《钢结构设备焊接工艺及制造工艺装备设计(二甲基亚砜储槽)焊接技术专业毕业设计论文.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《钢结构设备焊接工艺及制造工艺装备设计(二甲基亚砜储槽)焊接技术专业毕业设计论文.pdf（75页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、1目录毕业设计说明书.10、引言.21.压力容器概述.22.卧式储罐简介.2一、二甲基亚砜储罐的设计及材料计划.31.设计依据.32.产品介绍.43.材料计划.53.1 材料采购.53.2 材料的初检验收.63.3 材料的保管.6二、OCr18Ni9 的焊接性分析及防止缺陷措施.71.材料化学成分及性能分析.72.焊缝中易出现的的问题及预防措施.72.1 奥氏体不锈钢的晶间腐蚀.72.2 应力腐蚀裂纹.82.3 焊接接头的热裂纹问题.82.4 杂质元素的影响.93.0Cr18Ni9 焊接处理及焊接缺陷的防止.93.1 焊前准备.93.2 焊后处理.93.3 焊接缺陷的防止措施.94.焊接方法的
2、选用.104.1 埋弧焊.104.2 氩弧焊.114.3 焊条电弧焊.125.焊接材料的选择.12三、0Cr18Ni9 钢板的焊接工艺评定.121.焊接工艺评定指导书.122.试板的制作及评定.152.1 钢材料标准规定编制依据.162.2 试板制备工艺主要工序.163.焊接工艺评定报告.19四、二甲基亚砜储槽制作工艺过程.231.焊缝分布.241.1 焊接接头分类.241.2 焊缝分布图.242.二甲基亚砜储槽工艺流程图.243.二甲基亚砜储槽零部件的制作.253.1 筒体的制造.263.2 封头的制造.273.3 接管的制造及与法兰的装配焊接.293.4 人孔的制造.3023.5 鞍座的制
3、造.32五、二甲基亚砜储槽装配工艺过程.331.筒体与封头的装配与焊接.342.筒体与接管的装配与焊接.343.筒体与人孔的装配与焊接.364.接管与封头的装配与焊接.365.鞍座的装配与焊接.37六、成品检验.38七、水压试验和酸洗钝化.391.水压试验.401.1 水压试验的目的.401.2 水压试验前准备工作.401.3 水压试验要求.401.4 水压试验步骤.402.酸洗钝化.412.1 必要性分析.412.2 酸洗钝化原理.412.3 二甲基亚砜储槽的酸洗钝化处理.42八、设计总结.44九、参考文献.45十、致谢.46十一、附录.48焊接工艺规程卡.49焊接工艺卡.51制造工艺过程卡
4、.58装配工艺过程卡.671毕业设计说明书毕业设计说明书二甲基亚砜储罐为类压力容器，本设计主要内容为二甲基亚砜储罐的工装设计和制作工艺。下文在分析 0Cr18Ni9 的焊接性的基础上，详细制定了二甲基亚砜储槽的制作工艺和装配工艺。0Cr18Ni9 钢(AISI304)是奥氏体不锈钢，由于此钢具有奥氏体结构，它不可能通过热处理手段予以强化，只能采用冷变形方式达到提高强度的目的。钢的奥氏体结构赋予了它的良好冷、热加工性能、无磁性和好的低温性能。0Cr18Ni9 钢薄截面尺寸的焊接件具有足够的耐晶间腐蚀能力，在氧化性酸(HNO3)中具有优良的耐蚀性，在碱溶液和大部分有机酸和无机酸中以及大气、水、蒸汽
5、中耐蚀性亦佳。0Cr18Ni9 钢的良好性能，使其成为应用量最大、使用范围最广的不锈钢牌号，此钢适于制造深冲成型的部件以及输送腐蚀介质管道、容器，结构件等，0Cr18Ni9 亦可用于制造无磁、低温设备和部件。在这篇论文中我会通过一个焊接性试验来探讨 0cr18ni9 的各项性能。我的这个试验就是规格为 5150400mm 的两块 0cr18ni9 板水平对接，焊接方法就是埋弧焊。针对这个试验做出完整的焊接工艺评定，并且根据评定要求对式样做相应的无损检验和力学性能的检验，从而来判定 0Cr18Ni9 的各项性能。20、引言、引言1.压力容器概述压力容器概述压力容器是一种承压设备，是在各种环境和介
6、质条件下工作的，一旦发生事故其破坏性是非常严重的，因此对压力容器的结构、压力容器所用材料、设计制造需要遵循的标准等方面都有一定的要求。压力容器种类繁多，形式多样，如换热器、塔器、反应器、储槽等，但其基本结构是一个密封的壳体，多由容器外壳和内件组成。容器外壳又有圆柱形筒体、球壳、椭球壳等；封头有球形封头，椭圆形封头、碟形封头、球冠形封头、锥形封头、平板等，再加上法兰、支座、接管、密封元件、安全附件等就构成了一台完整的设备。压力容器操作条件复杂，有真空容器，也有高压超高压设备和核能容器；温度也存在从低温到高温的较大范围，处理的介质大多具有腐蚀性，或易燃、易爆、有毒，甚至剧毒。这种多样性的操作特点给
