材料成型及控制工程(焊接)课程设计说明书

材料成型及掌握工程〔焊接〕材料成型及掌握工程〔焊接〕课程设计说明书第第10页26页前言本次课程设计主要是尾气回收塔外壳的焊接生产工艺设计，包括材料的焊接壳主要零件的加工工艺及检验、绘制焊接构造简图、确定部件的装焊工艺等。通过设计，初步把握依据产品图样及技术要求制定焊接工艺规程的方法、焊接工艺设计的步骤，提高分析焊接生产实际问题、解决问题的力量。焊接生产工艺性分析焊接构造工艺性审查产品图样构造审查2-18mm。由图2-1可知：筒体之间通过容器法兰螺栓连接，筒体左端接椭圆形封头，2-1CO2产品技术特性及检验要求尾气回收塔壳体技术特性如表2-1所示：2-1尾气回收塔壳体技术特性表设计压设计温物料名物料特焊缝系试验压容量/力度称性数φ力m3常压常温碳化尾氨、母刺激性0.7盛水试漏4.5液ⅠNB/T47003-2023HG20652-1998《塔器设计技术规定》进展制造、试验及验收。焊缝进展X10JB/T4730.2-2023《承压设备射线检测》到达JB/T4730.1-20231mm2/10008mm。设备制造完成后进展盛水试漏。母材的焊接工艺性分析WCF-62WCF-62属于低合金构造钢，这类钢是在碳素钢的根底上添加少量的合金元素为低温压力容器用钢(尤其适用于大型球形储罐)。该钢通过降低含碳、硫、磷量(C≤0．09%)和Pcm值(Pcm≤O．02％)，并有效〔610～725MPa〕和低温韧性-40℃，40。母材原始状态为调质状态，其回火温度约为640～660℃2-22-32-2WCF-62〔GB713-2023〕化学成分质量分数〔%〕CMnSiMoVSpNiCr≤1.10.15≤0.02≤≤≤≤0.09～1.5～0.350.3～0.060.020.030.50.32-3WCF-62〔GB713-2023〕力学性能σσsσbδδ′A (J)KV(MPa) (MPa) (mm)(%)横向≥490610～72516～50≥18-40oC,≥40WCF-62WCF-62钢来说，因其在低碳的根底上通过参加多种提高淬透性的合金元素，保证Ms一次“自回火”处理。得较低，在合金成分的设计上也都考虑到了焊接性的要求。Mo、V。其留意再热裂纹的问题。Mn／S0.2%，Mn／S30，其液化裂纹敏感性大。CSMn／S措施。会产生明显的热应变脆化，其中过热区的脆化是主要问题。M-AAc1WCF62工艺时必需考虑这一问题。WCF-62焊接方法和焊接材料的选择免冷裂纹的产生；二是要在800～500℃之间的冷却速度大于产生脆性混合组织的临界速度。CO2的强度、塑性和韧性等力学性能与母材匹配。WCF-62H08Mn2MoA适宜。接头与坡口型式设计应使应力集中系数尽可能的小，且具有好的可焊性，便于焊后检验。形式以U形为佳，单边V完全焊透。为了降低焊接应力，可承受双V或双U坡口。无论承受何种形式的接头或坡口，都必需要求焊缝与母材交界处平滑过渡。22mmY100mm，不需要预热。坡口型式如图2-2所示。母材的焊接性试验

2-2坡口型式WCF-62插销试验2-32-4图2-3插销试棒的外形尺寸图2-4 底板的外形尺寸〔端中心100-150mm。为获得焊接热循环有关参数〔t8/等，应事先将1100℃150-1001min内加载完毕，此时试棒的温度不应低于100℃。16h24h10Mpa接头机械性能试验2-4示。热处理焊态620℃×2热处理焊态620℃×2610℃×2备注标准退火退火σb65664764717～19(MPa)671651647kJ／cm(640607MPa647MPa。焊接工艺性评定焊接试件的制备承受刨边机进展坡口加工。去除坡口四周的水、油污、锈渍等杂质。气体保护焊，CO2气体保护焊的标准参数包括电源极性、焊丝直径、电弧电压、焊接电流、气体流量等。(一)电源极性CO2气体保护焊焊接一般材料时，承受直流反接；在进展高速焊接、堆焊和铸铁补焊时，应承受直流正接。