【正文】 g S S??? ? ? ? （ 21） L、 Dg— 為 筒節(jié) 毛坯展開長度（ mm）、為容器公稱直徑（ mm） δ 、 S S2— 為容器壁厚（ mm）、 加工余量 (mm) 、 修邊余量（ mm） 將數(shù) 據(jù)帶入公式 21 得： L=（ 1400+10） +10+60=4497mm 筒節(jié) 的展開長度 就是 選用板材的長度 ，根據(jù)鋼板規(guī)格及考慮加工余量，選用鋼板長度為 4500mm。 根據(jù)筒體的總長 度 選擇板材數(shù)量 和 每塊板材的寬度 ， 筒體總長4275mm，選 兩 塊板材。 由于軋制等原因， 鋼板邊緣處厚度不均勻，影響焊接質量。因此， 下料時每邊 需預留出修邊余量約 30mm。 根據(jù)以上計算，選擇制作筒節(jié)的板材為： 10mm 2150mm 4500mm兩 塊 通過相應的計算可得 各 筒節(jié) 展開毛坯尺寸如圖 所示 （ 3） 劃線、 下料 鋼板尺寸選定后，先 在板材上進行劃線，然后下料。 下料采用氧 乙炔火焰切割，火焰切割通常稱為氣割，它是利用可燃氣體乙炔與氧氣混合燃燒產(chǎn)生的火焰流（通常被稱為預熱火焰），將被切割的金屬材料加熱到其燃燒溫度，然后噴射高速氧流（稱為切割氧），使割縫處被加熱到燃點的金屬發(fā)生劇烈燃燒，并吹除掉燃燒后產(chǎn)生的氧化物，從而把金屬分割開來。 氣割的主要特點是：設備簡單、生產(chǎn)率高、成本低。特別適用于切割厚度較大的或形狀較復雜的零件的坯料。 （ 4） 邊緣加工 圖 筒節(jié)坯料展開尺寸 23 所謂邊緣加工是將工件的邊緣或端面加工成符合工藝要求的形狀和尺寸精 度的加工工序。對下料后的零件進行邊緣加工，主要是為了消除前道工序加工所產(chǎn)生的加工硬化層和熱影響區(qū)；消除裝配、焊接工件邊緣或 自由邊 的各類缺陷，以提高結構的整體質量；提高結構的表面質量，也可為產(chǎn)品的后期制作創(chuàng)造條件。常用邊緣加工的方法為刨削、銑削 和 車削等切削加工工藝。 （ 5） 坡口加工 將板材放在刨邊機上進行開坡口工序，坡口如圖 所示。 這個坡口是筒節(jié)縱、環(huán)焊縫的坡口，開完坡口后進行適當?shù)暮筇幚?，去除氧化皮和油污，便于下一步的操作? （ 6） 筒節(jié)蒙皮卷圓 卷板機的示意圖如圖 與 所示。 其工作過程是，首先將兩塊鋼板用手工電弧焊通過點焊而連接在一起，然后通過起重行車將合起的鋼板放在滾板機中，其次通過三個滾輪的軋制作用將鋼板卷圓，最后再用電弧焊把兩塊鋼板的接頭焊上。在這整個過程中，最重要的就是在卷圓時一定要注意不要將兩塊鋼板卷錯位，如果卷錯位，將嚴重影響后續(xù)的生產(chǎn)流程。這種滾板機的優(yōu)點就是操作方便，基本上可以滿足任何尺寸的筒節(jié)的卷圓。缺點就是沒有精確的測量工具，卷制過程完全靠工人的肉眼去觀察筒節(jié)的成型情況，這就很容易造成筒節(jié)的錯邊，需要操作工人有豐富的操作經(jīng)驗。 （ 7） 焊接工序 圖 筒節(jié)坡口型式 圖 卷板機正面圖 圖 卷板機側面圖 24 卷圓過后，直接在卷板機上進行縱焊縫的焊接，具體焊接參數(shù)見焊接工序 卡 。同時需要注意的是，在焊接時為了防止筒節(jié)的圓周度發(fā)生變化，需要在筒節(jié)內部加入胎具，對筒節(jié)進行撐圓。 （ 8） 熱處理工序 焊接完成后，將筒節(jié)整體放入加熱爐中進行去應力熱處理。筒節(jié)在爐中加熱到650℃，熱處理時間為十五分鐘。 （ 9） 開孔工序 由于進料和出料的需要，要在筒節(jié)上開設孔。使用火焰切割方式將孔開設出來?？椎拈_設示意圖如圖所示： （ 10） 探傷工序 使用 X 射線探傷儀對筒節(jié)焊縫進行探傷，按探傷長度大于 20%且不小于 10mm 長度進行探傷，Ⅱ級合格。 在分析筒節(jié)加工工藝方案時，也通過查閱相關資料編制了筒節(jié)制造工序過程卡，具體內容詳見附錄 6。 裝焊工藝過程設計 在焊接結構制造中，裝配和焊接是兩道重要工序， 裝配和焊接對焊接產(chǎn)品質量圖 開孔示意圖 25 影響極大，因此在焊接結構生產(chǎn)中，正確地設計、選用各種工裝夾具將工件準確定位并夾緊，用各種變位機械實現(xiàn)焊件、焊機或焊工位置改變的機械化、自動化，可大大縮短裝配、焊接時間，保證產(chǎn)品的裝配精度和焊接質量，充分發(fā)揮焊接設備能力，擴大其使用范圍。 下圖是我簡化的總裝工藝順序。 在產(chǎn)品的總裝與焊接完成以后，還要根據(jù)圖紙上的要求對換熱器進行必要的生產(chǎn)合格檢查，主要包括磁粉探傷、超聲波探傷、 X 射線探傷，同時還要進行水壓試驗。 完成總裝工藝設計分析后，編制了總裝工序過程卡，詳見附錄 7。 7 焊接工序卡的編制 根據(jù)之前所做的焊接工藝分析和焊接工藝評定等內容，最后編制 了 焊接工序卡 。此工序卡的編制符合 JB/T47092021《鋼制壓力容器焊接規(guī)程》、 JB/T47302021《承壓設備無損檢測》和《壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程》中的相關規(guī)定。在編制焊接工序卡 時，本設計將焊縫重新設定為 是 十 一種類型。 筒體、法蘭、角鋼、導流筒組焊（ 1） 管板、管束、換熱管、支撐板組焊裝配（ 2） 筒體、法蘭組焊（ 3） 浮頭蓋、鉤圈組焊（ 4） 橢圓封頭、筒節(jié)、法蘭、支撐板組焊（ 5） （ 1）、（ 2）、（ 3）、法蘭蓋、螺母、纏繞墊裝配（ 6） （ 4）、（ 6）、螺釘、螺母裝配（ 7） （ 5）、（ 7）、螺 釘、螺母裝配（ 8） 各種法蘭與接管組焊（ 9） （ 8）、（ 9）組焊 檢查、涂漆 圖 簡化的裝焊流程圖 26 焊工資格的確定 編制焊接工序卡的一項內容 就是確定焊工的資格， 根據(jù)《特種設備焊接操作人員考核細則》中的相關規(guī)定，本文確定了各個焊縫的焊工資格?，F(xiàn)選取一個例子進行說明。 對于Ⅰ類焊縫，它是筒節(jié)縱焊縫，使用埋弧焊（ SAW）進行焊接 ； 母材為 16MnR，屬于低合金Ⅱ類鋼（ FeⅡ） ； 并且是板材對接焊縫中的平焊 ，所以代號為 1G；焊縫金屬厚度為 6mm；筒節(jié)外徑為 1420mm；填充金屬類別代號為 Fef3J。綜上所述，焊工資格為 SAWFeⅡ 1G6/1420Fef3J。 焊材用量的確定 根據(jù)經(jīng)驗公式可以計算出不同焊接條件下的焊接材料的所要量。 經(jīng)驗公式為： W﹦ AρL(1/η) 其中各個參數(shù)的含義是： W（ g） 焊接材料所用量 ， A（ cm2） 截面積 ， L（ cm） 焊道長 ， ρ （ g/cm3） 密度，其中碳鋼為 ； CrNi不銹鋼為 ； CrNiMo 不銹鋼 為 ；銅、鎳為 。 η 熔敷效率，其中手弧焊條為 55%； TIG、 MIG 焊材為 95%；藥芯焊絲為 90%； 圖 焊縫分布圖 27 埋弧焊絲為 99%。 20%焊道計 。 