焊接专业毕业设计（论文）-加热槽槽体设计.doc

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1、平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书（论文）摘 要本次设计的加热槽槽体是加热及搅拌沥青的专用容器。以通入夹套中的高温蒸气为热源加热沥青。设计产品普遍应用于石油化学工业、建筑业等行业上。该设计中详细制定了加热槽的制作工艺和封头冲压模具的设计。根据压力容器的标准，此加热槽属于II类压力容器。其设计、制造、检验和验收应符合GB15098钢制压力容器的规定。16MnR钢是制造压力容器的专用钢。16MnR的硫、磷含量低，抗拉强度、延伸率、冲击韧性高。因此，16MnR的力学性能和工艺性能良好。除环境温度很低或钢板厚度很大时，冷裂纹倾向较大以外，不易产生其它种类的裂纹。Q235B钢的含碳量低，虽然强度不高，

2、但塑性和冲击韧性很好，焊接性优良。一般不会因焊接而出现严重的淬硬组织。通过分析母材的各种性能及本产品的结构特点，编制出适合本产品的生产工艺流程。主要是筒节、封头的加工工艺及加热槽槽体的总装配焊接工艺。制定下料及其成形工艺，填写零件加工工艺过程卡；制定装配工艺及焊接工艺，填写焊接工艺卡；制定焊后加工工艺。制定夹套的翻边、翻孔工艺。在制作封头时，还需根据封头的尺寸计算出封头冲压模具上模及下模的具体尺寸，制作冲压模具。结合本产品的技术要求，采用无损探伤和水压试验进行检验。最后，为了防止产品生锈需对产品进行涂漆。关键词：加热槽， 焊接工艺， 夹套， 冲压模具AbstractThe heating tr

3、ough body of this time design is the appropriation container which heats and mixes blend the asphalt. Take passes over in the clamp cover the high temperature steam to heat up the asphalt as the heat source. The design product generally applies to profession and soon in petrochemical industry, archi

4、tecture industryetc. In this design in detail formulated to the manufacture craft of the heating trough and the design of the head of the trough ramming mold. According to the standard of pressure container, this heating trough is belonged to II kind of pressure container. Its design, manufacturing,

5、 examination and acceptance should conform to the provision of GB15098Steels system pressure containers.The 16MnR steel is the appropriation steel which makes pressure container. The content of sulfur, phosphorus in 16MnR is low, the tensile strength, the elongation ratio and pounds at tenacity are

6、high. Therefore, mechanics function and craft function with 16MnR are good. In addition to the environment temperature is very low or when the steel plate thickness is very big, greatly outside the cold crack is easy to creation, dont easily creation other categories crack. The Q235 B steel contains

7、 amount of carbon low, although the strength isnt high, plasticity and resilience are very good and the weldability is fine. Generally will not appears the serious hard organization because of weld. Through analyzes various function of the parent metal and the structure characteristics of this produ

8、ct, draw up the production technical process suited this product. Mainly is the processing craft of the tube stanza, the head and the final assembly welding craft of the heating trough a body. Establishment the craft of Inciseing material and taking it shape , fill in the components processing craft

9、 process card; establishment assembly craft and welding craft, fill in the welding craft card; draw up after welding processing craft. Formulates the clamp cover flange, turns the holed craft. When manufacture the head of heating trough, according to the size of the head calculates the ramming mold

10、top die and the stamping die concrete size. Unifies the specification of this product, uses not damage the crack detection and the hydraulic pressure test carries on the examination. Finally, in order to prevent the product rusts must carry on to the product spreads the decoration. Key word: heating

11、 trough, welding craft, clamp cover, ramming mold 引 言在承受压力等级的基础上，综合压力容器工作介质的危害性（易燃，致毒程度）可以将压力容器分为I、II、III类。本次设计的加热槽槽体属于II类压力容器。符合下列其中一项的即为二类容器：中压容器(III类规定的除外)；易燃介质或毒性程度为中度危害介质的低压反应容器和储存容器；毒性程度为极度和高度危害介质的低压容器；低压管壳式余热锅炉；低压的搪瓷玻璃压力容器。工业生产中具有特定的工艺功能并承受一定压力的密闭设备，称为压力容器。目前压力容器在各行业中的应用已十分广泛。贮运容器、反应容器、换热容器和分