(二)焊丝直径二氧化碳气体保护焊的焊丝直径一般可依据板厚选择。回收塔(三)电弧电压和焊接电流对于肯定直径的焊丝来说，在二氧化碳气体保护焊和焊丝连接起来，呈短路状态称为短路过渡。大多数CO2气体保护焊工艺都承受渡。Ф1．6或Ф2．0mm的焊丝自动焊接中厚板时，常承受这种过渡。3-1所示。板厚坡口气体流量L/min焊丝焊接电焊接电焊丝板厚坡口气体流量L/min焊丝焊接电焊接电焊丝/mm形式流/A压/V焊接速度m/h/mm电流极性8Y23～251.2130～20～22H08Mn2MoA22150直流反接角接焊缝试件的制备承受3-2。坡口气体流量L/min焊丝焊接电焊接电焊丝坡口气体流量L/min焊丝焊接电焊接电焊丝形式流/A压/V焊接速度m/h/mm电流极性23～251.212013H08Mn2MoAV～～2014015直流反接焊接试件试验方法

3-1角接试件及坡口设计拉伸试验228-20233-2冲击试验

图3-2 拉伸试件3-3摆锤冲击试验将试样置于低温槽的均温区冷却到-40℃后，保温足够长的一段时间，然后将试样取出进展冲击试验。使用液体冷却介质，保温时间不得少于5min。试样移出5s保温，再进展试验。承受摆锤冲击试验，其示意图如图3-3所示。弯曲试验1.5，沿试件长度方向上为不大于3mm3-4工艺评定试验分析

图3-4 弯曲试件无损探伤试验试板焊后经射线探伤，均末觉察焊接缺陷。接头力学性能依据接头力学性能试验的结果，其接头强度、塑性均能满足规定的标准值。接头冲击韧性试验结果说明，焊缝金属的-40℃却贝冲击值可以到达规定标准，热影响区-40℃却贝冲击值比规定的标准值要高得多，其冲击值完全可WCF-62韧性应当能获得较为满足的结果。依据试验可以看出，焊接接头无淬硬组织。接头的硬度分布是正常的。WCF-62焊接工艺参数的选择消灭裂纹和脆化的关键。柱状晶也粗大，焊接线能量大，必定会引起结晶时的冷却速度较慢，最高加热温度焊速过快，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/cm8mm8mm，所以不需要预热。退火处理温度，只能是600℃左右。在此温度范围内，焊缝-40℃冲击韧性是可以满足所规定的要求的。工艺方案的选择工艺方案如下：依据图样技术要求分别制造各个零部件，可承受锻、焊、机加工等手段，零件制造完成后，需要进展尺寸、质量等检验。无损检验，可以承受射线探伤、磁粉探伤等。壳体制造完毕后，需要按要求盛水试漏。主要零件的加工制造筒节的制造筒节的制造工艺流程如下：1.钢板复检：对钢板进展复检，内容包括钢的化学成分、各种力学性能、表15%。2.5-15-1七辊矫平机矫正原理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外表,利用钢丸对金属外表的冲击作用使零件外表硬化。钢丸冲击金属外表:第一使零件外表深的硬化层,增加零件外表对塑性变形和断裂的抵抗力量,并使表层产生压应力,提高其疲乏强度;其次使零件外表上的缺陷和由于机械加工所带来的损伤削减,从而降低应力集中。划线：划线前应开放，可承受计算开放法。具体开放公式如下：L=π〔Dg+δ〕+S式中L---筒节毛坯开放长度〔mm〕Dg---容器公称直径〔mm〕δ---容器壁厚〔mm〕S---加工余量〔包括切割余量、刨边余量和焊接收缩量等mm10～15mm。〔焊缝不允许十字穿插。留意，毛坯实S。2547×2158〔长度×宽度〕的坯料。材料成型及掌握工程材料成型及掌握工程〔焊接〕课程设计说明书第第12页26页5-2下料尺寸示意图下料：承受QH11剪板机下料。2-2卷制：承受对称式三辊卷板机来卷制钢板。预弯 承受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。