典型焊接結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)工藝

第七章典型焊接結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)工藝焊接結(jié)構(gòu)的品種繁多，應(yīng)用廣泛，本章僅介紹起重機橋架、壓力容器和船舶等典型焊接產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，重點描述其制造難點、技術(shù)關(guān)鍵及其生產(chǎn)工藝，以便進一步鞏固和運用前幾章所學的理論知識，以提高分析和解決實際問題的能力。第一節(jié)橋式起重機橋架的生產(chǎn)工藝起重機作為運輸機械在國民生產(chǎn)各個部門的應(yīng)用十分廣泛，其結(jié)構(gòu)形式多樣，如橋式起重機、門式起重機、塔式起重機、汽車起重機等。其中，以橋式起重機應(yīng)用最廣，其結(jié)構(gòu)的制造技術(shù)具有典型性，掌握了它的制造技術(shù)，對于其它起重機結(jié)構(gòu)的制造都可借鑒。一、橋式起重機的組成、主要部件的結(jié)構(gòu)特點及技術(shù)標準1橋式起重機橋架的組成橋式起重機的橋架結(jié)構(gòu)如圖71所示，它主要由主梁（或桁梁）、欄桿（或輔助桁架）、端梁、走臺（或水平桁架）、軌道及操縱室等組成。橋架的外形尺寸取決于起重量、跨度、起升高度及主梁結(jié)構(gòu)形式。橋式起重機橋梁架常見的結(jié)構(gòu)形式如圖72所示。（1）中軌箱形梁橋架如圖72（A）所示，該橋架由兩根主梁和兩根端梁組成。主梁外側(cè)分別設(shè)有走臺，軌道放在箱形梁的中心線上，小車載荷依靠主梁上翼板和筋板來傳遞。該結(jié)構(gòu)工藝性好，主梁、端梁等部件可采用自動焊接，生產(chǎn)率高；制造過程中主梁的變形量較大。（2）偏軌箱形梁橋架如72B所示，它由兩根偏軌箱形梁和兩根端梁組成。小車軌道是安裝在上翼板邊緣主腹板處，載荷直接作用在主腹板上。主梁多為寬主梁形式，依靠加寬主梁來增加橋架水圖71橋式起重機橋架1主梁2欄桿3端梁4走臺5軌道6操縱室圖72橋式起重機橋架結(jié)構(gòu)形式1箱形主梁2軌道3走臺4工字形主梁5空腹梁平剛性，同時可省掉走臺，主梁制造變形較小。（3）偏軌空腹箱形梁橋架如圖72C所示，該橋架與偏軌箱形梁橋架基本相似，只是副腹板上開有許多矩形孔洞，自重減輕，又能使梁內(nèi)通風散熱，對梁內(nèi)放置運行機構(gòu)和電器設(shè)備提供了有利條件，同時便于內(nèi)部維修，但制造比偏軌箱形梁麻煩。（4）箱形單主梁橋架如圖72D所示，它由一根寬翼緣偏軌箱形主梁與端梁不在對稱中心連接，以增大橋架的抗傾翻力矩能力。小車偏跨在主梁一側(cè)使主梁受偏心載荷，最大輪壓作用在主腹板頂面軌道上，主梁上要設(shè)置一到兩根支承小車反滾輪的軌道。該橋架制造成本低，主要用于起重量較大、跨度較大的門式起重機。上述幾種橋架形式中，以中軌箱形梁橋架最為典型，應(yīng)用最為廣泛，本節(jié)所涉及的內(nèi)容均為該結(jié)構(gòu)。2主要部件結(jié)構(gòu)特點及技術(shù)標準（1）主梁主梁是橋式起重機橋架中主要受力部件，箱形主梁的一般結(jié)構(gòu)如圖73所示，由左右兩塊腹板，上下兩塊翼板以及若干長、短筋板組成。當腹板較高時，尚需加水平筋板，以提高腹板的穩(wěn)定性，減小腹板的波浪變形；長、短肋板主要是提高梁的穩(wěn)定性及上翼板承受載荷的能力。為保證起重機的使用性能，主梁在制造中應(yīng)遵循一些主要技術(shù)要求，如圖74所示。由于主梁在工作中不允許有下?lián)?，所以主梁?yīng)滿足一定的上拱要求，其上拱度FKL/700L/1000L主為梁的跨度；為了補嘗焊接走臺時的變形；主梁向走臺一側(cè)應(yīng)有一定的旁彎FBL/1500L/2000；主梁腹板的波浪變形除對剛度、強度和穩(wěn)定性有影響外，也影響表面質(zhì)量，所以對波浪變形要加以限制，以測量長度1M計，腹板波浪變形E，在受壓區(qū)E12F；主梁翼板和腹板的傾斜會使梁產(chǎn)生扭曲變形，影響小車的運行和梁的承載能力，因此一般要求上翼板水平度CB/250，腹板垂直度AH/200；另外，各筋板之間距離公差應(yīng)在5MM范圍之內(nèi)。（2）端梁端梁是橋式起重機橋架組成部分之一，一般采用箱形結(jié)構(gòu)，并在水平面內(nèi)與主梁剛性圖73箱形主梁圖74箱形主梁主要技術(shù)要求連接，端梁按受載情況可分為下述兩類1）端梁受有主梁的最大支承壓力，即端梁上作用有垂直載荷。