【正文】 ......................................................................................... 23 附錄 F 焊接工藝卡（二） .......................................................................................... 24 西安石油大學(xué)專業(yè)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 1 1. 概述 壓力容器 壓力容器的 簡(jiǎn)述 述 壓力容器是一種特殊的容器，但目前對(duì)于容器尚無(wú)一個(gè)嚴(yán)格的科學(xué)定義，容器是石油化學(xué)工業(yè)的生產(chǎn)工程中的一種設(shè)備，而壓力容器又是其中的一種設(shè)備，而壓力容器又是其中的一種特殊設(shè)備。壓力容器的機(jī)構(gòu)、選擇、壁厚要通過(guò)理論計(jì)算、強(qiáng)度校核而確定。 壓力容器的分類 壓力容器的應(yīng)用廣泛，用途各異，因而有眾多的類型和不同的結(jié)構(gòu)以適應(yīng)不同的使用要求。 (3). 按壁厚分類：可分薄壁容器和厚壁容器兩種。 (7). 按承壓方式分類：有內(nèi)壓容器和外壓容器。 筒體：壓力容器最主要的組成部分。法蘭按其所連接的部件分為管法蘭和容器法蘭。 密封裝置：分為半自緊式、自緊式、強(qiáng)制式三種類型 .主要有平墊密封、雙錐密封、橢圓墊密封等。 C 類：平 蓋、管板與圓筒非對(duì)接連接的接頭，法蘭與殼體、接管連接的接頭，內(nèi)封頭與圓筒的搭接接頭以及多層包扎容器層板層縱向接頭。這樣，同一類別的焊接接頭在不同的容器條件下，就可能有不同的焊接接頭形式 [2]。 焊縫結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與選用 （ 1）作為壓力容器的焊接應(yīng)盡量采用對(duì)接焊縫。采用的焊縫結(jié)構(gòu) ,應(yīng)減小焊縫的應(yīng)力集中 。 焊條的選取原則 根據(jù)工件的機(jī)械性 能和化學(xué)成分 （ 1）低碳鋼和低合金鋼按等強(qiáng)度原則選取，即按鋼的強(qiáng)度等級(jí)選取相應(yīng)的焊條。 根據(jù)工作性能 （ 1） 承受壓力或動(dòng)載的結(jié)構(gòu)，應(yīng)保證焊縫有良好的塑性和韌性 ,一般選用低氫焊條。所以合格的焊接質(zhì)量是保證壓力容器的強(qiáng)度和安全可靠性的前提和基礎(chǔ)。 （ 2） 適應(yīng)性強(qiáng)：設(shè)備簡(jiǎn)單，操作和維修方便，適用于不同厚度的金屬材料焊接。 TIG 焊 （鎢極氬弧焊） 鎢極氬弧焊是使鎢極、熔池及鄰近區(qū)域在氬氣的保護(hù)下，利用鎢極與工件間產(chǎn)生的電弧進(jìn)行焊接。 鎢極氬弧焊有以下一些特點(diǎn)： 氬氣是惰性氣體，與熔化金屬不反應(yīng)，不會(huì)引起金屬元素的氧化燒損。容易實(shí)現(xiàn)全位置自動(dòng)化焊接。另外，焊件為陰極，陰極斑點(diǎn)尋找氧化膜而不斷游動(dòng)，使得電弧分散，加熱不集中，因而得到淺而寬的焊縫，生產(chǎn)率低。 鎢極氬弧焊分為手工及自動(dòng)焊兩種：手工鎢極氬弧焊操作靈活，方便，應(yīng)用極為廣泛：自動(dòng)鎢極氬弧焊主要用于外形規(guī)則并成批生產(chǎn)的直縫及環(huán)縫的焊接。 