12、离容器均属压力容器。它是在石油化学工业、能源工业、科研和军工等国民经济的各个部门都起着重要作用的设备。其整个制造过程涉及冶金、结构设计、机械加工、焊接、热处理和无损检测等专业技术门类。因此，压力容器行业的国际地位在一定程度上反映了国家的综合实力。压力容器一般由筒体、封头、法兰、密封元件、开孔和接管、支座等六大部分构成容器本体。此外，还配有安全装置、表计及完成不同生产工艺作用的内件。压力容器由于内部或外部承受气体或液体压力，是对安全性有较高要求的密封容器。早期主要用于化学工业，压力多在10兆帕以下。合成氨和高压聚乙烯等高压生产工艺出现后，要求压力容器的压力达100兆帕以上。随着化工、石油化工等工

13、业的迅猛发展，压力容器的工作温度范围越来越宽、容量不断增大，有些还要求耐介质腐蚀。20世纪60年代开始，核电站（电站锅炉）的发展对反应堆压力容器提出了更高的安全和设计要求。从而促进了压力容器的进一步发展。为了生产和使用更安全、更具有经济性的压力容器产品，传统的设计、制造、焊接和检验方法已经无法满足产品质量要求，正在被新技术、新工艺所代替，而冶金、机械加工、焊接和无损检测等压力容器相关行业的技术进步，是压力容器行业整体技术水平提高的前提条件。由于压力容器发展迅速，压力容器的工作条件越来越苛刻，对焊接技术的要求也更加严格。现代焊接技术已能焊出无内外缺陷的、力学性能等于甚至高于被连接体的焊缝。焊接的

14、密封性好，适于制造各类容器。采用焊接工艺能有效利用材料，焊接结构可以在不同部位采用不同性能的材料，充分发挥各种材料的特长，达到经济、优质的目的。焊接已成为现代工业中不可缺少、而且日益重要的加工工艺方法。传统的压力容器通常采用低碳钢或低合金高强度钢母材制造。近年来随着焊接技术的不断完善，高强度钢在现代压力容器结构中获得了广泛应用。目前，焊条正向着高效、低污染和具有特殊性能方向发展。气体保护焊和埋弧焊焊丝逐渐由实芯焊丝向药芯焊丝方向发展，药芯焊丝具有高效、节能及成分调节方便等优点，是未来发展的方向。埋弧焊用焊剂也逐渐由大量使用熔炼型焊剂向烧结型焊剂过渡。烧结型焊剂具有节能、成分调节方便及制造简单等

15、一系列优点，也是焊剂的发展方向。未来的焊接工艺，一方面要研制新的焊接方法、焊接设备和焊接材料，以进一步提高焊接质量和安全可靠性，如改进现有电弧、等离子弧、电子束、激光等焊接能源；运用电子技术和控制技术，改善电弧的工艺性能，研制可靠、轻巧的电弧跟踪方法。本次设计的加热槽槽体为圆柱形钢制容器，是加热及搅拌沥青的专用容器，以通入夹套中的高温蒸气为热源加热熔化沥青。首先，要根据产品要求设计出结构各个部件的主要尺寸及制作工艺；其次，要合理选择材料，以满足加热槽的强度、刚度等质量要求。加热槽的制造工艺已基本成熟且应用十分广泛。目前加热槽的设计正在向大型化高参数方向发展；材料广泛应用各级别的低合金高强度钢。