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5-35-3利用压弯机预弯对中板料预弯后，放入卷板机上下辊之间进展辊卷前必需使板料的母的是防止钢板在滚卷过程中产生扭斜变形。卷圆钢板对中后，即可用上辊压住板料并使之产生肯定弯曲，开动机床进展滚卷。材料成型及掌握工程〔焊接〕材料成型及掌握工程〔焊接〕课程设计说明书第第15页26页所要求的曲率。在滚卷过程中要留意：随时用卡样板测量，看是否到达曲率要求，此曲率下多卷几次，以使其变形均匀和释放内应力，削减回弹。WCF-62钢回弹量5-4图5-4 三辊卷板机辊子的位置关系5-5 a．带Ⅱ铁的螺旋压紧器 b．螺旋拉紧器C．斜楔式压紧器图5-5 关心夹具300mm。2-2，NBC-160CO25-1：板厚坡口气体流量L/min焊丝焊接电焊接电板厚坡口气体流量L/min焊丝焊接电焊接电焊丝/mm形式流/A压/V焊接速度m/h/mm电流极性8Y23～251.2140～18～20H08Mn2MoA22160直流反接600℃左右其焊接工艺卡见附录一。矫圆：焊接完毕后，在卷板机上进展矫圆，大致可分三个步骤。率的位置进展加载。全都。经测量，直到符合要求为止。渐渐卸除载荷，并使工件在渐渐卸除载荷的过程中屡次滚卷。10%，JB4730.2-2023《焊缝射线探伤标准》到达Ⅱ级为合格。10．1Ф50mmVZ3080标准椭圆形封头的制造h〔封头直边局部〕构成，如图5-6为：Di＝4〔H-h〕DN＝Di5-6椭圆形封头封头外形尺寸如下：DN＝800mm封头壁厚：δa＝8mm直边高度：h＝63mmH＝263mm封头制造工艺如下：钢材复检：复检材料成分、规格、牌号。预处理：矫正，喷丸处理。划线：椭圆形封头毛坯尺寸的计算：2222(a2b2) (ab)241P—封头椭圆局部的半周长a—椭圆的长半轴b—椭圆的短半轴。a=400mm，b=200mmP=980.5mm。考虑加工余量后，封头毛坯直径可按下式计算：D0=P+2hk0+2Sk0k0=1S—封头边缘加工余量h—直边高度综上，在原材料上划始终径为1116.5mm的圆。下料：承受等离子弧切割下料。10001000t二次划线：量取直边高度63mm划线，同时对Ф150mm的孔划线。切割：LGK8等离子弧切割机切出63mm直边。钻孔：先用Z3080摇臂钻床钻出Ф20mm的孔。孔位置如图5-7所示。5-7孔位置示意图CWC-200Ф150mm。其加工工艺过程卡见附录二。法兰的制造5-1、5-2、5-35-1〔HG5016-58〕参数DgdpgF1F2F3xyz256464243109110945-2凸面法兰〔HG5016-58〕参数DgdpgF1F2F3xyz801324024.53.51491501285-2槽面法兰〔HG5016-58〕参数DgDgdpgF1F2F3xyz公管子法兰螺栓焊缝称外径壁厚外径螺孔连螺重量数量规格焊直中心圆接厚度栓缝焊径直径凸孔的缝出部直径直离分角法高边兰度面距离DNdHSDD1fbdKgn直径×长度KH50573.5160125318182.094M16×5545管法兰制造工艺如下：材料复检、预处理:与筒体根本全都。下料：承受GB4235锯床，从φ100mm的圆钢上锯取长81mm的一段。30±2mm。1150～1200℃，800～850℃，使法兰盘直径达φ180±2mm，25±2mm。600～6504h,空冷，以恢复组织。滚圆修整。Z3080φ50mm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。粗铣：X50321mm。划线：在已铣好的大端面上，画出φ18通孔位置线，并用样冲做好标记。Z3080φ18螺栓孔。精铣：铣床精铣两端面，不再留余量。精车：CA6140CA6140低法兰强度或连接牢靠性的缺陷。接收的制造取连接上述法兰与对应筒体的尺寸为φ50×3.5mm〔内径×壁厚〕的接收为争论对象，进展接收设计争论。