【文章內(nèi)容簡介】 桂 林 航 天 工 業(yè) 學 院 7 焊縫位置分布 主要焊縫位置如圖 22 所示，內(nèi)筒分為兩節(jié)有兩道縱縫、兩道環(huán)縫，夾套分為上夾套和下夾套，上夾套有一道縱縫，下夾套有一道縱縫一道環(huán)縫，夾套與筒節(jié)間有四道環(huán)縫。 桂 林 航 天 工 業(yè) 學 院 8 圖 22 焊縫位置分布圖 1筒節(jié)縱縫 2筒節(jié)環(huán)縫 3夾套縱縫 4夾套與筒節(jié)環(huán)縫 5筒節(jié) 與封頭的環(huán)縫 焊前準備 焊前準備工作主要包括熟悉圖樣和技術(shù)要求。除了對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、形狀及尺寸進行審核和分析外，還要綜 合考慮與加工制造有關(guān)的國家技術(shù)標準和規(guī)范。壓力容器的可靠性與所選用材料有密切關(guān)系，首先要考慮所選材料有足夠的強度、塑性、韌性及穩(wěn)定性；其次應具有良好的冷、熱加工性能，尤其保證焊接性良好。 1）生產(chǎn)圖紙和工藝 焊前必須熟悉生產(chǎn)圖紙和工藝，這是保證焊接產(chǎn)品順利生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)。主要內(nèi)容如下： ①熟悉瀝青熔化槽的結(jié)構(gòu)形式、采用的材料種類及技術(shù)要求。 ②熟悉瀝青熔化槽的焊接部位的尺寸、焊接接頭及坡口的結(jié)構(gòu)形式。 桂 林 航 天 工 業(yè) 學 院 9 ③熟悉采用的焊接方法、焊接電流、焊接電壓、焊接速度、焊接順序、焊前預熱溫度及層間溫度等。 ④熟悉焊后熱處 理工藝、焊接檢驗方法及焊接產(chǎn)品的質(zhì)量要求。 2）材料檢驗 材料檢驗包括母材和焊接材料的檢驗，這也是焊前準備的重要組成部分。 ①母材檢驗 母材檢驗包括焊接產(chǎn)品母材和外協(xié)委托加工件的檢驗。母材檢驗的內(nèi)容如下： a 材料入庫要有材質(zhì)證明書，要有符合規(guī)定的材料標記符號。要對材料的數(shù)量和幾何尺寸進行檢驗復核。對材料的表面質(zhì)量進行檢查驗收（如表面光潔情況、生銹腐蝕情況、變形情況和表面機械損傷情況等）。 b 根據(jù)有關(guān)規(guī)定，對材料進行化學成分復驗。 c 對母材進行力學性能復驗，包括拉伸試驗、彎曲試驗、脆性試驗、斷裂試驗、 蠕變試驗等。 ②焊接材料檢驗 對焊條、焊絲的化學成分、力學性能（主要指熔敷金屬）的檢驗及腐蝕檢驗等。對焊劑和保護氣體的成分和純度進行檢驗。 ③操作人員資格審核 在焊接產(chǎn)品制造之前，必須檢查該焊工所持合格證的有效性，包括審核焊工考試記錄表上的焊接方法、試件形式、焊接位置及材料類別等是否與焊接產(chǎn)品要求的一致，所有考試項目是否合格。 第四章 鋼材預處理 金屬材料預處理是指在下料、裝配、焊接前，進行矯正、材料表面除銹清理、噴涂防護層和烘干等加工工序。它是提高產(chǎn)品質(zhì)量，延長產(chǎn)品使用壽命，減少環(huán)境污染，提高零件氣割下 料質(zhì)量，尤其有利于數(shù)控切割機正常工作和設備保養(yǎng)的有效措施。 