熱加工工藝課程設(shè)計(jì)--液化氣瓶焊接工藝設(shè)計(jì)

1、<p>　　黃河科技學(xué)院課程設(shè)計(jì) </p><p>　　工 學(xué)院 機(jī) 械 系 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 專業(yè) 2009機(jī)電三班 </p><p>　　學(xué)號(hào) 090114046 姓名 楊亞洲 </p><p>　　指導(dǎo)教師 劉萬(wàn)福 李慧 </p><p>　　題目:

2、 液化氣瓶焊接工藝設(shè)計(jì) </p><p>　　課程: 熱加工工藝課程設(shè)計(jì) </p><p>　　課程設(shè)計(jì)時(shí)間： 5 月 218日至 6 月 2 日 共 2 周</

3、p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　焊接是通過(guò)加熱或加壓，或兩者并用，并且用或不用填充材料，使焊件達(dá)到原子結(jié)合的一種加工方法。焊接過(guò)程的實(shí)質(zhì)是兩塊金屬的冶金結(jié)合，焊接屬于不可拆連接。</p><p>　　焊接在制造業(yè)中具有十分重要的作用，廣泛的運(yùn)用于船體，爐殼，建筑構(gòu)架，起重機(jī)械，鍋爐，壓力容器，運(yùn)輸車輛，家用電器等場(chǎng)合，焊接

4、已普遍地取代了鉚接。焊接和鑄，鍛工藝結(jié)合起來(lái)，解決了大型設(shè)備制造的困難。焊接還可用于鑄，鍛件缺陷的修補(bǔ)和機(jī)器零件磨損的修復(fù)。</p><p>　　本設(shè)計(jì)通過(guò)液化氣瓶焊接的工藝設(shè)計(jì)，熟悉焊接方法的選擇，焊接材料選擇，焊接工藝要求等</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘要</b></p

5、><p>　　一 總述……………………………………</p><p>　　二 具體設(shè)計(jì)方案和步驟………………</p><p>　　2.1 確定焊接方法及材料選擇……</p><p>　　2.2 工藝分析及說(shuō)明………………</p><p>　　2.3 確定焊接位置………………</p><p>

6、　　2.4 焊接接頭及坡口形式…………</p><p>　　三 焊接工藝措施及要求………………</p><p>　　四 工藝卡………………………………</p><p>　　五 總結(jié)……………………………………</p><p>　　鳴謝……………………………………</p><p>　　關(guān)鍵詞： 焊接 液化石油氣瓶

7、 焊縫 坡口 工藝分析 焊條</p><p><b>　　一 總述</b></p><p><b>　　產(chǎn)品基本介紹</b></p><p>　　結(jié)構(gòu)名稱：液化石油汽瓶體；</p><p>　　組 成：瓶體，甁嘴；</p><p>　　材 料：16MnR(R表示

8、壓力容器用剛)；</p><p>　　壁 厚：3mm；</p><p>　　生產(chǎn)類型：大量生產(chǎn)；</p><p>　　工作壓力為2.5Mpa，是由上下封頭經(jīng)沖壓成形并焊接而成。</p><p>　　可知，該容器為中壓容器，應(yīng)采用薄壁構(gòu)件接頭形式。</p><p>　　二 具體設(shè)計(jì)方案和步驟</p>

9、<p>　　2.1確定焊接方法及材料選擇，</p><p>　　焊接方法的選擇應(yīng)充分考慮材料的焊接性，焊接厚度，焊縫長(zhǎng)短，生產(chǎn)批量及焊接質(zhì)量的因素</p><p>　　任務(wù)容器用16MnR為低合金機(jī)構(gòu)剛屬于Q345，具有良好的綜合力學(xué)性能，焊接性能，工藝性能及沖擊性能。</p><p>　　16MnR低合金結(jié)構(gòu)鋼的化學(xué)成分</p><p

10、><b>　　機(jī)械性能</b></p><p>　　由于Q345鋼的冷裂紋傾向較大，應(yīng)選用低氫型的焊接材料，同時(shí)考慮到焊接接頭應(yīng)與母材等強(qiáng)的原則，選用E5015（J507）型電焊條。</p><p>　　由于瓶體在運(yùn)輸和使用過(guò)程中均需承受一定沖撞和壓力，質(zhì)量要求較高且為批量生產(chǎn)，因此選用焊接質(zhì)量穩(wěn)定，生產(chǎn)率高的埋弧焊。</p><p>　