7、压力容器从选材、制造、检验到使用、维护以致管理等诸多方面造成的复杂性，因此对压力容器的制造、现场组焊、检验等诸多环节提出了越来越高的要求。由于压力容器的大型化以及生产过程中的工艺条件越来越苛刻，导致对压力容器用钢的要求日益严格，因而促使材料技术的不断发展，在要求钢材强度越来越高的同时，还要求改善钢材的抗裂性和韧性指标。通过降低含碳量和增加微量合金元素来保证强度，同时通过提高冶炼技术以降低杂质来保证抗裂性和韧性。目前日本的冶炼技术已能使磷含量降低到 0.01%以下，硫含量降低到 0.002%以下。随着冶炼技术的不断发展，出现了大线能量下焊接性良好的钢板，且符合钢板的使用也越来越普遍。随着加氢工艺
8、技术，特别是煤加氢液化工艺的发展，Cr-Mo 钢的抗氢性能，抗蠕变性能，最高使用温度限制及抗拉强度已不能满足要求，因此近年来国外相继开发了新型的 Cr-Mo-V 抗氢钢。为在一些腐蚀环境中保证压力容器的安全使用，双相不锈钢、Ni 基不锈钢、哈氏合金等材料的应用越来越多。2.卧式储罐简介卧式储罐简介卧式储罐具有承受较高的正压和负压的能力，有利于减少油品的蒸发损耗，也减少了发生火灾的危险性。它可在机械，一成批制造，然后运往工地安装，便于搬运和拆迁，机动性较好。缺点是容量一般较小，用的数量多，占地面积大。它适用于小型分配油库、农村油库、城市加油站、部队野战油库或企业附属油库。在大型油库中也用来作为附
9、属油罐使用，如放空罐和计量罐等。卧式储罐是指在正常工作状态时容器筒体水平放置的容器，主要由筒体、封头、人孔和鞍座以及各种接管组成组成。如图 0-1 所示。3图 0-1 卧式容器示意图1-筒体2-封头3-接管4-人孔5-法兰6-鞍座焊制鞍座是由垫板、腹板、筋板和底板构成。一、二甲基亚砜储罐的设计及材料计划一、二甲基亚砜储罐的设计及材料计划1.设计依据设计依据该设备是存储二甲基亚砜的化学压力容器。二甲基亚砜是一种含硫的有机化合物，常压下为无色无臭的透明液体，具有吸湿性的可燃液体，即具有高温性，高沸点与水混溶的特性，能溶于乙醇，等大多数有机物，被称为“万能溶剂”。根据工艺总图可知，该设备是二甲基亚砜
10、储槽，其设计压力为常压，工作压力为常压，设计温度为常温，工作温度大于 180C，容器类别是一压力容器，主要受压元件材料是 0Cr1Ni9,设备净重为 590Kg,全容积是 2.0M3，直径是 1200MM。压力容器设计就是根据容器的用途和工艺条件来选择容器材料，确定容器结构和零部件的形式；确定容器壳体厚度以及各受压元件的尺寸；最后绘制施工总图和有关零部件图，因此压力容器设计是保证容器安全可靠运行的关键环节。42.产品介绍产品介绍二甲基亚砜储槽由筒体、封头、法兰、接管、人孔、鞍座组成。结构图如图 1-1 所示：图 1-1二甲基亚砜储槽结构图1-筒体2-封头3-接管4-人孔5-法兰6-鞍座（1）筒
11、体筒体是压力容器最主要的组成部分，与封头或端盖共同构成承压壳体，是储存物料或完成化学反应的压力空间。常见的是圆筒形筒体，其形状特点是轴对称，圆筒体是一个平滑的曲面，应力分布比较均匀，承载能力较高，且易于制造，便于内件的设置与装拆，因而获得广泛应用。（2）封头封头按形状可以分为三类，即凸形封头、锥形封头和平板封头。其中凸形封头应用最多，有半球形、碟新、椭圆形和无折边球形封头。本次设计为椭圆形封头。（3）接管为适应压力容器安全运行及工艺生产的需要而设置于封头（端盖）及筒体上，用于介质的进出、安全附件的安装等。（4）人孔根据容器的结构、介质等情况，设置人孔或手孔等检查孔，供容器定5期检验、检查或清除
12、污物用。按其形状分为圆形及椭圆形两种。本次设计采用圆形人孔。（5）法兰按照所连接的部件可分为容器法兰及管道法兰。容器法兰用于容器的端盖与筒体连接；管道法兰用于接管（管道）与管道之间的连接。法兰与法兰之间一般加密封元件，并用螺栓连接起来。本次设计为板式平焊法兰。（6）鞍座压力容器靠支座支承并固定在基础上。鞍座主要有鞍式支座、耳式支座等。本次设计为鞍式支座。3.材料计划材料计划3.1 材料采购材料采购焊接材料数量要根据材料的预算制作加工实际材料的消耗量，钢板的材料利用率是86%(封头的材料利用率是 78%，鞍座的材料利用率是 75%，接管的材料利用率是 70%。)，无缝钢管的材料利用率是 99%，