結(jié)構(gòu)特點是大車車輪安裝在端梁的兩端部，如圖75A所示。此類端梁應(yīng)計算彎矩，彎矩的最大截面是在與主梁連接處AA、支承截面BB和安裝接頭螺孔削弱的截面。2）端梁沒有垂直載荷，結(jié)構(gòu)特點是車輪或車輪的平衡體直接安裝在主梁端部，如圖75B所示。此類端梁只起聯(lián)系主梁的作用，它在垂直平面幾乎不受力，在水平面內(nèi)仍屬剛性連接并受彎矩的作用。依據(jù)橋架寬度和運輸條件，在端梁上設(shè)置一個或兩個安裝接頭（圖75B中為兩個接頭），即將端梁分成兩段或三段，安裝接頭目前都采用高強螺栓連接板。對端梁的主要技術(shù)要求是蓋板水平傾斜BB/250（B為蓋板寬度）、腹板垂直偏斜HH/250（H為腹板高度），同時對兩端的彎板有特殊要求。端梁兩端彎板（見圖76A）是安裝角型軸承箱及走輪的，大車輪、軸和軸承等零部件裝在角型軸承箱內(nèi)，然后用螺栓緊固在端梁的彎板上，彎板壓制成90焊接在腹板上。角型軸承箱兩直角面及止口板均經(jīng)過機械加工，而彎板是非加工面。如彎板直角偏大，則安裝角型軸承箱止口板與彎板的間隙大，需加墊片調(diào)整，這樣，既費事，又難以保證質(zhì)量，因而通常要求彎板直角偏差，折合最外端間隙不大于15MM，同時為保證橋架受力均勻和行走平穩(wěn)，應(yīng)控制同一端梁兩端彎板高低差5MM，并且要求同一車輪兩彎板高低差G2MM，如圖76B所示。（3）小車軌道起重機軌道有四種方鋼、鐵路鋼軌、重型鋼軌和特殊鋼軌。中小型起重機采用方鋼和輕型鐵路鋼軌；重型起重機采用重軌和特殊鋼軌。中軌箱形梁橋架的小車軌道安放在主梁上翼板的中部。軌道多采用壓板固定在橋架上，如圖77所示。為保證小車正常運行和橋架承載的需要，小車軌道安裝時應(yīng)滿足以下要求對同截面小車兩軌道的高低差C有一定限制，一般當軌距T25M時，C3；軌距T25M時，C5MM，如圖78所示。同時，兩軌道應(yīng)相互平行，軌距偏差為5MM。小車軌道的局部彎曲也有限制，一般在任意2M范圍內(nèi)不大于1MM。圖75端梁的兩種結(jié)構(gòu)形式1連接板2端梁3主梁圖76對端梁彎板的要求二、主梁及端梁的制造工藝1主梁制造工藝要點（1）拼板對接焊工藝主梁長度一般為1040M，腹板與上下翼板要用多塊鋼板拼接而成，所有拼縫均要求焊透，并要求通過超聲波或射線檢驗，其質(zhì)量應(yīng)滿足起重機技術(shù)條件中的規(guī)定。根據(jù)板厚的不同，對接焊工藝有開坡口雙面焊條電弧焊；一面焊條電弧焊，另一面埋弧焊；雙面埋弧焊；氣體保護焊；單面焊雙面成形埋弧焊。采用前四種工藝拼接時，當一面拼焊好后，必須把焊件翻轉(zhuǎn)進行清根等工序。如拼板較長，翻轉(zhuǎn)操作不當，會引起翹曲變形。若采用單面焊雙面成形埋弧焊，具有焊縫一次成形、不需翻轉(zhuǎn)清根、對裝配間隙和焊接參數(shù)要求不十分嚴格等優(yōu)點，鋼板厚度在512MM之間時，此法應(yīng)用十分廣泛?？紤]到焊接時的收縮，拼板時應(yīng)留有一定的余量。為避免應(yīng)力集中，保證梁的承載能力，翼板與腹板的拼接接頭不應(yīng)布置在同一截面上，錯開距離不得小于200MM；同時，翼板及腹板的拼板接頭不應(yīng)安排在梁的中心附近，一般應(yīng)離中心2M以上。為防止拼接板時角變形過大，可采用反變形法。雙面焊時，第二面的焊接方向要與第一面的焊接方向相反，以控制變形。（2）肋板的制造肋板是一個長方形，長肋板中間一般開有減輕孔。短肋板用整料制成，長肋板也可用整料制成，但消耗材料多，為節(jié)省材料可用零料拼接。由于肋板尺寸影響到裝配質(zhì)量，要求其寬度差不能大，只能小1MM左右；長度尺寸允許有稍大一些的誤差。筋板的四個角應(yīng)保證90，尤其是筋板與上蓋板接觸處的兩個角更應(yīng)嚴格保證直角，這樣才能保證箱形梁在裝配后腹板與上蓋板垂直，并且使箱形梁在長度方向不會產(chǎn)生扭曲變形。圖77軌道壓板形式（A10MM，無斜度）A）焊接壓板B）螺栓壓板圖78同一截面小車軌道高低差（3）腹板上撓度的制備考慮支梁的自重和焊接變形的影響，為滿足技術(shù)規(guī)定的主梁上撓要求，腹板應(yīng)預制出數(shù)值大于技術(shù)要求的上撓度，具體可根據(jù)生產(chǎn)條件和所用的工藝程序等因素來確定，一般跨中上撓度的預制值FM可?。?/3501/450）L。目前，上撓曲線主要有二次拋物線、正弦曲線以及四次函數(shù)曲線等，如圖79所示。