立式储油罐工艺设计课程设计论文(编辑修改稿)

立式储油罐工艺设计课程设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

焊来说，焊接层数可以根据计算公式来计算焊接层数 n。 dSn )~(1 () 式中 n — 焊接层数 d — 焊条直径 S1— 坡口深度 根据上式可以计算的本次焊接采用焊接层数为： 3 层。 对于埋弧焊来讲，埋弧焊是在焊剂覆盖的作用下进行焊接，若果采用多层焊，焊接就会很费功夫，一般都是调节电压和电流来满足一次焊道成型。 因此焊接层工件厚度/mm 焊丝直径/mm 焊接顺序 焊接电流 /A 电弧电压 /V 焊接速度/ 6 4 正 380~420 30 58 反 430~470 30 55 沈阳理工大学课程设计论文 10 数就只有一层。 但是也可以进行双面焊接，这样对工件能够操作的要求就要相对高些。 选择合适的焊接工艺参数，对提高焊接质量和提高生产效 率是很重要 .焊接工艺参数 (焊接规范 )是指焊接时 ,为保证焊接质量而选定的诸多物理量 . 典型的有焊接电流、焊接电压（通常用电弧长）、焊接速度、电源种类极性、坡口形式等等。 对于不同的焊接方法，又有着不同的焊接参数，如焊条电弧焊焊条直径，钨极氩弧焊中钨极直径，埋弧焊中焊丝直径等等。 此外焊接参数还有焊接速度，负载持续率等。 焊接速度的选择 焊条电弧焊时，焊接速度是指焊条相对于焊件的直线运动速度，由焊工手工操作掌握。 合适的焊接速度主要取决于焊条的熔化速度、所要求的焊缝尺寸、接缝的装配间隙和焊接位置等。 焊接速度 对焊缝的外观有直接的影响。 焊接速度太快，可能使焊道成型不良，容易引起未焊透和夹渣等缺陷。 焊接速度太慢，会导致焊瘤、溢流、甚至烧穿等缺陷的形成。 此外，焊接速度对焊缝及热影响区的金相组织和性能也有一定的影响。 在高强钢和不锈钢的焊接时，为了避免焊接热影响区性能的恶化或耐蚀性的降低，通常都要采用焊速较高的窄焊道技术。 在这个情况下，焊接速度应保证熔池直径约为所用焊条直径的 2~3 倍。 埋弧焊焊接速度，焊接速度决定了每单位焊缝长度上的热输入。 在其他参数不变的条件下，提高焊接速度，单位长度焊缝上的热输入和填充金属量减少，使 熔深、熔宽和余高都相应减少。 当焊接速度太快，会产生咬边和气孔等缺陷，焊道外形变差。 如果焊接速度太慢，可能引起烧穿。 如同时提高电弧电压，可能导致焊缝横截面呈蘑菇形。 在某些不利条件的共同作用下，可能导致焊缝金属中形成人字形热裂纹或液化裂纹。 因此，焊接速度应与所选定的焊接电流和电弧电压适当匹配。 根据《焊接工艺设计与实例分析》查得，如表。 埋弧焊焊接速度的选择 板厚 （ mm） 6 7 8 10 12 焊接 速度（ m/h） 38~40 36~38 34~36 32~34 30~32 沈阳理工大学课程设计论文 11 焊缝的布置及焊接接头坡口选择 焊缝布置 压力容器在拼装时，其焊缝的形式按其受力情况和所处位置大致分为五类： A 类焊缝：筒节的拼接纵焊缝、封头瓣片拼接、筒节与半球封头的环缝、嵌入式接管与圆筒封头的对接。 B 类焊缝：筒节的环焊缝、筒体与各类封头间的环焊缝、椎体大端与筒体的接缝。 C 类焊缝：法兰、平封头、管板与壳体、接管连接的焊 缝、内封头与筒体的搭接填角焊缝以及多层包括压力容器层板纵向焊缝。 D 类焊缝 :接管、人孔、凸缘等与壳体连接的焊缝 [8]。 焊接结构中焊缝的布置是否合理，对焊接接头质量和生产效率都有很大的影响。 焊接布置一般原则是：焊缝布置便于焊接操作，焊缝布置必须保证焊缝周围有供焊工操作和焊接装置设备的正常工作条件；埋弧焊时，要考虑存放焊剂，点焊与缝焊时，应考虑电极 方便操作；应尽量减少结构或焊接接头部位的应力集中和变形。 在保证结构的承载能力的条件下，应尽量减少焊缝的数量和焊缝尺寸；焊缝应尽量避开最大应力和应力集中的位置；避免过分密集焊缝和交叉焊缝，一面造成金属过热，加大热影响区，使组织恶化，一般两条焊缝的间距要大于三倍的板厚且不小于 100mm；焊缝布置应不影响机械切削加工表面，有些焊接构件的某些部位需先加工再焊接，则焊缝位置应尽量远离已加工表面，以避免或减少焊接应力与变形对已加工表面精度的影响；为了减少和避免大型构件的翻转使得焊接操作方便和保证焊接质量，焊缝应尽量放在 平焊位置，应尽量避免仰焊焊缝，减少横焊缝。 