13、角钢的利用率是 95%，此材料计算公式及计划如下。0Cr18Ni9 钢的密度为=7930kg/m3,假设钢板长宽高（厚）分别为 a,b,h，则钢板的质量 m=v=abh;假设钢管外径为 R，内径为 r，长度为 h，则钢管质量 m=v=（R2-r2)h。筒体：m=v=abh=79303.7841.40.005=210kg封头：D=1200mm，H=25mm，r=D/2，C=0.760346，封头展开面积公式S=r(r+hC+2h)=3.140.6(0.6+0.330.76+20.33)=2.84m2V=0.0052.84=0.0142m3m=v=0.01427930=113kg件号 10 接管m
14、=v=(R2-r2)h=79303.14（0.0542-0.052）0.2=2.07kg件号 9接管m=v=(R2-r2)h=79303.14（0.04452-0.04052）0.2=1.692kg件号 5接管m=v=(R2-r2)h=79303.14（0.02852-0.0252）0.2=0.933kg件号 2接管m=v=(R2-r2)h=79303.14（0.01252-0.00952）0.3=0.493kg法兰为减少工作量、提高整体工作进度和降低设计制造难度，按法兰标准HG20592-97 在钢材市场采购。材料采购规格数量见表 1-1。表 1-1材料采购清单6序号材料名称规格单位 1数量
15、单位 2数量备注10Cr18Ni9 钢板=5Kg210m25.30筒体1132.84封头20Cr18Ni9 钢板=3Kg53m2人孔30Cr18Ni9 无缝钢管894Kg4.14mm400件号 10 接管40Cr18Ni9 无缝钢管1084Kg1.692mm200件号9接管50Cr18Ni9 无缝钢管573.5Kg1.866mm400件号5接管60Cr18Ni9 无缝钢管253Kg0.986mm600件号2接管70Cr18Ni9/Q235Kg172m2鞍座8法兰标准HG20592-97PL100-1.0RFKg22.68m222 个9PL80-1.0RFKg8.75m211 个10PL50-1
16、.0RFKg12.06m222 个注：螺栓、螺母、弹簧垫圈的规格和数量根据法兰连接需要并考虑备用进行采购。3.2 材料的初检验收材料的初检验收主要是核对材料质量证明书和对购买质量的验收，质量证明书市随材料一起发交的，质量部门在收到质量证明书后，首先验证质量证明书所列的项目是否齐全准确，是否符合订购合同的要求。材料实物验收要持核验合格的质量证明书到场对照，首先核查到货材料的牌号、规格、数量是否正确，实物上的标记是否齐全、清晰、批号是否和质量证明一致，还要检查外观质量、尺寸偏差等。这些方面的要求在材料依据的技术标准中有具体规定。3.3 材料的保管材料的保管为了从确保材料合理科学的利用和提高企业生产
17、效率，材料应合理堆放、隔离、搬运和保管，以保证其适应性。在材料保管过程中，材料存放应将待检和已检、合格和不合格分开，使不同牌号、不同规格和不同批号易于区别，避免材料混存，制作材料位置7卡片，登记材料位号，便于管理和发放。二、二、OCr18Ni9 的焊接性分析及的焊接性分析及防止缺陷措施防止缺陷措施1.材料化学成分及性能分析材料化学成分及性能分析1.10Cr18Ni9 不锈钢应符合 GB43271992不锈钢热轧钢板的要求，其化学成分和力学性能分别见表 2-1 和表 2-2。表表 2-12-10Cr18Ni90Cr18Ni9 不锈钢的化学成分不锈钢的化学成分CSiMnPSMiCr标准值0.071
18、.002.000.0350.0308.0011.0017.0019.00检验值0.0550.901.760.0200.01510.5018.50表表 2-22-20Cr18Ni90Cr18Ni9 不锈钢的力学性能不锈钢的力学性能0.2MPabMPa()硬度实验（HBW）标准值20552040187检验值235587671461.2 其它物理性能：具有良好的耐蚀性、耐热性、低温强度和机械性能，冲压弯曲等热加工性好，无热处理硬化现象，无磁性。2.焊缝中易出现的的问题及预防措施焊缝中易出现的的问题及预防措施0Cr18Ni9 不锈钢焊接的主要问题是焊接的晶间腐蚀、应力腐蚀裂纹和焊接接头的热裂纹等。2.