距主梁端部距離為任意一點的上撓度值1）二次拋物線上撓計算Y4FMX（LX）/L2（71）2）正弦曲線上撓計算YFMSIN180X/L（72）3）四次函數(shù)曲線上撓計算Y16FMXLX/L22（73）國內(nèi)起重機制造一般采用二次拋物線上撓計算法，此法與正弦曲線上拱計算法的共同問題是端頭起撓太快。生產(chǎn)中，開始幾點的上拱計算值必須加以修整，以減緩拱度。采用四次函數(shù)作上撓曲線，是取在移動載荷與自重載荷作用下梁下?lián)锨€的相反值，端頭起撓較為平緩，故稱為理想撓度曲線。腹板上撓度的制備方法多采用先劃線后氣割，切出具有相應(yīng)的曲線形狀，在專業(yè)生產(chǎn)時，也可采用靠模氣割。圖710為靠模氣割示意圖，氣割小車1由電動機驅(qū)動，四個滾輪4沿小車導軌3作直線運動，運動速度為氣割速度且可調(diào)節(jié)。小車上裝有可作橫向自由移動的橫向?qū)U7，導桿的一端裝有靠模滾輪6沿著靠模5移動?？磕Ｖ瞥膳c腹板上撓曲線相同形狀的導軌。導桿上裝有兩個可調(diào)節(jié)的割嘴2，割嘴間的距離應(yīng)等于腹板的高度加割縫寬度。當小車沿導軌運動時，就能割出與靠模上撓曲線一致的腹板。（4）裝焊形梁形梁由上翼板、腹板和筋板組成。該梁的組裝定位焊分為機械夾具組裝和平臺組裝兩種，目前應(yīng)用較廣的是采用平臺組裝工藝，又以上翼板為基準的平臺組裝居多。裝配時，先在上翼板上的劃線定位的方式裝配肋板，用90角尺檢驗垂直度后進行點固，為減小梁的下?lián)献冃危b好肋板后應(yīng)進行筋板與上翼板焊縫的焊接。如翼板未預制旁彎，焊接方向應(yīng)由內(nèi)側(cè)向外側(cè)（圖711A），以滿足一定旁彎的要求；如翼板預制有旁彎，則方向應(yīng)如圖711B所示，以控制變形。圖79預制腹板上撓曲線710腹板靠模氣割示意圖1氣割小車2氣割嘴3小車軌道4滾輪5靠模6靠模滾輪7橫向?qū)U組裝腹板時，首先要求在上翼板和腹板上分別劃出跨度中心線，然后用吊車將腹板吊起與翼板、肋板組裝，使腹板的跨度中心線對準上翼板的跨度中心線，然后在跨中點定位焊。腹板上邊用安全卡1（圖712）將腹板臨時緊固到長肋板上，可在翼板底下打楔子使上翼板與腹板靠緊，通過平臺孔安放溝槽限位板3，斜放壓桿2，并注意壓桿要放在肋板處。當壓下壓桿時，壓桿產(chǎn)生的水平力使下部腹板靠嚴肋板。為了使上部腹板與肋板靠緊，可用專用夾具式腹板裝配胎夾緊。由跨中組裝后，定位焊至腹板一端，然后用墊塊墊好（圖713），再裝配定位焊另一端腹板。腹板裝好后，即應(yīng)進行筋板與腹板的焊接。焊前應(yīng)檢查變形情況以確定焊接次序。如旁彎過大，應(yīng)先焊外腹板焊縫；如旁彎不足，應(yīng)先焊內(nèi)腹板焊縫隙。對形梁內(nèi)壁所有焊縫，就國內(nèi)生產(chǎn)而言，大多還是采用焊條電弧焊。較理想的是用CO2氣體保護焊，以減小變形，提高生產(chǎn)效率。為使型梁的彎曲變形均勻，應(yīng)沿梁的長度由偶數(shù)焊工對稱施焊。（5）下翼板的裝配下翼板的裝配關(guān)系到主梁最后成形質(zhì)量。裝配時先在下翼板上劃出腹板的位置線，將型梁吊裝在下翼板上，兩端用雙頭螺桿將其壓緊固定（圖714）；然后用水平儀和線錘檢驗梁中部和兩端的水平和垂直度及拱度，如有傾斜或扭曲時，用雙頭螺桿單邊拉緊。下翼板與腹板的間隙應(yīng)不大于1MM，點焊時應(yīng)從中間向兩端同時進行。主梁兩端彎頭處的下翼板可借助起重機的拉力進行裝配定位焊。圖711肋板焊接方向圖712腹板夾卡圖圖713腹板裝配過程（6）主梁縱縫的焊接主梁有四條縱縫，盡量采用自動焊焊接。焊接順序視梁的拱度和旁彎的情況而定。當拱度不夠時，應(yīng)先焊下翼板左右兩條縱縫；撓度過大時，應(yīng)先焊上翼板左右兩條縱縫。采用自動焊焊接四條縱縫時，可采用圖715所示的焊接方式，焊接時從梁的一端直通焊到另一端。圖715A為“船形”位置單機頭焊，主梁不動，靠焊接小車移動完成焊接工作。平焊位置可采用雙機頭焊（圖715B、C），其中圖B為靠移動工件完成焊接，圖C為通過機頭移動來完成焊接操作。當采用焊條電弧焊時，應(yīng)采用對稱的焊接方法，即把箱形梁平放在支架上，由四名焊工同時從兩側(cè)的中間分別向梁的兩端對稱焊接，焊完后翻身，以同樣的方式焊接另外一邊的兩條縱縫。7主梁的矯正箱形主梁裝焊完畢后應(yīng)進行檢查，每根箱形梁在制造時均應(yīng)達到技術(shù)條件的要求，如果變形超過了規(guī)定值，應(yīng)進行矯正。矯正時，應(yīng)根據(jù)變形情況采用火焰矯正法，選擇好加熱的部位與加熱方式進行矯正。（8）流水線生產(chǎn)主梁實例這里簡單介紹生產(chǎn)橋式起重機主梁流水作業(yè)線上幾個主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)及其所用的裝備。