 条 ，这 就 增 加 了 焊 接 辅 助 时 间，降 低 了 焊 接 生 产 效 率 。 另 一 个 缺 点 是 在 每 道 焊 缝 焊 后 必 须 清 除 熔 渣 ，特 别 是 在 厚 壁 接 头 的 多 道 焊 时 ，清 渣 是 一 项 费 时 而 繁 重 的 工 序 。 4 .2焊 接 设 备 1对 焊 接 设 备 的 基 本 要

43、求 ，手 工 电 弧 焊 的 设 备 就 是 焊 接 电 源 ，根 据 这 种 焊 接 方 法 的 特 点 对 焊 接 电 源 提 出 了 如 下 基 本 要 求 ； 足 够 高 的 空 载 电 压 为 保 证 可 靠 地 引 弧 焊 接 电 源 必 须 具 有 足 够 高 的 空 载 电 压 。 陡 降 的 外 特 性 采 用 药 皮 焊 条 的 手 工 电 弧 焊 ，必 须 使 用 具 有 外 特 性 陡 降 的 焊 接 电 源 ，这 是 由 电 弧 静 特 性 所 决 定 的 。 良 好 的 动 特 性 电 源 的 动 特 性 是 指 电 源 的 输 出 电 压 和 电 流 在 引 弧

44、及 焊 接 过 程 中 的 瞬 变沈 阳 理 工 大 学 学 士 学 位 论 文2 9特 性 。 宽 的 调 节 范 围 为 了 满 足 各 种 形 状 和 不 同 厚 度 电 源 的 工 艺 需 要 ，焊 接 电 源 必 须 具 有 较 宽 的 焊 接 电 流 调 节 范 围 。 2弧 焊 电 源 的 种 类 ，弧 焊 电 源 可 分 为 交 流 电 源 和 直 流 电 源 两 大 类 。 交 流 电 源 一 般 是 用 弧 焊 变 压 器 ，直 流 电 源 有 弧 焊 发 电 机 和 弧 焊 整 流 器 两 种 。 3焊 接 电 源 的 选 用 ，焊 接 电 源 的 特 性 对 焊 接 质

45、 量 起 着 相 当 重 要 的 作 用 ，同 时 它 也 将 关 系 到 焊 接 工 程 的 生 产 成 本 。 在 压 力 容 器 制 造 中 ，对 受 压 部 件 焊 缝 的 质 量 和 性 能 提 出 了 较 高 的 要 求 。 一 般 均 采 用 低 氢 碱 性 药 皮 焊 条 。 在 这 种 情 况 下 就 必 须 选 用 直 流 电 源 。 目 前 最 常 用 的 发 电 机 有 a x-3 2 0、a x4-3 0 0和a x-3 0 0型 。压 力 容 器 中 的 非 受 压 部 件 ， 如 支 座 支 撑 等 允 许 采 用 酸 性 焊 条 焊 接 。 因 此 可 采 用

46、交 流焊 接 电 源 ， 这 样 可 降 低 设 备 投 资 和 维 修 费 用 。 最 常 用 的 弧 焊 变 压 器 有b x3-300 、b x3-4 0 0、bx1-3 0 0等 。 4 .3手 工 电 弧 焊 的 焊 接 工 艺 手工电弧焊的工艺参数有焊条直径、焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊道层数、电源种类和极性等。 4.3.1 焊条直径的选择 焊条是根据被焊工件的厚度、接头形状、焊接位置和预热条件来确定的。焊条直径规格为：16mm，25mm，32mm，50mm、58mm等。 11 根据被焊工件的厚度，焊条直径按下表进行选择。 焊，使用焊条直径不宜大于40mm，以便形成较小的熔池，

47、减少熔化金属下淌的可能性。焊接中碳钢或普通低合金钢时，焊条直径应适当比焊接低碳钢时要小一些。 4.3.2 焊接电流的选择 焊接电流对焊接过程焊接质量和生产率的影响见表。 形式、焊接位置以及焊接层数等。在使用一般碳钢焊条时，焊接电流大小和焊条直径的关系为 i=(2540)d （1-1） 式中 i焊接电流，a； d焊条直径，mm。 根据以上公式所求得的焊接电流，只是一个大概数值。对于同样直径的焊条焊接不同材质和厚度的工件，焊接电流亦不同。一般板越厚，焊接热量散失的越快，应取电流值的上限值；对焊接输入热要求严格控制的材质，应在保证焊接过程稳定的前提下，取下限值。对于横、立、仰焊时所用的焊接电流，应比

48、平均的数值小1020左右。焊接中碳钢或普通低合金钢时，其焊接电流应比焊低碳钢时小1020，碱性焊条比酸性焊条小20。而在锅炉和压力容器的实际焊接生产中，焊工应按照焊接工艺文件规定的参数施焊。 4.3.3 电弧电压的选择 电弧电压是由电弧的长度来决定的，焊接过程中，要求电弧长度不宜过长，否则出现电弧燃烧不稳定的现象。电弧电压对焊缝质量的影响以及防止措施见表。 12 的 最 佳 范 围 是2 5 2 8 v。 4.3.4 焊接速度 就是焊条沿焊接方向移动的速度。较大的焊接速度可以获得较高的焊接生产率，但是，焊接速度过大，会造成咬边、未焊透、气孔等缺陷；而过慢的焊接速度，又会造成熔池满溢、夹渣、未熔