16、近几年我国压力容器制造业尝试应用计算机技术。如焊接工艺编制采用焊接专家系统；焊接工艺评定和焊工培训考试使用计算机管理；编制零部件制造工艺过程卡等。焊接机械化和自动化水平已得到提高，如焊机实现程序控制、数字控制；研制从准备工序、焊接到质量监控全部过程自动化的专用焊机；在自动焊接生产线上，推广、扩大数控的焊接机械手和焊接机器人。随着焊接和无损检测等技术的不断进步，特别是以计算机技术为代表的信息技术的飞速发展，加热槽等压力容器的安全性和可靠性得到了显著提高。第一章 产品介绍1.1 产品结构分析本次设计的加热槽槽体属于II类压力容器。工业生产中具有特定的工艺功能并承受一定压力的密闭设备，称压力容器1。

17、目前压力容器在各行业中的应用已十分广泛。贮运容器、反应容器、换热容器和分离容器均属压力容器。它在石油化学工业、能源工业、科研和军工等国民经济的各个部门都起着重要作用。本加热槽的设计目的是加热及搅拌沥青，沥青是毒性程度为中度危害的介质，每个焊缝都必须保证质量达到要求。本产品主要是由内筒、上夹套、下夹套、内筒封头、夹套封头和一个角钢法兰所组成。产品的简要数据如表1所示。表1 产品简要数据表设计压力 (MPa)1.46设计温度()200工作压力 (MPa)1.32全容积(m3)16物料名称沥青容器类型II类加热槽上还有支座、支架、支撑架等几个附件，具体位置如图1所示：图1 产品结构简图1高温蒸汽出口

18、；2支架；3高压蒸汽进口；4支座；5支撑架； 6人孔；7废料排出口；8沥青出口；9吊架。1.2 母材性能分析根据产品的设计要求，加热槽的内筒及内筒封头部分选用的材料为16MnR钢，夹套及夹套封头等部分选用的材料为Q235B钢。16MnR钢是制造压力容器的专用钢。16MnR的硫、磷含量略低于16Mn，冲击韧性比16Mn有所提高。16MnR的力学性能和工艺性能良好。Q235B钢的含碳量低，虽然强度不高，但塑性和冲击韧性很好，焊接性优良。1.2.1内筒材料的性能分析(1)16MnR钢的化学成分分析材料的化学成分直接影响着材料的各项性能，因此需控制材料中的有害杂质硫、磷的含量。材料中含硅量超过了0.6

19、%对冲击韧性不利，使脆性转变温度提高。含碳量超过0.3%和含锰量超过1.6%，焊接时易出现裂纹，同时在热轧钢板上还易出现脆性的贝氏体组织。16MnR钢的屈服强度为345MPa，是屈服强度在294392MPa之间的热轧钢。这一类热轧钢主要通过锰、硅等合金元素的固溶强化获得高强度。16MnR钢的化学成分如表2所示。表2 16MnR钢的化学成分牌号化 学 成 分（%）CSiMnSP16MnR0.200.200.551.201.600.0300.035(2)16MnR钢的力学性能分析本设计中选用的16MnR钢板的厚度为16mm，该厚度钢板的力学性能如表3所示：表3 16MnR钢的力学性能2牌号热处理状

20、态规格(mm)拉 伸 试 验冲击试验冷弯试验屈服强度(MPa)抗拉强度(MPa)伸长率(%)温度()20横向 (J)=2 18016MnR热轧1634551064021031d = 2a材料的力学性能与焊接结构的使用安全有很大关系，因此材料的力学性能必须达标才可使用。(3)16MnR钢的焊接性分析16MnR钢是制造压力容器的专用钢，对硫、磷等杂质控制严格，但在焊接接头中仍有可能产生缺陷及性能变化：热裂纹 焊缝中的热裂纹是指焊缝在结晶时形成的沿晶间开裂的裂纹。热轧钢含碳量较低，且锰含量较高，即焊接热裂纹倾向较小。但在埋弧自动焊时，焊接热输入较高，熔池尺寸较大，柱状晶体发达，晶间偏析较严重，焊接接