埋弧焊的優(yōu)點(diǎn)是：焊接電流大、熔透深、可減小焊接坡口；焊接速度快、焊劑保護(hù)效果好、勞動(dòng)條件好、生產(chǎn)率高。 （ 2）電弧在氣流的壓縮下熱量集中，熔池體積小，熱影響區(qū)窄，焊件變形小。適用范圍廣，適用于各種位置的焊接，既適合于 薄板，又適用于厚板。故我在這次設(shè)計(jì)的時(shí)候采用的是手工電弧焊、埋弧焊、鎢極氬弧焊。 (3). 盡量減少焊縫處的應(yīng)力集中 接頭常常是脆性破壞和疲勞破壞的起源處，因此，在設(shè)計(jì)焊接結(jié)構(gòu)時(shí)必須盡量減少應(yīng)力集中 [3]。 (3). 耐久性 :是指設(shè)備的使用年限，通常 壓力容器的使用年限為 10年左右，高壓容器使用年限為 20年左右。 手工電弧焊靈便性好，可全位置焊接，宜于長(zhǎng)短及曲線形狀的焊接，適用于低碳鋼、低合金鋼、耐蝕耐熱鋼、鋁銅及其合金、異類金屬的焊接，可焊厚度范圍 ～ 38mm，但飛濺大，效率低。鎢極氬弧焊電弧穩(wěn)定，可使用小電流焊接薄工件。 焊材的選擇 焊條和焊絲的選擇 焊接材料包括焊條、焊絲、鋼 帶、焊劑、氣體、電極、襯墊等。 表 2— 4 鎢極氬弧焊建議采用的鎢極末端形狀及許用電流 鎢極直徑 /mm 尖端直徑 /mm 尖端角度 （ 176。所以在焊接前要將焊材進(jìn)行 烘焙，升高烘焙溫度可大大降低焊縫的焊氫量，但烘焙溫度也不宜過(guò)高，否則將喪失藥皮的冶金作用， 一般在 350 表 2— 5 常用鋼號(hào)推薦的選用材料 西安石油大學(xué)專業(yè)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 9 表 2― 6 焊件厚度與焊條直徑的關(guān)系 焊件厚度 /mm ≤ 2 3 4～ 5 6～ 12 ＞ 12 焊條直徑 /mm 2 ～ 4 4～ 5 4～ 5 表 2― 7 焊條直徑與焊接電流的關(guān)系 焊條直徑 /mm 2 4 5 6 焊接電流 /A 40～ 70 70～ 90 90～ 130 140～ 210 220～ 270 270～ 320 焊條直徑的選擇 表 2— 8 鎢極氬弧焊焊槍噴嘴孔徑與保護(hù)氣流量的選用范圍 焊接電流 ／ A 直流正極性 直流反極性 噴嘴孔徑 ／ mm 保護(hù)氣流量 ／ L min175。 表 210 埋弧焊主要參數(shù) 焊絲直徑 /mm 焊接電流 /A 焊接電壓 /V 焊接速度 / 700~950 30~35 100~130 焊條直徑和焊接電流的大小是影響焊接質(zhì)量和生產(chǎn)率的重要因素。 焊接電流越大，熔深越大，焊條熔化快，焊接效率也高，但是焊接電流太大時(shí)，飛濺和煙霧大，焊條尾部易發(fā)紅，部分涂層要失效或崩落，而且容易產(chǎn)生咬邊、焊瘤、燒穿等缺陷，增大焊件變形，還會(huì)使接頭熱影響區(qū)晶粒粗大，焊接接頭的韌性降低；焊接電流太小，則引弧困難，焊條容易粘連在工件上，電弧不穩(wěn)定，易產(chǎn)生未焊透、未熔合、氣孔和夾渣等缺陷，且生產(chǎn)率低。但主要考慮焊條直徑、焊接位置和焊道層次等因素。 對(duì)于 26號(hào)焊縫 ， 焊條電弧焊的焊接速度是指焊接過(guò)程中焊條沿焊接方向移動(dòng)的速度，即單位時(shí)間內(nèi)完成的焊縫長(zhǎng)度。如果焊接速度過(guò)慢，使高溫停留時(shí)間增長(zhǎng)，熱影響區(qū)寬度增加，焊接接頭的晶粒變粗，機(jī)械性能降低，同時(shí)使變形量增大。 