如圖716所示，圖716A是用埋弧焊機頭4焊接上翼板5的拼接焊縫（內(nèi)側(cè)），依靠龍門架2通過真空吸盤3把上翼板送至拼焊地點；圖716B是安裝長短筋板6；圖716C由龍門架8運送和安裝腹板，再由龍門架9上的氣動夾緊裝置使腹板向筋板和上翼板貼緊，然后點固焊；圖716D是有兩個工作臺同時工作，主梁翻轉(zhuǎn)90處于倒置狀態(tài)后，焊接腹板里側(cè)的拼接焊縫和筋板焊縫，焊完一側(cè)后，翻轉(zhuǎn)180再焊另一側(cè)；圖716E是裝配下翼板，用液壓千斤頂10壓住主梁兩端，再由翻轉(zhuǎn)機11送進下翼板，在龍門架子12的氣動夾緊裝置的壓緊下進行點固焊，全部點固后松開主梁，然后焊接上翼板外面的拼接焊縫；圖716F是焊接箱形主梁外側(cè)的縱向角焊縫和腹板的拼接焊縫；圖716G處是進行質(zhì)量檢驗，整個箱形主梁即告完成。圖714下翼板的裝配圖715主梁縱縫自動焊圖716流水線上裝焊主梁1焊劑墊2行走龍門架3真空吸盤4焊機機頭5上翼板6筋板7小車8行走龍門架9行走龍門架10液壓千斤頂11翻轉(zhuǎn)機12行走龍門架2端梁的制造工藝要點箱形雙梁橋架的端梁都采用鋼板焊成的箱形結(jié)構(gòu)，并在水平面內(nèi)與主梁剛性連接。將主梁和端梁焊接成整體，這對運輸造成一定的困難，因此尚需在端梁中設(shè)置12個運輸安裝接頭，即把端梁分成23段，通過螺栓聯(lián)接。安裝接頭有兩種形式一種是連接板連接，另一種是角鋼連接，如圖717所示?？紤]到端梁與主梁連接焊縫均在端梁內(nèi)側(cè)，因此在組裝焊接端梁時應(yīng)注意各焊縫的方向與順序，使端梁與主梁裝焊前有一定的外彎量。端梁制造的大致工藝過程如下（1）備料包括上、下翼板、腹板、肋板及兩端的彎板。彎板采用壓制成形，各零件應(yīng)滿足技術(shù)規(guī)定。（2）裝焊首先肋板與上翼板裝配并焊接，再裝配兩腹板并定位，然后裝彎板（彎板是整個端梁的關(guān)鍵，裝焊中必須嚴格保證彎板的角度）。為保證一端的一組彎板能在同一平面內(nèi)，可預先在平臺上用定位胎將其連成一體。組裝彎板后，要用水平尺檢查彎板水平度并調(diào)節(jié)兩端彎板的高度公差在規(guī)定范圍內(nèi)。接著進行端梁內(nèi)壁焊縫的焊接，先焊外腹板與肋板、彎板的焊縫，再焊內(nèi)腹板與肋板、彎板的焊縫，然后裝配下翼板并定位。最后焊接端梁四條縱焊縫，并且下翼板與腹板縱縫應(yīng)先焊。端梁制好后同樣應(yīng)對主要技術(shù)要求進行檢查，不符合規(guī)定的應(yīng)進行矯正。三、橋架的裝配與焊接工藝橋架組裝焊接工藝，包括已制好的主梁與端梁組裝焊接、組裝焊接走臺、組裝焊接小車軌道與焊接軌道壓板等工序。主梁的外側(cè)焊有走臺，主梁腹板上焊有縱向角鋼與走臺相連。1橋架裝焊工藝選擇（1）作業(yè)場地的選擇由于戶外環(huán)境易造成橋架外形尺寸的變化，所以組裝應(yīng)盡量選擇在廠房內(nèi)進行。必須在露天條件下作業(yè)時應(yīng)隨時進行測量，以便對尺寸進行修正。（2）墊架位置的選擇由于自重對主梁撓度有影響，主梁墊架位置應(yīng)選擇在主梁的跨端或接近跨端的位置。起重量較小的橋架在最后測量調(diào)整時應(yīng)盡量墊到端梁處。（3）橋架組裝基準為使橋架安裝車輪后能正常運行，兩個端梁上的四組彎板組裝時應(yīng)在同一水平面內(nèi)，以該水平面為組裝調(diào)整橋架各部的基準。為此，可穿過端梁上翼板的吊裝孔立T形標尺，（圖圖717端梁安裝接頭形式A連接板連接B角鋼連接718所示為一個端梁上的兩組彎板），四個T形標尺的下部分別固定到四組彎板上，用水平儀依次測量四個T形標尺上的測量點并作調(diào)整，如果四個T形標尺的測量點在同一水平面上，則四組彎板即在同一水平面內(nèi)。（4）橋架裝焊順序為減小橋架整體焊接變形，在橋架組裝前應(yīng)焊完所有部件本身的焊縫，不要等到整體組裝后再補焊。這是因為部件焊接變形容易控制，又便于翻轉(zhuǎn)，容易施焊，可提高焊縫質(zhì)量。2橋架組裝焊接工藝要點（1）主、端梁組裝焊接將分別經(jīng)過階段驗收的兩根主梁擺放到墊架上，通過調(diào)整，應(yīng)使兩主梁中心線距離、對角線差及水平高低差等均在相應(yīng)的規(guī)定之內(nèi)。然后，在端梁上翼板劃出縱向中心線，用直尺將彎板垂直面的位置引到上翼板，與端梁縱向中心線相交得基準點，以基準點為依據(jù)劃出主梁裝配時的縱向中心線，而后將端梁吊起劃線部位與主梁裝配，用夾具將端梁固定于主梁上翼板上，調(diào)整端梁應(yīng)使端梁上翼板兩端的A、C、B、D四點水平度差及對角線AD與BC之差在規(guī)定的數(shù)值內(nèi)，圖719所示。