材料成型及控制工程课程设计-----14mnnb分离器焊接生产工艺设计

材料成型及控制工程课程设计-----14mnnb分离器焊接生产工艺设计内容摘要：

程序： ① 加工好的试棒，要用工具放大镜或其他仪器进行尺寸精度检查，重点是缺口尖端圆角 R是否合格。 ② 将插销试棒按要求插入底板相应的孔中，并装在试验装置上，试棒的顶端正好于底板上表面平齐，底板初始温度为室温或规定的预热温度。 ③ 用选定的焊接输入进行堆 焊（垂直底板纵向，并通过插销顶端中心），焊道长度100150mm。 ④ 为获得焊接热循环有关参数（1510058 , ttt等），应事先将热电偶旱在底板焊道下的盲孔中，其深度应与插销试棒的缺口处一致，测点最高温度不低于 1100℃。 ⑤ 当焊道冷至 150100℃时，给试棒逐渐加载，规定载荷应在 1min 内加载完毕，此时试棒的温度不应低于 100℃。 如有预热时，应高出预热温度之前加载完毕，再后热前达到规定载荷。 ⑥ 载荷保持 16h 或 24h 后卸载，若试棒未断，而采用“断裂准则”，应增加载荷重复上述试验，直至试棒发生断裂，然后降低约 10Mpa 的载荷，而试棒未发生断裂，此值即为“断裂准则”的“临界应力”。 （ 3）焊接再热裂纹敏感性实验方法：斜 Y形坡口再热裂纹试验法，所用的试件形状和尺寸与冷裂纹试验完全相同，试验的程序和要求也基本与冷裂纹试验一样，只是为防止冷裂纹，应在焊前预热，焊后经检查无裂纹后再进行消除应力处理，处理的工艺参数一般为 500700℃ ,2 小时然后进行裂纹检测，以裂与不裂为标准。 （ 4）层状撕裂 实验法： Z 向拉伸实验法，利用钢板厚度方向（即 Z 方向）的断面收缩率来评定钢材的层状撕裂敏感性。 试件的制取及其形状尺寸见图 ，对试件进行试拉试验，得中北大学课程设计说明书 第 1 页 共 25 页 出 Z向断面收缩率作为层状撕裂的评定指标。 标准见表 23. 图 23 Z 向拉伸试验 表 23 抗层状撕裂标准分类 级 别 含硫量 % Z 向断面收缩率 % 备 注 ZA 级 ZB 级 ZC 级 ZD 级 ≤ ≤ ≤ ≤ 未规定 ≧ 15— 20 ≤ 25 ≤ 30 一般应 ≧ 15% 一般 良好 优异 2） 使用焊接性能实验： （ 1）焊接接头力学性能实验： 1）拉伸实验，主要目的是测定焊缝或焊接接头的强度和塑性且可发现断口上的某些缺陷，如夹扎物、未焊透或白点等。 2）焊接接头弯曲实验，目的是测定焊接接头的塑性和致密性，同时反映出焊接接头各区域的塑性差别，暴露焊接缺陷和考核熔合区的质量，弯曲实验分面弯、背弯和恻弯三种，也可将试样弯至规定弯曲角度后检查有无裂纹， 以评定接头区域的韧性。 3）冲击实验，用于测定接头的冲击韧度和缺口敏感性，是评定材料断裂韧度和冷作时效敏感性的指标之一，冲击实验分 U 型缺口和 V 型缺口冲击实验。 （ 2）焊接接头抗脆断性能实验 ： 1）韧脆转变温度的确定，随实验温度的降低，金属材料由韧性状态过度到脆性的温度称韧脆转变温度，将 V型缺口冲击试样冷却到不同温度进行系列冲击实验可确定韧脆中北大学课程设计说明书 第 1 页 共 25 页 转变温度。 2）焊接接头断裂韧度实验，金属材料在弹性加载下发生的破坏一般为脆性断裂，断裂韧度是表示材料阻止脆性断裂的性能，常用的断裂韧度参数有 KIC、 COD 等。 3）焊 接接头疲劳实验，试验方法有旋转弯曲试验法和轴向疲劳试验法，并分为高周疲劳和低周疲劳，疲劳实验是采用一定的应力循环特性的载荷进行多次反复加载试验，测得使试样破坏所需的加载循环次数 N，将破坏应力与 N 绘成疲劳曲线，可获得不同循环下的疲劳强度及疲劳极限。 2 .5 焊接工艺评定： （ 1）焊接工艺评定用试件： a、对接焊缝试件及坡口形式、尺寸如图 24所示： 图 24 对接焊缝试件 中北大学课程设计说明书 第 1 页 共 25 页 b、角焊缝试件，尺寸如图 25 所示，板材角焊缝试件尺寸 如表 24 所示： 图 25 角焊缝试件 表 24 板材角焊缝试件尺寸： /mm 注：焊角高为 T2 （ 2）试样的截取及数量： 1）对接焊缝试样，对接接头力学性能试验有拉伸、弯曲、冲击三项试验。 