材料成型及控制工程课程设计-----18mnmonbr分离器焊接生产工艺设计

材料成型及控制工程课程设计-----18mnmonbr分离器焊接生产工艺设计内容摘要：

热温度不小于 150℃ ，焊后消除应力温度正火 950980℃ ，回火 600650℃。 表 28 18MnMoNbR电渣焊工艺参数 接头形式 焊 丝 直径（ mm）焊接电流(A) 焊 接电压 (V) 焊接速度（ m/h） 焊丝 +焊剂 联系 Q709604208 获取 +根数 V 3+2 450550 4042 100120 H10Mn2NiMo/H10Mn2MoA+HJ431/HJ360 CO2 气体保护焊 在用 CO2 气体保护焊进行焊接时，采用直流反接法，焊丝伸出长度为1014mm。 表 29 18MnMoNbR CO2气体保护焊工艺参数 焊接 焊丝直径（ mm） 焊接电流(A) 焊 接 电压 (V) 焊接速度（ m/h） 保护气体 气体流量（ L/min） 预热温度 ℃ 多道焊 280340 3032 1824 CO2 1018 不预热或小于100 综合以上几种焊接方法可知，对于 18MnMoNiR 正火钢来说，以上几种方法都可使用，但考虑到其经济性及操作等其他方面的因素，采用 CO2气体保护焊比较好， CO2 气体保护焊具有操作方便，生产率高，焊接热输入小，热影响区窄等优点，且适合于焊接不同位置的正火钢。 焊接接头的力学性能 焊缝金属及热影响区的力学性能是影响接头使用性能的基本性能，而其强度和韧性又是关键的考核要素。 根据材料成分及其厚度，结构等各个要点可知，再次构建中主要有对接接头和角接接头，破口形式主要为 V 型破口。 表 210 18MnMoNbR焊接接头的力学性能 钢种 焊接工艺 焊缝金属性能 过热区AKV(J/cm2) б b б δ 5 AKV(J/cm2) 联系 Q709604208 获取 (Mpa) (Mpa) （ %） 18MnMoNbR 焊条电弧焊 焊态 700760 590630 1921 5862 18200 130160 100140 600650℃保温4h,空冷 680720 560610 2123 7375 230260 160190 120160 埋弧焊 焊态 700780 580690 1920 5154 150180 120140 100140 600650℃保温4h,空冷 680760 550620 2125 58 68 210 220 160180 150170 3 焊接性试验 母材的性能实验 斜 Y 形坡口焊接裂纹试验法 ： 此实验 主要用于评定碳钢和低合金高强钢焊接热影响区对冷裂纹的敏感性。 因为 18MnMoNbR 正火钢 是低合金钢的一种，故此种试验方法对正火钢同样适用。 实际 的形状及尺寸如图 31 和图 32。 其坡口经机械加工，试验所用焊条 应严格烘干。 焊接工艺参数为： 焊条直径 4mm，焊接电流 170177。 10A，电弧电压 24177。 2V，焊接速度 150177。 10mm/min。 图 31 坡口形式 联系 Q709604208 获取 图 32 斜 Y形坡口 焊接裂纹实验用试件 尺寸 拘束焊缝为双面焊接，应事先焊好，注意防止角变形和未焊透。 试验焊缝采用自动送进焊条电弧焊。 如图 33： 图 33 电弧焊焊接 试验焊缝可在各种不同温度下施焊，焊后静置 24h在检测和解剖。 检测裂纹可用肉眼和放大镜来观察焊接接头的表面和断面上是否存在裂纹，并用下述方法分别计算出表 面裂纹率、根部裂纹率、和断面裂纹率。 表面裂纹率： 表面裂纹率 形状如图 34： 联系 Q709604208 获取 图 34 表面裂纹 Cf =∑ lf /L 100% 式中 Cf — 表面裂纹率（ %） ； ∑ lf — 表面裂纹长度之和（ mm） ； L — 实验焊缝长度（ mm）。 根部裂纹率： 根部裂纹率 形状如图 35。 试样先经着色检验，然后拉断。 Cr =∑ lr/L 100% 式中 Cr— 根部裂纹率（ %） ； ∑ lr — 根部裂纹长度之和（ mm）。 图 35 根部裂纹 断面裂纹率： 图 36 断面裂纹 断面裂纹率 如图 36， 在试验焊缝上切下 4～ 6 块试片，检查 5个断面上的裂纹深度。 Cs=∑ Hs/∑ H 100% 式中 Cs — 断面裂纹率（ %） ； ∑ Hs— 5个断面上的裂纹深度之和 (mm)； ∑ H — 5个断面焊缝最小厚度之和（ mm）。 