焊接工艺课程设计报告.doc

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1、目 录1塔立式煤气炉的产品结构分析2 产品结构分析22母材性能分析52.1母材化学成分及力学性能分析 52.2母材焊接性分析 53塔立式煤气炉的工艺流程图及钢板复检5 工艺流程图、钢板复检54零件的下料6 筒节的下料6 封头的下料6其他部件 75筒节的卷制及封头的压制成型9 卷板的质量控制 9 影响封头成型的主要因素 106装配、焊接工艺11 工件的定位原理11 定位器116.3 工件的定位方法126.4 定位焊12 筒节的纵缝装配13 环缝的组装13 纵缝装配焊接15 筒节间的环缝焊接16 封头拼接焊接工艺16 附件装配焊接. 焊后热处理.7焊后检验18 焊接检验程序的设计原则18 X射线检

2、测187.3 水压试验187.4 气压试验21参考文献23摘 要在查阅大量资料和现行国家标准后，对5000塔立式煤气炉的生产制造过程进行了全面的了解。并且测绘设计出了煤气炉的图纸。本文制定了5000塔立式煤气炉的制造工艺，其中有产品的选料，选用焊接性好的Q235A；产品的下料，采用数控火焰切割机床等设备；零部件的成型加工，如角钢的弯曲采用热加工火焰加热并锤击，煤气炉筒节的加工采用冷加工在卷板机上完成等；总体的装配，采用专用的胎夹具进行装配；最后的整体装配的焊接，采用二氧化碳气体保护焊、埋弧焊等；焊后检验等。提高煤气炉装配的效率，从而提高产品的生产效率。关键词：5000塔立式煤气炉；制作工艺及流

3、程；焊接装配工艺；焊后检验1 塔立式煤气炉的制作工艺 产品结构分析本塔立式煤气炉的主材料为Q235，该产品的部件主要由炉体、炉顶、接管法兰、支座、管板、弯管、斜管、蒙板等组成。煤气炉内径=2850mm，壁厚10mm，煤气炉筒体长度L=10700mm,煤气炉上端接有弯管与测温管相连。结构简图见下图1，设计的技术参数见下表1。表1 球罐设计参数设计压力Mpa焊缝接头系数净质量Kg1135使用温度140160NDT比例100%充水质量Kg22735设计温度0200腐蚀裕度mm地震烈度7（远震）介质名称氧气水压试验压力MPa基本雪压N/m2550 全容积m3受热面积容器类别II图1 塔立式煤气炉主视图

4、筒体 筒体的作用是提供工艺所需的承压空间，是压力容器最主要的受压元件之一，其内直径和容积往往需要由工艺计算确定。圆柱形筒体（即圆筒）和球形筒体是工程中最常用的筒体结构。筒体直径较小（一般小于500mm）时，圆筒可用无缝钢管制作，此时筒体上没有纵焊缝；直径较大时，可用钢板在卷板机上卷成圆筒或用钢板在水压机上压制成两个半圆筒，在用焊缝将两者焊接在一起，形成整圆筒。由于该焊缝的方向和圆筒的纵向（即轴向）平行，因此称为纵向焊缝，简称纵焊缝。若容器的直径不是很大，一般只有一条纵焊缝；随着容器直径的增大，由于钢板幅面尺寸的限制，可能有两条或两条以上的纵焊缝。另外，长度较短的容器可直接在一个圆筒的两端连接封

5、头，构成一个封闭的压力空间，也就制成了一台压力容器外壳。但当容器较长时，由于钢板幅面尺寸的限制，也就需要先用钢板卷焊成若干段筒体（某一段筒体称为一个筒节），再由两个或两个以上的筒节组焊成所需长度的筒体。筒节与筒节之间、筒体与端部封头之间的连接焊缝，由于其方向与筒体轴向垂直，因此称为环向焊缝，简称环焊缝。由于本设计的罐体直径较大，应采用钢板卷制后焊接。除此之外，由于容器的长度较长，需要用钢板卷焊成若干个筒节，再组装焊接成所需要长度的筒体。封头 封头是容器的一个部件，是以焊接方式连接筒体。根据几何形状的不同，可分为球形、椭圆形、碟形、球冠形、锥壳和平盖等几种，其中球形、椭圆形、碟形、球冠型封头又统

