1、1 產品介紹31.1 產品的技術條件31.2 產品結構設計分析32 材料的焊接性分析32.1 20#鋼的焊接性分析32.1.1 化學成分32.1.2 力學性能42.1.3 焊接性能42.2 A3鋼焊接性分析42.2.1 化學成分42.2.2 力學性能42.2.3焊接性能43 備料加工工藝過程43.1壓力容器基本結構43.2 筒節的加工工藝過程53.2.1 備料53.2.2 下料53.2.3 卷制53.2.4 坡口加工53.2.5 縱縫組對63.2.6 焊前清理63.2.7 焊接設備63.2.8 筒節縱縫焊接63.2.9 矯圓63.3 封頭的加工工藝過程63.3.1 備料63.3.2 下料73.

2、3.3 旋壓成形73.3.4 封頭邊緣的切割加工73.3.5 打孔83.3.6 開設坡口83.4 法蘭的加工工藝過程83.4.1 法蘭的選購及焊前準備83.4.2 開設坡口93.5 接管的加工工藝過程93.5.1 下料93.5.2 開設坡口93.6 補強圈的加工工藝過程93.6.1 上封頭補強圈93.6.2 下封頭補強圈103.6.3 筒節補強圈103.6.4 開設坡口103.7 底腳的加工工藝過程103.7.1 下料103.7.2 開設坡口114 裝配工藝設計114.1 筒節與封頭的裝配114.1.1 裝配方案設計分析114.1.2 裝配設備的選取124.1.3 焊接工藝設計124.2 接管

3、與封頭和筒節的裝配134.2.1裝配組對134.2.2焊接方法134.2.3焊接設備134.3 補強圈的裝配134.3.1 裝配組對134.3.2 焊接方法144.3.3 焊接設備144.4 法蘭裝配及焊接144.4.1裝配組對144.4.2焊接方法144.4.3焊接設備144.4.4焊縫尺寸與形狀144.5 底腳部分的工藝設計154.5.1 下料154.5.2 開坡口154.5.3 焊接165 焊接工藝設計方案的說明與分析165.1 焊接技術要求165.2 焊接檢驗165.2.1 焊前檢驗165.2.2 焊接工序間的檢驗175.2.3 焊后外觀檢驗175.2.4 焊后致密性檢驗175.2.5

4、 焊后容器的強度檢驗17參考文獻181 產品介紹1.1 產品的技術條件 生產的產品為S2-7型水分器，其容積為0.093m³，設計溫度為常溫，設計壓力為55kgf/cm²，介質為壓縮空氣，焊縫系數0.8，腐蝕裕度1mm，耐壓壓力70。1.2 產品結構設計分析產品的結構滿足疲勞強度，剛度和穩定性的要求，結構自重小，省鋼材，降低成本，制造工藝性好，可在短時間內制造安裝完成，便于安裝和維修，外形美觀，使用方便，性能優良。2 材料的焊接性分析2.1 20#鋼的焊接性分析2.1.1 化學成分C：0.17%-0.24%，Si：0.17%-0.37%，Mn：0.35%-0.65%，S：0

5、.035%，P：0.035%，Cr：0.25%，Ni：0.25%，Cu：0.25%GB3087優質碳素結構鋼，晶相組織鐵素體加珠光體。2.1.2 力學性能交貨狀態，以不熱處理或熱處理（退火、正火和高溫回火）狀態交貨?？估瓘姸?10N/mm2，屈服強度245N/mm2，伸長率25%，斷面收縮率55%，硬度，未熱處理156HB2.1.3 焊接性能強度比15#稍高 ，很少淬火，無回火脆性。冷變形塑性高，電弧焊和接觸焊的焊接性能好，氣焊時厚度小，外形要求嚴格或形狀復雜的制件上易發生裂紋。切削加工性冷拔或正火狀態較退火狀態好。2.2 A3鋼焊接性分析2.2.1 化學成分C :0.14-0.22%,Mn

6、:0.30-0.65,Si0.30,S0.050, P0.045。2.2.2 力學性能與Q235A相同。2.2.3焊接性能與Q235A相同。3 備料加工工藝過程3.1壓力容器基本結構 根據結構特點和工作要求，該圓筒形壓力容器主要由筒節、封頭、法蘭、開孔補強圈、接管、底腳等組成。3.2 筒節的加工工藝過程3.2.1 備料 選用20g（鋼板），進行化學成分和機械性能檢驗，合格后，用多輥鋼板矯正機對鋼板進行矯正，必要時也可采用加熱矯正和彎曲。 3.2.2 下料 鋼板尺寸為長1110mm，寬3.14×324=1017.36mm，厚12mm。按照設計圖紙，在放樣平臺上1：1比例，繪出結構圖，用