同時，穿過吊裝孔立T形標尺，用水準儀測量調(diào)整，保證同一端梁彎板水平面的標高差及跨度方向標高差不超過規(guī)定數(shù)值，所有這些檢查合格后，再進行定位焊。主梁與端梁采用的焊接連接方式有直板和三角板連接兩種，如圖720所示。主要焊縫有主梁與端梁上下翼板焊縫、直板焊縫或三角板焊縫。為減小變形與應(yīng)力，應(yīng)先焊上翼板焊縫，然后焊下翼板焊縫，再焊直板或三角板焊縫；先焊外側(cè)焊縫，后焊內(nèi)側(cè)焊縫。圖718橋架水平基準圖719主梁與端梁組裝1端梁2主梁圖720主梁與端梁焊接連接A直板連接B三角板連接（2）組裝焊接走臺為減小橋架的整體變形，走臺的斜撐與連接板（圖721）要按圖樣尺寸預先裝配焊接成組件，再進行橋架組裝焊接。組裝時，按圖樣尺寸劃走臺的定位線，走臺應(yīng)與主梁上翼板平行，即具有與主梁一致的上撓曲線。裝配橫向水平角鋼時，用水平尺找正，使外端略高于水平線定位焊于主梁腹板上，然后組裝定位焊斜撐組件，再組裝定位焊走臺邊角鋼。走臺邊角鋼應(yīng)具有與走臺相同的上撓度。走臺板應(yīng)在接寬的縱向焊縫完成后進行矯平，然后組裝定位焊在走臺上。整個走臺的焊縫焊接時，為減小應(yīng)力變形，應(yīng)選擇好焊接順序，水平外彎大的一側(cè)走臺應(yīng)先焊，走臺下部焊縫應(yīng)先焊。（3）組裝焊接小車軌道小車軌道用電弧焊方法焊接成整體，焊后磨平焊縫。小車軌道應(yīng)平直，不得扭曲和有顯著的局部彎曲。軌道與橋架組裝時，應(yīng)預先在主梁的上翼板劃出軌道位置線，然后裝配，再定位焊軌道壓板。為使主梁受熱均勻，從而使下?lián)锨€對稱，可由多名焊工沿跨度均勻分布，同時焊接。橋式起重機橋架組裝焊接后應(yīng)全面檢測，符合技術(shù)要求。第二節(jié)壓力容器的生產(chǎn)工藝一、壓力容器的基本知識壓力容器是能承受一定壓力作用的密閉容器，它主要用于石油化工、能源工業(yè)、科研和軍事工業(yè)等方面；同時在民用工業(yè)領(lǐng)域也得到廣泛應(yīng)用，如煤氣或液化石油氣罐、各種蓄能器、換熱器、分離器以及大型管道工程等。1壓力容器的分類壓力容器按其承受壓力的高低分為常壓容器和壓力容器。兩種容器無論在設(shè)計、制造方面，還是結(jié)構(gòu)、重要性等方面均有較大的差別。按國家勞動部2000年頒發(fā)的“壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程”的規(guī)定，其所監(jiān)督管理的壓力容器定義是指最高工作壓力01MPA，容積大于或等于25L，工作介質(zhì)為氣體、液化氣體或最高工作溫度高于等于標準沸點的液體的容器。壓力容器的分類方法很多，主要的分類方法有以下兩種（1）按設(shè)計壓力劃分可分為四個承受等級圖721組裝水平角鋼低壓容器（代號L）01MPAP16MPA中壓容器（代號M）16MPAP10MPA高壓容器（代號H）10MPAP100MPA超高壓容器（代號U）P100MPA（2）按綜合因素劃分在承受等級劃分的基礎(chǔ)上，綜合壓力容器工作介質(zhì)的危害性（易燃，致毒等程度），可將壓力容器分為、和類1）類容器。一般指低壓容器（、類規(guī)定的除外）。2）類容器。屬于下列情況之一者中壓容器（類規(guī)定的除外）；易燃介質(zhì)或毒性程度為中度危害介質(zhì)的低壓反應(yīng)容器和儲存容器；毒性程度為極度和高度危害介質(zhì)的低壓容器；低壓管殼式余熱鍋爐；搪玻璃壓力容器。3）類容器。屬于下列情況之一者毒性程度為極度和高度危害介質(zhì)的中壓容器和PV02MPAM3的低壓容器；易燃或毒性程度為中度危害介質(zhì)且PV05MPAM3的中壓反應(yīng)容器或10MPAM3的中壓儲存容器；高壓、中壓管殼式余熱鍋爐；高壓容器。2壓力容器的結(jié)構(gòu)特點壓力容器有多種結(jié)構(gòu)形式，最常見的結(jié)構(gòu)為圓柱形、球形和錐形三種（如圖722所示）。球形容器的結(jié)構(gòu)特點將在后面介紹，由于圓柱形和錐形容器在經(jīng)構(gòu)上大同小異，所以這里只簡單介紹圓柱形容器的結(jié)構(gòu)特點。（1）筒體筒體是壓力容器最主要的組成部分，由它構(gòu)成儲存物料或完成化學反應(yīng)所需要存在大部分壓力的空間。當筒體直徑較小（小于500MM）時，可用無縫鋼管制作。當直徑較大時，筒體一般用鋼板卷制或壓制（壓成兩個半圓）后焊接而成。