19、1 奥氏体不锈钢的晶间腐蚀奥氏体不锈钢的晶间腐蚀奥氏作不锈钢在 450850保温或缓慢冷却时，会出现晶间腐蚀。含碳量越高，晶间蚀倾向性越大。此外，在焊接件的热影响区也会出现晶间腐蚀。a）焊缝区腐蚀焊缝区腐蚀主要与焊接材料有关，同时也受焊接工艺的影响。焊缝金属产生晶间腐蚀一般有两种情况，一是在焊态（即焊后未经热处理的状态）已有铬的碳化物的沉淀，因而形成贫铬层。8b)母材上敏化区晶间腐蚀在焊接热影响区中峰值温度处于敏化温度区间的部位会由于奥氏体晶粒边界析出碳化成晶粒边界贫铬而产生晶间腐蚀。母材上敏化区晶间腐蚀的原因，如同焊缝金属的晶间腐蚀，在母材不含稳定化学元素或碳含量较高时，经过焊接热循环的作用
20、，有敏化区产生。c)刀蚀0Cr18Ni9 不锈钢焊接接头易在焊缝区、母材敏化区和刀蚀等部位产生晶间腐蚀。为防止晶间腐蚀应尽量降低碳含量，使用碳含量下限的焊材。采用较小的焊接热输入或强制冷以加快冷却速度。2.2 应力腐蚀应力腐蚀裂纹裂纹应力（主要是拉应力）与腐蚀的综合作用所引起的开裂称为应力腐蚀开裂，简称 SCC（Stress Crack Corrosion）。奥氏体不锈钢的热物理性能导热性差，线胀系数大，在相同的焊接条件下，焊接残余应力较大。因此应尽量降低工作应力、热应力、装配应力和焊接残余应力等。应力腐蚀开裂是在拉应力和腐蚀的共同作用下产生的开裂。0Cr18Ni9 不锈钢热物理性能导热性差，
21、线膨胀系数大，焊接残余应力较大。因此应尽量降低焊接残余应力、拉应力和严格控制层间温度。2.3 焊接接头的热裂纹问题焊接接头的热裂纹问题奥氏体不锈钢焊接时，焊缝和近焊缝区均可产生热裂纹，这是因为焊缝金属结晶期间存在较大拉应力，奥氏体不锈钢的热导率小和线胀系数大，在焊接局部加热和冷却的条件下，焊接接头在冷却过程中可形成较大的拉应力。防止奥氏体不锈钢产生焊接热裂纹，应该严格限制有害杂质。通常采用同材质的焊缝金属，尽量选择含杂质较低的焊接材料。焊接时极易产生热裂纹，这是因为焊缝金属结晶期间存在较大拉应力，加之导热系数低和膨胀系数大，在焊接局部加热和冷却的条件下，焊接接头在冷却过程中可形成较大的拉应力。
22、严格控制焊缝金属的有害物质，采用较小的焊接热输入。92.4 杂质元素的影响杂质元素的影响当含碳量介于 0.1%0.3%之间时，在退火后，碳将以石墨状态在晶格间界上析出，破坏了晶粒间的结合力，强烈地降低镍的强度和塑性，使加工变形产生困难。另外碳与铬有很强的亲合力，能形成一系列碳化物。钢中的含碳量愈高，形成的碳化铬愈多，固溶体中含铬量就相对减少，钢的耐腐蚀性能就会降低。硫是有害的杂质，硫与镍形成Ni3S2 化合物，Ni3S2 与镍在 625形成低熔点共晶，分布在晶粒间界上，当热变形温度超过共晶熔点时，即沿晶粒间界开裂，产生所谓热脆现象。镍在常温时与硫生成的Ni3S2 能引起冷脆。从上面的化学成分的
23、分析我们可以分析出它的导热性很差，线膨胀系数很大，焊接变形也是比较大的。因而我们在焊接这种金属试件时如果在可能的情况下要采用较小的线能量快速的焊接完成。3.0Cr18Ni9 焊接处理及焊接缺陷的防止焊接处理及焊接缺陷的防止3.1 焊前准备焊前准备焊前准备包括焊件的坡口加工、焊件的清理与装配、焊丝表面清理及焊剂烘干、焊机检查、调整工作。3.3.1.11.1 焊前清理焊前清理为了保证焊接质量，焊前将坡口及其两侧 20mm 范围内的焊件表面用丙酮或酒精等有机溶剂擦拭并清理干净，以防飞溅金属损伤焊件表面。3.3.1.21.2 焊剂烘干与焊丝表面清理焊剂烘干与焊丝表面清理焊剂在 250温度烘干，并保温
24、12 小时，焊剂所用的焊丝要严格清理，焊丝表面的油、绣及拔丝用的润滑剂都要清理干净，以防污染焊缝造成气孔。3.3.1.31.3 焊机的检查或调试焊机的检查或调试焊前要检查接到焊机上的动力线、焊接电缆接头是否松动，接地线是否连接稳当。检查导电嘴磨损情况和是否夹紧可靠，焊机焊前进行调试。3.2 焊后处理焊后处理OCr18Ni9 奥氏体不锈钢塑性和韧性非常好，焊接时一般不需要采取特殊的焊接工艺措施，一般不需要焊前预热或后热，为了防止焊前热裂纹的发生和热影响区的晶粒长大以及碳化物的分析，保证焊接接头的塑、韧性与耐腐蚀性，焊后应进行表面处理。处理的方法有抛光和钝化。3.3 焊接缺陷的防止措施焊接缺陷的防
