水分器課程設(shè)計說明書

1、1 產(chǎn)品介紹31.1 產(chǎn)品的技術(shù)條件31.2 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)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(xué)成分32.1.2 力學(xué)性能42.1.3 焊接性能42.2 A3鋼焊接性分析42.2.1 化學(xué)成分42.2.2 力學(xué)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(jié)構(gòu)43.2 筒節(jié)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(shè)備63.2.8 筒節(jié)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(shè)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(zhǔn)備83.4.2 開設(shè)坡口93.5 接管的加工工藝過程93.5.1 下料93.5.2 開設(shè)坡口93.6 補(bǔ)強(qiáng)圈的加工工藝過程93.6.1 上封頭補(bǔ)強(qiáng)圈93.6.2 下封頭補(bǔ)強(qiáng)圈103.6.3 筒節(jié)補(bǔ)強(qiáng)圈103.6.4 開設(shè)坡口103.7 底腳的加工工藝過程103.7.1 下料103.7.2 開設(shè)坡口114 裝配工藝設(shè)計114.1 筒節(jié)與封頭的裝配114.1.1 裝配方案設(shè)計分析114.1.2 裝配設(shè)備的選取124.1.3 焊接工藝設(shè)計124.2 接管

3、與封頭和筒節(jié)的裝配134.2.1裝配組對134.2.2焊接方法134.2.3焊接設(shè)備134.3 補(bǔ)強(qiáng)圈的裝配134.3.1 裝配組對134.3.2 焊接方法144.3.3 焊接設(shè)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(shè)備144.4.4焊縫尺寸與形狀144.5 底腳部分的工藝設(shè)計154.5.1 下料154.5.2 開坡口154.5.3 焊接165 焊接工藝設(shè)計方案的說明與分析165.1 焊接技術(shù)要求165.2 焊接檢驗(yàn)165.2.1 焊前檢驗(yàn)165.2.2 焊接工序間的檢驗(yàn)175.2.3 焊后外觀檢驗(yàn)175.2.4 焊后致密性檢驗(yàn)175.2.5

4、 焊后容器的強(qiáng)度檢驗(yàn)17參考文獻(xiàn)181 產(chǎn)品介紹1.1 產(chǎn)品的技術(shù)條件生產(chǎn)的產(chǎn)品為S2-7型水分器，其容積為0.093m³，設(shè)計溫度為常溫，設(shè)計壓力為55kgf/cm²，介質(zhì)為壓縮空氣，焊縫系數(shù)0.8，腐蝕裕度1mm，耐壓壓力70。1.2 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計分析產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)滿足疲勞強(qiáng)度，剛度和穩(wěn)定性的要求，結(jié)構(gòu)自重小，省鋼材，降低成本，制造工藝性好，可在短時間內(nèi)制造安裝完成，便于安裝和維修，外形美觀，使用方便，性能優(yōu)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(xué)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(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，晶相組織鐵素體加珠光體。2.1.2 力學(xué)性能交貨狀態(tài)，以不熱處理或熱處理（退火、正火和高溫回火）狀態(tài)交貨。抗拉強(qiáng)度410N/mm2，屈服強(qiáng)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(qiáng)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(yán)格或形狀復(fù)雜的制件上易發(fā)生裂紋。切削加工性冷拔或正火狀態(tài)較退火狀態(tài)好。2.2 A3鋼焊接性分析2.2.1 化學(xué)成分C :0.14-0.22%,Mn :0

6、.30-0.65,Si0.30,S0.050, P0.045。2.2.2 力學(xué)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(jié)構(gòu)根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作要求，該圓筒形壓力容器主要由筒節(jié)、封頭、法蘭、開孔補(bǔ)強(qiáng)圈、接管、底腳等組成。3.2 筒節(jié)的加工工藝過程3.2.1 備料選用20g（鋼板），進(jìn)行化學(xué)成分和機(jī)械性能檢驗(yàn)，合格后，用多輥鋼板矯正機(jī)對鋼板進(jìn)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(shè)計圖紙，在放樣平臺上1：1比例，繪出結(jié)構(gòu)圖，用數(shù)控氣割機(jī)

7、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(jī)預(yù)先加以彎曲，以消除滾圓的直邊，再用三輥卷板機(jī)進(jìn)行冷卷制成形。卷制過程中要經(jīng)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(guī)范中的有關(guān)技術(shù)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(qū)及切割時產(chǎn)生的缺陷；同時考慮坯料加工到規(guī)定尺寸和開設(shè)坡口，采用刨邊機(jī)進(jìn)行邊緣加工和開設(shè)坡口。3.2.5 縱縫組對由于筒節(jié)直徑為324mm，板厚為12mm，卷板后直接在卷板機(jī)上進(jìn)行組對。3.2.6 焊前清理容器施焊前，應(yīng)檢查圓筒的組裝質(zhì)量，清除坡口及其兩側(cè)20mm范圍內(nèi)的泥沙、鐵銹、油污、氧化皮及其他

