【正文】 .................................................................. 33 軸的校核 .................................................................................................... 34 軸承壽命的計算 ....................................................................................... 36 校核軸上的鍵的強度 ............................................................................. 37 第 3 章 小直徑密封罐體縱縫自動焊接 系統(tǒng) ..................................................................... 39 沈陽 工學(xué)院畢業(yè) 論文 2 罐體內(nèi)外縱縫專用焊接生產(chǎn)線 ..................................................................... 39 內(nèi)縱縫焊接系統(tǒng) ......................................................................................... 40 外縱縫焊接系統(tǒng) ......................................................................................... 41 焊接操作機伸縮臂 升降過程 ................................................................................ 42 滾輪架 ....................................................................................................................... 44 第 4 章 結(jié) 論 ....................................................................................................................... 45 致 謝 ..................................................................................................................................... 46 參考文獻 ................................................................................................................................. 47 沈陽 工學(xué)院畢業(yè) 論文 3 第 1 章 緒論 小直徑密封罐體 概況 隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展和人民生活水平的提高，能源消耗急劇增長，石油和成品油的需求劇增。目前我國已 變成石油 進口 大國，石油已成為國家重要的戰(zhàn)略物資，它直接關(guān)系到我國的經(jīng)濟發(fā)展、社會穩(wěn)定和國家安全，增加原油儲備迫在眉睫，因此，我國對國家石油儲備庫和成品油庫的建設(shè)給予了高度重視，我國 2021 年 已 建成數(shù)千萬立方米的石油戰(zhàn)略儲備能力，分期進行建設(shè)，大連國家石油儲備庫 30臺 10萬大型立式鋼制儲罐是石油化工行業(yè)非常重要的儲運設(shè)備，越來越多地用于原油、成品油等儲運工程。焊接是儲罐建造的主要工序，對儲罐的施工質(zhì)量具有決定性意義。儲罐的類型有很多，但在各類油庫的建造中，廣泛應(yīng)用的是中小型立式鋼制圓筒形拱頂儲罐和浮頂儲罐，它 引領(lǐng)著當(dāng)今中小型儲罐建造技術(shù)的發(fā)展。 總而言之 ,國產(chǎn)小直徑密封罐體制造業(yè)起步晚，發(fā)展慢，與國外一些發(fā)達國家相比存在著很大的差距 ,誠望同行業(yè)間多多開展技術(shù)交流，加強合作，潛心研究，共同發(fā)展，為我國小直徑密封罐體的制造事業(yè)的發(fā)展提供優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品和優(yōu)良的服務(wù)。 