25、止措施3.3.3.13.1 固溶处理固溶处理10其目的是使碳化物充分溶解并在常温下保留在奥氏体中，从而在常温下获单相奥氏体组织，使钢具有最高的耐腐蚀性能。固溶处理的加热温度一般均较高，在 1050-1100之间，并按含碳量的高低作适当调整。由于不锈钢导热性很差，不仅要通过预热后再进行淬火加热，而且在固溶处理（淬火加热）时的保温时间要长。固溶处理时，要特别注意防止增碳。因为增碳将会增加钢的晶间腐蚀倾向。冷却介质，一般采用清水。固溶处理后的组织一般是单相奥氏体，但对含有钛、铌、钼的不锈钢，尤其当是铸件时，还含有少量的铁素体。固溶处理后的硬度一般在 135HBS 左右。3.3.3.23.2 消除应力
26、退火消除应力退火为了消除冷加工后的残余应力，处理在较低的温度下进行。一般加热至 250-425，对于不含钛或铌的钢不应超过 450。冷却方式：对于含钛或铌的钢可直接在空气中冷却；对于不含钛和铌的钢应水冷至 500以后再在空气中冷却。3.3.3.33.3 稳定化处理稳定化处理为了防止钛和铌的奥氏体不锈钢在焊接或固溶处理时，由于 TIC 和 NbC 减少而引起耐晶间腐蚀性能降低，需将这种不锈钢加热到一定温度后（该温度使铬的碳化物完全溶于奥氏体，而 TiC 和 NbC 只部分溶解）再缓冷。在冷却过程中，使钢中的碳充分地与钛和铌化合，析出稳定的 TiC 和 NbC,而不析出铬的碳化物，从而消除奥氏体不
27、锈钢的晶间腐蚀倾向，这种处理过程称之稳定化处理。4.焊接方法的焊接方法的选用选用根据上述焊接性分析，0Cr18Ni9 的焊接可以采用埋弧焊、氩弧焊、焊条电弧焊。4.1 埋弧焊埋弧焊埋弧焊，是电弧在焊剂层下燃烧，用机械自动引燃电弧并进行控制，自动完成焊丝的送进和电弧移动的一种电弧焊方法。工作原理：焊丝与焊件之间燃烧的电弧是埋在颗粒状焊剂下面的电弧热将焊丝端部及电弧直接作用的母材和焊剂熔化并使部分蒸发，金属和焊剂所蒸发的气体在电弧周围形成一个封闭空腔，电弧在这个空腔中燃烧。空腔被一层由熔渣所构成的渣膜所包围，这层渣膜不仅很好的隔绝了空气和电弧与熔池的接触，而且使弧光不能辐射出来。被电弧加热熔化的焊
28、丝以熔滴的形式落下，与熔融母材金属混合形成熔池。密度较小的熔渣浮在熔池之上，熔渣除了对熔池金属的机械保护作用外，焊接过程中还与熔池金属发生冶金反应，从而影响焊缝金属的化学成分。电弧向前移动，熔池金属逐渐冷却后结晶形成焊缝。浮在熔池上的熔渣冷却后，形成渣壳可继续对高温下的焊缝起保护作用，避免被氧化4。11主要优点：主要优点：1.生产效率高 用大电流，溶深大，生产效率较高。2.焊缝质量高 保护完善，杂质较少，以获得稳定高质量的焊缝。3.劳动条件好 没有弧光辐射，劳动条件较好。不足：不足：1.不及手工电弧焊灵活，一般只适用于水平位置或倾斜度不大的焊缝。2.工件边缘准备和装配质量要求较高，费工时。3.
29、由于埋弧操作，看不到焊缝和熔池形成过程，必须严格控制焊接范。综上所示埋弧焊适用于批量大较厚较长的直线及较大直径环形焊焊接。4.2 氩弧焊氩弧焊氩弧焊技术是在普通电弧焊的原理的基础上，利用氩气对金属焊材的保护，通过高电流使焊材在被焊基材上融化成液态形成溶池，使被焊金属和焊材达到冶金结合的一种焊接技术，由于在高温熔融焊接中不断送上氩气，使焊材不能和空气中的氧气接触，从而防止了焊材的氧化，因此可以焊接铜、铝、合金钢等有色金属。氩弧焊按照电极的不同分为熔化极氩弧焊和非熔化极氩弧焊两种5。4.2.4.2.1 1 非熔化极氩弧焊非熔化极氩弧焊工作原理及特点：非熔化极氩弧焊是电弧在非熔化极（通常是钨极）和工
30、件之间燃烧，在焊接电弧周围流过一种不和金属起化学反应的惰性气体（常用氩气），形成一个保护气罩，使钨极端头，电弧和熔池及已处于高温的金属不与空气接触，能防止氧化和吸收有害气体。从而形成致密的焊接接头，其力学性能非常好。4.2.4.2.2 2 熔化极氩弧焊熔化极氩弧焊工作原理及特点：焊丝通过丝轮送进，导电嘴导电，在母材与焊丝之间产生电弧，使焊丝和母材熔化，并用惰性气体氩气保护电弧和熔融金属来进行焊接的。它和钨极氩弧焊的区别：一个是焊丝作电极，并被不断熔化填入熔池，冷凝后形成焊缝；另一个是采用保护气体，随着熔化极氩弧焊的技术应用，保护气体已由单一的氩气发展出多种混合气体的广泛应用，如以氩气或氦气为保
31、护气时 称为熔化极惰性气体保护电弧焊（在国际上简称为 MIG 焊）；以惰性气体与氧化性气体混合气为保护气体时，或以二氧化碳气体或二氧化碳和氧气混合气为保护气时，统称为熔化极活性气 体保护电弧焊（在国际上简称为 MAG 焊）。从其操作方式看，目前应用最广的是半自动熔化极氩弧焊和富氩混合气保护焊，其次是自动熔化极氩弧焊6。特点：氩气的散热能力较低，一旦引燃能够较稳定的燃烧，但其电离势能较高，引弧较困难，需要借用高频震荡器产生高频高压电引弧，焊接成本高，因此常用于易氧化金属、稀有金属、高强度合金钢及一些特殊用途的高合金钢（不锈钢、耐热钢）的焊接15。12本次采用的是钨极氩弧焊，钨极氩弧焊可分为手工和