筒體較短時可做成完整的一節(jié)，當筒體的縱向尺寸大于鋼板的寬度時可由幾個筒節(jié)拼接而成。由于筒節(jié)與筒節(jié)或筒節(jié)與封頭之間的連接焊縫呈環(huán)形，故稱為環(huán)焊縫。所有的縱、環(huán)焊縫焊接接頭，原則上均采用對接接頭。（2）封頭根據(jù)幾何形狀的不同，壓力容器的封頭可分為凸形封頭、錐形封頭和平蓋封頭三種，其中凸形封頭應(yīng)用最多。1）凸形封頭包括橢圓形封頭、碟形封頭、無折邊球面封頭和半球形封頭（圖723）。圖722容器的典型形式A圓柱形B球形C圓錐形圖723凸形封頭A橢圓形封頭B碟形封頭C無折邊球面封頭D半球形封頭橢圓形封頭的縱剖面呈半橢圓形，一般采用長短軸比值為2的標準。碟形封頭又稱為帶折邊的球形封頭。它是由三部分組成第一部分為內(nèi)半徑為RI的球面；第二部分為高度為H的圓形直邊；第三部分為連接第一、二部分的過渡區(qū)（內(nèi)半徑為R）。該封頭特點為深度較淺，易于壓力加工。無折邊球形封頭又稱球缺封頭。雖然它深度淺，容易制造，但球面與圓筒體的連接處存在明顯的外形突變，使其受力狀況不良。這種封頭在直徑不大，壓力較低，介質(zhì)腐蝕性很小的場合可考慮采用。2）錐形封頭分為無折邊錐形封頭、大端折邊錐形封頭和折邊錐形封頭三種，如圖724所示。從應(yīng)力分析知，錐形封頭大端的應(yīng)力最大，小端的應(yīng)力最小。因此，其壁厚是按大端設(shè)計的。錐形封頭由于其形狀上的特點，有利于流體流速的改變和均勻分布，有利于物料的排出，而且對厚度較薄的錐形封頭來說，制造比較容易，頂角不大時其強度也較好，它較適用于某些受壓不高的石油化工容器。3）平蓋封頭的結(jié)構(gòu)最為簡單，制造也很方便，但在受壓情況下平蓋中產(chǎn)生的應(yīng)力很大，因此，要求它不僅有足夠的強度，還要有足夠的剛度。平蓋封頭一般采用鍛件，與筒體焊接或螺栓聯(lián)接，多用于塔器底蓋和小直徑的高壓及超高壓容器。（3）法蘭法蘭按其所連接的部分，分為管法蘭和容器法蘭。用于管道連接和密封的法蘭叫管法蘭；用于容器頂蓋與筒體連接的法蘭叫容器法蘭。法蘭與法蘭之間一般加密封元件，并用螺栓連接起來。（4）開孔與接管由于工藝要求和檢修時的需要，常在石油化工容器的封頭上開設(shè)各種孔或安裝接管，如人孔、手孔、視鏡孔、物料進出接管，以及安裝壓力表、液位計、流量計、安全閥等接管開孔。手孔和人孔是用來檢查容器的內(nèi)部并用來裝拆和洗滌容器內(nèi)部的裝置。手孔的直徑一般不小于150MM。直徑大于1200MM的容器應(yīng)開設(shè)人孔。位于筒體上的人孔一般開成橢圓形，凈尺寸為300圖724錐形封頭A無折邊錐形封頭B大折邊錐形封頭C折邊錐形封頭MM400MM；封頭部位的人孔一般為圓形，直徑為400MM。對于可拆封頭（頂蓋）的容器及無需內(nèi)部檢查或洗滌的容器，一般可不設(shè)人孔。筒體與封頭上開設(shè)孔后，開孔部位的強度被削弱，一般應(yīng)進行補強。（5）支座壓力容器靠支座支承并固定在基礎(chǔ)上。隨著圓筒形容器的安裝位置不同，有立式容器支座和臥式容器支座兩類。對臥式容器主要采用鞍形支座，對于薄壁長容器也可采用圈形支座，如圖725所示。3壓力容器制造的技術(shù)要求和技術(shù)條件壓力容器不僅是工業(yè)生產(chǎn)中常用的設(shè)備，同時也是一種比較容易發(fā)生事故的特殊設(shè)備。它與其它生產(chǎn)裝置不同，壓力容器一旦發(fā)生事故，不僅使容器本身遭到破壞，而且往往還誘發(fā)一連串的惡性事故，如破壞其它設(shè)備和建筑設(shè)施，危及人員的生命和健康，污染環(huán)境，給國民經(jīng)濟造成重大損失，其結(jié)果可能是災(zāi)難性的。所以，必須嚴格控制壓力容器的設(shè)計、制造、安裝、選材、檢驗和使用監(jiān)督。目前，我國壓力容器的生產(chǎn)廠家多半執(zhí)行綜合性的國家標準GB1501998鋼制壓力容器，內(nèi)容包括壓力容器用鋼標準及在不同溫度下的許用應(yīng)力，板、殼元件的設(shè)計計算，容器制造技術(shù)要求、檢驗方法與檢驗標準。為貫徹執(zhí)行上列基礎(chǔ)標準，各部門還制定了各種相關(guān)的專業(yè)標準和技術(shù)條件。在GB1501998標準中規(guī)定，壓力容器受壓元件用鋼應(yīng)具有鋼材質(zhì)檢證書，制造單位應(yīng)按該質(zhì)檢證書對鋼材進行驗收，必要時尚應(yīng)進行復檢。