6、称为凸形封头。在焊接上分为对焊封头，承插焊封头。用于各种容器设备，如储罐、换热器、反应釜、锅炉和分离设备等。封头是压力容器上的端盖，是压力容器的一个主要承压部件。所起的作用是密封作用封头焊好了之后是不可以再拆卸的。与之配套的管件有压力容器、管道、法兰盘、弯头、三通、四通等产品。本罐体的封头属于凸形封头中的椭圆形封头。起到封闭和承压作用。法兰 法兰按其所连接的部分分为管法兰和容器法兰。用于管道连接和密封的法兰叫管法兰，用于容器顶盖与筒体连接的法兰叫容器法兰。法兰与法兰之间一般加密封元件，并用螺栓连接起来。支座此产品的支座为鞍式支座，主要作用是支承容器2 母材性能分析Q235是隶属热轧钢范畴，是我

7、国于20世纪50年代研制生产和应用最广泛的热轧钢，屈服强度为235MPa的低合金钢大多属于热轧钢，是靠合金元素锰的固溶强化获得高强度。热轧钢通常为铝镇静的细晶粒铁素体+珠光体组织的钢，一般在热轧状态下使用。Q235钢的主要化学成分如表2示,Q235钢的力学性能如表3所示。2.1 母材化学成分及力学性能分析表2 Q235钢的主要化学成分钢号化学成分（%）CSiMnSPQ235AQ235B Q235CQ235D0表3 Q235材料力学性能钢号板厚/mm热处理状态力学性能冲击韧性抗拉强度b/MPa屈服点s/MPa伸长率5（%）180弯曲试验温度/冲击功Aku/JQ23512-20热轧375-4602

8、3526d=2a+2027（横向）注：d=弯心直径 a=试样厚度2. 2 母材的焊接性分析由于低碳钢含碳量低，锰、硅含量也少，所以，通常情况下不会因焊接而产生严重硬化组织或淬火组织。低碳钢焊后的接头塑性和冲击韧度良好，焊接时，一般不需预热、控制层间温度和后热，焊后也不必采用热处理改善组织，整个焊接过程不必采取特殊的工艺措施，焊接性优良。1)裂纹问题热裂纹：热轧钢一般含碳量较低，而含锰量较高，因此它们Mn/S比较大，具有良好的抗热裂性能。正常情况下焊缝中不会出现热裂纹，但当材料成分不合格或有严重偏析，使碳、硫含量偏高，Mn/S比偏低，易出现热裂纹。锰在钢种可与硫形成硫化锰，减少了硫的有害影响，增

9、强了钢的抗热裂性能。冷裂纹：钢材冷裂纹主要取决于钢材的淬硬倾向，而刚才的淬硬倾向又主要取决于它的化学成分。热轧钢由于含有少量合金元素，其碳当量比低碳钢碳当量略高些，所以这种钢淬硬倾向比低碳钢要大些，而且随钢材强度级别的提高，合金元素的增加，它的淬硬倾向逐渐增大，应根据接头形式和钢材厚度来调整线能量、预热和后热温度，以控制热影响区的冷却速度，同时降低焊缝金属的含氢量等措施，防止冷裂纹的产生。再热裂纹：从钢材的化学成分考虑，由于热轧钢中不含强碳化物形成元素，因此对再热裂纹不敏感，而且还可以通过提高预热温度和焊后立即后热等措施来防止再热裂纹的产生。2)脆化问题过热区脆化：热轧钢焊接时近缝区中被加热到

10、100以上粗晶区，易产生晶粒长大现象，往往会承受不住应力的作用而破坏。防止过热区脆化的措施是提高冷却速度，尤其是提高奥氏体最小稳定性范围内的冷却速度，缩短在这一温度区间停留时间，减少或防止奥氏体组织的出现，以提高钢的冲击韧度，而且为防止过热区粗晶脆化，也不宜采用过大线能量。热应变脆化：热应变脆化是由于焊接过程中热应力产生塑性变形使位错增殖，同时诱发氮碳原子快速扩散聚集在位错区，出现热应变脆化。3 塔立式煤气炉制作工艺流程塔立式煤气炉工艺流程如图2所示。图2 塔立式煤气炉制作工艺流程图钢板复检是为了检验所用的钢材是否符合国家标准，材料相关的技术要求，质量标准和等级标准，罐体主要检验以下几个方面：

11、钢号、化学成分、力学性能、形状。表面情况和内部缺陷等。4零件的下料4.1筒节下料1）钢材的复检按照GB1591-88,GB6654-86标准对原材料（钢板、钢带、钢管、型材和锻件等）尺寸偏差、表面质量、化学成分、材料性能、交货状态和其它实验结果等进行控制验收。钢板表面不许有裂纹、气泡、折叠、夹杂、结疤和压入氧化铁皮、钢板不得有分层。钢材必须附有质量证明书，质检部门应按质量证明书对钢材进行验证，必要时需进行复检。当图样和工艺另有要求时，按图样和工艺要求进行复验。材料复验取样的方法和数量按相应标准进行。材料化学成分一般按炉号、力学性能按批号取样复验。2）板材预处理对于吊装、运输、堆放等造成变形的钢

