材料成型及控制工程(焊接)课程设计说明说-尾气回收塔外壳的焊接生产工艺设计

材料成型及控制工程(焊接)课程设计说明说-尾气回收塔外壳的焊接生产工艺设计内容摘要：

而且易产生夹渣等焊接缺陷，所以焊接线能量一般应以8～ 12kJ/cm 为宜。 ② 预热温度 预热主要希望它能降低马氏体转变时的冷却速度 ，通过马氏体 的自回 火作用来提高抗裂性能。 由于壳体厚度仅 8mm，所选用的钢板厚度为 8mm，所以不需要预热。 ③ 焊后热处理： 考虑到 WCF62 钢调质时的回火温度为 640～ 660℃ ，所以焊后退火处理 温度， 只能是 600℃ 左右。 在此温度范围内，焊缝 40℃ 冲击韧性是可以满足所规定的要求的。 4 工艺方案的选择 本次设计 的尾气回收塔壳体，其主体部分由封头、三段筒体和圆筒形裙座采用法兰连接组成，封头和筒体上连接有接管，接管与法兰连接。 由此可以确定其制造工艺方案如下： ，可采用锻、焊、机加工等手段，零件制造完成后，需要进行尺寸、质量等检验。 ，可以采用必要的装配夹具等。 装焊完成后，需要进行无损检验，可以采用射线探伤、磁粉探伤等。 ，需要按要求盛水试漏。 5 主要零件的加工制造 筒节的制造 筒节的制造工艺流程如下： 1. 钢板复检： 对钢板进行复检，内容包括钢的化学成分、各种力学性能、表材料成型及控制工程（焊接） 课程设计说明书 第 11 页 共 26 页 面缺陷及外形尺寸（主要是厚度）的检验。 一般采用抽检法，抽检的百分比 15%。 ：复检合格后对钢板进行矫正，原理如图 51 所示。 矫正 后对钢板 图 51 七辊矫平机 矫正原理 进行喷丸、喷漆等表面处理。 原理： 将淬硬钢丸 (一般应用锰钢丸 ,直径为 ,硬度为 HRC4750),以压缩空气喷出 或离心式喷丸机借离心力甩到金属表面 , 利用钢丸对金属表面的冲击作用使零件表面硬化。 钢丸冲击金属表面 :第一使零件表面生成 深的硬化层 , 增加零件表面对塑性变形和断裂的抵抗能力 ,并使表层产生压应力 ,提高其疲劳强度。 第二使零件表面上的缺陷和由于机械加工所带来的损伤减少 , 从而降低应力集中。 ： 划线前应展开，可采用计算展开法。 具体展开公式如下： L=π（ Dg+δ） +S 式中 L筒节毛坯展开长度（ mm） Dg容器公称直 径（ mm） δ 容器壁厚（ mm） S加工余量（包括切割余量、刨边余量和焊接收缩量等）（ mm），如两侧均需刨边，则取 10～ 15mm。 筒体展开后，其实就是一块矩形金属板。 毛坯宽度为筒节的长度，其大小取决于原材料的宽度和容器上焊缝的分布情况（焊缝不允许十字交叉）。 注意，毛坯实际宽度也要包括加工余量 S。 经查阅资料及计算，如图 52 所示，取划线尺寸为 2547 2158（长度宽度）的坯料。 材料成型及控制工程（焊接） 课程设计说明书 第 12 页 共 26 页 图 52 下料尺寸示意图 ：采用 QH11 剪板机下料。 ：采用刨边机进行钢板的直线边缘加工和开坡口，加工精度高，坡口尺寸准确。 坡口型式及加工尺寸如图 22所示。 ：采用对称式三辊卷板机来卷制钢板。 （ 1）预弯 采用对称式三辊卷板机弯卷钢板时，钢板两端各有一平直段无法弯卷。 为使钢板都能弯曲成同一曲率，在卷板前要先将其两端弯曲成所需要的曲率，称为预弯。 本次设计利用压力机预弯。 受模具长度限制，板料的压弯需逐段进行，且在压制过程中需要随时用样板检查曲率半径的大小，以保证成形尺寸满足要求。 如 图53 所示。 