7、數控氣割機自動切割下料。3.2.3 卷制鋼板彎曲加工前先用手工或壓力機預先加以彎曲，以消除滾圓的直邊，再用三輥卷板機進行冷卷制成形。卷制過程中要經常用樣板檢查曲率，卷制后保證其縱縫處的棱角、徑縱向錯邊量均符合規范中的有關技術要求。3.2.4 坡口加工 劃線下料后的鋼板，由于邊緣受到氣割的熱影響，需要刨去熱影響區及切割時產生的缺陷；同時考慮坯料加工到規定尺寸和開設坡口，采用刨邊機進行邊緣加工和開設坡口。3.2.5 縱縫組對 由于筒節直徑為324mm，板厚為12mm，卷板后直接在卷板機上進行組對。3.2.6 焊前清理 容器施焊前，應檢查圓筒的組裝質量，清除坡口及其兩側20mm范圍內的泥沙、鐵銹、油

8、污、氧化皮及其他雜質。3.2.7 焊接設備手工電弧焊機；MZ11000型自動埋弧焊機；焊條：J427，直徑45mm；焊絲：H08MnA；焊劑：HJ431。3.2.8 筒節縱縫焊接 先用手工電弧焊進行點固焊定位，對筒體形狀加以固定,再用自動埋弧焊進行縱縫焊接。3.2.9 矯圓 縱向焊縫焊接后，筒節的圓形可能產生變形或偏差，需要用卷板機進行熱滾矯形以滿足圓度要求。3.3 封頭的加工工藝過程3.3.1 備料 選用20g（鋼板），進行化學成分和機械性能檢驗，合格后，用多輥鋼板矯正機對鋼板進行矯正，必要時也可采用加熱矯正和彎曲。3.3.2 下料 按照設計圖紙，在放樣平臺上1：1比例，繪出結構圖，上封頭外

9、徑為324mm，內徑90mm，厚12mm。由于成形時材料厚度會有所改變，所以下料尺寸為直徑350mm，厚13mm的圓形鋼板。3.3.3 旋壓成形用立式旋壓機旋壓成形，再用氣割機將多余部分切掉，制成直徑為324mm的橢圓形封頭。3.3.4 封頭邊緣的切割加工由于封頭旋壓成形變形量很大，坯料尺寸很難確定，因而在旋壓前坯料放有余量，為了與筒體裝配，先在平臺上畫出保證封頭直邊高度的加工位置線，然后用氣割機割去加工余量。3.3.5 打孔 上封頭：在封頭中心位置，用自動氣割機切割出85mm的圓孔，便于焊接接管和法蘭。 下封頭：在封頭中心位置，用自動氣割機切割出30mm的圓孔，便于焊接接管和法蘭。3.3.6

10、 開設坡口 按照圖紙上坡口形狀、尺寸，用氣割機在封頭與筒節，封頭與接管的焊接處開設相應坡口。3.4 法蘭的加工工藝過程3.4.1 法蘭的選購及焊前準備 按照圖紙選購符合尺寸的法蘭2個，并對法蘭外部各平面進行打磨，清除表面的泥沙、鐵銹、油污、氧化皮及其他雜質。3.4.2 開設坡口按照圖紙上的坡口形狀和尺寸，用氣割機開設坡口。3.5 接管的加工工藝過程3.5.1 下料 接管選用10號無縫鋼管。下封頭接管外徑25mm，內徑20mm，厚度5mm，長度為75mm；上封頭與筒體接管外徑95mm，內徑85mm，厚度5mm，長75mm。用氧乙炔焰進行切割。3.5.2 開設坡口 按照圖紙上的坡口形狀和尺寸，用氣

11、割機開設坡口。坡口圖3.6 補強圈的加工工藝過程3.6.1 上封頭補強圈 選用20g鋼板，用自動氣割機切割一塊直徑200mm，厚度為8mm的圓板，再經沖壓機沖壓成形，用氣割機在正中切出一個95mm的圓孔，切去邊緣多余部分，最后加工坡口。3.6.2 下封頭補強圈 選用20g鋼板，用自動氣割機切割一塊直徑120mm，厚度為8mm的圓板，再經沖壓機沖壓成形，用氣割機在正中切出一個30mm的圓孔，切去邊緣多余部分，最后加工坡口。3.6.3 筒節補強圈 選用20g鋼板，用自動氣割機切割一塊直徑180mm，厚度為8mm的圓板，再在正中切割一個直徑為90mm的圓孔。3.6.4 開設坡口按照零件圖設計形狀尺寸

12、，用氣割機開設坡口。3.7 底腳的加工工藝過程3.7.1 下料 選用A3號角鋼、鋼板，角鋼56×56×5,鋼板75×75×8，各三個。3.7.2 開設坡口 在角鋼兩頭分別開設坡口。4 裝配工藝設計 裝配工序主要有：筒節與封頭裝配接管與封頭、筒節裝配各處開孔處補強圈裝配封頭處、筒節處法蘭裝配底腳裝配。4.1 筒節與封頭的裝配4.1.1 裝配方案設計分析 本設計屬于長細形，因些采用臥裝。焊接時采用滾輪架使工件轉動的自動焊接方法。因重量小輕，選用履帶式滾輪架。在小批量生產時，筒體和封頭裝配采用手工臥式裝配法。如圖示：具體過程如下： 首先將無縫鋼管放在長軸式滾輪