截面積（ A）的計算方法： a）對接形式： A=g t﹢ (tf)2tanθ /2 其中 公式中的各項參數(shù)如圖中所示 b） 角接形式 ： A=a b/2 其中公式中的各項參數(shù)如圖中所示 根據(jù)以上計算公式就可以粗略的算出焊材的使用量，再結合焊工人員的經(jīng)驗從而可以得出精確的焊材使用量。 焊接工序卡的詳細內容請見附錄 8。 結 語 本設計通過綜合考慮 在焊接方法的設計過程中選擇了手工電弧焊、埋弧焊和鎢極氬弧焊等焊接方法 ； 將焊縫 歸 為十二種類型 ，同時編制了十二張焊接工序卡；在焊接工藝評定時，完成 了焊接工藝評定說明書和焊接工藝評定一覽表；在加工工藝過程設計時完成了封頭、筒節(jié)的制造工序過程卡和總裝工序過程卡。 本文所設計的換熱器屬于Ⅲ類壓力容器，所設計的內容符合 JB/T 4708《承壓設備焊接工藝評定》和 JB/T 4709《壓力容器焊接規(guī)程》中的相關規(guī)定。 圖 對接 參數(shù)圖 圖 角接參數(shù)圖 28 謝辭 在近四個月的畢業(yè)設計中，我學習到了很多知識，并且學會了將理論知識運用到實際設計工作中的方法。在這里我真摯的感謝李萌盛老師，謝謝李老師對我的悉心指導，使我對畢業(yè)設計中遇到的許多問題有了更加深刻的理解。同時我也感謝王成學長和 和陳重鈞學長對我 畢業(yè)設計的支持與幫助。最后在我編寫說明書時，對蔡杰同學和謝登同學對我的幫助也表示感謝。在此我預祝李老師、兩位學長和兩位同學身體健康，工作順利。 29 參考文獻 [1] 范林波 . 鍋爐、壓力容器和管道用鋼的新發(fā)展 [J].金屬加工 .2021 年 .1225 頁 . [2] 陳裕川 . 壓力容器 焊接技術的當代發(fā)展水平 [J].金屬加工 .2021 年 .4145頁 . [3] 吳長青 . 鍋爐、壓力容器焊接裂紋問題淺析 [J].經(jīng)濟技術協(xié)作信息 .2021 年 . [4] 電站鍋爐、壓力容器概況 [Z]. 《中國焊接年鑒》 .1220 頁 . [5] 潘家禎 .壓力容器材料實用手冊 [M].北京：化學工業(yè)出版社 .2021年 .222227頁 . [6] 孟慶森 .金屬焊接性基礎 [M].北京：化學工業(yè)出版社 .2021 年 .103117頁 . [7] 陳裕川 .鋼制壓力容器焊接工藝 [M].機械工業(yè)出版社 .2021 年 .5674 頁 . [8] 俞尚知 .焊接工藝人員手冊 [M].上?？茖W技術出版社 .1991 年 .84100 頁 . [9] 宗培言 .焊接結構制造技術手冊 [M]. 上海科學技術出版社 .2021 年 .3054頁 . [10] 楊春 利 .電弧焊基礎 [M].哈爾濱工業(yè)大學出版社 .2021 年 .83115頁 . [11] 吳樹雄 .金屬焊接材料手冊 [M].化學工業(yè)出版社 .2021 年 .191230 頁 . [12] 上海市焊接協(xié)會 .現(xiàn)代焊接生產(chǎn)手冊 [M].上?？茖W技術出版社 .2021 年 . [13] NB/T 470142021，承壓設備焊接工藝評定 [S]. [14] TSG Z60022021，特種設備焊接操作人員考核細則 [S]. [15] NB/T 470152021，壓力容器焊接規(guī)程 [S]. [16] GB1501998，鋼制壓力容器 [S]. [17] GB1511999，管殼式換熱器概況 [S]. [18] JB 47321995，鋼制壓力容器分析設計標準 [S].