32、自动两种，其优点是可应用于全位置焊接，尤其是薄板的焊接。一般用氩气保护，保护效果好，焊接成型美观，合金过度系数高，焊缝成分易控制，是最适合焊接奥氏体不锈钢的焊接方法。4.3 焊条焊条电弧焊电弧焊焊条电弧焊通常指采用药皮焊条的手工焊接法.焊条电弧焊是利用产生于焊条和工件之间的电弧热来熔化焊条和母材，形成连接被焊工件的焊接接头.这种焊接方法具有如下工艺特点：1.设备简单2.工艺灵活3.对工作场地无特殊要求4.在任何位置都可以进行焊接5.对各种钢材的适应性强6.焊缝金属的性能优良，特别是低温冲击韧性相当高7.药皮焊条的品种齐全，可按技术条件规定的要求选择与母材性能相配的焊接变形8.容易控制形状复杂工
33、件的焊接变形缺点：缺点：实用的电流范围较窄，焊条熔敷速度较低，加之焊条长度是固定的（450mm以下），焊接长焊缝时需不断的更换焊条，这就增加了焊接辅助时间，降低了生产效率。5.焊接材料的选择焊接材料的选择由于 0Cr18Ni9 奥氏体不锈钢具有优良的焊接性，根据其焊接要点及焊接方法的选择，其焊接材料选择如下表 2-3：表 2-3焊接方法及材料本设计焊接方法选用 A 类、B1-B2 选用埋弧焊，C1-C6 选用钨极氩弧焊，D1-D8 选用焊条电弧焊，鞍座选用焊条电弧焊，本焊接工艺评定选用埋弧焊作试板工艺评定。三、三、0Cr18Ni9 钢板的钢板的焊接工艺评定焊接工艺评定1.焊接工艺评定指导书焊接
34、工艺评定指导书焊接方法气体钨极焊材牌号焊剂牌号直径焊条电弧焊A1022.0mm、2.5mm钨极氩弧焊Ar铈钨极H0Cr20Ni102.0mm埋弧焊H0Cr21Ni10HJ2603.0mm、3.2mm13焊接工艺评定指导书焊接工艺评定指导书编号：20141123名称：0Cr18Ni9 焊接工艺评定指导书编 制：审 核：批 准：评定日期：14焊接工艺评定指导书单位名称湖南铁道职业技术学院焊接工艺指导书编号 焊接 121-25 日期 20141123 焊接工艺评定报告编号 焊接 121-25焊接方法埋弧焊机械化程度（手工、半自动、自动）自动焊接接头：对接接头坡口形式：I 型坡口衬垫（材料及规格）：无
35、其它：全焊透对接焊缝接头简图：（接头形式、坡口形式与尺寸焊条、焊道布置及顺序）母材：类别号VII组别号VII-1与类别号VII组别号VII-1相焊及标准号钢号：标准号GB/3280-1996钢号0Cr18Ni9与标准号GB/3280-1996钢号0Cr18Ni9相焊厚度范围：母材：对接焊缝1.5-10mm角焊缝不限管子直径、壁厚范围：对接焊缝/角焊缝不限焊缝金属厚度范围：对接焊缝10mm角焊缝不限其它/焊接材料：焊材类别标准焊丝焊剂焊材标准GB/T17854-1999GB/T17854-1999填充金属尺寸3.2mm/焊材型号H0Cr21Ni10HJ260焊材牌号焊丝焊剂其他GB/T17854
36、-1999GB/T17854-1999耐蚀堆焊金属化学成分（%）CSiMnPSCrNiMoVTiNb其他：/（未采用堆焊工艺）焊接位置：对接焊缝位置平焊焊接方向：(向上、向下)/角焊缝位置：/焊接方向（向上、向下）/焊后热处理：温度范围（）/保温时间（）/15预热：预热（）（允许最低值）层间温度（）（允许最高值）60保持预热时间/加热方式/保护气体：气体种类/混合比/流量/（L/min)保护气/尾部保护气/背面保护气/电特性：电流种类：直流极性：直流反接焊接电流范围（A）：250电弧电压（V）：（按所焊位置和厚度，分别列出电流和电压范围，记入下表）焊道/焊层焊接方法 填充材料焊接电流电弧电压（
37、V）焊接速度（cm/min）线能量牌号直径极性电流（A）1埋弧焊HOCr21Ni103.2mm直流反接2503002831292652埋弧焊HOCr21Ni103.2mm直流反接300340293231310钨极类型及直径/喷嘴直径/熔滴过渡形式焊丝送进速度/技术措施：摆动焊或不摆动焊：不摆动摆动参数：不摆动焊前清理和层间清理：坡口两侧 20mm 以内清理干净背面清根方法：碳弧气刨单道焊或多道焊（每面）：每面一层一道单丝焊或多丝焊：单丝焊导电嘴至工件距离（mm）10-15mm锤击：有其他：无编制日期审核日期批准日期162.试板的制作及评定试板的制作及评定根据材料是 OCr18Ni9，不开坡口进