13、架上，筒體前端伸出支架450mm。然后用吊環在適當位置將封頭吊起，移至筒體端部，相互對準后橫跨焊縫焊一些剛性不大的小板，用于固定封頭與筒體間的相互位置。移去起重機后，用螺栓壓板等將環向焊縫逐漸對準到適合于焊接的位置，再用N形馬橫跨焊縫并用點固焊固定。 將夾緊裝置去掉及吊鉤，然后用以下焊接工藝焊接。4.1.2 裝配設備的選取電動機及減速器的選取如下：選用90SZ-51電動機型號功率/w電壓/V電流/A額定轉速/r.min-1勵磁電壓/V質量/kg90SZ-51801101.1150011060選用SZ-PX系列直流減速機減速比輸出轉速電動機功率輸出轉距電動機型號437580146090SZ-51

14、4.1.3 焊接工藝設計 V型對接55°角環型焊縫。采用鎢極氬弧焊打底焊透，埋弧自動焊透。焊接選用H08MnA焊絲BESTIG-250AP鎢極氬弧焊機和MZ-630埋弧自動焊機。 焊縫尺寸與形狀： 4.2 接管與封頭和筒節的裝配裝配組對 先把接管插入筒體開孔內，調整接管角度，使其與筒節或封頭截面垂直，然后用夾具進行固定，再用手工電弧焊進行焊接裝配。焊接方法 手工電弧焊。焊接設備 電弧焊機，焊條：J427 焊條45mm。4.3 補強圈的裝配4.3.1 裝配組對 先將補強圈套進接管，再清除表面的泥沙、鐵銹、油污、氧化皮及其他雜質，然后用手工電弧焊進行焊接。補強圈與筒節、封頭處的焊縫，高度

15、在補強圈厚度的3/4處，不可過高。4.3.2 焊接方法 手工電弧焊。4.3.3 焊接設備 電弧焊機，焊條：J427 E43154.4 法蘭裝配及焊接裝配組對 用專用夾具將法蘭與接管連接處對齊固定好并保證 法蘭與筒體截面平行，再用手工電弧焊進行焊接。焊接方法 手工電弧焊。4.4.3焊接設備 電弧焊機，焊條：J427 E43154.4.4焊縫尺寸與形狀4.5 底腳部分的工藝設計4.5.1 下料 選用A3號角鋼、鋼板，角鋼56×56×5,鋼板75×75×8，各三個。4.5.2 開坡口 在角鋼兩頭分別開設坡口。4.5.3 焊接 將角鋼與底腳鋼板呈60°

16、固定，先點固焊，后手工電弧焊進行焊接。5 焊接工藝設計方案的說明與分析5.1 焊接技術要求（1）必須按圖樣、工藝文件，技術標準施焊。（2）焊接環境：在出現下列任一情況時需采取有效防護措施否則禁止施焊。風速：氣體保護焊時大于2m/s，其他焊接方法大于10m/s。 相對濕度大于90%。雨雪環境。焊件溫度低于-20ºC。當焊件溫度為0-20ºC時，應在開始焊處100mm范圍內預熱道15ºC以上。（3）應在引弧板或坡口內引弧，禁止在非焊接部位引弧，焊縫應在引出板上收弧，弧坑應填滿。（4）防止地線電纜線焊鉗與焊件打弧。（5）電弧擦傷處的弧坑需要打磨，使其均勻過度到母材表面，

17、若打磨后的厚度低于規定值則需要補焊。（6）角焊縫的根部應保證焊透（受壓件）。（7）接弧處應保證焊透與融合。（8）層間溫度不超過規定范圍。（9）每條焊縫應盡可能一次焊完。5.2 焊接檢驗5.2.1 焊前檢驗 主要是對焊前準備的檢查，最大限度避免或減少焊接缺陷的產生，保證焊接質量的積極有效措施，包括焊接材料質量，焊接結構設計，焊件備料，焊接裝配質量，焊接試板，能源，輔機具，工具，焊接環境，焊接預熱等。5.2.2 焊接工序間的檢驗 包括焊接工藝規范的檢驗、焊縫尺寸的檢查、夾具情況和結構裝配質量的檢查，焊道表面質量，后熱，焊后熱處理等。5.2.3 焊后外觀檢驗 焊接接頭的外觀檢驗是一種手續簡便而又應用廣泛的檢驗方法，是成品檢驗的一個重要內容，主要是發現焊縫表面的缺陷和尺寸上的偏差。一般通過肉眼觀察，借助標準樣板、量規和放大鏡等工具進行檢驗。若焊縫表面出現缺陷，焊縫內部便有存在缺陷的可能。5.2.4 焊后致密性檢驗 貯存液體或氣體的焊接容器，其焊縫的不致密缺陷，如貫穿性的裂紋、氣孔、夾渣、未焊透和疏松組織等，可用致密性試驗來發現。致密性檢驗方法有：煤油試驗、載水試驗、水沖試驗等。5.2.5 焊后容器的強度檢驗受壓容器，除進行密封性試驗外，還要進行強度試驗。常見有水壓試驗和氣壓試驗兩種。它們都能檢驗在壓力下工作的容器和管道的焊縫致密性。氣壓試驗比水壓試驗