就低合金钢而言由于这种接头形式的刚度极大，所以，一般认为表面裂纹率小于联系 Q709604208 获取 20%，用于生产就是安全的，但不应有根部裂纹。 焊接工艺评定试验 对接焊缝试件的试验 对接焊缝试件的检验项目包括：外观检查、无损探伤和力学性能试验。 力学性能试验的项目包括有：弯曲（背弯、侧弯）、拉伸和冲击。 板材取样见图 37。 图 37 板材对接焊缝试件取样位置 冲击试验 由于对低温钢的性能要求，首先是要保证在使用温度下具有足够的缺口冲击韧性，从断裂力学的观点出发，首先要求材料在使用温度下具有足够的抗脆性启裂能力。 步骤有： ①试样制备：以 10mmX10mmX55mm 带有 V 形缺口的 试样为标准试样，试样尺寸如下图 41。 试样缺口底部应光滑 ,不得有与缺口轴线平行的明显划痕，试样缺口底部粗糙度应低与 微米。 试样采用机械价格或磨削方法制备，应防止加工表面的应变，硬化或材料过热。 试样的标记不应影响支座对试样的支撑，也不得使缺口哟肉眼可见的气孔，夹杂，裂纹等缺陷，如有缺陷则不能作为试样。 ②实验过程：熔焊和压焊对接接头的低温冲击试验可按 GB415984《金属低温夏比冲击试验方法》进行，以测定接头焊缝，熔合线和热影响区冲击吸收功 .试验时，将试样 置于低温槽的均温区冷却到试验温度后，保温足够长的一段时间，联系 Q709604208 获取 然后用手钳将试样取出进行冲击试验。 使用液体冷却介质，保温时间不得少于5min；使用气体介质，保温时间不得少于 15min。 试样移出冷却介质至打断的时间不应超过 5s，如超过 5s 则应将试样放回冷却介质重新冷却，保温，再进行试验。 ③实验结果：试验要求应符合 GB415984《金属低温夏比冲击试验方法》的规定，根据所使用技术条件的要求，试验结果可用冲击吸收功，也可以用冲击韧性表示。 然后根据相应的标准或产品技术条件对实验结果进行评定。 拉伸试验 标准： 对接接头拉伸试验 （如图 38） 的抗拉强度不得低于母材的最低规定值，异种钢接头强度大于较低母材的最低规定值或产品设计技术条件规定值。 弯曲芯棒直径为 4mm，弯曲角 180176。 ；试样弯曲到 180176。 后，在焊缝和热影响区上不得有长度大于 的裂口，试样棱角处的开裂，只要不属夹渣或内部缺陷引起，则不予考虑。 图 38 拉伸试样 角焊缝试件的试验 角焊缝试件 (试样如图 3图 310)检验项目，包括金相宏观检验和断口检验。 A、方法：金相宏观检验取 1个试样，断口取 2 个试样。 B、 标准： 宏观检 验试样不得有肉眼可见的未熔合和裂纹。 断口试验试件在折断面上各缺陷长度之和不得超过受检焊缝长度的 30％。 联系 Q709604208 获取 图 39 板材组合焊缝试件及试样 图 310 管与板角焊缝试件及试样 联系 Q709604208 获取 4 零件的制造 筒体的制造 首先要计算筒体的长、宽，按 公式 41 计算： L＝ π Dm－ Δ l （ 41） ＝ π （ Di＋ S）－ Δ l 式中 ： L—— 筒节展开长（ mm） ； Dm—— 筒节平均直径（ mm） ； Di—— 筒节内径（ mm） ； S—— 板厚（ mm） ； Δ l—— 钢板伸长量 ： Δ l ＝ (～ ) π DmS／ Di ＝ 910 10/900 ＝ L =π（ Di＋ S）－ Δ l =(900＋ 10)π － ＝ 2854mm 表 41 筒体的制作工艺 备料工步 正步内容 设备 备注 1 选材 2020 2020 10板料两块 2 切割，钢板四周板厚不均匀应割边 50mm 半自动气切割 3 开坡口，在板四周厚度方向开 V型坡口 刨边机 4 预弯板材两端 压力机 5 卷弯 三辊卷板机 6 装配，定位焊 BX3615 引弧板 7 筒体纵焊 CO2气体保护焊 在剪切时上剪刀倾斜角容许切厚度 10mm，则上剪刀与床面的倾斜角为 5 度，且对于零件尺寸大于 10001600mm 时，零件公差为（ =）。 对于厚度为 10mm的 18MnMoNiR 来说其切割时的尺寸参数表 42。 联系 Q709604208 获取 表 42 18MnMoNiR切割尺寸参数 板厚（ mm） 喷嘴直径（ mm） 氧气压力（ MPa） 切断速度（ mm/min） 气体消耗量（ m3/h） 热影响区宽度（ mm） O2 乙炔 10 480660 小于 坡口形式如下图 41： 图 41 对接 V形坡口 在组装筒体筒节时， 板材之间的对接 如图 42： 图 42 对接图样 其焊接参数如表 43： 表 43 筒体焊接时的焊接参数。