在選擇坡口形式時(shí)主要考慮以下因素： (1) 是否能夠保證工件焊透（手弧焊熔深一般為 2～ 4mm）和便于操作。 (5) 調(diào)整焊縫金屬的化學(xué)成分。除薄板外，一般都采用多層焊否則會(huì)使焊縫內(nèi)部應(yīng)力集中程度增大，影響焊縫金屬的 塑性。 因此， 26號(hào) 管嘴與封頭角接的 焊縫為： 3層 。 焊接質(zhì)量檢測(cè) 焊接質(zhì)量的檢驗(yàn)是非常必要的，整個(gè)焊接的過(guò)程有人的參與，難免會(huì)出現(xiàn)些失誤，若有質(zhì)量的問(wèn)題的話，在將來(lái)使用的過(guò)程中發(fā)生事故的話，那損失是可以想像的 — — 非常嚴(yán)重，通過(guò)檢驗(yàn)可以彌補(bǔ)這些失誤。但是目前較多、靈敏度高、能識(shí)別小缺陷的理想方法是照相法。 1號(hào)焊縫 是筒體環(huán)縫，屬于 A 級(jí)焊縫， 采用 100%射線探傷 ， Ⅱ 級(jí)合格 。通常在焊接規(guī)范中指明層間焊接預(yù)熱溫度時(shí)，必考慮母材、尺寸、厚度、焊接方法、焊接參數(shù)、熱影響區(qū)淬硬性、焊縫含氫量等因素。 因?yàn)?1號(hào)焊縫和 26號(hào)焊縫材質(zhì) 都是 20g， 且焊件厚度都小于 50mm，所以不進(jìn)行預(yù)熱。表面處理過(guò)程中禁止使用碳鋼刷清理不銹鋼壓力容器表面。 在這三周中，我查閱了大量的書(shū)籍和網(wǎng)絡(luò)，讓我意識(shí)到 自己 的 掌握的 知識(shí) 極為 有限，還有許多欠缺的地方，還需要進(jìn)一步學(xué)習(xí) 。查閱資料的 過(guò)程雖然很辛苦，有時(shí)還會(huì)有放棄的念頭，但 最終 堅(jiān)持下來(lái)，完成了設(shè)計(jì)，而且是補(bǔ)回了許多以前沒(méi)學(xué)好的知識(shí)，同時(shí)鞏固了這些知識(shí)，提高了運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力 ，這對(duì)我們?nèi)蘸蟮恼衅负凸ぷ饕彩谴笥幸嫣?。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我深刻的體會(huì)到： 大學(xué)生 不僅僅是要學(xué)好專業(yè)理論知識(shí)，更重要的是抓住每一次實(shí)踐的機(jī)會(huì)，把自己在課堂中學(xué)到的知識(shí)充分應(yīng)用到實(shí)踐中去，這樣，才能使自己對(duì)本專業(yè)的知識(shí)有一個(gè)全面深入地掌握，為自己將來(lái)從事相關(guān)行業(yè)的工 作打下基礎(chǔ)。 這 次的課程設(shè)計(jì)就是提前給了我們一次鍛煉的機(jī)會(huì)，讓 我們對(duì) 明年的畢業(yè)設(shè)計(jì) 有了 充分的了解， 并為此打下了基礎(chǔ)。 作為一個(gè)工程設(shè)計(jì)者 ， 尤其是將要畢業(yè)的人，從事任何事情都要經(jīng)過(guò)冷靜的思考，做出幾個(gè)可行方案，然后在最短時(shí)間內(nèi)選擇能夠滿足要求的方案，這次在李老師的指導(dǎo)下我順利的完成了 課程設(shè)計(jì)。坡口表面用丙酮清洗干凈，清理后焊縫應(yīng)該光滑過(guò)渡。通常，為了改善焊縫及熱影響區(qū)的性能，減小焊接殘余應(yīng)力。