小直徑密封罐體 焊接方法 小直徑密封罐體 焊接方法中， 埋弧焊是一種極其重要的焊接方法，其固有的焊接質(zhì)量穩(wěn)定、焊接生產(chǎn)率高、無弧光及煙塵很少等優(yōu)點，使其成為壓力容器、箱型梁柱、海洋結(jié)構(gòu)、起重機械等鋼結(jié)構(gòu)制作中的主要焊接方法。當(dāng)然，對于薄壁筒節(jié)的焊接，二氧化 碳氣體保護焊也是一種非常普遍的焊接方法。二氧化碳氣體保護焊具有經(jīng)濟適用，操作簡單、生產(chǎn)效率高的特點。以上兩種焊接方法都適用于小直徑密封罐體的焊接。 埋弧焊 埋弧焊作為比較常用的焊接方法，應(yīng)用范圍非常廣泛，其應(yīng)用的范圍如表。 沈陽 工學(xué)院畢業(yè) 論文 4 表 埋弧焊的應(yīng)用范圍 應(yīng)用方面 應(yīng)用范圍 板厚 適用于 3～ 8mm， 8～ 50mm經(jīng)濟效果最佳。其中 3～ 20mm可不開 坡口， 10～ 30mm 開 V形坡口， 25～ 40mm開 X形坡口，40mm以上開 U形坡口，大于 40mm或工藝需要開雙 V 形或雙U形坡口， 40mm以上了用窄間隙工藝。小于 3mm時采用細絲或細顆粒焊劑 。 材料種類 碳鋼、低合金鋼、不銹剛、耐熱鋼、低溫鋼、銅及銅合金、鋁及鋁合金、鎳基合金、鈦及鈦合金。 產(chǎn)品對象 容器、鍋爐、船艦、橋梁、起重電站設(shè)備、大型管件和金屬結(jié)構(gòu)的平、橫 、環(huán)焊縫以及長焊縫。 原理及特點 當(dāng)焊絲和焊件之間引燃電弧后，電弧的熱量使周圍的焊劑熔化形成熔渣，部分焊劑分解、蒸發(fā)成氣體，氣體排開熔渣形成一個氣泡，電弧就在這個氣泡中燃燒。連續(xù)送入的電弧的焊絲在電弧高溫作用下加熱熔化，與熔化的母材混合形成金屬熔池。熔池上覆蓋著一 層熔渣，熔渣外層是未熔化的焊劑，他們一起保護著熔池，使其與周圍空氣隔離，并使有礙操作的電弧光輻射不能散射出來。電弧向前移動時，電弧力將熔池中的液態(tài)金屬排向后方，則熔池前方的金屬就暴露在電弧的強烈輻射下而熔化，形成新的熔池，而電弧后方的熔池金屬則冷卻凝固成焊縫，熔渣也凝固成焊渣覆蓋在焊縫表面。熔渣除了對熔池和焊縫金屬起機械保護作用外，焊接過程中還與熔化金屬發(fā)生冶金反應(yīng)，從而影響焊縫金屬的化學(xué)成分。由于熔渣的凝固溫度低于液態(tài)金屬的結(jié)晶溫度，熔渣總是比液態(tài)金屬凝固遲一些。這就使混入熔池的熔渣、溶解在液態(tài)金屬中的氣 體和冶金反應(yīng)中產(chǎn)生的氣體能夠不斷地逸出，使焊縫不易產(chǎn)生夾渣和氣孔等缺陷。為熔化的焊劑不僅具有隔離空氣、屏蔽電弧光的作用，也提高了電弧的熱效率。 埋弧焊的主要優(yōu)點 沈陽 工學(xué)院畢業(yè) 論文 5 （ 1）生產(chǎn)效率高 這是因為，一方面焊絲導(dǎo)電長度縮短，電流和電流密度提高，因此電弧的熔深和焊絲熔敷效率都大大提高。另一方面由于焊劑和熔渣的隔熱作用，電弧上基本沒有熱的輻射散失，飛濺也少，雖然用于熔化焊劑的熱量損耗較大，但總的熱效率仍然大大增加。因此使埋弧焊的焊接速度大大提高，最高可達 60～ 150m/h,而焊條電弧焊則不過 6～ 8m/h，故埋弧焊與焊 條電弧焊相比有更高的生產(chǎn)率。 （ 2）焊縫質(zhì)量高 埋弧焊時的電弧及熔池均處在焊劑與熔渣的保護之中，保護效果比焊條電弧焊好。焊劑的存在也使熔池金屬凝固速度減緩，液態(tài)金屬與熔化的焊劑之間有較多的時間進行冶金反應(yīng)，減少了焊縫中產(chǎn)生氣孔、裂紋等缺陷的可能性，焊縫化學(xué)成分穩(wěn)定，表面成形美觀，力學(xué)性能好。此外，焊接參數(shù)可以通過自動調(diào)節(jié)保持穩(wěn)定，對焊工操作技術(shù)水平的依賴程度亦可大大降低。 （ 3）勞動條件好 實現(xiàn)了焊接過程的機械化，操作方便，除了減輕手工焊操作的勞動強度外，放出的煙塵和有害氣體也比較少。它沒有弧光輻射這 是埋弧焊的獨特優(yōu)點。 埋弧焊的主要缺點 （ 1） 難以在空間位置施焊 主要是因為采用顆粒狀焊劑，為保證焊劑、熔池金屬和熔渣不流失，所以通常只適用于平焊和傾斜度不大的位置焊接。其他位置的埋弧焊須采用特殊措施保證焊劑能覆蓋焊接區(qū)時才能進行焊接。 （ 2）對焊件裝配質(zhì)量要求高 由于電弧埋在焊劑層下，操作人員不能直接觀察電弧與坡口的相對位置，當(dāng)焊件裝配質(zhì)量不好時易焊偏而影響焊接質(zhì)量。因此，焊件裝配必須保證接口間隙均勻、焊件平整無錯邊現(xiàn)象。 （ 3）不適合焊接薄板和短焊縫 由于電弧的電場強度較高，焊接電流小于 100A時電弧穩(wěn)定性不好，故不適合焊接太薄的焊件。 埋弧焊的分類 近年來，埋弧焊作為一種高效、優(yōu)質(zhì)的焊接方法有了很大的發(fā)展，已經(jīng)演變出多種埋弧焊工藝方法并在工業(yè)生產(chǎn)中得到實際應(yīng)用。埋弧焊按送絲方式、焊絲數(shù)量及形狀、焊縫成形條件等分成多種類型，見表 。 沈陽 工學(xué)院畢業(yè) 論文 6 表 埋弧焊工藝方法分類 分 類 依 據(jù) 分 類 名 稱 應(yīng) 用 范 圍 按送絲方式 等速送絲埋弧焊 細焊絲高電流密度 變速送絲埋弧焊 粗焊絲低電流密度 按焊絲數(shù)目或形狀 單絲埋弧焊 常規(guī)對接、角接、筒體縱縫、環(huán)焊縫 雙絲埋 弧焊 高生產(chǎn)率對接、角焊縫 多絲埋弧焊 螺旋焊管等超高生產(chǎn)率對接焊 帶極埋弧焊 耐磨、耐蝕合金堆焊 按焊縫成形條件 雙面埋弧焊 常規(guī)對接焊 單面焊雙面成形埋弧焊 高生產(chǎn)率對接焊、難以雙面焊的對接焊 二氧化碳氣體保護焊 二氧化碳氣體保護焊在 小直徑密封罐體焊接 中， 雖然沒有埋弧焊應(yīng)用廣泛，但由于其設(shè)備可以達到自動化，也可被選作為小直徑密封罐體的焊接方法。 原理 CO2 氣體保護焊 以焊絲和焊件作為兩個電極產(chǎn)生電弧，用電弧的熱量來熔化金屬，以 CO2氣體作為保護氣體，保護 電弧和熔池，從而獲得良好的焊接接頭這種焊接方法稱為二氧化碳氣體保護焊。 CO2氣體保護焊的優(yōu)點： ⑴ 生產(chǎn)效率高 a、 CO2氣體保護焊采用的電流密度大。 b、 氣體保護焊焊接過程中產(chǎn)生的熔渣少，多層焊時，層間不必清渣。由于焊絲伸出 10~20，焊接可達性好，所以坡口可適當(dāng)開小，減少了焊絲的用量。 c、 CO2 氣體保護焊采用整盤焊絲，焊接過程中不必換焊絲，提高了生產(chǎn)效率。如電焊條的生產(chǎn)效率就低。 ⑵ 對油銹 不敏感 因為 CO2在焊接過程中， CO2氣體分解，氧化性強，對工件上的油、銹不敏感，只要工件上沒有明顯的黃銹，不必清理。當(dāng)焊接氣孔沈陽 工學(xué)院畢業(yè) 論文 7 多時，我們有時到氣站增加 CO2含量。 ⑶ 焊接變形小 CO2氣體保護焊電流密度高，電弧集中、 CO2氣體對工件有冷卻作用，受熱面小，焊后變形小。特別適用于薄板的焊接。 ⑷ 采用明弧 CO2 氣體保護焊電弧可見性好，容易對準(zhǔn)焊縫、觀察并控制熔池。 ⑸ 操作方便 CO2 氣體保護焊采用自動送絲，不必如焊條一樣用手工送絲，焊接平穩(wěn)。 ⑹ 成本低 CO2氣體保護焊的缺點 ⑴ 飛濺大 CO2氣體保護焊焊后清理麻煩，在規(guī)范合理的情況下，產(chǎn)生的飛濺不是太多。因此焊前調(diào)節(jié)合理的焊接規(guī)范是非常重要的。合理的焊接規(guī)范的評定： a、 飛濺少 b、 電弧的聲音均勻、悅耳 c、 送絲均勻、平穩(wěn) d、 焊縫均勻、紋路清晰 ⑵ 弧光強 焊接時要多加防護 ⑶ 抗風(fēng)力弱 由于氣體抗風(fēng)能力不強，焊接時需采取必要的防風(fēng)措施 ⑷ 不靈活 由于焊槍和送絲軟管較重，在小范圍內(nèi)操作不靈活，特別是水冷焊槍 小直徑密封罐體焊接的研究方向 目前國內(nèi)外的 研究人員 對小直徑密封罐體焊接進行了 非常 多的研究，尤其是法國、德國、美國和日本在此方面作了 很多 的工作，一般來 講 ，從大量 的 實踐中我們可以得出結(jié)論，密封罐體的焊接主要難點在于變形量過大，鋼結(jié)構(gòu)離不開焊接，焊接 時 產(chǎn)生一定量的焊接變形 是不可避免的 ，焊接變形的矯 正與控制尤為重要，其焊接的質(zhì)量和生產(chǎn)效率直接影響到鋼結(jié)構(gòu)的建造周期和使用壽命。 焊接變形 電弧焊是一個不均勻的快速加熱和冷卻的過程，焊接過程中及焊后，焊接構(gòu)件都將產(chǎn)生變形。影響焊接變形最根本的因素是焊接過程中的熱變形和焊接沈陽 工學(xué)院畢業(yè) 論文 8 構(gòu)件的剛性條件。在焊接過程中的熱變形受到了構(gòu)件剛性條件的約束，出現(xiàn)了壓縮塑性變形，這就產(chǎn)生了焊接殘余變形。 影響焊接熱變形的因素： （ 1）焊接工藝方法。不同的焊接方法，將產(chǎn)生不同的溫度場，形成的熱變形也不相同。一般來說，自動焊比手工焊加熱集中，受熱區(qū)窄，變形較小。CO2 氣體保護 焊焊絲細，電流密度大，加熱集中，變形小。 （ 2）焊接參數(shù)。即焊接電流，電弧電壓和焊接速度 .線能量愈大，焊接變形愈大。焊接變形隨焊接電流和電弧電壓的增大而增大，隨焊接速度增大而減小。在 3 個參數(shù)中，電弧電壓的作用明顯，因此低電壓高速大電流密度的自動焊變形較小。