【導(dǎo)讀】本次設(shè)計(jì)的加熱槽槽體是加熱及攪拌瀝青的專用容器。以通入夾套中的高溫。設(shè)計(jì)產(chǎn)品普遍應(yīng)用于石油化學(xué)工業(yè)、建筑業(yè)等行業(yè)上。設(shè)計(jì)中詳細(xì)制定了加熱槽的制作工藝和封頭沖壓模具的設(shè)計(jì)。根據(jù)壓力容器的標(biāo)準(zhǔn)，此加熱槽屬于II類壓力容器。驗(yàn)收應(yīng)符合GB150－98《鋼制壓力容器》的規(guī)定。16MnR的硫、磷含量低，抗拉強(qiáng)度、延伸率、沖擊韌性高。學(xué)性能和工藝性能良好。除環(huán)境溫度很低或鋼板厚度很大時(shí)，冷裂紋傾向較大以。外，不易產(chǎn)生其它種類的裂紋。Q235B鋼的含碳量低，雖然強(qiáng)度不高，但塑性和。沖擊韌性很好，焊接性優(yōu)良。一般不會(huì)因焊接而出現(xiàn)嚴(yán)重的淬硬組織。主要是筒節(jié)、封頭的加工工藝及加熱槽槽體的總裝配焊接工藝。制定夾套的翻邊、翻孔工藝。需根據(jù)封頭的尺寸計(jì)算出封頭沖壓模具上模及下模的具體尺寸，制作沖壓模具。結(jié)合本產(chǎn)品的技術(shù)要求，采用無損探傷和水壓試驗(yàn)進(jìn)行檢驗(yàn)。最后，為了防止產(chǎn)。品生銹需對產(chǎn)品進(jìn)行涂漆。符合下列其中一項(xiàng)的即

　　

【正文】 ，即對槽體進(jìn)行高溫回火 [ 12]。由于內(nèi)筒部分的母材為 16MnR，回火溫度在 650℃ 左右保溫時(shí)間按每毫米板厚保溫 1~2 分鐘計(jì)算，本加熱槽 加熱后的保溫時(shí)間需 30 分鐘 [ 16]。 焊接工藝裝備選用 焊接滾輪架 的選用 焊接滾輪架 是借助主動(dòng)滾輪與焊件之間的摩擦 力，帶動(dòng)焊件旋轉(zhuǎn)的變位機(jī)。 焊接滾輪架主要用于筒形焊 件 的裝配與焊接，焊件也可以在滾輪架上進(jìn)行修整 、 翻孔及探傷等作業(yè) [ 13]。本設(shè)計(jì)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(dòng)調(diào)整滾輪之間距離。 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說 明 書 （ 論 文 ） No 29 圖 20 自調(diào)心式焊接滾輪架 焊接操作機(jī) 焊接操作機(jī)是在焊接作業(yè)中將焊件回轉(zhuǎn)或傾斜，使焊件上的焊縫置于有利施焊位置的焊接變位機(jī)械。焊接操作機(jī)按結(jié)構(gòu)形式可分為伸縮臂式焊接操作機(jī)、平臺(tái)式焊接操作機(jī)、門架式焊 接操作機(jī)三種。本次設(shè)計(jì)選用的是伸縮臂式焊接操作機(jī)，其焊接機(jī)頭和工作臺(tái)安裝在伸臂的一端，伸臂可水平伸縮。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。 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說 明 書 （ 論 文 ） No 30 第四章 加熱槽檢驗(yàn) 焊接檢驗(yàn)工作必須貫穿于加熱槽的整個(gè)焊接生產(chǎn)過程中。焊接檢驗(yàn)主要是為了檢查出焊接接頭中的缺陷 ， 檢查是否 存在 可能影響焊接接頭質(zhì)量的工藝，以確保加熱槽的制造質(zhì)量 。 在各部件整體裝配焊接完成后， 還 需要對加熱槽進(jìn)行 耐 壓試驗(yàn)。 耐 壓試驗(yàn)的目的是檢驗(yàn)容器的密封性能和強(qiáng)度，它是壓力容器設(shè)計(jì)和制造質(zhì)量的綜合性檢驗(yàn)。 無損檢驗(yàn) 本加熱槽采用 X 射線探傷的方法進(jìn)行 焊接缺陷的 無損檢驗(yàn)。無損檢驗(yàn)是指不使焊接結(jié)構(gòu)受傷、分離或者破壞，而了解其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的均勻性和完整性所進(jìn)行的各種檢驗(yàn)，是保證焊接產(chǎn)品 質(zhì) 量的有效方法。射線探傷是利用射線可穿透物質(zhì)和在物質(zhì)中有衰減的特性來發(fā)現(xiàn)缺陷的一種檢驗(yàn)方法。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。 X 射線探傷又分為射線照相法、熒光屏檢測法、工業(yè)電視檢測法、射線劑量檢測法等。在焊接結(jié)構(gòu)制造中多采用射線照相法。射線照相法的探傷原理是利用了射線在穿過物質(zhì) 時(shí) 的 衰減規(guī)律及對某些物體產(chǎn)生熒光和光化作用為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)的。射線透照工件時(shí)，因?yàn)橛?、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(huì)在底片上引起不同的感光度。 