承受与母材一样材质的无缝钢管。尺寸与法兰公称直径相匹配，按5-3所示。内径/mm50壁厚/mm3.5理论重量/(Kg/m)4.62表内径/mm50壁厚/mm3.5理论重量/(Kg/m)4.62其制造工艺过程如下：钢管复检：检查钢管材质、圆度、型号。预处理：去除管外表杂质。划线：在钢管上按需要长度划线5-9所示。5-9等离子弧切割车加工：在车床上加工切割断面，使其到达标准要求；清理：外表清洗，使其外表不得有油污等杂质；材料成型及掌握工程〔焊接〕材料成型及掌握工程〔焊接〕课程设计说明书检验：另取一样钢管，按GB/T3091-2023进展拉伸、弯曲、盛水试漏试验。支座的制造5-10所示，按GB150.1～150.4-2023JB-T4710-2023《钢制塔式容器》进展设计。5-10圆筒形裙座底板和地脚螺栓座的制造工艺进展设计争论。底板制造工艺过程：钢材复检→预处理→划线、标记→下料〔φ1120×16mm〔直径×厚度〕→钻孔→制螺栓孔地脚螺栓座的制造工艺过程 为压板、圆筒和两块筋板。地脚螺栓座尺寸见表5-4。5-11地脚螺栓座构造图第19页共26页材料成型及掌握工程〔焊接〕材料成型及掌握工程〔焊接〕课程设计说明书第第20页26页螺栓LkBC螺栓LkBCA(D)L3δGδcδzL1L5L4d2d3d4规格M27×320060501707512181214011060304350(200)圆筒制造工艺过程：同筒抑制造工艺过程。筋板制造工艺过程：钢材复检→预处理→划线→下料焊接〔CO2〕→检验各部件的装焊工艺装配焊接就是将已加工好的零件按图样规定的相互位置加以固定组装成零部2mm。在夹具上定好位置的工件，必需进展夹紧，否则无法保证它的既定位置，即构而使夹紧元件与工件受压面直接接触而完成夹紧。在焊接过程中，由于焊接是局部加热和局部冷却成型过程，局部区域各局部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缘由。在工艺设计中要承受适当的方法去尽量削减焊接应力和变形。削减变形措施有：(1)设计时，避开焊缝的十字穿插，避开其应力集中，保持较好的焊接操作可适性。(2)焊接前实行预热，减缓其冷却速度过大而产生较大的应力。焊接实行了〔3〕焊后实行锤击法，能在金属外表层内产生局部双向塑性延展，补偿焊缝区的不协调应变到达释放焊接剩余应力的目的。筒体、封头与法兰的装焊接，焊缝为环焊缝,焊后进展法兰间的装配。3-1，6-1图6-1 法兰与封头、法兰与筒体的装焊示意图CO23-2。焊后对焊缝进展磁粉探伤。筒体与接收的装焊划线 如图6-2所示。6-2筒体与接收装焊法兰划线示意图装配 校正。焊接先实施定位焊，应使焊接点对称分布，使工件准确定位。然后承受CO23-1，6-1，装焊示6-3坡口气体流量L/min焊丝焊接电焊接电焊丝坡口气体流量L/min焊丝焊接电焊接电焊丝形式流/A压/V焊接速度m/min/mm电流极性8～251.28010H08Mn2MoAV～～0.412015直流反接图6-3 装焊示意图检验检查工件的位置、尺寸精度是否符合技术要求。对焊缝进展磁粉探伤。封头与接收的装焊封头与接收的焊接接头是角接接头，承受CO26-1，3-16-4。6-4封头与接收装焊示意图接收与法兰的装焊6-4图6-4 接收与法兰装焊示意图CO26-1，坡口外形及尺寸见图3-1。焊缝四周的油污等杂质要清理干净，焊接过程稳定。支座与筒体的装焊3-1，CO23-2。产品质量检验NB/T47003-2023HG20652-1998《塔器设计技术规定》进展制造、试验及验收。焊缝进展XJB/TJB/T4730.1-20231mm2/10008mm。设备制造完成后进展盛水试漏。外表检验外表检验主要是坡口、焊缝余高、焊缝外表质量检验等。焊接坡口：不得有裂纹、分层、夹渣等。0～2.0mm。焊缝外表质量