11、　若無(wú)埋弧焊設(shè)備時(shí)，也可采用焊條電弧焊，瓶嘴裝焊時(shí)由于其焊縫直徑較小，可選用焊條電弧焊焊接。</p><p><b>　　2.2工藝參數(shù)</b></p><p>　　焊接時(shí)，為保證焊接質(zhì)量，必須選擇合理的工藝參數(shù)，所選定的焊接工藝參數(shù)總稱為焊接工藝規(guī)范。例如，手工電弧焊的焊接工藝規(guī)范包括：焊接電流、焊條直徑、焊接速度、電弧長(zhǎng)度（電壓）和多層焊焊接層數(shù)等，其中電弧長(zhǎng)度和

12、焊接速度一般由操作者在操作中視實(shí)際情況自行掌握，其他參數(shù)均在焊接前確定。</p><p>　　1）．焊條直徑焊條直徑根據(jù)焊件的厚度和焊接位置來(lái)選擇。一般，厚焊件用粗焊條，薄焊件用細(xì)焊條。立焊、橫焊和仰焊的焊條應(yīng)比平焊細(xì)。平焊對(duì)接時(shí)焊條直徑的選擇如表4-3所示：    表4-3焊條直徑的選擇（mm）工件厚度   2   3   4～7   8～12

13、  ≥13焊條直徑   1.6～2.0   2.5～3.2   3.2～4.0   4.0～5.0   4.0～5.8  2）．焊接電流和焊接速度焊接電流是影響焊接接頭質(zhì)量和生產(chǎn)率的主要因素。電流過(guò)大，金屬熔化快，熔深大、金屬飛濺大，同時(shí)易產(chǎn)生燒穿、咬邊等缺陷；電流過(guò)小，易產(chǎn)生未焊透、夾渣等缺陷，而且生產(chǎn)率低。確定焊接電流時(shí)，應(yīng)考慮到焊條直徑、焊件厚度、

14、接頭型式、焊接位置等因素，其中主要的是焊條直徑。一般，細(xì)焊條選小電流，粗焊條選大電流。焊接速度是指焊條沿焊縫長(zhǎng)度方向單位時(shí)間移動(dòng)的距離，它對(duì)焊接質(zhì)量影響很大。焊速過(guò)快，易產(chǎn)生焊縫的熔深淺、熔寬小及未焊透等缺陷；焊速過(guò)慢，焊縫熔深、熔寬增加，特別是薄件易燒穿。確定焊接電流和焊接速度的一般原則是：在保證焊接質(zhì)量的前提下，盡量采用較大的焊接電流值，在保證焊透且焊縫成形良</p><p>　　（2）電弧電壓 

15、 當(dāng)其它條件不變時(shí)，電弧電壓增大，焊縫寬度顯著增加，而焊縫厚度和余高略有減少，見(jiàn)圖16b。（3）焊接速度  當(dāng)其它條件不變時(shí)，焊接速度增加，焊縫寬度、焊縫厚度和余高都減少，見(jiàn)圖 16c。焊接電流、電弧電壓和焊接速度是焊接時(shí)的三大焊接工藝參數(shù)，選用時(shí)，應(yīng)當(dāng)考慮到這三者之間的相互適當(dāng)配合，才能得到形狀良好，符合要求的焊縫。</p><p><b>　　埋弧焊工藝規(guī)范如下</b>&l

16、t;/p><p>　　焊絲牌號(hào)：H08A或H08MnA</p><p>　　焊 劑：HJ43</p><p><b>　　焊絲直徑：2.mm</b></p><p>　　焊絲超前量：26~28mm</p><p>　　焊接電流：260~280A</p><p>　　電弧電

17、壓：26~27</p><p>　　焊接速度：36m/h</p><p><b>　　有兩種方案可供選擇</b></p><p>　　在圖a）方案中，將筒體布置成兩條環(huán)形焊縫和一條軸向直焊縫且均為對(duì)接焊縫。在此方案上下封頭拉深變形較小，容易成形，但焊縫多，焊接工作量大，且軸向焊縫處于拉應(yīng)力最高位置，則瓶體受到破壞的可能性很大。</p>

18、;<p>　　圖b）方案中，則僅在中部設(shè)有一條環(huán)縫，由于徑向拉應(yīng)力一般為軸向拉應(yīng)力的2倍，若去掉了軸向拉應(yīng)力則完全可避免方案a）的缺點(diǎn)，因此對(duì)這種瓶體尺寸不大的焊接件，可優(yōu)先選用方案b）的焊縫位置比較合理。</p><p><b>　　焊接接頭及坡口設(shè)計(jì)</b></p><p>　　焊接接頭形式根據(jù)施焊金屬件的空間位置，常見(jiàn)的焊接接頭型式有：對(duì)接接頭、