21、头中也会出现各种形式的热裂纹，此时产生的热裂纹主要是结晶裂纹。结晶裂纹在结晶后期(温度稍高于固相线温度以上)，由于低熔点共晶形成的液态薄膜削弱了晶粒间的联系，在拉伸力作用下发生开裂3。而16MnR钢板中碳、硫、磷等元素含量必须控制在要求值以下。由于同时16MnR钢的含锰量相对较高，锰硫比 (Mn/S)能达到除硫要求，所以具有较好的抗热裂性能，正常焊接条件下热裂纹倾向较小。冷裂纹 热轧钢含有少量的合金元素，碳当量比较低，一般情况下（除环境温度很低或钢板厚度很大时）冷裂纹倾向不大。焊接接头在焊后的冷却过程中，会产生组织应力、热应力及拘束应力等内应力，又因扩散氢及淬硬组织的共同作用，故极易在钢材的热

22、影响区产生具有延迟特征的冷裂纹。本设计中16MnR钢板采用的是16mm的中等厚度钢板，因此不易产生冷裂纹。再热裂纹 再热裂纹易出现在含有沉淀强化元素的高强钢、珠光体钢、奥氏体钢中，其基本特征为：厚板焊接结构消除应力处理过程中，在热影响区的粗晶区存在不同程度的应力集中时，由于应力松弛所产生附加变形大于该部位的蠕变塑性，则发生再热裂纹。由于不含强碳化物形成元素，所以16MnR钢对再热裂纹不敏感15。层状撕裂 层状撕裂是指有角接接头或丁字接头的大型厚板结构焊接时，在钢板厚度方向承受较大的拉应力，导致沿钢板轧制方向形成的阶梯状的裂纹。内筒部分选用厚度为16mm的16MnR钢板，不易产生层状撕裂。过热区

23、脆化 焊接接头过热区脆化取决于母材成分和焊接热循环方式，后者以高温停留时间和冷却速度为主要指标。奥氏体晶粒在过热区(高于1100区域)显著长大甚至产生魏氏体，使韧性急剧降低；钢中的碳化物、氮化物等难溶质点高温时溶入过热区，冷却时未能及时析出而保留在奥氏体晶粒中等，均是引起脆化的原因。此外，冷却过程中还可能产生一系列不利的组织转变，例如生成粗大马氏体，铁素体-贝氏体-高碳马氏体脆性混合组织和M-A组元等，都是产生脆化的原因4。16MnR钢主要靠合金元素的固溶强化作用来保证其具有良好的力学性能，且在热轧状态下使用仅以粗晶脆化为主，其它脆化不易产生。16MnR钢焊后经600，1h的回火处理后。16M

24、nR经消除应力回火处理后，韧性有很大恢复，可防止脆化。经过对16MnR钢的焊接性进行分析，得出以下结论：16MnR钢板可装配成各种不同的焊接接头，适合不同位置焊接，且焊接工艺和技术要求相对简单。焊前一般不需要预热。塑性和冲击韧性良好，焊接接头产生冷裂纹或热裂纹的倾向小，适合各类大型结构和受压容器。16MnR钢，对焊接电源设备没有特殊要求，交直流弧焊机都可以焊接；对焊接材料也无特殊要求，酸性、碱性焊条和焊剂都可以使用。1.2.2夹套材料的性能分析(1) Q235B钢的化学成分分析Q235B钢含碳量小于或等于0.20%，锰、硅等元素含量也比较少。其焊接用钢均为镇静钢，具体化学成分如表4所示：表4

25、Q235B钢的化学成分牌号等级化 学 成 分（%）脱氧方法CMnSiSPQ235B0.120.200.300.700.30.0450.045F、b、z(2) Q235B钢的力学性能分析Q235B钢属于典型的碳素结构钢。本次设计选用的Q235B钢板的厚度为12mm，该厚度钢板的力学性能如表5所示：表5 Q235B钢的力学性能牌号等级规格(mm)拉 伸 试 验冲击试验冷弯试验屈服强度(MPa)抗拉强度(MPa)伸长率(%)温度()V型纵向冲击吸收功 (J)=2 180Q235B616235375500262027纵a，横1.5a(3)Q235B钢的焊接性分析Q235B钢属于碳素结构钢中的低碳钢。其