焊接接头坡口的选择 焊接接头的形式有对接接头、角接接头、 T 形接头和搭接接头等。 如下图、 、 所示 [9]。 沈阳理工大学课程设计论文 12 图 图 搭接接头形式 焊接接头的选择：主要根据焊接结构形式、焊件厚度、焊缝强度要求及施工条件等情况来选择。 图 T 形接头和角型接头 焊接接头的功能： 对接接头：受力均匀，在静载和动载作用下都具有很高的强度，且外形平整美观，是应用最多的接头形式。 但对焊前准备和装配要求较高；搭接接头：焊前准备简便，但受力时产生附加弯曲应力，降低了接头强度；角接接头：通常只起连接作用，只能用来传递工作载荷； T 形接头：广泛采用在空间类焊件上，具有较高的强度，如船体结构中约 70％的焊缝采用了 T 形接头。 根据设计 和 工艺需要，在焊件的待焊部位加工的一定几何形状和尺寸的斜面或沟槽称为破口。 开焊接坡口的目的就是为了能够使两个被焊件接头处焊透且熔合良好。 坡口的作用是使厚度较大的焊件能够焊 透，常将金属材料边缘加工成一定形状的坡口，并且坡口能起到调节母材金属和填充金属比例即调整焊缝成分的作用。 焊接接头处有了坡口，就能使焊接材料 (焊条或焊丝 )到达应有的位置，在一定的焊接规范下将母材熔透，并能使两侧的母材良好地熔合在一起。 沈阳理工大学课程设计论文 13 为了焊透和熔合良好，选择坡口时除应考虑被焊工件的厚度、焊接方法、焊接位置和焊接工艺的影响，保证焊材的可达性，还应考虑以下几项因素： 1)填充材料使用最少。 例如，当同厚度平板对接时，采用双面 v 形坡口比单面 v 形坡口要省材料，选用双 U 形坡 l∶ 1 更省材料。 2)坡 H 加工容易 ，成本低。 例如， V 形、双 V 形坡口可用气割加工， U形坡口一般要经机械加工或碳弧气刨后打磨表面。 3)有利于控制焊接变形。 例如，采用单面 v 形坡口比双面 v 形坡口要小，单边 U 形坡口变形更小。 当然，这些因素要综合考虑，在保证焊透、熔合良好和变形最小的前提下，尽量方便焊接施工，提高效率，降低成本。 本储罐设计选择的焊接接头形式，在不同的焊接位置焊接接头不同。 罐底的中腹板与中腹板采用对接形式焊接，并有垫板且不开坡口，焊接方法为埋弧焊；中腹板与边缘板之间采用对接形式焊接，有垫板也不开坡口，焊接方法为埋弧焊；罐壁底板 与罐底边缘板采用 T 形焊缝焊接，不开坡口，焊接方法为埋弧焊。 罐壁的纵焊缝采用对接形式焊接，开 Y 形坡口，采用焊条电弧焊；罐壁层与层之间的环焊缝，采用对接形式焊接，开 K 形斜坡口，采用焊条电弧焊；罐壁人孔类接管焊接采用角焊形式，开坡口，采用焊条电弧焊；罐壁顶层与罐顶焊接，采用角钢连接搭接形式焊接，不开坡口，采用焊条电弧焊。 罐顶的扇形板与扇形板之间采用对接形式，不开坡口，采用埋弧焊加手工电弧焊；罐顶中心板与扇形板采用搭接形式焊接，不开坡口，采用焊条电弧焊；罐顶通气孔接管焊接采用角焊形式，开坡口，采用焊条电弧焊。 焊接耗材与生产设备 焊接材料的估算公式如下： W=Aρ L 1/η () 式中 W—— 焊接材料需求量； A—— 焊接焊缝截面积； ρ —— 焊接材料的密度； L—— 焊道长度； 沈阳理工大学课程设计论文 14 η —— 熔敷效率。 表 焊材密度ρ 焊接材料 碳钢 铬镍不锈钢 铬镍钴不锈钢 铬及镍合金 焊材密度 表 不同焊条熔敷效率η 焊条 手工焊条 TIG/MIG/MIG 药芯焊丝 埋弧焊丝 熔敷效率 55% 95% 85% 99% 截面积 A 的计算，是根据焊接的形式不同来确定的，这里主要有两种形式：对接形式和角焊形式。 其计算公式为： A=(gt)+(tf)2tanθ/2 () 截面积 A 的示意图 如右。 其计算公式为： A=ab/2 图 截面积 A 生产设备主要包括下料的设备，加工的板材的设备，焊接设备等。 根据《焊接手册 1 焊接方法与设备》选用的焊接加工设备切割机、卷板机，手工电弧焊机和埋弧焊机。 本次设计选用的切割机为 LASERTEX4830 型激光切。