【正文】 定位焊的焊接接頭如圖26所示。定位焊前，須在定位焊及工裝夾具的焊接處至少150mm范圍內(nèi)進行預熱，預熱溫度為120～140℃，層間溫度不小于120℃。其具體焊接工藝參數(shù)見表14。焊接坡口采用X形不對稱坡口，定位焊在小坡口側進行。圖26 球殼板上定位焊焊接接頭簡圖表14 球殼板定位焊工藝參數(shù)層、道填充材料焊接電流電弧電壓(V)焊接速度(cm/min)線能量(kj/cm)型號直徑極性電流(A)1～3E5015反接160～18024～26～～焊前對球殼板進行預熱，預熱的目的是：減緩焊接接頭加熱時溫度梯度及冷卻速度，適當延長在800℃～500℃區(qū)間的冷卻時間，改善焊縫金屬和熱影響區(qū)的顯微組織，從而減少和避免產(chǎn)生淬硬組織，有利于氫的逸出，可防止冷裂紋的產(chǎn)生[4]。注意應保證加熱的均勻性，預熱溫度為120～140℃，實測溫度不得低于120℃。在整個焊接過程中應保持此溫度。預熱長度須在施焊長度兩端各延伸150mm以上。 焊接工藝總的焊接順序是：先焊縱縫，后焊環(huán)縫；先焊大坡口面焊縫，后焊小坡口面焊縫。具體的焊接順序是：赤道帶縱縫的焊接（外部）→赤道帶縱縫的焊接（內(nèi)部）→上、下極帶小縱縫的焊接（外部）→上、下極帶小縱縫的焊接（內(nèi)部）→上大環(huán)縫的焊接（外部）→上大環(huán)縫的焊接（內(nèi)部）→下大環(huán)縫的焊接（外部）→下大環(huán)縫的焊接（內(nèi)部）→上極帶方環(huán)縫的焊接（外部）→上極帶方環(huán)縫的焊接（內(nèi)部）→下極帶方環(huán)縫的焊接（外部）→下極帶方環(huán)縫的焊接（內(nèi)部）→上極帶極帶中間板焊縫的焊接（外部）→上極帶極帶中間板焊縫的焊接（內(nèi)部）→下極帶極帶中間板焊縫的焊接（外部）→下極帶極帶中間板焊縫的焊接（內(nèi)部）。焊前將坡口表面和兩側至少20mm范圍內(nèi)的油污、水分及其他有害雜質(zhì)清除干凈。②焊接方法。焊條選用E5015焊條。要求對稱均勻分布焊工，所有焊工應在統(tǒng)一指揮下同步施焊。④焊接要點。所有焊縫焊接時，均采用短弧操作，盡量控制電弧電壓，使其穩(wěn)定。再次施焊前，必須仔細檢查，確認無誤后方可按原工藝要求繼續(xù)施焊，每一層的接頭至少錯開50mm。在焊接過程中，層間溫度不應低于120℃。根據(jù)焊接工藝評定報告，提出合理的線能量應用范圍，并應反映在焊接工藝規(guī)程中。為了控制起來簡便，應用每根焊條應焊接的最小焊縫長度來控制焊接線能量。采用多層多道焊，焊接時焊條不作橫向擺動，線能量應控制在盡可能小的范圍內(nèi)。⑧碳弧氣刨清根和打磨。碳弧氣刨的電源采用直流電，反接法。刨槽成形應為U形，表面平齊。對坡口作滲透檢測，驗明有無裂紋、夾渣等缺陷。為了使氫充分逸出，防止延遲裂紋，球殼板以及嵌入式接管與球殼的對接焊縫，焊后須立即進行后熱消氫處理，后熱溫度為200～250℃，～1h。球殼上的工裝夾具焊縫也應作相同要求的消氫處理。⑩產(chǎn)品焊接試板。產(chǎn)品試板采用與球罐本體焊縫相同的條件和焊接工藝進行焊接。試板尺寸為650mm300mm。球罐在焊后進行整體熱處理時，其產(chǎn)品焊接試板應對稱布置在球殼赤道的外側，且貼緊球殼，與球罐一起進行熱處理。焊接產(chǎn)品試板按JB47442000標準執(zhí)行，沖擊試樣溫度為0℃。焊接接頭簡圖見圖29，具體焊接工藝參數(shù)見表15。②焊接位置要求立焊。④焊接時，各層之間要錯開20～30mm，防止接頭在一個斷面上。⑥焊接第2～6層焊縫，焊接時注意坡口兩側熔合情況，不要產(chǎn)生夾渣或未焊透現(xiàn)象。⑧大坡口面焊完后，采用碳弧氣刨清根，檢查合格后再焊接小坡口面焊縫。⑩焊后打磨焊縫，去除飛濺、焊瘤，圓滑過渡焊縫。焊接方法示意圖見圖28。焊縫位置見圖30。圖30 極帶板縱縫示意圖具體要求如下：①由4名焊工同時施焊，另4名焊工焊接下極板相同部位的焊縫。