12、材，其偏差如大于允许偏差时，使用前首先进行矫正。对于板材的局部不平度，使用长度为1m的平尺检查,在任意 1 范围内,当钢板厚度14mm时,间隙应1mm; 当钢板厚度14mm时,间隙1.5mm;否则使用平板机矫正。对于型钢，如角钢、工字钢等，采用拉线法、线坠、直尺测量，对其弯曲、翼缘倾斜、扭曲等进行控制，矫正方法可使用火焰矫正和压力机矫正。10mm的板材的矫平，矫直可在5-11辊的辊式矫直机上进行。钢板越薄，其不平整度往往越大，实际生产时进行校正所用的工作辊数也越多。钢板表面有锈蚀，麻点，划痕时，其深度不得大于刚才厚度负允许值的1/2。钢材表面的锈蚀等级可参考现行国标GB8923.表面清理可采用

13、机械法：喷砂、抛丸、平动风砂轮、钢丝刷等方法。3）下料前尺寸计算外筒体规格为：DN1600，即筒体内径为2850mm,板厚为10mm。由于考虑到筒体卷制中，内壁受到压缩、外壁受到拉伸，只有中间面线长保持不变，因而筒体下料按中径计算。即中径为：内径+单面壁厚。下料展开图如图3所示图3 筒体下料展开图考虑到下料过程中需要留取的机加工余量，长宽号料允差以及刨削余量的条件下，下料前筒体展开的长度计算公式，如下： （1-1）（2850+10）+10=8990.4mm。式中：L-筒体毛坯展开长度,mm；D-容器的公称直径,mm；-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；

14、说明：由于所要求设计的煤气炉筒节总长度为2890mm，根据上面的计算得出下料尺寸2890mm8991mm，还要考虑刨边和余量。（内筒体照此处理）4）下料方式由于所设计的反应罐筒体材料为Q235,采用数控或小车式氧乙炔切割，但当钢板较薄、余量不多切割后易产生变形时也采用数控等离子切割机放水切割。剪切、切割后相对于检查线偏差为1mm。5）坡口切割与刨边氧乙炔切割坡口。板切割后坡口表面不得有沟槽和缺肉，不得有氧化铁等杂物。应均匀光滑,坡口钝边允差为1mm，角度允差为2.5。切割的坡口必须磨去氧化层、渗碳层、淬硬层，直至露出金属光泽。由于是低碳钢材料，坡口均采用刨边机。需削薄处理的筒节钢板不得在钢板未

15、圈圆的情况下采用刨边机削薄。坡口钝边允差为1mm，角度允差为2.5。需进行坡口探伤的板料其坡口探伤前，须进行表面打磨，直至露出金属光泽。4.2封头的下料1）钢材的复检按照GB1591-88,GB6654-86标准对原材料（钢板、钢带、钢管、型材和锻件等）尺寸偏差、表面质量、化学成分、材料性能、交货状态和其它实验结果等进行控制验收。钢板表面不许有裂纹、气泡、折叠、夹杂、结疤和压入氧化铁皮、钢板不得有分层。钢材必须附有质量证明书，质检部门应按质量证明书对钢材进行验证，必要时尚需进行复检。当图样和工艺另有要求时，按图样和工艺要求进行复验。材料复验取样的方法和数量按相应标准进行。材料化学成分一般按炉号

16、、力学性能按批号取。2）板材预处理对于吊装、运输、堆放等造成变形的钢材，其偏差如大于允许偏差时，使用前首先进行矫正。对于板材的局部不平度，使用长度为1m的平尺检查,在任意 1范围内,当钢板厚度14mm时,间隙应1mm; 当钢板厚度14mm时,间隙1.5mm;否则使用平板机矫正。对于型钢，如角钢、工字钢等，采用拉线法、线坠、直尺测量，对其弯曲、翼缘倾斜、扭曲等进行控制，矫正方法可使用火焰矫正和压力机矫正。10mm的板材的矫平，矫直可在511辊的辊式矫直机上进行。钢板越薄，其不平整度往往越大，实际生产时进行校正所用的工作辊数也越多。钢板表面有锈蚀，麻点，划痕时，其深度不得大于刚才厚度负允许值的1/