8、雜質(zhì)。3.2.7 焊接設(shè)備手工電弧焊機(jī)；MZ11000型自動埋弧焊機(jī)；焊條：J427，直徑45mm；焊絲：H08MnA；焊劑：HJ431。3.2.8 筒節(jié)縱縫焊接先用手工電弧焊進(jìn)行點(diǎn)固焊定位，對筒體形狀加以固定,再用自動埋弧焊進(jìn)行縱縫焊接。3.2.9 矯圓縱向焊縫焊接后，筒節(jié)的圓形可能產(chǎn)生變形或偏差，需要用卷板機(jī)進(jìn)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(jìn)行化學(xué)成分和機(jī)械性能檢驗(yàn)，合格后，用多輥鋼板矯正機(jī)對鋼板進(jìn)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(shè)計圖紙，在放樣平臺上1：1比例，繪出結(jié)構(gòu)圖，上封頭外徑為324mm，內(nèi)徑90

9、mm，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(jī)旋壓成形，再用氣割機(jī)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(jī)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(jī)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(jī)切割出30mm的圓孔，便于焊接接管和法蘭。3.3.6 開設(shè)坡口按照圖紙上坡口形狀

10、、尺寸，用氣割機(jī)在封頭與筒節(jié)，封頭與接管的焊接處開設(shè)相應(yīng)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(zhǔn)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(jìn)行打磨，清除表面的泥沙、鐵銹、油污、氧化皮及其他雜質(zhì)。3.4.2 開設(shè)坡口按照圖紙上的坡口形狀和尺寸，用氣割機(jī)開設(shè)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(nèi)徑20mm，厚度5mm，長度為75mm；上封頭與筒體接管外徑95mm，內(nèi)徑85mm，厚度5mm，長75mm。用氧乙炔焰進(jìn)行切割。3.5.2 開設(shè)坡口按照圖紙上的坡口形狀和尺寸，用氣割機(jī)開設(shè)坡口。坡口圖3.6 補(bǔ)強(qiáng)圈的

11、加工工藝過程3.6.1 上封頭補(bǔ)強(qiáng)圈選用20g鋼板，用自動氣割機(jī)切割一塊直徑200mm，厚度為8mm的圓板，再經(jīng)沖壓機(jī)沖壓成形，用氣割機(jī)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(bǔ)強(qiáng)圈選用20g鋼板，用自動氣割機(jī)切割一塊直徑120mm，厚度為8mm的圓板，再經(jīng)沖壓機(jī)沖壓成形，用氣割機(jī)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(jié)補(bǔ)強(qiáng)圈選用20g鋼板，用自動氣割機(jī)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(shè)坡口按照零件圖設(shè)計形狀尺寸，用氣割機(jī)開設(shè)坡口。3.7 底腳的加工工藝

12、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(shè)坡口在角鋼兩頭分別開設(shè)坡口。4 裝配工藝設(shè)計 裝配工序主要有：筒節(jié)與封頭裝配接管與封頭、筒節(jié)裝配各處開孔處補(bǔ)強(qiáng)圈裝配封頭處、筒節(jié)處法蘭裝配底腳裝配。4.1 筒節(jié)與封頭的裝配4.1.1 裝配方案設(shè)計分析 本設(shè)計屬于長細(xì)形，因些采用臥裝。焊接時采用滾輪架使工件轉(zhuǎn)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(chǎn)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架上，筒體前端伸出支架450mm。然后用吊環(huán)在

13、適當(dāng)位置將封頭吊起，移至筒體端部，相互對準(zhǔn)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(jī)后，用螺栓壓板等將環(huán)向焊縫逐漸對準(zhǔn)到適合于焊接的位置，再用N形馬橫跨焊縫并用點(diǎn)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(shè)備的選取電動機(jī)及減速器的選取如下：選用90SZ-51電動機(jī)型號功率/w電壓/V電流/A額定轉(zhuǎn)速/r.min-1勵磁電壓/V質(zhì)量/kg90SZ-51801101.1150011060選用SZ-PX系列直流減速機(jī)減速比輸出轉(zhuǎn)速電動機(jī)功率輸出轉(zhuǎn)距電動機(jī)型號437580146090SZ-514.1.3 焊接工藝設(shè)計V型對接55°