把壓力容器受壓部分的焊縫按其所在的位置分為A、B、C、D四類，如圖726所示，具體為（1）A類焊縫受壓部分的縱向焊縫（多層包扎壓力容器層板的層間縱向焊縫除外），各種凸形封頭的所有拼接焊縫，球形封頭與圓筒連接的環(huán)向焊縫以及嵌入式接管與圓筒或封頭對接連接的焊縫，均屬于此類焊縫。（2）B類焊縫受壓部分的環(huán)形焊縫、錐形封頭小端與接管連接的焊縫均屬于此類焊縫（已規(guī)定為A、C、D類的焊縫除外）。（3）C類焊縫法蘭、平封頭，管板等與殼體、接管連接的焊縫，內(nèi)封頭與圓筒的搭接填角焊縫圖725臥式容器典型支座A鞍形支座B圈形支座圖726壓力容器四類焊縫的位置均屬于此類焊縫。（4）D類焊縫插管、人孔、凸緣等與殼體連接的焊縫，均屬于此類焊縫（已規(guī)定為A、B類的焊縫除外）。在標準中，對焊前的冷熱加工成形中規(guī)定了坡口加工的表面要求，規(guī)定了封頭的拼接要求及形狀和尺寸偏差，A、B類焊縫對口錯邊量，焊接在環(huán)向，軸向形成的棱角的大小，不等厚板對接時，單面或雙面削薄厚板邊緣的要求，容器殼體圓度的要求，法蘭和平蓋按相應(yīng)的標準要求。焊接技術(shù)條件中規(guī)定了焊前準備、施焊環(huán)境、焊接工藝評定的要求及參照標準、焊縫表面的形狀尺寸及外觀要求，焊縫返修應(yīng)符合規(guī)定。熱處理技術(shù)條件中規(guī)定了容器及其受壓元件需進行熱處理的條件、熱處理的方式及其使用規(guī)則。在試板與試樣條例中規(guī)定了容器制備焊接試板的條件、熱處理試板的條件、制備產(chǎn)品焊接試板、焊接工藝紀律檢查試板的要求及試板檢驗與評定的標準。在無損探傷技術(shù)中規(guī)定，主要受壓部件的焊接接頭應(yīng)進行外形尺寸及外觀檢查，合格后再進行無損探傷檢查；同時還規(guī)定了射線探傷或超聲波探傷的檢查范圍，焊縫表面進行磁粉或滲透探傷檢查的條件，探傷質(zhì)量檢驗的標準。壓力試驗和致密性試驗中，規(guī)定了液壓和氣壓試驗的介質(zhì)、試驗壓力、試驗溫度及試驗的具體方法，氣密性試驗和煤油滲漏試驗的具體過程及要求。二、中低壓壓力容器的制造工藝中低壓壓力容器結(jié)構(gòu)及制造較為典型，應(yīng)用也最為廣泛。這類容器一般為單層筒形結(jié)構(gòu)，其主要受力元件是封頭和筒體，下面以圖727所示的壓力容器為例介紹其具體的生產(chǎn)工藝過程。1封頭的制造目前廣泛采用沖壓成形工藝加工封頭。現(xiàn)以橢圓形封頭為例來說明其制造工藝。封頭制造工藝大致如下原材料檢驗劃線下料拼縫坡口加工拼板的裝焊加熱壓制成形二次劃線封頭余量切割熱處理檢驗裝配。橢圓形封頭壓制前的坯料是一個圓形，封頭的坯料盡可能采用整塊鋼板，如直徑過大，一般采用拼接。這里有兩種方法一種是用兩塊或由左右對稱的三塊鋼板拼焊，其焊縫必須布置在直徑或弦的方向上；另一種是由瓣片和頂圓板拼接制成，焊縫方向只允許是徑向和環(huán)向的。徑向焊縫之間最小距離應(yīng)不小于名義厚度N的3倍，且不小于100MM，如圖728所示。封頭拼接焊縫一般采用雙面埋弧焊。圖727圓筒形壓力容器制造工藝流程圖728封頭拼縫位置封頭成形有熱壓和冷壓之分。采用熱壓時，為保證熱壓質(zhì)量，必須控制始壓和終壓溫度。低碳鋼始壓溫度一般為10001100，終壓溫度為850750。加熱的坯料在壓制前應(yīng)清除表面的雜質(zhì)和氧化皮。封頭的壓制是在水壓機（或油壓機）上，用凸凹模一次壓制成形，不需要采取特殊措施。已成形的封頭還要對其邊緣進行加工，以便于筒體裝配。一般應(yīng)先在平臺上劃出保證直邊高度的加工位置線，用氧氣切割割去加工余量，可采用圖729所示的封頭余量切割機。此機械裝備在切割余量的同時，可通過調(diào)整割矩角度直接割出封頭邊緣的坡口（V形），經(jīng)修磨后直接使用；如對坡口精度要求高或其它形式的坡口，一般是將切割后的封頭放在立式車床上進行加工，以達到設(shè)計圖樣的要求。封頭加工完后，應(yīng)對主要尺寸進行檢查，合格后才可與筒體裝配焊接。2筒節(jié)的制造筒節(jié)的制造的一般過程為原材料檢驗劃線下料邊緣加工卷制縱縫裝配縱縫焊接焊縫檢驗矯圓復檢尺寸裝配。筒節(jié)一般在卷板機上卷制而成，由于一般筒節(jié)的內(nèi)徑比壁厚要大許多倍，所以，筒節(jié)下料的展開長度L，可用筒節(jié)的平均直徑DP來計算，即L2DPDPDG（74）式中DG筒節(jié)的內(nèi)徑；筒節(jié)的壁厚。筒節(jié)可采用剪切或半自動切割下料，下料前先劃線，包括切割位置線、邊緣加工線、孔洞中心線及位置線等，其中管孔中必線距縱縫及環(huán)縫邊緣的距離不小于管孔直徑的08倍，并打上樣沖標記，圖730為筒節(jié)劃線示意圖。