X 射線探傷 適用于檢查加熱槽各 對接 焊縫的內(nèi)部缺陷。對氣孔、夾渣等體積性缺陷，具有較高的檢測靈敏度 [14]。 加 熱槽 上 的 對 接 焊縫 檢 測 長 度 為 100% 焊 縫 長 度 ，其 檢 驗(yàn) 結(jié) 果 必須 符 合GB3323— 87 中規(guī)定的 II 級(jí)合格，并輔以 20%的超聲波探傷。 水壓試驗(yàn) 耐壓試驗(yàn)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(jìn)行強(qiáng)度和密封性的綜合檢驗(yàn)，在絕大多數(shù)場合耐壓試驗(yàn)用水作為加壓介質(zhì)的耐壓試驗(yàn)又稱為水壓試驗(yàn)。水壓試驗(yàn)的主要目的是檢驗(yàn)容器受壓部件的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，驗(yàn)證其是否具有在設(shè)計(jì)壓力安全運(yùn)行所需的承壓能力，在耐壓試驗(yàn)時(shí)，對于高壓或小容器還可進(jìn)行殘余變形測定，以判明材料是否出現(xiàn)整體屈服。容器耐壓試驗(yàn)的壓力應(yīng)符合圖樣要求，且不小于表 9 中規(guī)定。 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說 明 書 （ 論 文 ） No 31 表 9 容器耐壓試驗(yàn)的壓力要求 壓力等級(jí) PT 水壓 氣壓 低壓 中壓 高壓 超高壓 注： P 為設(shè)計(jì)壓力， PT 為試驗(yàn)壓力 。 考慮穩(wěn)定因素，本產(chǎn)品的試驗(yàn)壓力為 兆帕 。 對 16MnR 鋼制容器液壓試驗(yàn)時(shí)，液體溫度不得低于 5℃ ，而水壓試驗(yàn)的溫度上限一般宜限制在 40℃ 以下不超過 60℃ 。 對夾套容器的壓力試驗(yàn)要 先進(jìn)行內(nèi)筒壓力試驗(yàn)，合格后再焊夾套，然后再進(jìn)行夾套內(nèi)的壓力試 驗(yàn)。容器灌滿水后用水泵加壓，達(dá)到規(guī)定試驗(yàn)壓力后，在試驗(yàn)壓力下持續(xù)不少于 30 分鐘。然后降至試驗(yàn)壓力的 80%，保持足夠的時(shí)間，檢查焊接接頭和連接部位。 涂漆 涂漆工作是焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)的最后環(huán)節(jié)，產(chǎn)品涂漆主要是為了保護(hù)產(chǎn)品表面 質(zhì)量，另外還可以增加產(chǎn)品的美觀。為了保證質(zhì)量，涂漆前必須仔細(xì)清理焊件上的氧化皮、鐵銹、油污、飛濺等，清銹后應(yīng)及時(shí)涂漆。涂漆的方法有手工刷涂、滾涂與噴涂 (靜電噴漆 )，本設(shè)計(jì)采用噴涂的方法，噴涂時(shí)應(yīng)注意薄厚均勻。產(chǎn)品涂漆后還需及時(shí)烘干。最后，應(yīng)在涂漆后的焊接產(chǎn)品上作出必要的標(biāo)記，如制造廠名 等 。 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說 明 書 （ 論 文 ） No 32 第五章 沖壓模具設(shè)計(jì) 沖壓模具的設(shè)計(jì)要求 (1)熱壓模具應(yīng)考慮 工件 的收縮量，冷壓模具應(yīng)考慮工件的回彈量； (2)上模應(yīng)有脫模斜度，脫模方法應(yīng)簡單、方便、可靠； (3)模具結(jié)構(gòu)應(yīng)考慮防止受熱變形而損壞； (4)模具 結(jié)構(gòu)應(yīng)考慮進(jìn)出料方便、省力、坯料定位裝置簡單、迅速、準(zhǔn)確。 上模設(shè)計(jì)尺寸計(jì)算 上模直徑 smD 上模直徑的計(jì)算公式為： )1( ??? DgDsm (51) 式中， Dg 封頭內(nèi)徑， mm； ? 熱壓收縮率。 本加熱槽內(nèi)筒封頭的直徑為 2021 mm，所以熱壓時(shí)收縮率 δ取 %。計(jì)算出上模直徑 )mm(2021%)(2021 ???smD 上模曲面部分高度 smH 上模曲面部分高度可以利用封頭的曲面高度來計(jì)算，計(jì)算公式為： )1( ??? HH sm (52) 式中， H 封頭曲面部分高度； ? 熱壓收縮率。 所以計(jì)算出， 5 0 4 ( m m )%)(5 0 0 ???smH 上模直邊高度 0H 43210 HHHHH ???? (53) 式中， 1H 封頭直邊高度， mm； 2H 封頭高度修邊余量， 15~40mm； 3H 卸料板厚度，一般為 40~80mm； 4H 保險(xiǎn)余量， 40~100mm。 根據(jù)以上所示，自定義出各個(gè)余量。因此， 2 2 0 ( m m )706040500 ?????H 上模壁厚 smS 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說 明 書 （ 論 文 ） No 33 當(dāng) 壓 力 機(jī) 噸 位 ≤400 噸 時(shí) ， mm40~30?smS ； 壓 力 機(jī) 噸 位 ≥1500 噸時(shí)，mm09~07?smS 。