19、搭接接頭、角接接頭和丁字接頭等。其中對(duì)接接頭受力均勻，是應(yīng)用最多的接頭型式。搭接接頭受力時(shí)將產(chǎn)生附加彎矩，而且消耗金屬量大，但不需開(kāi)坡口，裝配尺寸要求不高。</p><p><b>　　焊件坡口</b></p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)或工藝需要，在焊件的待焊部位加工出一定幾何形狀的溝槽稱為坡口。</p><p>　　連接瓶體與瓶嘴的焊縫，一般采用

20、不開(kāi)坡口的角焊縫即可。而瓶體主環(huán)縫的接頭形式，宜采用襯環(huán)對(duì)接或縮口對(duì)接，這樣不僅可以防止燒穿，而且便于上下封頭的定位裝配。下圖為襯環(huán)對(duì)接。</p><p>　　角焊縫  兩焊件接合面構(gòu)成直交或接近直交所焊接的焊縫，</p><p><b>　　角焊縫</b></p><p><b>　　襯環(huán)對(duì)接</b></

21、p><p>　　同時(shí)為確保環(huán)焊縫和直焊縫焊透，盡管焊件厚度不大，仍應(yīng)按對(duì)接形式并開(kāi)設(shè)V形坡口。并且瓶體環(huán)縫上裝焊的內(nèi)襯環(huán)或縮口厚度及寬度，均應(yīng)根據(jù)V形坡口尺寸確定，而焊縫強(qiáng)度的校核計(jì)算省略。</p><p>　　三 焊接工藝措施及要求</p><p><b>　　3.1</b></p><p>　　瓶體上下封頭拉伸成形后，

22、由于開(kāi)口端變形大，冷變形強(qiáng)化嚴(yán)重，加上板材纖維組織的影響，在殘余應(yīng)力作用下很容易發(fā)生裂紋。為防止裂紋的產(chǎn)生，拉伸后應(yīng)立即進(jìn)行再結(jié)晶退火工藝。</p><p>　　同時(shí)，為減少焊縫氣孔和夾渣等焊接缺陷，焊接接縫附近必須嚴(yán)格清除氧化皮，鐵銹及油污等，尤其對(duì)承受內(nèi)壓力為1.6~10Mpa的中壓容器要求更為嚴(yán)格。為去除焊接殘余應(yīng)力，并改善焊接接頭的組織與性能，這類瓶體焊后應(yīng)立即進(jìn)行2處理，至少要進(jìn)行去應(yīng)力退火。</

23、p><p>　　3.2 焊接工藝及流程</p><p>　　液化氣瓶的沖壓及裝焊等工藝過(guò)程依次為：落料——拉深——再結(jié)晶退火——沖孔——除銹——裝焊襯環(huán)，瓶嘴——裝配上下封頭——除銹——焊接主環(huán)縫——正火——水壓試驗(yàn)——?dú)饷茉囼?yàn)，如下圖</p><p><b>　　裝焊圖</b></p><p><b>　　四 工

24、藝卡</b></p><p><b>　　五 總結(jié)</b></p><p>　　焊接是一門重要的材料加工工藝，已成為一門獨(dú)立的學(xué)科，有著廣泛的應(yīng)用，可以預(yù)料，在推動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)與科學(xué)研究中，焊接必將發(fā)揮其不可替代的作用。</p><p>　　但是，通過(guò)此次對(duì)壓力容器的課程設(shè)計(jì)，我才知道對(duì)我所學(xué)專業(yè)知道的太少太少。有時(shí)都覺(jué)得好像兩年了

25、什么都沒(méi)學(xué)，理論知識(shí)了解的太少了，終于知道“紙上得來(lái)終覺(jué)淺，絕知此事要躬行”明白了自己的不足，今后也更有側(cè)重的學(xué)習(xí)，要注重細(xì)節(jié)。今后還有兩年的學(xué)習(xí)，希望在本專業(yè)內(nèi)能有更加精進(jìn)</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　能做完此次課程設(shè)計(jì)，對(duì)本人低拙的能力實(shí)屬不易，慶幸的是得到了來(lái)自很多老師和同學(xué)的指導(dǎo)和幫助，特別是李慧教授認(rèn)真的幫助我分析思路，開(kāi)拓

26、視角，真的是受益匪淺，還有劉萬(wàn)福教授一學(xué)期的辛勤教導(dǎo)，特此向我的老師及同學(xué)表示最誠(chéng)摯的感謝！</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　【1】 王愛(ài)珍主編《機(jī)械工程材料》［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003</p><p>　　【2】 王愛(ài)珍主編.《熱加工工藝基礎(chǔ)》 ［M］.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，200