17、2.钢材表面的锈蚀等级可参考现行国标GB8923.表面清理可采用机械法：喷砂、抛丸、平动风砂轮、钢丝刷等方法。3）下料前尺寸计算所设计的煤气炉封头尺寸为：EHA2828，即公称直径为d=2828mm，厚度为10mm，通过查阅JB-T4746-2002钢制压力容器用封头标准得直边高度为50mm，封头中性层厚度为408，封头展开后的直径,如 （1-2） =1.22828+250+10 =3505mm。 式中：D-封头展开后的直径,mm；d-封头的公称直径,mm；h-直边高度,mm；S-加工余量（包括切割余量，刨边余量和焊接收缩量等）,mm；4）下料方式所设计的封头材料为Q235，采用小车式氧乙炔切

18、割。5）坡口加工焊接坡口应根据工艺条件选用标准坡口。采用X型坡口。如图5所示。 边缘加工方法有机械切削、热切割坡口加工两大类。 产品采用氧乙炔切割方法制备坡口，对影响焊接质量的表面层，应用冷加工法去除。 焊接坡口应保持平整，不得有裂纹、分层、夹渣等缺陷。坡口表面及两侧（焊条电弧焊10mm,埋弧焊、气体保护焊各20mm,电渣焊40mm）应将水、铁锈、油污、积渣和其它有害杂质清理干净。切割下料后，再下一环节开始前要进行尺寸复查。 图4 坡口加工方式4.3其他部件1）号料按设计图纸和标准图选用材料，预焊件垫板材料应与壳体材料相同。按设计图纸、标准图，根据展开尺寸，将预焊件垫板套裁到一张板上，一次号出

19、并留出切割余量。按设计图纸、标准图，根据展开尺寸，进行内外件的号料，划出相应部件的倒角、内外圆弧、圆角。角钢、工字钢、槽钢型拼焊加强（保温）圈号料时，考虑焊接收缩，内外圆直径须同步放大10mm，以保证最终尺寸。预留切割余量2-5mm。2）下料剪切、切割下料。按设计图纸、标准图保证倒角、内外圆弧、圆角。剪切面允许有深度1mm的磕痕和厚度0.5mm的毛刺。切割后，材料表面均匀光滑，不得有氧化铁等杂物，不得有沟槽、缺肉等缺陷。3）具体操作a.法兰：按图纸尺寸及排板要求划线，内外径预5-8mm机加余量；分瓣拼焊时按4瓣划线。按线下料按线下料；同时下试板、引弧板、灭弧板。b.管盖：按图纸尺寸及排板要求划

20、线，内外径预留8mm机加余量；按线下料。c.管板：按图纸尺寸及排板要求划线，内外径预留10mm机加余量；库管员作好材料标记移植，检验员检查确认后，按线下料。5 筒节的卷制及封头的压制成型钢材的卷制是对已经按尺寸要求剪裁下料，并经边缘加工后的板材实施弯曲的工艺方法。它是在卷板机上，利用工作辊相对位置变化和旋转运动，对坯料进行连续弯曲加工，是焊接结构生产中圆筒形、锥形等工件的主要加工方式。钢材冷弯曲加工时，应符合下列规定：其变形率5%，钢板的最小弯曲半径R25S（为板厚)；对压力容器而言，2.%3%。否则，必须在加热状态下进行。通常当D/40时，可在冷态下进行，当D/40时，必须热弯。根据压力容器

21、安全技术监察规程之规定： 当低碳钢和Q235B板厚、低合金钢板厚（Dg为工件的公称直径）时；可采用冷弯方法，否则应进行热弯的方法。当弯曲厚度较大，或曲率半径较小时，要想按要求的曲率进行弯曲加工，而又不致使材料受损，保证其弯曲质量，就必须采用热弯曲加工。注：钢板热弯曲时，除特殊需要，经技术负责人批准外，同一部位的加热次数不得超过二次(可加热二次)。主要工序步骤有：钢板的预弯、对中、卷圆、矫圆。 卷板质量的控制钢板卷制的质量控制，除按工艺要求、正确的选择加工方法和工艺规范、正确的施焊外，还要注意防止各种缺陷的产生，以及对已经产生的缺陷加以排除。钢板长度4992mm，宽度2512mm。（1）外形缺陷

22、 由材料性能、规格、下料精度、焊接质量、操作方式及工艺规范的差异所引起的筒节形状和尺寸产生的误差。（2）表面压伤 在工件表面和辊子之间存在的氧化皮和其他夹杂物，造成表面压伤，特别是热卷和热矫时，氧化皮的危害尤为严重，为此应采取相应的措施。（3）卷裂 由于冷卷硬化，粗晶组织，应力集中及各种脆性条件引起材料塑性变坏，导致卷裂，具体注意事项之前已写到，这里不再重复。5.2 影响封头成形质量的主要因素影响封头壁厚变化的因素有：1）材料强度越低，壁厚变薄量越大。2）变形程度越大，封头底部越尖，壁厚变薄量越大。3）上、下模间隙越小或下模圆角越小，壁厚变薄量越大。4）压边力过大或过小，压制温度超高，都会导致