本設(shè)計(jì)中采用的是 500t 四柱式油壓機(jī) 。所以取 smS 為 60 mm。 下模設(shè)計(jì)尺寸計(jì)算 下模直徑 xmD 下模直徑的計(jì)算公式為： ZsDD smxm ??? 2 (54) 式中， Z 模具直徑間隙 mm，熱壓時(shí) sZ )~(? 。 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(shè)備能力偏小時(shí)取大值，并可適當(dāng)加大間隙范圍。 根據(jù)上述間隙選擇的原則，本加熱槽的模具直徑間隙取較大值，即取 s 。所以， )mm( ??????xmD 。 下模的其它尺寸 下模圓角：采用壓邊裝置時(shí)， )mm(48163)3~2( ???? sR m ； 下模直邊高度： mm70~401 ?h ，取 50mm1?h ； 下?？偢叨龋?mm025~010?h ，取 mm020?h ； 下模外徑： mm)4 0 0~2 0 0(?? xmDD ， m m )( 4 5 0 5 1 ???D ； 壓邊圈內(nèi)徑： mm)80~50(??? xmDD ， 2 ( m m ). ????D 。 沖壓模具制作材料 本次設(shè)計(jì) 的封頭沖壓模具的制作材料為 35﹟ 鑄鋼 。 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說 明 書 （ 論 文 ） No 34 結(jié)論 通過本次設(shè)計(jì)得出以下結(jié)論： (1) 要嚴(yán)格制定焊接工藝，以便焊工能夠正確操作 (2) 如何用更好的方法進(jìn)行封頭沖壓，提高沖壓質(zhì)量，有待今后研究解決 。 (3) 計(jì)算機(jī)技術(shù)在機(jī)械行業(yè)有廣泛的應(yīng)用前景。 (4) 多處運(yùn)用自動(dòng)焊、自動(dòng)切割技術(shù)，大大提高了工作效率。 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說 明 書 （ 論 文 ） No 35 參考文獻(xiàn) [1]中國機(jī)械焊接學(xué)會(huì) . 焊接手冊 [M]. 北京 : 機(jī)械工業(yè)出版社 , ： 662671 [2]董大勤，袁鳳隱 . 壓力容器設(shè)計(jì)手冊 [M]. 北京 : 化學(xué)工業(yè)出版社 , ： 9395 [3]張文鉞 . 焊接冶金學(xué) (基本原理 )[M]. 北京 : 機(jī)械工業(yè)出版社 , ： 221230 [4]周振豐 . 焊接冶金學(xué) (金屬焊接性 )[M]. 北京 : 機(jī)械工業(yè)出版社 , ： 2030 [5]杜國華 . 實(shí)用工程材料焊接手冊 [M]. 北京 : 機(jī)械工業(yè) 出版社 , ： 206207 [6]周浩森 . 焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)及裝備 [M]. 北京 : 機(jī)械工業(yè)出版社 , ： 817 [7]宗培言 . 焊接結(jié)構(gòu)制造技術(shù)與裝備 [M]. 北京 : 機(jī)械工業(yè)出版社 , ： 4152 [8]梁桂芳 . 切割技術(shù)手冊 [M]. 北京 : 機(jī)械工業(yè)出版社 , ： 205207 [9]張述仁 ,宇永福 .焊接結(jié)構(gòu)制造 [M]. 沈陽 : 沈陽冶金機(jī)械?？茖W(xué)校 , : 3862 [10]李亞江 , 孫 俊 . 實(shí)用焊接技術(shù)手冊 [M]. 河北 , 河北科學(xué)技術(shù)出版社 , ：109112 [11]鄭家賢 . 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)實(shí)用技術(shù) [M]. 北京 : 機(jī)械工業(yè)出版社 , ：405415 [12]曾樂 . 現(xiàn)代焊接技術(shù)手冊 [M]. 上海 , 上海科學(xué)技術(shù)出版社 , ： 11221123 [13]王國凡 . 鋼結(jié)構(gòu)焊接制造 [M]. 北京 :化學(xué)工業(yè)出版社 , ： 109112 [14]張康達(dá) , 洪起超 . 壓力容器 (上 )[M]. 北京 :勞動(dòng)人事出版 社 , ： 272275 [15]徐惠波 . 壓力容器筒體縱縫埋弧焊終端裂紋的防止 [J]. 壓力容器 , 2021, 22(7): 5053 [16]陳建康 . 新型大型容器焊接去應(yīng)力退火爐的研制 [J]. 壓力容器 , 2021, 22(2): 4144 [17]胡鴻賓 . 鋼制無縫壓力容器的制造與應(yīng)用 ， 2021， 2(136): 4144. 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