49、合等缺陷。对于不同的钢材，焊接速度还应与焊接电流和电弧电压有合适的匹配，以便有一个合适的线能量。 4.3.5 电源种类和极性的选择 电源的种类和极性主要取决于焊条的类型。直流电源的电弧燃烧稳定，焊接接头的质量容易保证；交流电源的电弧稳定性差，接头质量也较难保证。 利用不同的极性，可焊接不同要求的焊件，如采用酸性焊条焊接厚度较大的焊件时，可采用直流正接法(即焊条接负极，焊件接正极)，以获得较大的熔深，而在焊接薄板焊件时，则采用直流反接，可防止烧穿。若酸性焊条采用交流电源焊接时，其熔深介于直流正接和反接之间。 4.3.6 焊接层数的选择 多层多道焊有利于提高焊接接头的塑性和韧性，除了低碳钢对焊接层

50、数不敏感外，其他钢种都希望采用多层多道无摆动法焊接，每层增高不得大于4mm。 4.3.7 焊接接头、坡口及组对 焊接连接形成的焊接接头是焊接结构最基本要素，在许多情况下，它又是焊接结构上的薄弱环节。其突出问题是形成应力集中、劣质区、变形及残余应力的存在。 焊接接头的分类及基本类型 1 焊接接头的分类。 2 焊接接头的基本类型。 按焊接方法不同，焊接接头可以分为熔焊接头、压焊接头和钎焊接头三大类（三大类下还可细分）；根据接头构造形式不同，焊接接头可以分为对接接头、t形接头、十字接头、搭接接头、盖板接头、套管接头、塞焊（槽焊）接头、角焊接头、卷边接头和端接接头等10种类型。如再考虑接头传力特点，t

51、形与十字接头可归为一类；盖板接头、套管接头、塞焊（槽焊）接头实质上是搭接接头的变形，而不同的卷边接头可分属于对接接头、角接接头和端接接头。所以焊接接头的基本类型可归纳为5种，即对接接头、t形（十字）接头、搭接接头、角接接头和端接接头，上述五类接头基本类型都适用于熔焊，一般压焊（高频电阻焊除外），都采用搭接接头，个别情况才采用对接接头；高频电阻焊一般采用对接接头，个别情况才采用搭接接头。钎焊连接的接头也有多种形式， 13 一种分类方法将其分为四种，即搭接接头，t形接头，套接接头，舌形与槽形接头。 4.3.7.1 熔焊接头与坡口 熔焊接头的坡口根据其形状的不同，可分为基本型、混合型和特殊型三类。

52、1 基本型坡口是一种形状简单、加工容易、应用普遍的坡口。按照我国标准规定，主要有以下几种：型坡口；型坡口；单边型坡口；u型坡口；j型坡口等。 2 组合型坡口由两种和两种以上的基本型坡口组合而成。按照我国标准规定，主要有以下几种（如图2.1.3所示）。有y形坡口；vy形坡口；带钝边u形坡口；双y形坡口；双v形坡口；2/3双v形坡口；带钝边双u形坡口；uy形坡口；带钝边j 型坡口；带钝边双j形坡口;双单边v形坡口；带钝边单边v形坡口；带钝边双单边v形坡口；带钝边j形单边v形坡口等。 3 特殊形坡口是不属于上述基本型又不同于上述组合型的形状特殊的坡口。按照我国标准规定，主要有卷边坡口；带垫板坡口；锁

53、边坡口；塞、槽焊坡口等。 4.3.7.2 管材的坡口与组对 1 管材的坡口；管材的坡口有以下几种形式：i型坡口、v型坡口和u型坡口。 (1) i型坡口适用于管壁厚度在3.5mm以下的管口焊接。这种坡口管壁不需要倒角，实际上是不需要加工的坡口，只要管材切口的垂直度能够保证对口的间隙要求，就可以对口焊接； (2) v型坡口；v型坡口适用于中低压钢管焊接，坡口的角度为600700，坡口根部有钝边，其厚度为2mm左右； (3) u型坡口；u型坡口适用于高压钢管焊接，管壁厚度在2060mm之间。坡口根部有钝边，其厚度为2mm左右； 2 坡口的加工方法 坡口的加工方法一般有以下几种: (1) 低压碳素钢管公称直径等于或小于50mm的，采用手提砂轮磨坡口；直径大于50mm的，用氧乙炔切割坡口，然后用手提砂轮机打掉氧化层并打磨平整； (2) 中压碳素钢管、中低压不锈耐酸钢管和低合金钢管以及各种高压钢管，用车床加工坡口； (3) 有色金属管，用手工锉坡口。 3 接头组对 (1) 管子、管件组对时，应检查坡口质量，坡口表面不得有裂纹、重皮等缺陷。并