【正文】 容器 。 壓力容器由于內(nèi)部或外部承受氣體或液體壓力，是對安全性有較高要求的密 封容器。現(xiàn)代焊接技術已能焊出無內(nèi)外缺陷的、力學性能等于甚至高于被連接體的焊縫。埋弧焊用焊劑也逐漸由大量使用熔煉型焊劑向燒結型焊劑過渡。如焊接工藝編制采用焊接專家系統(tǒng)；焊接工藝評定 和焊工培訓考試使用計算機管理；編制零部件制造工藝過程卡等。 本加熱槽的設計目的是加熱及攪拌瀝青，瀝青是毒性程度為中度危害的介質(zhì)，每個焊縫都必須保證質(zhì)量達到要求。 16MnR 的力學性能和工藝性能良好。 表 2 16MnR 鋼的化學成分 牌號 化 學 成 分 （ %） C Si Mn S P 16MnR ≤ ～ ～ ≤ ≤ (2)16MnR 鋼的力學性能分析 本設計 中 選用的 16MnR 鋼板的厚度為 16mm，該厚度鋼板 的 力學性能如表 3 所示。 由于同時 16MnR 鋼的含錳量 相對 較高，錳硫比 (Mn/S)能達到 除硫 要求， 所以 具有較好的抗熱裂性能，正常焊接條件下熱裂紋傾向較小。 ⑤ 過熱區(qū)脆化 焊接接頭 過熱區(qū)脆化取決于母材成分和焊接熱循環(huán)方式，后者以高溫停留時間和冷卻速度為主要 指 標。 ③ 塑性和沖擊韌性良好，焊接接頭產(chǎn)生冷裂紋或熱裂紋的傾向小，適合各類大型結構和受壓容器。其含 碳量少，錳、硅等元素含量較少 ，一般用熔焊法或其他焊接方法通常不會因焊接而出現(xiàn)嚴重的硬化組織或淬硬組織。 圖 2 內(nèi)筒筒節(jié)制作工藝流程圖 夾套筒節(jié)制作工藝流程圖 夾套部分分為上夾套、下夾套和夾套封頭，其中上、下夾套的工藝相同，如圖 3 所示。 鋼材預處理 (1)鋼材矯正 鋼材在軋制、運輸、裝卸和堆放過程中，表面常會出現(xiàn)凹凸不平或彎曲、扭曲、波浪變形等現(xiàn)象。采用 GYXnM 型鋼材預處理裝置，它是一種大型噴丸除銹設備，既可以用于鋼板、型鋼的表面處理，也可用于結構部件的表面處理。 制作內(nèi)筒筒節(jié)所用鋼材的展開尺寸計算就是以中性層為依據(jù)的。 圖 8 內(nèi)筒 筒節(jié) 下料尺寸 注 ： —— 為毛坯尺寸； 為選板尺寸 邊緣加工 邊緣加工是按工藝要求采用一定的加工方法將工件的邊緣或端面加工成符合工藝要求的形狀、平直度和 粗糙 度的生產(chǎn)過程。其中： D 為圓筒直徑， s為 鋼板的厚度鋼板。 圖 10 預彎胎板法 工作原理圖 預彎胎板一般用厚度大于筒體厚度兩倍以上的板材制成。卷制時應注意：冷卷時，不超過材料允許的最大變形率；上輥下壓產(chǎn)生的下壓力保證輥子不打滑；根據(jù)板厚、材質(zhì)，一次下壓量不超過卷板機的額定功率；考慮冷卷時的回彈量，應過卷 20~30mm，并隨時用樣板進行測量。選用的電機型號為 ZXG300，工藝參數(shù)如表 8 所示。所謂工藝評定就是：為 驗證所擬訂的焊件焊接工藝的正確性而進行的試驗過程及結果的評價。 根據(jù)以上計算，選擇制作 夾套 板材的尺寸 ， 上夾套 1 8 5 0 m m7 0 0 0 m m1 2 m m ?? 的鋼板 一塊； 下夾套選用 1 5 5 0 m m7 0 0 0 m m1 2 m m ?? 的鋼板 一塊。 最大翻邊高度 ： trkDH 0 .7 20 .4 32)1( 0m a x ???? (28) 其中， 0k 第一次翻邊系數(shù) 孔的加工方法是預先鉆個小孔，去毛刺后用模具沖孔。 外緣翻邊的制作工作原理如圖 15 所示。 圖 16 封頭拼板示意圖 封頭拼接施焊 封頭拼接采用雙面埋弧 自動 焊， 坡口形式為對稱的 X 形坡口， 如圖 17所示 。整體封頭壓制屬于拉延過程。內(nèi)筒封頭的~ ?????Dps ，所以要采用壓邊圈。 將封頭夾持于可旋轉的 回轉 平臺上，開口朝上，而將割槍夾持于工作平臺側面 的支架上，使之對準切割線，由電動機驅動 回轉 平臺旋轉。 定位就是將帶裝配的零件按圖樣的要求保持正確的相對位置的方法。根據(jù)定位方法的不同可分為劃線定位、 樣板定位、定位元件定位、臺卡具定位。