26、含碳量少，锰、硅等元素含量较少，一般用熔焊法或其他焊接方法通常不会因焊接而出现严重的硬化组织或淬硬组织。这种钢的强度不高，塑性和冲击韧性良好，焊接接头的塑性和冲击韧性也很好。焊接时一般不需要预热、层间保温和后热，焊后也不必热处理。所以Q235B钢的焊接性优良5。但是，当刚性大的结构件在低温条件下焊接时，可能出现裂纹。为此，在寒冷天气焊接时有必要采用适当的预热和缓冷措施。第二章 零部件加工工艺本加热槽内筒与夹套选用了不同的材料，根据材料的性能以及各部件的特殊要求制定制作工艺流程。2.1产品制作工艺流程图2.1.1内筒筒节制作工艺流程图此加热槽的内筒筒体部分是由两节筒节焊接而成，筒节的制作工艺流程

27、如图2所示；图2 内筒筒节制作工艺流程图2.1.2夹套筒节制作工艺流程图夹套部分分为上夹套、下夹套和夹套封头，其中上、下夹套的工艺相同，如图3所示：图3 夹套筒节制作工艺流程图2.1.3封头制作工艺流程图本设计中有两个封头，内筒封头和夹套封头，它们的制作工艺是相同的，如图4所示：图4 封头制作工艺流程图2.1.4总制造工艺流程图各部件制造完成后，进行整体装配焊接，工艺过程如图5所示：图5 总装配工艺流程图2.2焊缝位置分布封头拼板焊缝环焊缝纵焊缝本加热槽内筒焊缝的位置分布如图6所示。焊缝如此布置，是为了保证焊缝没有十字交叉。图6 焊缝布置图2.3内筒筒节制作工艺2.3.1钢材复检压力容器是质量

28、要求严格的重要焊接结构。加热槽的内筒及内筒封头部分选用厚度为16mm的16MnR钢板制作，夹套及夹套封头等部分选用厚度为12mm的Q235B钢板制作。这两种钢材在使用前应进行必要的化学成分和力学性能复检，还应检验金属材料的表面及内部质量(如夹层、砂眼等) 17。2.3.2钢材预处理(1)钢材矫正钢材在轧制、运输、装卸和堆放过程中，表面常会出现凹凸不平或弯曲、扭曲、波浪变形等现象。当这些变形超过一定程度时，会影响焊接结构件生产过程中各工序的正常进行，并将降低产品的质量6。按操作方法的不同对钢板的矫正可分为手工矫正、机械矫正和火焰矫正三种方法。在本设计中对16MnR和Q235B钢板的矫正选用的是机

29、械矫正法，采用的专用设备是4200mm9辊式中厚板矫平机，其工作原理如图7所示，技术参数如表6所示：图7 4200mm9辊式中厚板矫平机原理图1 导向辊； 2上支承辊； 3上工作辊； 4下工作辊； 5下支承辊。表6 4200mm9辊式中厚板矫平机技术参数厚度(mm)宽度(mm)长度(mm)最大较平温度矫正速度m/s辊数辊距(mm)840150040004000180006008000.30.89360辊径辊长(有效长)（mmmm）上横梁开口度(mm)支撑辊列数辊数(个)传动比主电动机功率(kw)320420024027=1422125(2) 表面清理钢材表面存在的铁锈、氧化皮及各种污物等，都将

30、直接影响零件和产品的制造质量，焊前应进行清理的工作。除锈的方法有种：化学法和机械法。本设计中对16MnR和Q235B钢板清理选用的是机械法中的喷丸方法。采用GYX-nM型钢材预处理装置，它是一种大型喷丸除锈设备，既可以用于钢板、型钢的表面处理，也可用于结构部件的表面处理。钢材矫正后，利用电磁吊上料、辊道输送到加热室预热，再进入喷砂机中将铁锈及氧化皮除掉，清理掉丸料后，装置自动喷底漆并烘干，以防钢板在加工过程中再次生锈7。2.3.3划线、下料选定钢板尺寸规格后，在板材上进行划线，所谓划线即按构件设计图样的图形与尺寸1:1划在待下料的钢板上，随后按划线图形进行下料加工的工序。下料是指将零件从金属材