a、拉伸试样按图 26 所示形状制作： 图 26 拉伸试件 翼板厚度 T1 腹板厚度 T2 ≦ 3 T1 ＞ 3 ≦ T1但不小于 3 中北大学课程设计说明书 第 1 页 共 25 页 b、 横向弯曲试样如图 27所示： 图 27横向弯曲试样 纵向弯曲试样如图 28 所示： 图 28纵向弯曲试样 侧向弯曲试样如图 29 所示： 图 29侧向弯曲试样 焊逢上的余高或垫板应用机械法去除 ,试件受拉伸表面平齐 ,尽可能的保留焊缝两侧中至少一侧的母材是原始表面。 2）角焊缝试件 : a、角焊缝试件只作外观检查和金相检验 ,取 4 个试样 ,焊缝的起始和终止位置应位于焊缝的中部 ,每一个试样取一个面进行金相检验。 b、对角焊缝进行外观检查 ,其表面不得有裂纹 ,未熔合缺陷 .然后取样 ,并对试样受检面进行机械加工的磨光 ,直至清晰的分辨出焊缝和热影响区。 c、宏观金相试验合格的标准是焊缝根部应焊透 ,焊缝金属和热影响区不得有裂纹和未熔合 ,角焊缝两焊脚高之差不宜大于 3mm。 中北大学课程设计说明书 第 1 页 共 25 页 （ 3）检验和合格标准： 1）拉伸试验，应按 GB/T2281987 规定的程序对拉伸试样进行拉伸强度试验，合格标准为： a、试样母材为同种钢号时，每个试样的抗拉强度应不低于母材钢号标准值的下限。 b、试样母材为两种钢号时，每个试样的抗拉强度应不低于两种钢号标准值 下限的较小值。 c、当采用两片或多片试件时，每片时样的抗拉强度都应符合上述规定。 单片试样如果断在焊缝或熔合线以外的母材上，其最低值不得低于母材钢号标准值下限的 95%。 2）弯曲试验，应按 GB/T2321988 规定的程序对弯曲试样进行弯曲试验，试验市时，应将焊缝的中心轴线对准弯轴轴线，使焊缝和热影响区都在试样的受弯部分，横向和纵向面弯时，应将焊缝的正面对着弯横间距放置，使其弯曲时受拉，背弯时，则使焊缝的背面受拉，侧弯时，发现表面有焊接缺陷，应将缺陷较大的侧面为弯曲试样的受拉面。 合格标准按 JB47082020 的规定。 中北大学课程设计说明书 第 1 页 共 25 页 ： 筒体的加工制造： （ 1） 放样、划线：包括展开、放样、划线、打标记等环节，筒节的划线是在钢板上划出展开图，当在普通三辊卷扳机上弯卷时，几乎是纯弯曲作用，可不考虑钢板弯卷时的伸长量。 筒节展开长按： L=π Dm=π（ Di+S）计算， 其中： L—— 筒节展开长 mm Di—— 筒节内径 mm Dm—— 筒节平 均直径 mm S—— 板厚 mm (2)下料切割：采用数控等离子弧切割机切割下料。 （ 3）筒节卷制：大部分化工容器的筒节都是用板料在卷扳机上卷制的。 1）卷扳机的种类：按辊子数目卷扳机分三辊和四辊两种，但因辊子的布置和移动方式不同又可分多种形式，常用对称三辊卷扳机。 2）筒节卷制过程： a、预弯，筒节的板端常在压力机上预弯，也可在三辊卷扳机上加垫板预弯。 b、卷筒，板料入辊时要保证筒节的母线于辊轴的轴线相平行，卷制大直径的筒节时，若伸出辊子外边 的弧段较大，需用吊车将伸出的弧段吊起。 c、筒节纵缝组焊，一些刚度大的筒节可直接在卷扳机上定位焊后卸下。 d、矫圆，纵缝焊接后应对筒节矫圆，在卷扳机上进行。 3）筒节的基本成型工序为：用矫正机进行矫正 采用机械和化学的方法对板材进行表面处理 画线、放样 用等离子弧进行切割 对坡口按图进行机械加工 预弯板材两端 用三轴辊弯机卷弯板材 装焊纵焊缝 对焊缝进行检验 用头尾架式翻转机装配（保证两节筒的同轴度 ） 施行定位焊固定 装配完成对环焊缝进行焊接 对焊缝进行检验 割余量 筒身 中北大学课程设计说明书 第 1 页 共 25 页 封头的加工制造： 椭圆形封头如图 31 所示： 图 31椭圆形封头 椭圆。