38、行焊接并做好焊接工艺评定，技术条件与筒体类似，因而采用 400m150mm5mm 的试板两块。2.1 钢材料标准规定编制依据钢材料标准规定编制依据a.GB150-1998钢制压力容器b.JB4744-2000钢制压力容器产品焊接试板的力学性能试验2.2 试板制备工艺主要工序试板制备工艺主要工序2.2.1 领料：依据采购单，合同，称，规号，材质，数量。材的质量及尺寸偏差是否符合标准，进行认真核对，对钢材的产品合格证，理化和力学性能试验报告,质量证明查验，是否合格、有效。2.2.2 划线：在钢板上划试板用料切割线，下料尺寸及材料标记位置如图 3-1图 3-1 试板下料尺寸2.2.3 下料OCr18
39、Ni9 属于奥氏体不锈钢，因此试板不能用火焰切割，只能用等离子或机械切割进行下料。下料的尺寸为两块 3001505mm 的试板，试板不开坡口。2.2.4 加工坡口，产品试板为埋弧焊，为 I 行坡口。2.2.5 组焊1)试板组对间隙为 0-1mm，对口错边量0.5mm2)清理坡口表面及两侧 20mm 范围，不得有水渍，油污，铁锈，积渣及其它影响焊复验性能试验试样制备无损检测组焊下料加工坡口领料划线17接质量的有害杂质。3)定位焊：定位焊长度位为 30mm，其间距为 200mm，应使用与焊接相同牌号的焊条，并应由持证焊工施焊。图 32 埋弧焊坡口图及焊缝图4)焊接工艺参数如表 3-1 所示表 31
40、 埋弧焊焊接工艺参数2.2.6 探伤：外观检查合格后，按探伤工艺守则进行 100%射线探伤检查级合格，避开缺陷取样2.2.7 试样制备（1)试样的类别和数量应符合表 32 规定表 32 试样的类别和数量试样类别拉伸弯曲s5面弯背弯试样数量211（2)试样截取如图 3-3不取侧弯试样时取侧弯试样时取纵向弯曲试样时图 33试样截取意图层次焊接方法焊接材料电源及极性电流（A）电压(V)焊接速度（cm/min）牌号（型号）规格1埋弧焊HOCr21Ni103.2mm直流反接250300303834382埋弧焊HOCr21Ni103.2mm直流反接25030035453448181)试样截取一般应避开焊缝
41、缺陷部位2)试样类别和数量按表 32 执行。3)两端舍去部分长度为 30mm。4)试样截取一般采用机械切割，也可以采用等离子或其它火焰切割的方法，但必须切除热影响区。2.2.8 拉伸试样尺寸如图 3-4 所示图 34 拉伸试样尺寸2.8.9 弯曲试样尺寸如图 3-5：a=5,试样长度 Ld+2.5a100mm=3a+2.5a100mm=127.5mm128mm,b=30mm。图 35弯曲试样尺寸a.按表 33 要求弯道规定尺寸后，其受拉面上沿任何方向不得有单条长度大于 3mm的裂纹或缺陷，试样的棱角开裂不计，但却因夹渣或其它缺陷引起的棱角开裂，应计入评定内。b.采用多片试样，将多片试样组成一组
42、，并对每片试样进行试验，均应满足 a 条的19要求。表 33 弯曲实验参数试样厚度，mm弯心直径 D=3a，mm支座距离 L=5.2a，mm弯曲角度（度）51526180当试验厚度超过试验机压头的宽度（或支棍的长度）可沿厚度方向切成多片试样，并对每片试样做弯曲实验。2.2.10 试样上焊缝余高或垫板应采用机械方法去除，使之与母材齐平，弯曲试样拉伸表面应平。弯曲试样棱角应倒圆，圆角半径不大于 2mm。2.2.11 试样加工检验合格后打上钢印。2.2.12 试验方法：a.拉伸试验按 GB/T228金属材料室温拉伸试验方法b.弯曲试验按 GB/T232属材料弯曲试验方法2.2.13 合格指标：对不同
43、抗拉强度等级的钢材组成的焊接接头，为两最小抗拉强度中较者2.2.14 复验：焊接试板的拉伸弯曲试验如不合格，允许复验，对不合格项取双倍试样进行复验。3.焊接工艺评定报告焊接工艺评定报告20焊接工艺评定报告焊接工艺评定报告项目：项目：二甲基亚砜储槽二甲基亚砜储槽焊接工艺指导书编号：焊接工艺指导书编号：焊接焊接 121-25121-25相对应的焊接工艺评定报告编号：相对应的焊接工艺评定报告编号：焊接焊接 121-25121-25编制：编制：审核：审核：批准：批准：湖南铁道职业技术学院湖南铁道职业技术学院年年月月日日21单位名称:湖南铁道职业技术学院湖南铁道职业技术学院焊接工艺指导书编号：焊接 12
44、1-25焊接工艺指导书编号：焊接 121-25焊接方法：埋弧焊机械化程度自动接头简图：母材：材料标准：GB/T4737-1995钢号：0Cr18Ni9类、组别号：VII、VII-1 与类、组别号：VII、VII-1相焊厚度：5mm直径：/其他：/焊后热处理：热处理温度（）：/保温时间（h）：/保护气体：气体种类混合比 流量（L/min）保护气/尾部保护气/背面保护气/填充金属：焊材标准：GB/T4737-1995焊材牌号：H0Cr21Ni10焊材规格：3.2mm焊缝金属厚度：5mm其他：/电特性：电流种类：直流极性：反极性钨极尺寸：/焊接电流（A）：250-320电弧电压（V）：29-32焊接