23、壁厚减小。5）润滑情况越好，则壁厚变薄的薄越小；6）加热温度越高，则壁厚变薄量越大；7）压边力越大，则壁厚变薄量越严重；8）封头成形质量检查方法如图4所示。图5 封头成形质量检查方法6 装配、焊接工艺在焊接结构制造中，装配是整个工艺的重要工序，它占全部加工时间的30%40%，装配对焊接产品质量影响极大，因此在焊接结构生产中，正确地设计、选用各种工装夹具将工件准确定位并夹紧，用各种变位机械实现焊件、焊机或焊工位置改变的机械化、自动化，可大大缩短装配、焊接时间，保证产品的装配精度和焊接质量，充分发挥焊接设备能力，扩大其使用范围。 工件的定位原理任何空间的钢体未被定位时都具有六个自由度，即沿三个互相

24、垂直的坐标轴的移动和绕这三个坐标轴的转动。因此，要使零件（一般可视为刚体）在空间具有确定的位置，就必须约束其六个自由度。为要限制零件在空间的六个自由度，至少要在空间设置六个定位点与零件接触。以六个定位点来限制零件在空间的自由度，以求得完全确定零件的空间位置，称为“六点定位规则”。 定位器定位器是将待装配零件在装焊夹具中间固定在正确位置的器具。在装焊工装夹具中常用的定位器主要有挡板、支撑钉、定位销、定位槽、V形铁和定位样板等。定位器是保证待装配零件之间保持正确的相对位置的重要元件，因此定位器首先应按高精度加工，保证在夹具体上的安装精度。装焊夹具在使用前，应按规定的程序校验定位器与基准面之间的形位

25、公差，是否符合夹具设计图样的要求。在安装基面上的定位器要承受焊件的重力，并与焊件表面接触。因定位器工作面易磨损，应采用硬度较高的钢材制作。 工件的定位方法根据零件的具体情况，选取零件的定位方法。根据定位方法的不同可分为如下几种：划线定位、样板定位、定位元件定位、胎卡具定位。本次设计选用胎卡具定位。定位焊定位焊是用来固定各焊接零件之间的相对位置以保证焊件得到正确的几何形状和尺寸而进行的焊接。装配定位焊要求：装配间隙不能过大，尽量避免强力装配定位，为防止定位焊焊缝裂开，要求定位焊焊缝应有足够的长度，定位焊选用焊接时同类型的焊接材料，也可选用强度等级稍低的焊接材料。定位焊应在-5度以上进行，当气温低

26、于-5时，应稍加预热，温度在-5以上。定位焊间距要小，采用较大的电流和较慢的焊速7 因定位焊为断续焊，焊件温度比正常焊接时要低，热量不足容易产生未焊透，故定位焊电流应比焊接电流大10%15%，特别注意定位焊后应尽快进行焊接避免中途停顿和间隔时间过长。本设计定位焊工艺参数如表4所示。表4 定位焊工艺参数板厚（mm）选用焊条直径（mm）采用焊条电流（A）电源设备8E4303150直流ZXG-300 定位焊缝的参考尺寸如表5所示。表5定位焊缝参考尺寸焊件厚度（mm）焊缝高度（mm）焊缝长度（mm）间距（mm）823050300 筒节的纵缝装配 筒节与筒节之间的装配采用卧式装配法，此筒体选择卧式装配法

27、装置。筒节的纵缝装配的制造过程中，至少有一条纵缝是在卷成形后组焊的，由于纵缝的组装没有积累误差，组装质量较易控制。但是若弯卷过程控制不好，就会产生偏差，从而给组装带来麻烦。筒节的板料预弯质量不佳还会造成纵缝棱角度超差，这时靠组装过程来控制是无能为力的，而只能在筒节纵缝焊后矫圆工序中予以修正。筒节的纵向接头借助最简单的拉紧夹具用定位焊装配而成。筒节的纵缝组对要在滚轮架上进行，先采用焊条电弧焊定位，然后借助伸缩臂式操作机进行埋弧自动焊。纵焊缝的焊接为了能实现机械化，因此滚轮架装备有安置在小车上的卡规。小车沿台架在轨道上移动，卡规在垂直平面用拉杆来调整。被装配的筒节用吊车送到滚轮架上。移动卡规，使液