焊接時小縱縫往兩端延伸多少，由現(xiàn)場焊接工藝師指定，不一定局限在250mm。③焊接時，第一、二層采用分段退向焊，分段長度為500～600mm, 其余各層均為順向焊（包括小坡口面的焊縫）。⑤先焊大坡口面第一層焊縫，焊接時背面成形，盡可能焊透。⑦焊接封面層焊縫時，要注意焊條運條要到位，以免產(chǎn)生咬肉現(xiàn)象。⑨焊接小坡口面時，注意不要產(chǎn)生未熔合或未焊透現(xiàn)象。、下大環(huán)縫的焊接工藝大環(huán)縫上、焊接方法如圖31所示。具體要求如下：①由6名焊工同時施焊，焊接時采用多層多道焊，各焊工交接部位要錯開200～300mm，各層道之間要錯開20～30mm。③焊接位置要求橫焊。⑤先焊大坡口面第一層焊縫，焊接時背面成形，盡可能焊透。⑦焊接封面層焊縫時，要注意焊條運條要到位，以免產(chǎn)生咬肉現(xiàn)象。⑨焊接小坡口面時，注意不要產(chǎn)生未熔合或未焊透缺陷，焊接封面層時，電流要適當減小，以免產(chǎn)生咬肉缺陷。圖33 極板方形環(huán)縫焊接方法示意圖、下極帶方環(huán)縫的焊接工藝該焊縫為方形環(huán)縫，分兩次完成先由8名焊工施焊，另4名焊工焊長各為1161mm的焊縫，焊完后，進行中極板兩條焊縫的焊接，待兩條中極板焊縫焊完后，具體焊接方法見圖33。具體要求如下：①焊接時采用多層多道焊，各焊工交接部位要錯開200～300mm，各層道之間要錯開20～30mm。③焊接時，長焊縫和短焊縫可同時進行，并注意各焊工的交接處要留有足夠的長度。⑤先焊大坡口面第一層焊縫，焊接時背面成形，盡可能焊透。⑦焊接封面層焊縫時，要注意焊條運條要到位，以免產(chǎn)生咬肉現(xiàn)象。⑨焊接小坡口面時，注意不要產(chǎn)生未熔合或未焊透缺陷，焊接封面層時，電流要適當減小，以免產(chǎn)生咬肉缺陷。、下極帶中極板的焊接工藝,焊接時，先焊上極板，還是先焊下極板，應根據(jù)現(xiàn)場具體情況而定。②焊接位置要求平焊和仰焊兩種位置，采用平焊時，電流可適當增大，采用仰焊時，電流可適當減小。圖34 中極板焊縫焊接方法示意圖④先焊大坡口面第一層焊縫，焊接時背面成形，盡可能焊透。⑥焊接封面層焊縫時，要注意焊條運條要到位，以免產(chǎn)生咬肉現(xiàn)象。⑧焊接小坡口面時，注意不要產(chǎn)生未熔合或未焊透缺陷。⑩焊后打磨焊縫，去除飛濺、焊瘤，圓滑過渡焊縫。圖36 下極帶中極板焊接接頭簡圖表18 下極帶中極板焊接工藝參數(shù)層、道填充材料焊接電流電弧電壓(V)焊接速度(cm/min)線能量(kj/cm)型號直徑極性電流(A)1E5015反接160～18024～26～～2E5015反接160～18024～26～～3E5015反接160～18024～26～～4E5015反接160～18024～26～～5～6E5015反接160～18024～26～～7E5015反接160～18024～26～～8E5015反接160～18024～26～～9～12E5015反接210～23029～31～～ 焊縫外觀質(zhì)量檢查要求焊縫外觀質(zhì)量先由焊工自檢，合格后再由專職檢查人員進行檢驗，合格后，焊工方可離場。焊縫接頭過渡應圓滑，焊縫邊緣與母材熔合處也必須圓滑過渡。超過時應進行焊補。對球殼板表面缺陷進行焊補時，每處的焊補面積控制在5000mm2以內(nèi)。每塊球殼板上焊補面積總和，必須小于該球殼板面積的5%。焊補長度應大于50mm。當清除到板厚2/3處還殘留缺陷時，應在該狀態(tài)下焊補，然后在其背面再次清除缺陷，確認缺陷已根除，將其補滿。返修焊縫的工藝應與主體焊縫相同。7 球罐成品質(zhì)檢與驗收 無損檢測球罐焊縫經(jīng)外觀檢查合格后，按要求進行無損檢測。 球殼上的所有對接焊縫，須進行100%的射線檢測，按JB473094中Ⅱ級為合格，并且須進行20%的超聲波復驗，按JB473094中Ⅰ級為合格。球罐焊縫無損檢測的應用范圍見表19。