【正文】 課程設計論文 1 目錄 1 緒論 ............................................................................................................................ 2 材料的焊接性 ................................................ 2 焊接材料的選擇 .............................................. 4 2 工藝參數的選擇 .................................................... 6 板厚的計算 ................................................... 6 焊接工藝參數的選擇 .......................................... 6 焊絲焊條直徑 ............................................................................................... 7 焊接電流的選擇 ................................................................................... 7 焊接電壓 ............................................................................................... 9 焊接層數 ............................................................................................... 9 焊接速度的選擇 ................................................................................. 10 焊縫的布置及焊接接頭坡口選擇 ............................................................... 11 焊縫布置 ............................................................................................ 11 焊接接頭坡口的選擇 ........................................................................ 11 焊接耗材與生產設備 ...................................................................... 13 3 焊后熱處理和焊接檢驗 ......................................................................................... 16 焊后熱處理 ................................................................................................. 16 焊接檢驗 ..................................................................................................... 16 鋼制立式儲罐的安裝、驗收 ....................................................................... 18 4 焊接工藝卡 .............................................................................................................. 20 沈陽理工大學課程設計論文 2 1 緒論 鋼制立式固定頂儲罐的工藝設計部分包括材料的焊接性分析，焊接方法的選擇，焊接材料的選擇，焊接參數的選擇，焊縫位置的布置、焊接坡口的選擇，焊接耗材的計算，焊接設備以及其它使用設備的選擇，裝配工序的選擇，以及焊前預熱、焊后熱處理及焊后檢驗等，根據以上部分制作焊接工藝卡以便實際生產使用。工藝焊接性就是在一定焊接工藝條件下，獲得優(yōu)質、無缺陷的焊接接頭的能力；使用焊接性焊接接頭滿足某種使用性能的能力，通常包括常規(guī)的力學性能、低溫韌性、抗脆斷性能、高溫蠕變、疲勞性能、持久強度以及抗腐蝕性和耐磨性等指標 [7]。屬低合金高強度鋼，含 Mn 量低。通過計算得出 ，16MnR 的碳當量 CE=%～ %。鋼在軋制中 ， 硫、磷含量控制較低 ， 所以也不易產生熱裂紋。通過上述分析，可以清楚地認識到：通過細化晶粒來保證 16MnR 鋼焊接接頭的低溫韌性，這是制定 16MnR 鋼焊接工藝的一個根本出發(fā)點。本設計主要選擇的焊接方法是焊條電弧焊、 CO2氣體保護焊和埋弧焊。 焊 條焊條電弧焊要求電源具有陡降的外特性，良好的動特性和合適的電流調節(jié)范圍，選擇時應考慮以下因素：所要求的焊接電流的種類、所要求的焊接電流調節(jié)范圍、弧焊電源的功率、工作條件和節(jié)能要求。 埋弧焊是在焊劑下燃燒進行的熔焊方法，現在主要有自動焊和半自動焊兩種。 埋弧焊的電源種類有直流和交流電源，直流電源包括硅弧焊整流器、晶閘管弧焊整流器。 所以埋弧焊主要用于本儲罐底的邊緣板對焊、中腹板的對焊以及筒壁和罐底T 型焊縫的焊接，罐頂的扇形板對接焊縫。下表是給出了不同的焊接方法和焊接材料與母材的搭配關系。焊劑應具有良好的冶金性能和焊接工藝性能，同時焊劑顆粒大小滿足所要求的尺寸。 沈陽理工大學課程設計論文 6 2 工藝參數的選擇 板厚的計算 由于所給體積大于 1000m3，所以按照不等壁厚計算，選擇鋼板寬度為 2m。 焊絲是氣焊、氣體保護焊和埋弧焊時使用的焊接材料，其選擇參照表 所示。焊接電流與焊條直徑大致存在下列經驗關系： 沈陽理工大學課程設計論文 8 I=（ 30~50） d () 式中 I―焊接電流 D―焊條直徑 根據《焊接材料、工藝及設備手冊》查得表 給出了焊條電弧焊焊接電流與焊條直徑的關系 表 焊條直徑與焊接電流的關系 參數 選擇原則 焊條直徑 焊件板厚 /mm 4~8 8~12 焊條直徑 /mm 板厚 3~4 4~5 5~6 焊接電流 平焊焊接電流可按式 I=Kd 計算，立焊、橫焊的焊接電流應比平焊小 10%~20% 焊條直徑 d/mm 1~2 2~4 4~6 經驗系數 K 25~30 30~40 40~60 焊接層數 焊接層數根據焊件厚度制訂，原則上每層焊縫的厚度為焊條直徑的 ~ 倍，但一般不大于 4~5mm 焊接位置不同，則焊接電流也應該不同，進行相應的變化。 I 形坡口焊接時的焊接電流應該大于其實形式坡口的焊接電流以保證熔透。電弧電壓等于焊機輸出電壓減去焊接回路的損耗電壓。隨著焊接電流的提高，電弧電壓大致以100: 的比例相應的增高。 對于埋弧焊來講，埋弧焊是在焊劑覆蓋的作用下進行焊接，若果采用多層焊，焊接就會很費功夫，一般都是調節(jié)電壓和電流來滿足一次焊道成型。對于不同的焊接方法，又有著不同的焊接參數，如焊條電弧焊焊條直徑，鎢極氬弧焊中鎢極直徑，埋弧焊中焊絲直徑等等。焊接速度 對焊縫的外觀有直接的影響。在高強鋼和不銹鋼的焊接時，為了避免焊接熱影響區(qū)性能的惡化或耐蝕性的降低，通常都要采用焊速較高的窄焊道技術。當焊接速度太快，會產生咬邊和氣孔等缺陷，焊道外形變差。因此，焊接速度應與所選定的焊接電流和電弧電壓適當匹配。 C 類焊縫：法蘭、平封頭、管板與殼體、接管連接的焊 縫、內封頭與筒體的搭接填角焊縫以及多層包括壓力容器層板縱向焊縫。在保證結構的承載能力的條件下，應盡量減少焊縫的數量和焊縫尺寸；焊縫應盡量避開最大應力和應力集中的位置；避免過分密集焊縫和交叉焊縫，一面造成金屬過熱，加大熱影響區(qū)，使組織惡化，一般兩條焊縫的間距要大于三倍的板厚且不小于 100mm；焊縫布置應不影響機械切削加工表面，有些焊接構件的某些部位需先加工再焊接，則焊縫位置應盡量遠離已加工表面，以避免或減少焊接應力與變形對已加工表面精度的影響；為了減少和避免大型構件的翻轉使得焊接操作方便和保證焊接質量，焊縫應盡量放在 平焊位置，應盡量避免仰焊焊縫，減少橫焊縫。 圖 T 形接頭和角型接頭 焊接接頭的功能： 對接接頭：受力均勻，在靜載和動載作用下都具有很高的強度，且外形平整美觀，是應用最多的接頭形式。 坡口的作用是使厚度較大的焊件能夠焊 透，常將金屬材料邊緣加工成一定形狀的坡口，并且坡口能起到調節(jié)母材金屬和填充金屬比例即調整焊縫成分的作用。 2)坡 H 加工容易 ，成本低。 當然，這些因素要綜合考慮，在保證焊透、熔合良好和變形最小