28、压缸的支座处于被装配接头的平面中，开启液压缸，把卡规固定在第一个筒节上。端面液压缸把第二个筒节推向第一个，并在调节好接头的间隙后，用液压缸把边缘对齐，并施以定位焊缝。为了把被装配的筒节转一个角度，以便在其它部位进行焊接，不仅要把液压缸去掉，还要把支座的压紧去掉。后者通过卡规在液压缸活塞杆的作用下围绕轴稍许转动再实现。活塞杆在向下移动，遇到固定的调节支座后，提升液压缸，同时转动卡规。 环缝的组装一般情况下压力容器的环缝组装与焊接是在筒节纵缝组装、焊接之后进行。圆柱形焊接容器的筒体的组装有两种方式：一种将各筒节组装成一体再组装两封头；另一种则先将两封头分别与一组筒节组装后再进行总组装。本产品选择前

29、一种装配方式。筒节与筒节之间的装配方法分为立式和卧式两种。立式装配法在装配平台或车间地面上进行；卧式装配法多在滚轮驾或V形铁上进行。此筒体选择卧式装配法。见图5所示。图6筒节装配图1、3-滚轮架,2-移动辅助夹具环焊缝的组装比纵缝困难。一方面由于制造误差，每个筒节和封头的圆周长度往往不同，即直径大小有偏差；另一方面，筒节和封头往往有一定的圆度误差。此外，组装时还必须控制环缝的间隙，以满足容器最终的总体尺寸要求。将两圆筒置于滚轮架上紧靠在一起，校正两节圆筒的同轴度校正合格后施行定位焊，然后在滚轮架上进行埋弧自动焊装配筒节。封头与筒体的装配如图6所示。在滚轮支架上放置筒体，并在封头端部上焊一个吊环

30、，供吊封头使用，将封头和筒体固定，调整好间隙和错边量后进行定位焊，即完成装配。 图7封头装配示意图1 封头 2 筒体 3 吊耳 4 吊钩 5 滚轮架6.7 纵缝装配焊接根据所选板材Q235B钢，钢板厚度为8mm。采用焊条电弧焊，开V形坡口，选用焊机型号ZXG-300。1）焊前准备：焊接坡口 本筒体壁厚8mm，采用带钝边的V型坡口，其坡口形式如图12所示。焊条需在350下烘干1h，焊剂需在150下烘干2h。图8筒体纵缝坡口示意图清理 在焊接前应清除待焊部位及其周围的油锈和污物等杂质9。可采用机械法，如用磨光机。（2）焊接工艺参数采用直流电源反接。其工艺参数如表6所示。表 6 焊条电弧焊接工艺参数

31、焊接材料焊条直径(mm)焊接电流(A)电流种类E43034150直流反接 筒节间的环缝焊接环焊缝的焊接，先将两筒体放在滚轮架上，对齐，筒体间隙为2mm，将筒体定位焊，然后选用焊条电弧焊。筒节间的环缝焊接采用V型坡口，其环焊缝工艺同筒节的纵缝焊接工艺，焊接工艺参数如表7所示。 封头拼接焊接工艺拼接钢板时，应采用焊条电弧焊。封头拼接完成进行X射线探伤，按GB3323-87标准，级合格。其焊条电弧焊工艺参数如表7所示。拼接钢板的坡口形式采用V型，如图8所示图9拼接钢板坡口示意图封头与筒体的环缝焊接采用V型坡口，焊条电弧焊，坡口形式如图9所示其焊接工艺与参数同筒节的纵缝焊接工艺，角度、板厚、堆几层焊相

32、同。最后一道环缝焊接工艺1）焊接坡口 壁厚8mm，采用带钝边的V型坡口，其坡口形式、焊接顺序如图17所示。全部为焊条电弧焊，单面焊双面成型。选择的J422（E4303）焊条是低氢钠型焊条，采用直流反接。采用的是ZXG300型直流弧焊机工艺参数如表6所示。图10坡口形式及焊接顺序 附件装配焊接筒体组装焊接后即应加工各种孔并装配法兰、管件及支座等法兰、管件及支座应根据有关设计规范选用。法兰螺孔不得超过规定的偏斜；法兰平面必须与接管垂直；本设计还需要加加强圈，先焊好接管与筒壁的连接焊缝，在焊装加强圈。并应在加强圈焊接后再割孔以减少焊接变形。焊后热处理焊后热处理可减小焊后残余应力，细化晶粒，提高焊缝的

33、塑性和韧性。采用高温回火，对于Q235B钢，回火的温度在650左右。保温时间按每毫米板厚保温12分钟计算，回火保温时间为40分钟左右。7 焊后检验容器焊接完成后，需要进行焊缝质量检验。由于筒节间的环缝焊接、封头与筒体的环缝焊接、最后一道环缝焊接都是对接焊缝，所以焊后需要100%射线探伤外加20%超声波探伤，须符合GB3323-2005级标准。附件装配焊接后用100%超声波进行探伤，达到JB/15281钢制压力容器对接焊缝超声波探伤级标准。焊缝的质量取决于焊接时所用的焊丝、焊剂、气体质量、接头的装配质量、焊接顺序、坡口的清理、施工条件、焊工操作技术水平高低和选用的焊接规范等因素。为保证焊接质量，