由于球罐的體積龐大，無法在熱處理爐內(nèi)進行消除應力熱處理，所以采用內(nèi)燃加熱法對球罐進行整體熱處理。球罐熱處理工藝見圖37。經(jīng)熱處理后的球罐殼體不允許再施焊。在該處先焊上兩個角鋼，然后裝入試板并加楔打緊?？障短幖鱼~絲或銅屑填實，使傳熱改善。距人孔與球殼板焊縫邊緣200mm以內(nèi)及產(chǎn)品焊接試板上，必須設測溫點。保溫層外表面溫度不應超過60℃。 水壓試驗和氣密性試驗水壓試驗時要求采用清潔的工業(yè)用水進行試驗，水溫不得低于5℃。圖38 球罐水壓試驗流程球罐進行水壓試驗時，設基礎沉降觀測點，基礎為環(huán)形基礎，要求均勻沉降，并做好實測記錄。氣密性試驗應在水壓試驗合格、經(jīng)焊縫表面第二次磁粉檢測合格后進行。試驗前，球罐內(nèi)部及配管內(nèi)積水全部排除干凈。封閉所有接管口，啟動壓縮機開始升壓。同時按預定的升壓曲線緩慢、均勻升壓。在球罐焊縫及接管法蘭部位涂肥皂水，檢查有無泄漏。達到氣密試驗壓力后，保壓10min，檢查有無壓力下降。檢查結束后，如無異常，打開排放管緩慢的降壓，以免發(fā)出噪聲。試驗區(qū)域應懸掛安全標志，嚴禁非工作人員入內(nèi)。 去銹、涂裝在無損檢測、水壓試驗和氣密性試驗結束后，且檢測與試驗結果滿足要求的情況下，對球殼的內(nèi)表面進行除銹。內(nèi)表面經(jīng)脫脂吹干后，立即涂上兩道無機富鋅漆。球殼板外表面赤道帶涂寬600mm的藍色標志帶。并須對球罐做靜電接地處理。證明書至少包括下列內(nèi)容：球殼板及其組焊件的質(zhì)量證明書；球罐基礎檢驗記錄；球罐施焊記錄（附焊縫布置圖）；焊接材料質(zhì)量證明書及復驗報告；產(chǎn)品焊接試板試驗報告；焊縫無損檢測報告；焊縫返修記錄；球罐焊后整體熱處理報告；球罐幾何尺寸檢查記錄；球罐支柱檢查記錄；球罐壓力試驗報告；基礎沉降觀測記錄以及球罐氣密性試驗報告。結 論通過以上對球殼板的壓制成形、組裝、焊接、無損檢測、焊后整體熱處理等方面的學習與研究，可以初步了解球罐的制造工藝，擬訂的球罐制造工藝基本可行。②球罐組裝時，嚴格按照相關標準進行，盡量把各項允許偏差控制在最小范圍內(nèi)。④采用焊條電弧焊時，要求焊工掌握全位置的焊接技能。目前，國內(nèi)已經(jīng)出現(xiàn)了球罐自動焊的先進技術，并積累了一定的經(jīng)驗。致 謝在這次畢業(yè)設計中，由于各位老師的指導、幫助，才使我的畢業(yè)設計順利完成，在此我向各位老師表示由衷的感謝和崇高的敬意！感謝段志剛老師、閔慶凱老師、張文明老師、宗陪言老師和任傳富老師四年來對我的培養(yǎng)與幫助，讓我學到了很多的專業(yè)知識和做人的道理。閔老師每周都按時檢查我的設計工作，并給予認真、耐心的指導，這使我更明確了畢業(yè)設計的思路，從而使畢業(yè)設計順利完成，并達到了預期的效果。謝謝！參考文獻[1] 中國機械工程學會焊接學會，焊接結構設計與制造（XV）[M].北京：機械工業(yè)出版社，：479497[2] （第3卷）：焊接結構[M].北京：機械工業(yè)出版社，：671676[3] [M].上海：上?？茖W技術出版社，：154169[4] [M].福州：福建科學技術出版社，：695696[5] [M].北京：機械工業(yè)出版社，：3741[6] [M].上海：上?？茖W技術出版社，：13641374[7] （基本原理）[M].北京：機械工業(yè)出版社，：7689[8] （金屬焊接性）[M].北京：機械工業(yè)出版社，：1732[9] 閔慶凱，[M].沈陽：遼寧科學技術出版社，：6465[10] 中國機械工程學會，李春勝，[M].北京：化學工業(yè)出版社，：84[11] GB150—[S].北京：中國標準出版社，2005.[12] JB4708—[S].昆明：云南科技出版社，2002.[13] JB/T4709—[S].昆明：云南科技出版社，2002.[14] [C].2005.[15] [C].[16] [J]. ，No 54 沈陽大學畢業(yè)設計（論文）