14、;角環(huán)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(jī)和MZ-630埋弧自動焊機(jī)。焊縫尺寸與形狀：4.2 接管與封頭和筒節(jié)的裝配裝配組對先把接管插入筒體開孔內(nèi)，調(diào)整接管角度，使其與筒節(jié)或封頭截面垂直，然后用夾具進(jìn)行固定，再用手工電弧焊進(jìn)行焊接裝配。焊接方法手工電弧焊。焊接設(shè)備電弧焊機(jī)，焊條：J427 焊條45mm。4.3 補(bǔ)強(qiáng)圈的裝配4.3.1 裝配組對先將補(bǔ)強(qiáng)圈套進(jìn)接管，再清除表面的泥沙、鐵銹、油污、氧化皮及其他雜質(zhì)，然后用手工電弧焊進(jìn)行焊接。補(bǔ)強(qiáng)圈與筒節(jié)、封頭處的焊縫，高度在補(bǔ)強(qiáng)圈厚度的3/4處，不可過高。4.3.2 焊接方法手工電

15、弧焊。4.3.3 焊接設(shè)備電弧焊機(jī)，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(jìn)行焊接。焊接方法手工電弧焊。4.4.3焊接設(shè)備電弧焊機(jī)，焊條：J427 E43154.4.4焊縫尺寸與形狀4.5 底腳部分的工藝設(shè)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(shè)坡口。4.5.3焊接將角鋼與底腳鋼板呈60°固定，先點(diǎn)固焊，后手工電弧焊進(jìn)行焊接。5 焊接工藝設(shè)計方案的說明與分析5.1 焊接技

16、術(shù)要求（1）必須按圖樣、工藝文件，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)施焊。（2）焊接環(huán)境：在出現(xiàn)下列任一情況時需采取有效防護(hù)措施否則禁止施焊。風(fēng)速：氣體保護(hù)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(huán)境。焊件溫度低于-20ºC。當(dāng)焊件溫度為0-20ºC時，應(yīng)在開始焊處100mm范圍內(nèi)預(yù)熱道15ºC以上。（3）應(yīng)在引弧板或坡口內(nèi)引弧，禁止在非焊接部位引弧，焊縫應(yīng)在引出板上收弧，弧坑應(yīng)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，若打磨后的厚度低于規(guī)定值則需要補(bǔ)焊。（6）角焊縫的根部應(yīng)保證焊透（受壓件）。（7）接

17、弧處應(yīng)保證焊透與融合。（8）層間溫度不超過規(guī)定范圍。（9）每條焊縫應(yīng)盡可能一次焊完。5.2 焊接檢驗(yàn)5.2.1 焊前檢驗(yàn)主要是對焊前準(zhǔn)備的檢查，最大限度避免或減少焊接缺陷的產(chǎn)生，保證焊接質(zhì)量的積極有效措施，包括焊接材料質(zhì)量，焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計，焊件備料，焊接裝配質(zhì)量，焊接試板，能源，輔機(jī)具，工具，焊接環(huán)境，焊接預(yù)熱等。5.2.2 焊接工序間的檢驗(yàn)包括焊接工藝規(guī)范的檢驗(yàn)、焊縫尺寸的檢查、夾具情況和結(jié)構(gòu)裝配質(zhì)量的檢查，焊道表面質(zhì)量，后熱，焊后熱處理等。5.2.3 焊后外觀檢驗(yàn)焊接接頭的外觀檢驗(yàn)是一種手續(xù)簡便而又應(yīng)用廣泛的檢驗(yàn)方法，是成品檢驗(yàn)的一個重要內(nèi)容，主要是發(fā)現(xiàn)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(biāo)準(zhǔn)樣板、量規(guī)和放大鏡等工具進(jìn)行檢驗(yàn)。若焊縫表面出現(xiàn)缺陷，焊縫內(nèi)部便有存在缺陷的可能。5.2.4 焊后致密性檢驗(yàn)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(yàn)來發(fā)現(xiàn)。致密性檢驗(yàn)方法有：煤油試驗(yàn)、載水試驗(yàn)、水沖試驗(yàn)等。5.2.5 焊后容器的強(qiáng)度檢驗(yàn)受壓容器，除進(jìn)行密封性試驗(yàn)外，還要進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)。常見有水壓試驗(yàn)和氣壓試驗(yàn)兩種。它們都能檢驗(yàn)在壓力下工作的容器和管道的焊縫致密性。氣壓試驗(yàn)比水壓試驗(yàn)更為靈