鋼材的矯正 1）鋼材矯正目的 鋼材在軋制、運輸、裝卸和堆放過程中，由于自重、支撐桂 林 航 天 工 業(yè) 學 院 10 不當，或裝卸不良及其他原因，可能會產(chǎn)生彎曲、扭曲、波浪及表面不平等變形。當這些變形超過一定程度時，會給尺寸的度量、劃線、剪裁及其他加工帶來困難，而且會影響到成形零件的尺寸和幾何形狀的精度，從而影響到裝配、焊接和整個產(chǎn)品的質(zhì)量。所以劃線、下料前應予以矯正。 2）矯正的基本原理 矯正的基本原理是使鋼板在外力的作用下產(chǎn)生與原來變形相反的塑性變形，以消除彎曲、扭曲 、皺折、表面不平等變形，從而獲得正確形狀的過程。對鋼材進行的矯平和矯直統(tǒng)稱為矯正。 金屬材料矯正后的允許變形值與所制造的產(chǎn)品精度有關(guān)。一般鋼結(jié)構(gòu)制造的通用技術(shù)條件規(guī)定，軋制鋼材下料前允許偏差如表 21 所示。在這范圍內(nèi)視為允許可不進行矯正。 表 21 號料前鋼材變形允許值 3）鋼材的矯正方法 采用十一輥式矯平機對鋼板進行矯平。鋼板矯平機的工作原理如圖 23所示，采用多輥對板材進行多次正反彎曲，使其多種曲率逐步變?yōu)閱我磺剩罱K將板材矯正。常用的是 7～ 11 輥的鋼板矯平機，輥數(shù)最多可達21 輥 ，鋼板越薄，矯平時要求的輥數(shù)越多；板材越寬，要求的輥子直徑和長度比越大。為了提高鋼板矯平機的工作效率，通常在矯平機兩端附設兩個滾輪工作臺，以便鋼材在矯平過程中來回移動。 桂 林 航 天 工 業(yè) 學 院 11 圖 23 多輥矯平機工作原理圖 1上支承輥 2上工作輥 3下支承輥 4 下工作輥 5導向輥 鋼材的表面處理 瀝青熔化槽屬于Ⅱ類壓力容器，在各工序之前應先對鋼材表面進行除銹處理，采用噴砂的方法對鋼板表面進行除銹，噴砂的工作原理是將砂粒噴射在鋼材表面，使氧化皮和銹斑剝離，除銹較徹底，生產(chǎn)效 率較高，但粉塵多，勞動條件差，需在要封閉場所進行操作。對厚度在 4mm 以下的薄鋼板表面容易造成損傷。 表面防護處理 原材料的表面清理工作完成后，立即進行表面防護處理，以防短期內(nèi)再度生銹。在鋼板表面噴涂專用防護底漆。表面所加的防護底漆在焊接時無需去除，對焊接質(zhì)量沒有影響。 第五章 內(nèi)筒的下料和卷制 內(nèi)筒的下料 內(nèi)筒總長 4340mm，內(nèi)徑φ 2021mm，板厚 16mm，內(nèi)筒的展開按中性層內(nèi)徑展開，由周長公式 L=π d=（ 2021+16） =6331mm，查《實用鋼鐵材料手冊》知，可選用的鋼 板尺寸為 6500mm 2700mm 16mm，將內(nèi)筒平均分為兩段進行加工，每節(jié)內(nèi)筒的展開尺寸為 6331mm 2128mm 16mm，由于軋制等原因，鋼板邊緣處厚度不均勻，影響焊接質(zhì)量，因此，下料時每邊需預留出修邊余量約 30mm。內(nèi)筒的展開下料圖如圖 24所示，采用數(shù)控火焰切割機進行切割。 桂 林 航 天 工 業(yè) 學 院 12 火焰切割后用刨邊機將每邊刨掉 5mm，以消除割口組織的變化對焊接接頭質(zhì)量的影響。 