34、必须使焊接检验工作贯穿于焊接生产的全过程，只有把焊接检验工作扩展到整个焊接生产和使用过程中去，才能更好的保证焊接质量。7.1焊接检验程序的设计原则1)焊接工艺流程焊接工程技术人员必须根据不同产品的焊接工艺流程来设计检验程序。按照焊接工艺流程编排检验程序就是要根据焊接结构的生产特点，将检验内容(项目)作为一道单独工序纳入到焊接工艺流程中去，防止出现漏检。2)符合质量标准检验程序和检验内容的制定必须受有关国家、部颁标准及产品技术条件和产品制作合同的制约。这些法规性文件是设计产品质量检验程序的重要依据，必须严格遵守，不能随意改动。3)具有先进性和可靠性先进性就是要执行最新的质量标准、使用最新的检验方

35、法和检验设备。可靠性是指紧密结合产品的制造特点和企业实际(工程技术力量，工人的基本素质，设备先进程度、加工能力和使用状态，厂房建筑和周围环境等等)，严格执行质量标准和检验程序，正确的使用检验设备和仪器，准确地判定产品质量等级。 4)经济性原则在保证产品达到质量要求的前提下，要尽可能地简化检验程序和检验项目，以降低生产成本，提高企业的经济效益。不要盲目地增加一些不必要的检验项目和内容，只顾质量而不惜工本的做法是不符合经常性原则的。7.2 X射线检测 射线的种类很多，其中易于穿透物质的有X射线、Y射线、中子射线三种。这三种射线都被用于无损检测，其中X射线和Y射线广泛用于锅炉压力容器焊缝和其他工业产

36、品、结构材料的缺陷检测。本设计采用X射线探伤方法进行焊缝质量检验。容器上的A、B类焊缝应进行20%射线检测（筒体纵向焊缝和封头拼接焊缝为A类焊缝，筒体环缝为B类焊缝），按JB/T4730-2005 III级合格。 X射线是从X射线管中产生的，X射线管是一种两极电子管。如果两极之间加儿十千伏以至儿百千伏的电压(叫做管电压)时，电子就从阴极向阳极方向加速飞行、获得很大的动能，当这些高速电子撞击阳极时。与阳极金属原子的核外库仑场作用，放出X射线。电子的动能部分转变为X射线能，其中大部分都转变为热能。电子是从阴极移向阳极的，而电流则相反，是从阳极向阴极流动的，这个电流叫做管电流，要调节管电流，只要调节

37、灯丝加热电流即可，管电压的调节是靠调整X射线装置主变压器的初级电压来实现的。利用射线透过物体时，会发生吸收和散射这一特性，通过测量材料中因缺陷存在影响射线的吸收来探测缺陷。水压试验压力容器在其部件或整体制造完成后，都有要进行压力试验。大多数压力容器的耐压试验是在所有制造工序完成后进行的，所以又称竣工试压。压力试验的目的是检验容器强度和密封性能，它也是压力容器设计、材料、制造质量的综合性检验，因此十分重要。水压试验的主要目的是检验容器受压部件的结构强度，验证其是否具有在设计压力安全运行所需的承压能力，在耐压试验时，对于高压或小容器还可进行残余变形测定，以判明材料是否出现整体屈服。 水压试验的要求

38、本产品的试验压力为MPa。（1） 容器耐压试验的压力应符合图样要求，且不小于表7中规定。表7容器耐压试验的压力要求压力等级PT水压气压低压中压高压超高压注：P为设计压力，PT为试验压力考虑稳定因素，本产品的试验压力为（2）水压试验时温度的要求对碳素钢Q235B钢制容器液压试验时，液体温度不得低于5，而水压试验的温度上限一般宜限制在40以下，不得超过60。 试验过程1）试验前的准备 正确决定试验压力，本产品试验压力为MPa。 进行耐压试验前，必须彻底清除器壁内的残留物。 将容器的检查孔和其它接管孔封严安全泄压装置应泄下，不允许为图省事而将安全阀弹簧旋转加大开启压力，容器顶部应留一个排气孔，也可以