將兩筒節(jié)置于滾輪架上按要 求預留出焊縫間隙，進行 定位焊 。 定位焊縫長度20~25mm， 間距 150~200mm。焊后熱處理采用的方法 是整體消除應力 處理 ，即對槽體進行高溫回火 [12]。與所選用的焊接滾輪架配合，可以焊接 加熱槽 的內(nèi)、外環(huán)縫和縱縫。按所使用的射線源種類不同， 可分為 X 射線探傷、 ? 射線探傷和高能射線探傷等。 No 33 水壓試驗 耐壓試驗是用水或其它適宜的液體作為加壓介質(zhì)（極少數(shù)情況用氣體作加壓介質(zhì)），對容器進行強度和密封性的綜合檢驗，在絕大多數(shù)場合耐壓試驗用水作為加壓介質(zhì)的耐壓試驗又稱為水壓試驗。然后降至試驗壓力的 80%，保持足夠的時間，檢查焊接接頭和連接部位。 本加熱槽內(nèi)筒封頭的直徑為 2021 mm，所以熱壓時收縮率 δ取 %。 間隙選擇原則： (1)薄壁封頭取較小值，厚壁封頭取較大值； (2)球形封頭或直邊較長的橢圓形封頭取較大值； (3)設備能力偏小時取大值，并可適當加大間隙范圍。 No 39 致謝 本論文是在導師 ***副 教授悉心指導下完成的。 由于我的設計水平有限以及相關的實踐資料難以獲取，因此論文中還有許多疏漏。在此，謹向導師表示崇高的敬意和衷心的感謝！ 本論文的順利完成， 除了我的導師 ***副教授，我要感謝曾經(jīng)教 授過我的機械學院所有 老師 以及基礎課的所有老師，還要感謝學辦的各位輔導員老師。 沖壓模具制作材料 本次設計 的封頭沖壓模具的制作材料為 35﹟ 鑄鋼 。因此， 2 2 0 ( m m )706040500 ?????H 上模壁厚 smS 當壓力機噸位 ≤400 噸時， mm40~30?smS ； 壓力機噸位 ≥1500 噸時，mm09~07?smS 。產(chǎn)品涂漆后還需及時烘干。 考慮穩(wěn)定因素，本產(chǎn)品的試驗壓力為 兆帕 。射線透照工件時，因為有、無缺陷部位對射線的吸收比不同，因而透過的射線能量大小也不同，就會在底片上引起不同的感光度。 耐 壓試驗的目的是檢驗容器的密封性能和強度，它是壓力容器設計和制造質(zhì)量的綜合性檢驗。本設計中選用的是自調(diào)心式的滾輪架如圖 20所示 ，自調(diào)心式的滾輪架可根據(jù)焊件的直徑自動調(diào)整滾輪之間距離。應注意確定夾套的裝配位置，用夾具夾緊固定，然后進行定位焊。 圖 18 內(nèi)筒筒節(jié)間的環(huán)焊縫 坡口 形式 內(nèi)筒與內(nèi)筒封頭間的裝配 焊接 內(nèi)筒與內(nèi)筒封頭裝配時，內(nèi)筒放置在滾輪架上，封頭則是 用吊車吊至裝配處 。 因為加熱槽 各 部分板厚都大于 9mm， 故 定位 焊縫 長度 35~45mm，間距250~350mm。在裝焊工裝夾具中常用的定位器主要有擋鐵、支撐釘、定位銷、定位槽、 V 形鐵、定位樣板等。 No 27 3 裝配焊接工藝 在焊接結構制造中，將組成結構的各個零件按照一定的位置、尺寸關系和精度要求組合起來的工序，稱為裝配。因此，該產(chǎn)品的封頭屬于中壁封頭，中壁封頭 可 一次拉延成形。 根據(jù)上式計算出內(nèi)筒封頭的壓延力： P 內(nèi)筒 )t()2 0 0 5 9 9( ???????? 沖壓設備采用水壓機或油壓機。內(nèi)筒封頭材料為 16MnR 鋼板 ，沖壓的起始溫度為 1050℃ 左右，沖壓結束溫度不得低于 700℃ ，如溫度低于 700℃ 沖壓后 必須進行回火處理。 封頭部分的選料 封頭在劃線下料前應先對制作封頭的坯料進行計算。還應注意圓孔翻邊的彈孔間隙 2Z 一般控制在 (~)t 時，可使孔壁稍微變薄且垂直度好。 (1) 翻孔 翻孔工藝的示意圖，如圖 13 所示。下面介紹夾套筒節(jié)制作的其它工藝。 表 9 MZ1000 焊機的技術參數(shù) 焊接電流 (A) 焊絲直徑 (mm) 送絲速度 (cm/min) 焊接速度 (cm/min) 電流種類 400~1200 3~5 50~200 25~117 直流或交流 由于內(nèi)筒筒節(jié)部分選用的 是 16 mm 的鋼板，內(nèi)、外兩面都各焊一層， 采用雙面埋弧焊要求邊緣必須平直，保證間隙小于 2 mm。 