31、料上按划线标记切割下来的工序。下料的方法可分为两类：机械切割和热切割。本设计中16MnR和Q235B钢板选用的都是中等厚板的板材，对其下料均选用热切割的方法，采用的设备是CNC-4A型数控切割机，用氧乙炔火焰进行切割8。在划线下料前应先对制作内筒筒节的板材进行选取，因为钢材在卷圆后，内层纤维受压而缩短，外层纤维被拉伸而伸长。而在内层与外层之间存在着一层既不缩短也不伸长的纤维，该层即为中性层。制作内筒筒节所用钢材的展开尺寸计算就是以中性层为依据的。首先，按弯曲内径与板厚的比值确定中性层位置，为中性层位置系数。，所以值取0.5。故筒节的展开直径： (2-1)筒节的展开长度： (2-2)筒节的展开长

32、度即为选用板材的长度；再根据筒体的总长选择板材数量以及每块板材的宽度。筒体总长4200mm，选取两块板材即可，宽度分别为1900mm和2300mm。采用数控切割机下料时，钢板边缘处厚度不均匀，影响焊接质量，因此，需预留出余边量为50mm。根据以上计算，选择制作筒节板材的尺寸,一块；,一块。所选内筒筒节板材，如图8所示。图8 内筒筒节下料尺寸注：为毛坯尺寸；-为选板尺寸2.3.4边缘加工边缘加工是按工艺要求采用一定的加工方法将工件的边缘或端面加工成符合工艺要求的形状、平直度和粗糙度的生产过程。边缘加工可以消除前到工序加工所产生的加工硬化层和热影响区；根据工艺要求完成坡口加工；消除装配、焊接工件边

33、缘或自由边的各类缺陷，以提高加热槽的整体质量；提高结构的表面质量，也可为产品的后期制作创造条件。常用边缘加工的方法为刨削、铣削、车削等切削加工工艺。在设计中所选用的设备是B81050A型刨边机进行边缘加工。2.3.5筒节卷制钢板的弯曲加工，实际上是通过旋转的辊轴，使钢板在辊轴的作用力和摩擦力的作用下，自动向前推进产生塑性变形而弯曲。本设计选用对称式三辊卷板机，钢板卷制的基本原理如图9所示：图9 三辊卷板机工作原理图坯料经卷弯后所得的曲率取决于辊轴的相对位置、钢材的厚度和力学性能，如下式所示： (2-3)式中：-上辊的直径，mm； -上辊的直径，mm；-钢板的厚度，mm；-零件的曲率半径，mm；

34、-上辊与下辊的中心距，mm；-两下辊之间的中心距，mm。钢板在弯曲加工时，通常规定，可以进行冷弯试验，若，超过了材料在常温塑性变形能力，则必须进行热弯。其中：为圆筒直径，为钢板的厚度钢板。加热槽的内筒，可以进行冷弯。根据工艺要求，本设计采用Wn-163200型号的对称式三辊卷板机，其技术参数如表7所示。表7 Wn-163200型对称式三辊卷板机技术参数卷板最大尺寸(宽度宽度) (mmmm)卷标速度(m/min)最小弯曲直径(mm)材料屈服极限(MPa)电机功率(kw)163200585024544(1)预弯 使用对称式三辊卷板机进行钢板卷制时，在钢板的两端各存在一个平直段（约为两下辊中心距长度

35、的一半）无法卷弯。为此，在卷制之前，应采取的措施将钢板两端弯曲成所需要的曲率。预弯的方法有以下两种：模压预弯和弯胎预弯。在此选择弯胎预弯的方法，即利用弯曲胎板在卷板机上进行的。其原理如图10所示：胎板工件图10 预弯胎板法工作原理图预弯胎板一般用厚度大于筒体厚度两倍以上的板材制成。在本设计中预弯胎板的厚度取35mm。在冷变形时需考虑到回弹量，预弯胎板的曲率半径应略小于筒体的半径，所以取900mm。预弯长度应大于两下辊中心距的一半，通常为(620)s，在此取240mm。(2)对中 为防止钢板在卷制过程中出现扭斜，产生轴线方向的错边，滚卷之前在卷板机上摆正钢板的过程为对中。常用的方法有：对中挡板对