圖 24 內(nèi)筒展開圖 （圖中虛線為選用板材尺寸，實線為內(nèi)筒展開尺寸） 內(nèi)筒的卷制 鋼板的卷制是對已經(jīng)按尺寸要求剪裁 下料，并經(jīng)邊緣加工后的板材實施彎曲的工藝方法。 1）卷板機的工作原理 卷板機的主要結(jié)構(gòu)形式分為三輥、四輥及立式卷板機。本設計采用對稱式三輥卷板機進行鋼板的卷制。 對稱式三輥卷板機的工作原理如圖 25 所示，其上輥 1 可在垂直方向上下調(diào)節(jié)。兩下輥為主動輥，可正反兩方向旋轉(zhuǎn)，并對稱于上輥中心線排列。彎曲時將鋼板放入上下輥之間，然后上輥向下移動將鋼板壓緊并使之彎曲，是鋼板達到塑性變形狀態(tài)，再驅(qū)動兩下輥旋轉(zhuǎn)，并借助于鋼板與輥子之間的摩擦力使鋼板左右移動，同時上輥也隨之轉(zhuǎn)動，這樣，就使鋼板連續(xù)通過垂直面，受到相同的彎曲，產(chǎn)生相同的的變形。鋼板成為曲率相同的弧形板。一次行程之后，再將上輥下壓一定距離，又驅(qū)動下輥，使鋼板進一步受到彎曲。上輥幾次下壓，就將鋼板彎曲到需要的曲率半徑。板料 的兩端不能同時進入三輥之間的部分得不到彎曲，稱為剩余直邊。剩余直邊的長度約為兩下輥中心距的一半。 坯料經(jīng)卷彎后所得的曲率取決于輥軸的相對位置、板料的厚度和力學性能。桂 林 航 天 工 業(yè) 學 院 13 它們之間的關(guān)系可以近似的用下式表示： 式中： ,d輥軸的直徑， mm； s板料的厚度， mm； R零件的曲率半徑， mm； H， B輥軸之間的距離， mm。 鋼板在常溫下彎曲加工時，其曲率半徑不應小于某一最小規(guī)定允許值，若超過規(guī)定值，超過材料常溫下塑性變形能力，則應進行熱彎。通常根據(jù)規(guī)定 D/ s 40，可進行冷彎； D/s40，則必須熱彎（ D 為圓筒的直徑， s 為板厚）。本產(chǎn)品D/s=2021/16=12540，可以冷彎。 圖 25 三輥卷板機工作原理示意圖 2）內(nèi)筒卷制工藝 對稱式三輥卷板機彎卷鋼板時，鋼板兩端各有一平直段無法彎卷。為使鋼板都能彎曲成同一曲率，在卷板前要先將其兩端彎曲成所需要的曲率。 桂 林 航 天 工 業(yè) 學 院 14 ① 預彎 常用的預彎方法有三種，利用彎曲模和卷板機預彎（適于δ 0≥ 2δ，δ≤ 24mm），利用楔墊板預彎（適于較薄板）和利用模具和壓力機預彎（適于各種板厚）， 它分為專用模具預彎（適用于批量生產(chǎn)）和通用模具預彎（用于單件小批量生產(chǎn)）。 本產(chǎn)品鋼板厚度為 16mm，可采用彎曲模和卷板機預彎的方法進行預彎，利用彎曲模和卷板機預彎的工作原理如圖 26 所示，模板厚度一般取卷制鋼板厚度的兩倍或稍多些，其曲率半徑應小于被彎曲鋼板的曲率半徑，這樣既可以不致增加卷板機的負擔，免于損壞機床，又可以保證鋼板的預彎曲率。預彎的長度一般應大于兩下輥中心距的一半，可?。?6～ 20）δ，通常為 150～ 200mm。 圖 26 彎曲模具和卷板機預彎工作原理圖 ② 對中 板料預彎之后，將放入卷板機上下輥之間進行滾卷前必須使板料的母線與輥的軸線平行，使板料的縱向中心線與輥的軸線保持相互垂直，也就是對中。其目的是防止鋼板在滾卷過程中產(chǎn)生扭斜。本產(chǎn)品用傾斜進料對中的方法