39、用安全阀接口作为排气孔，以便注水时排出器内空气。 容量较小的容器作耐压试验，最好用手动试压泵，容量大的容器也应使用专门试压泵作试验，以保证压力能够缓慢平稳地升高。 各密封部位的紧固螺栓，必须全部装配齐全，对其均匀地施加紧固力。 容器试压前，应装设两块经校验合格的压力表，其中一块装设在容器上，另一块装设在试压泵的出口管路。2）水压试验程序 注液和排空气 液压实验注入液体加压介质时，器内空气同时由容器顶部的排气孔排出，直至整个容器内部充满液体为止。此时，再停留12分钟，让空气泡有时间逸出。然后关闭顶部排气孔，连接试压泵准备打压。 升压 再容器温度与液体温度趋于一致后，开动试压泵缓慢升压，压力分阶段

40、上升。当压力上升至设计压力或最高压力时，应暂停升压，并对受压部件外观和各连接部位进行检查。若发现有异常情况或泄漏，应做出判断和处理，但严禁在这个压力下紧固密封件螺栓。若情况正常即可继续升压至试验压力，并根据容器容量大小和结构确定保压时间。保证时间一般不小于30分钟。 检查 容器在保压后缓慢泄压至规定试验压力的80%进行检查。重点检查焊缝及连接部位有无变形或异常现象，检查焊缝时，可以用小锤轻敲焊缝周围。检查情况应详细记录。 泄压和排液处理 容器检查完毕后，应将液体排出，并同时把顶部排气孔打开，液体排尽后再根据要求进行通风干燥处理。3）水压试验合格标准 容器各焊缝无渗漏。 容器无可见的异常变形。

41、经返修，焊补深度大于9mm或大于壁厚一半的高强钢制容器焊补部位按原探伤方法进行复查无超过原定标准时的缺陷。 设计要求残余变形测定的容器，在耐压试验同时，应作残余变形测定，其合格标准为径向残余变形率不超过0.03%或容积残余变形率不超过10%。7.4.1操作细则 （1）操作符合设计图样要求进行气压试验。 （2）本操作细则按GB150-1998制定。7.4.2安全措施 （1）在试验场地四周围有防护护栏，并经公司总工程师和公司安全部门负责人或生产副总检查认可。 （2）气压试验时，禁止无关人员在场。 （3）每次试验时，应通知公司安全人员到场。 7.4.3操作步骤 （1）每一台产品在试验前，应在总体检验

42、合格后进行。 （2）压力容器进行气压试验时，一般应将安全附件装配齐全，各连接部位的螺栓必须装配齐全,紧固妥当。 （3）气源要求 试验所使用气体应为干燥、洁净的空气、氮气、或其它惰性气体。7.4.4领用压力表领用两只相同量程且经校验的压力表，压力表量程应是试验压力的1.52倍，最好是2倍，表盘直径不小于100mm；压力表精度不低于1.5级。7.4.5压力表的安装 压力表应装在被试验容器顶部便于观察的位置。7.4.6试验温度要求碳钢和低合金钢制压力容器,其试验用气体的温度应不低于5。7.4.7试压 1)气压试验先缓慢升压至规定试验压力的10%，保压510min，并对所有焊缝和连接部位进行初次检查。

43、如无泄漏可继续升压到规定试验压力的50%，如无异常现象，其后按规定试验压力的10%逐级升压，直到试验压力，保压30min。然后降到规定试验压力的87%，保压足够时间进行检查。2)气密性试验 容器在液压试验后，方可进行气密性试验；试验时压力应缓慢上升，达到规定试验压力后保压10min，然后降至设计压力，对所有焊接接头和连接部位进行泄漏检查。 3)检查期间压力应保持不变，不得采用连续加压来维持试验压力不变。4)试验过程中严禁带压紧固螺栓。7.4.8气压、气密性试验后的压力容器，符合下列条件为合格1)试验过程中无异常响声；2)无可见变形； 3)经肥皂液或其它检漏检查无漏气。7.4.9返修 如有泄漏，

44、修补后需重新进行试验。参考文献123中国机械工程学会焊接学会钢制压力容器焊接工艺北京:机械工业出版社.45中国机械工程学会焊接学会.焊接手册（第3卷）.焊接结构. M.北京：机械工业出版社,20056赵喜华.焊接检验北京:机械工业出版社。7催忠圻.金属学与热处理 北京:机械工业出版社, 8兰州石油机械研究所压力容器设计知识北京:化学工业出版社.9张文钺焊接冶金学（基本原理）北京:机械工业出版社，2003 .1110 刘湘秋.常用压力容器手册M.北京:机械工业出版社,2004.6:45-50 .11张建容. 压力容器制造质量控制手册M. 北京: 中国建材工业出版社,1997:167-18012陈祝年. 焊接设计简明手册M.北京: 机械工业出版社,19971314 史光远. 焊接结构设计与制造.郑州:黄河水利出版社15