縱縫焊接 (1)焊前準備 由于筒節(jié)所用的材料是 16mm 厚的 16MnR 鋼板，所以采用雙面埋弧 自動焊 的焊接方法 ， 坡口形式為對稱的 X 形坡口 ， 如圖 11 所示。 (2)對中 為防止鋼板在卷制過程中出現(xiàn)扭斜，產(chǎn)生軸線方向的錯邊，滾卷之前在卷板機上擺正鋼板的過程為對中。為此，在卷制之前，應采取的措施將鋼板兩端彎曲成所需要的曲率。 筒節(jié)卷制 鋼板的彎曲加工，實際上是通過旋轉的輥軸，使鋼板在輥軸的作用力和摩擦力的作用下，自動向前推進產(chǎn)生塑性變形而彎曲。筒體總長 4200mm，選取兩塊板材即可，寬度分別為1900mm 和 2300mm。下料的方法可分為兩類：機械切割和熱切割。 圖 7 4200mm9 輥式中厚板矯平機原 理圖 1— 導向 輥 ； 2— 上支承輥 ； 3— 上工作輥 ； 4— 下工作輥 ； 5— 下支承輥 。 焊縫如此布置，是為了保證焊縫沒有十字交叉。但是，當剛性大的結構件在低溫條件下焊接時，可能出現(xiàn)裂紋。 表 4 Q235B 鋼的化學成分 牌號 等級 化 學 成 分 （ %） 脫氧方法 C Mn Si S P Q235 B ～ ～ ≤ ≤ ≤ F、 b、 z (2) Q235B 鋼的 力學性能 分析 Q235B 鋼屬于典型的碳素結構鋼。 16MnR 鋼焊 后經(jīng) 600℃ ， 1h 的回火處理 后 。 ③再熱裂紋 再熱裂紋易出現(xiàn)在含有沉淀強化元素的高強鋼、珠光體鋼、奧氏體鋼中，其基本特征為：厚板焊接結構消除應力處理過程中，在熱影響區(qū)的粗晶區(qū)存在不同程度的應力集中時，由于應力松弛所產(chǎn)生附加變形大于 No 9 該部位的蠕變塑性，則發(fā)生再熱裂紋。 熱軋鋼含碳量較低，且錳含量較高，即焊接熱裂紋傾向較小。含碳量超過 %和含錳量超過 %，焊接時 易 出現(xiàn)裂紋，同時在熱軋鋼板上還 易 出現(xiàn)脆性的貝氏體組織。 圖 1 產(chǎn)品結構簡 圖 1— 高溫蒸汽出口 ； 2— 支架； 3— 高壓蒸汽進口 ； 4— 支座 ； 5— 支撐架 ； 6— 人孔 ； 7— 廢料排出口 ； 8— 瀝青出口 ； 9— 吊架。 工業(yè)生產(chǎn)中具有特定的工藝功能 并承受一定壓力的密閉設備，稱 壓力容器 [1]。首先，要根據(jù)產(chǎn)品要求設計出結構各個部件的主要尺寸及制作工藝； 其次 ， 要 合理選擇材料，以滿足加熱槽的強度、剛度等質(zhì)量要求。 傳統(tǒng)的壓力容器 通常采用低碳鋼或低合金高強度鋼母材制造。 20 世紀 60 年代開始，核電站（電站鍋爐 ） 的發(fā)展對反應堆壓力容器提出了更高的安全和設計要求。其整個 制 造 過程涉及冶金、結構設計、機械加工、焊接、熱處理 和 無損檢測等專業(yè)技術門類。 clamp cover。 結合本產(chǎn)品的技術要求，采用無損探傷和水壓試驗進行檢驗。除環(huán)境溫度很低或鋼板 厚度很大時，冷裂紋傾向較大以外，不易產(chǎn)生其它種類的裂紋。 以通入夾套中的高溫 蒸氣 為熱源加熱瀝 青。 16MnR 鋼是制造壓力容器的專用鋼。制定下料及其成形工藝，填寫零件加工工藝過程卡；制定裝配工藝及焊接工藝，填寫焊接工藝卡；制定焊后加工工藝。 establishment assembly craft and welding craft, fill in the welding craft card。目前 壓力容器在各行業(yè)中的應用已十分廣泛。 早期主要用于化學工業(yè)，壓力多在 10 兆帕以下。焊接的密封性好，適于制造各類容器。燒結型焊劑具有節(jié)能、成分調(diào)節(jié)方便及制造簡單等一系列優(yōu)點，也是焊劑的發(fā)展方向。 焊接機械化和自動化水平已得到提高，如焊機實現(xiàn)程序控制、數(shù)字控制；研制從準備工序、焊接到質(zhì)量監(jiān)控全部過程自動化的專用焊機；在自動焊接生產(chǎn)線上，推廣、