45、位置：对接焊缝位置：/方向：（向上、向下）角焊缝位置：/方向：（向上、向下）预热：预热温度（）/层间温度（）/其他：/技术措施：焊接速度（/min）：15-20m/h摆动或不摆动焊：不摆动摆动参数：/多道焊或单道焊（每面）：多丝焊或单丝焊：/其他：/22拉伸试验试验报告编号：2014-11-25试样编号试样宽度（）试样厚度（）橫截面积（）断 裂 载 荷（KN）抗拉强度（MPa）断裂部位和特征01425210560520热影响区02425210560520热影响区/弯曲试验试验报告编号：2014-11-25试样编号试样类型试样厚度（）弯心直径（）弯曲角度（）试验结果01面弯525180合格01背
46、弯525180合格冲击试验试验报告编号：/试样编号试样尺寸缺口类型缺口位置试验温度（）冲击吸收功（J）备注/其他：金相检验（角焊缝）：根部：（焊透、未焊透）焊透，焊缝：（溶合、未溶合）熔合23焊缝、热影响区：（有裂纹、无裂纹）无裂纹检验截面IIIIIIIVV焊角差（）/无损检验RT：标准号：GB/T4730.2-2005,结果：I 级UT：/MT：/PT：/其他：/耐蚀堆焊金属化学成分（重量%）CSiMnPSCrNiMoVTiNb/分析表面或取样开始表面至溶合线的距离（）：/附加说明：/结论：本评焊接工艺评定按 GB5023698 规定焊接试件、检验试样、测定性能、确认试验记录正确。评定结果：
47、合格焊工姓名焊工代号施焊日期编制日期审核日期批准日期第三方检验/其他：/24四、四、二甲基亚砜储槽制作工艺过程二甲基亚砜储槽制作工艺过程1.焊缝分布焊缝分布1.1 焊接接头分类焊接接头分类压力容器主要受压部分的焊接接头分为 A、B、C、D 四类：A 类焊接接头：圆筒部分的纵向接头（多层包扎容器层板层纵向接头除外）、球型封头与圆筒连接的环向接头，各类凸形封头中的所有拼焊接头以及嵌入式接管与壳体对接连接的接头，均属 A 类焊接接头。B 类焊接接头：壳体部分的环向接头、锥形封头小端与接管连接的接头、长颈法兰与接管连接的接头，均属 B 类焊接接头。但已规定为 A、C、D 类的焊接接头除外。C 类焊接接
48、头：平盖、管板与圆筒非对接连接的接头，法兰与壳体、接管连接的接头，内封头与圆筒的搭接接头以及多层包扎容器层板层纵向接头，均属 C 类焊接接头。D 类焊接接头：接管、人孔、凸缘、补强圈等与壳体连接的接头，均属 D 类焊接接头，但已规定为 A、B 类的焊接接头除外。1.2 焊缝分布图焊缝分布图焊缝分布图见图 4-1图 4-1焊缝布置图252.二甲基亚砜储槽工艺流程图263.二甲基亚砜储槽零部件的制作二甲基亚砜储槽零部件的制作3.1 筒体的制造3.1.1 筒体的制造流程材料领取原材料的检验划线下料压头卷制成形焊接矫圆检验组对点固焊焊接矫圆检验3.1.2 制作内容1材料领取：依据采购单，对筒体名称，规
49、号，材质，数量，质量及尺寸偏差是否符合标准，进行认真核对，对钢材的产品合格证。质量证明查验是否齐全有效。2原材料检验：对钢板的外观进行检查，检查内容包括，裂纹，夹层，沙孔，变形，机械损伤等外观质量必须符合相关标准。3划线：根据筒体展开长度公式 L=（DN+）=3.14 1205=3783.73784划线尺寸是 1400mm 3784mm 5mm 2,预留 10mm 余量，如下图 4-2 所示。图 4-2筒体划线尺寸4）下料：用等离子切割机下料，边缘加工，去除下料完后的边缘的残渣，氧化物，将边缘 20mm 处打磨至金属光泽。275）压头：采用卷板机的预弯模对钢板进行预弯，开制坡口预弯在筒节的外侧
50、。6）卷制成形：用辊板机卷制成型，筒体错变量 B1mm。7）装配：棱角度小于 2.5mm，对口错变量应大于 0.6mm，不大于 5mm，筒体直线度允差应不大于 2mm，椭圆度应不小于 0.98。8)焊接：采用埋弧焊，焊材牌号为HOCr21Ni10，焊剂为HJ260，焊缝咬边深度0.5mm,累计长度10%，接头采用全熔透，焊接示意图如下图 4-3 所示、焊接工艺参数见表 4-1所示。图 4-3焊接坡口及焊缝表 4-1 筒体的焊接工艺参数层次焊接方法焊接材料电源及极性电流（A）电压（V）焊接速度（cm/min）牌号（型号）规格1埋弧焊HOCr21Ni103.2mm直流反接2503003038343