图 53 利用 压弯机预弯 （ 2） 对中 板料预弯后，放入卷板机上下辊之间进行辊卷前必须使板料的母材与辊的轴线平行，使板料的纵向中心线与辊的轴线保持相互垂直，即对中，其目的是防止钢板在滚卷过程中产生扭斜变形。 （ 3）卷圆 钢板对中后，即可用上辊压住板料并使之产生一定弯曲，开动机床进行滚卷。 材料成型及控制工程（焊接） 课程设计说明书 第 13 页 共 26 页 每滚卷一次行程，便适当下调上辊一次，这样经过多次滚卷就可将板料弯曲成所要求的曲率。 在滚卷过程中要注意：随时用卡样板测量，看是否达到曲率要求，不可过卷量太多，因为过卷要比曲率不足难以修正，且易使金属性能变坏。 在冷卷时要考虑到回弹的影响，必须施加一定的过卷量。 当卷制达到曲率要求时，还应在此曲率下多卷几次，以使其变形均匀和释放内应力，减少回弹。 WCF62 钢回弹量较大，需要在最终成形之前进行一次退火。 卷板机辊子的位置关系如图 54所示。 图 54 三辊卷板机辊子的位置关系 7．纵缝装焊： 筒节的装配一般在 V 形铁或焊接滚轮上进行。 带Ⅱ铁的螺旋压紧器 和斜楔式压紧器可以防止错边， 螺旋拉紧器 可以调整间隙。 如图 55所示。 a． 带Ⅱ铁的螺旋压紧器 b． 螺旋拉紧器 C． 斜楔式压紧器 图 55 辅助夹具 材料成型及控制工程（焊接） 课程设计说明书 第 14 页 共 26 页 通过采用夹具保证纵缝边缘齐整，且沿着整个长度方向上间隙均匀一致后，可进行定位焊。 定位焊时，焊点要有一定尺寸，且焊点间距 300mm。 筒节纵缝采用 CO2 气体保护焊焊接， 坡口形式与尺寸见图 22，采用 NBC160 CO2 半自动焊机，其焊接工艺参数见表 51： 表 51 筒节纵缝焊接工艺参数 板厚/mm 坡口 形式 气体流量 L/min 焊丝直径/mm 焊接电流 /A 焊接电压 /V 焊 丝 焊接速度 m/h 电流极性 8 Y 型 23～ 25 140 ～160 18～ 20 H08Mn2MoA 22 直流反接 焊后退火温度： 600℃ 左右 其焊接工艺卡见附录一。 8．矫圆：焊接结束后，在卷板机上进行矫圆，大致可分三个步骤。 （ 1） 工件放入卷板机上辊之后，根据计算，将上辊调至所需要的最大矫正曲率的位置进行加载。 （ 2）使工件在矫正曲率下多次滚卷，并着重于焊缝区的矫正，使圆筒曲率均匀一致。 经测量，直到合乎要求为止。 （ 3）逐渐卸除载荷，并使工件在逐渐卸除载荷的过程中多次滚卷。 9．无损检验：焊缝进行 X 射线局部无损探伤，探伤长度分别不少于纵环焊缝长度的 10%，质量评定按 《焊缝射线探伤标准》达到Ⅱ级为合格。 10．制孔：须在筒体上开 1 个Ф 50mm 的孔。 先要进行划线、打标记来确定孔中心的位置。 将筒节置于 V 形铁上固定， 在筒体上已标记的孔中心位置分别沿筒体径向和周向划出接管的尺寸和位置线。 仔细检查核对孔的大小、方位后开孔，选用型号为 Z3080 摇臂钻床钻出。 标准椭圆形封头的制造 按 JB/T 47462020《钢制 压力容器用封头 》 ，标准椭圆形封头由半个椭球和一个高度为 h 的圆柱形短节（封头直边部分）构成，如图 56 所示。 其型式参数关系为： 材料成型及控制工程（焊接） 课程设计说明书 第 15 页 共 26 页 Di＝ 4（ Hh） DN＝ Di 图 56 椭圆形封头 封头 外形尺寸如下： 公称直径： DN＝ 800mm 封头壁厚：δ a＝ 8mm 直边高度： h＝ 63mm 封头总深度： H＝ 263mm 封头制造工艺如下： ： 复检材料成分、规格、牌号。 ：矫正，喷丸处理。 ：椭圆形封头毛坯尺寸的计算： 222 )(41)(22 babaP   式中： P— 封头椭圆部分的半周长 a。