36、中法、倾斜进料对中法、辊上槽线对中法。本设计所选用的是辊上槽线对中法，即先在钢板上划出中线，然后与下辊表面的槽线对正，即可对中。(3)卷制 对中后可实施滚卷，使上辊下压，钢板产生一定曲率的弯曲。卷制时应注意：冷卷时，不超过材料允许的最大变形率；上辊下压产生的下压力保证辊子不打滑；根据板厚、材质，一次下压量不超过卷板机的额定功率；考虑冷卷时的回弹量，应过卷2030mm，并随时用样板进行测量。卷制达到要求曲率时，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。(4)矫圆 在滚圆完毕并对纵缝进行装配焊接之后，应再次滚圆，以使筒节的圆度达到规定的范围。步骤如下：逐渐加载，达到最大矫正曲率

37、；重点矫正焊缝区，经测量直到合格；逐渐卸载，至卷制过程结束9。2.3.6纵缝焊接(1)焊前准备 由于筒节所用的材料是16mm厚的16MnR钢板，所以采用双面埋弧自动焊的焊接方法，坡口形式为对称的X形坡口，如图11所示：外内图11 筒节纵缝焊接坡口形式在焊接前首先应对坡口进行机械清理，清除坡口内外两侧各20mm范围内的油污、铁锈、氧化皮等杂质。焊条需在350的温度下烘干1小时；焊剂需在150的温度下烘干2小时。(2)焊接工艺参数 首先，将纵缝用焊条电弧焊进行定位焊，电源采用的是直流反接。选用的电机型号为ZXG-300，工艺参数如表8所示。表8 焊条电弧焊接工艺参数焊接材料焊条直径(mm)焊接电流

38、(A)电源种类E50154180直流反接纵缝定位焊后，需检查装配及焊点焊接质量。此时可以根据坡口形式采用双面埋弧自动焊焊接。埋弧焊机型号：MZ-1000，此焊机的技术参数如表9所示。表9 MZ-1000焊机的技术参数焊接电流(A)焊丝直径(mm)送丝速度(cm/min)焊接速度(cm/min)电流种类4001200355020025117直流或交流由于内筒筒节部分选用的是16 mm的钢板，内、外两面都各焊一层，采用双面埋弧焊要求边缘必须平直，保证间隙小于2 mm。焊接第一面的熔深为板厚的40%50%,第二面要控制熔深达到板厚的60%70%，以保证焊透。工艺参数如表10所示。表10 埋弧焊接工艺

39、参数10焊缝类别焊层焊接材料焊丝直径(mm)焊接电流(A)电弧电压(V)焊接速度(m/h)内焊缝第一层 H08MnA+HJ4314720740 34362832外焊缝第二层740760所有焊接工艺参数均需经焊接工艺评定试验后确定。所谓工艺评定就是：为验证所拟订的焊件焊接工艺的正确性而进行的试验过程及结果的评价。(3)焊后热处理 焊后需进行消除应力处理，16MnR钢回火温度在650左右。因筒节板厚为16mm，是中厚板，回火后保温时间应长一些，取 35min。2.4夹套筒节制作工艺夹套筒节制作的钢材复检、预处理、边缘加工工艺与内筒筒节的钢材复检、预处理及边缘加工工艺相同。下面介绍夹套筒节制作的其它

40、工艺。2.4.1划线、下料夹套部分选料与筒节部分相同，制作夹套的Q235B钢板展开尺寸的计算以中性层为依据。首先，按弯曲内径与板厚的比值确定中性层位置。，所以值取0.5故夹套的展开直径： (2-4)夹套的展开长度： (2-5)上夹套宽1766mm，下夹套宽1484mm，预留出加工余量。根据以上计算，选择制作夹套板材的尺寸，上夹套的钢板一块；下夹套选用的钢板一块。所选板材尺寸如图12，所示。(a) (b)图12 夹套展开尺寸(a)上夹套毛坯尺寸; (b)下夹套毛坯尺寸（注：为毛坯尺寸；-为选板尺寸）2.4.2翻边、翻孔加热槽夹套上有多处接管需要进行翻孔；且上、下夹套的边缘需要翻边。(1) 翻孔翻

41、孔工艺的示意图，如图13所示：图13 翻孔工艺示意图H翻边的高度，mm ； h圆弧中心高，mm ；t工件厚度，mm ；d翻边预冲孔直径，mm；D翻边后孔中径，mm；B凸缘宽度，mm；r翻边与工件平面的圆角半径，mm； 时，取 (2-6) (2-7)根据零件翻边后孔中直径，计算预冲孔直径，并核算翻边高度。当不能翻出要求的高度时，可先拉深，后在底部冲孔，再翻孔的方法。如果多次翻边，由于每两道工序之间要进行退火，不经济且工件变薄较严重，故一般不予采用。最大翻边高度： (2-8)其中，-第一次翻边系数孔的加工方法是预先钻个小孔，去毛刺后用模具冲孔。翻边低孔的粗糙度直接影响工件质量，如孔边有毛刺存在，就

42、会导致翻翻口的破裂。使用球底上模时圆孔翻边力： (2-9)式中，-系数，与有关；-伸长率；-抗拉强度。翻边模具设计如图14所示:图14 有预制孔的翻孔模具形状及尺寸圆角半径应尽可能选用较大的数值，但不应超过公式的计算值。还应注意圆孔翻边的弹孔间隙一般控制在(0.750.85)时，可使孔壁稍微变薄且垂直度好。(2)外缘翻边外缘翻边分为内曲翻边和外曲翻边，本加热槽的夹套，采用内曲的方法来翻边。内曲翻边是用模具把坯料上内凹的外边缘翻成竖边的冲压方法，与圆孔的翻边相似，属于伸长类翻边11。翻边力： (2-10)式中，-曲变线长度，mm； -系数，取0.20.3。外缘翻边的制作工作原理如图15所示。图1

43、5 外缘翻边原理图1下模；2上模；3毛坯；4压料板；5气垫顶杆。2.5封头制作工艺封头制作的钢材复检、预处理、边缘加工工艺与内筒筒节的钢材复检、预处理及边缘加工工艺相同。下面介绍封头制作的其它工艺。2.5.1封头部分的选料封头在划线下料前应先对制作封头的坯料进行计算。坯料直径（包括加工余量）： (2-11)式中：-毛坯料直径,mm；-封头内径,mm； -封头形状影响系数； -板厚, mm； -直边量, mm；100-二次切割余量, mm。所以，内筒 由于毛坯料直径过大，所以采用拼板的方法来制作毛坯料，为了避免焊缝十字交叉，压力容器的封头由两块或有左右对称的三块钢板且对接焊缝距封头中心1/4。内

44、筒封头坯料由：和的两块板材拼焊而成，封头拼板如图16所示。图16 封头拼板示意图2.5.2封头拼接施焊封头拼接采用双面埋弧自动焊，坡口形式为对称的X形坡口，如图17所示。埋弧焊机型号：MZ-1000，封头拼焊工艺参数同表8和表10。 图17 封头拼接焊缝坡口形式 2.5.3加热拉延前要对板材进行加热，这样可以提高板材的韧性，降低变形抗力，易于拉延成形。采用室式加热炉加热。内筒封头材料为16MnR钢板，冲压的起始温度为1050左右，冲压结束温度不得低于700，如温度低于700冲压后必须进行回火处理。温度过高，板材的结构组织将发生变化；温度过低，变形抗力大不易拉延。2.5.4压制压制封头的方法很多，可采用人工锤