這里需注意，筒節(jié)的展開方向應(yīng)與鋼板軋制的纖維方向一致，最大夾角也應(yīng)小于45。圖729封頭余量切割機示意圖1封頭2割炬3懸臂4立柱5傳動系統(tǒng)6支座圖730筒節(jié)的劃線中低壓壓力容器的筒節(jié)可在三輥或四輥卷板機上冷卷而成，卷制過程中要經(jīng)常用樣板檢查曲率，卷圓后其縱縫處的棱角、徑縱向錯邊量應(yīng)符合技術(shù)要求。筒節(jié)卷制好后，在進行縱縫焊接前應(yīng)先進行縱縫的裝配，主要是采用杠桿螺旋拉緊器、柱形拉緊器等各種工裝夾具來消除卷制后出現(xiàn)的質(zhì)量問題，滿足縱縫對接時的裝配技術(shù)要求，保證焊接質(zhì)量。裝配好后即進行定位焊。筒節(jié)的縱環(huán)縫坡口是在卷制前就加工好的，焊前應(yīng)注意坡口兩側(cè)的清理。筒節(jié)縱縫焊接的質(zhì)量要求較高，一般采用雙面焊，順序是先里后外?？v縫焊接時，一般都應(yīng)做產(chǎn)品的焊接試板；同時，由于焊縫引弧處和滅弧處的質(zhì)量不好，故焊前應(yīng)在縱向焊縫的兩端裝上引弧板和滅弧板，圖731為筒節(jié)兩端裝上引弧板、焊接試板和滅弧板的情況。筒節(jié)縱縫焊接完后還須按要求進行無損探傷，再經(jīng)矯圓，滿足圓度的要求后才送入裝配。3容器的裝配工藝容器的裝配是指各零部件間的裝配，其接管、人孔、法蘭、支座等的裝配較為簡單，下面主要分析筒節(jié)與筒節(jié)以及封頭與筒節(jié)之間的環(huán)縫裝配工藝。筒節(jié)與筒節(jié)之間的環(huán)縫裝配要比縱縫裝配困難得多，其裝配方法有立裝和臥裝兩種。1）立裝適合于直徑較大而長度不太大的容器，一般在裝配平臺或車間地面上進行。裝配時，先將一筒節(jié)吊放在平臺上，然后再將另一筒節(jié)吊裝其上，調(diào)整間隙后，即沿四周定位焊，依相同的方法再吊裝上其它筒節(jié)。2）臥裝一般適合于直徑較小而長度較大的容器。臥裝多在滾輪架或V形鐵上進行。先把將要組裝的筒節(jié)置于滾輪架上，將另一筒節(jié)放置于小車式滾輪架上，移動輔助夾具使筒節(jié)靠近，端面對齊。當兩筒節(jié)連接可靠，將小車式滾輪架上的筒節(jié)推向滾輪架上，再裝配下一筒節(jié)。筒節(jié)與筒節(jié)裝配前，可先測量周長，再根據(jù)測量尺寸采用選配法進行裝配，以減少錯邊量；或在筒節(jié)兩端內(nèi)使用徑向推撐器，把筒節(jié)兩端整圓后再進行裝配。另外，相鄰筒節(jié)的縱向焊縫應(yīng)錯開一定的距離，其值在周圍方向應(yīng)大于筒節(jié)壁厚的3倍以上，并且不應(yīng)小于100MM。封頭與筒體的裝配也可采用立裝和臥裝，當封頭上無孔洞時，也可先在封頭外臨時焊上起吊用吊耳（吊耳與封頭材質(zhì)相同），便于封頭的吊裝。立裝與前面所述筒節(jié)之間的立裝相同；臥裝時如是小批圖731焊接試板、引弧板和滅弧板與筒節(jié)的組裝情況量生產(chǎn)，一般采用手工裝配的方法，如圖732所示。裝配時，在滾輪架上放置筒體，并使筒體端面伸出滾輪架外400500MM以上，用起重機吊起封頭，送至筒體端部，相互對準后橫跨焊縫焊接一些剛性不太大的小板，以便固定封頭與筒體間的相互位置。移去起重機后，用螺旋壓板等將環(huán)向焊縫逐段對準到適合的焊接位置，再用“形馬”橫跨焊縫用點固焊固定。批量生產(chǎn)時，一般是采用專門的封頭裝配臺來完成封頭與筒體的裝配。封頭與筒體組裝時，封頭拼接焊縫與相鄰筒節(jié)的縱焊縫也應(yīng)錯開一定的距離。4容器的焊接容器環(huán)縫的焊接一般采用雙面焊。采用在焊劑墊上進行雙面埋弧焊時，經(jīng)常使用的環(huán)縫焊劑墊有帶式焊劑墊和圓盤焊劑墊兩種。帶式焊劑墊（圖733A）是在兩軸之間的一條連續(xù)帶上放有焊劑，容器直接放在焊劑墊上，靠容器自重與焊劑貼緊，焊劑靠容器轉(zhuǎn)動時的磨擦力帶動一起轉(zhuǎn)動，焊接時需要不斷添加焊劑。圓盤式焊劑墊是一個可以轉(zhuǎn)動的圓盤裝滿焊劑放在容器下邊，圓盤與水平面成15角，焊劑緊壓在工件與圓盤之間，環(huán)縫位于圓盤最高位置，焊接時容器旋轉(zhuǎn)帶動圓盤隨之轉(zhuǎn)動，使焊劑不斷進入焊接部位，如圖733B所示容器環(huán)縫焊接時，可采用各種焊接操作機進行內(nèi)外縫的焊接，但在焊接容器最后一條環(huán)縫時，只能采用手工封底的或帶墊板的單面埋弧焊。容器的其他部件，如人孔、接管、法蘭、支座等，一般采用焊條電弧焊焊接。容器焊接完以后，還必須用各種方法進行檢驗，以確定焊縫質(zhì)量是否合格。對于力學性能試驗、金相分析、化學分析等破壞性試驗，是用于對產(chǎn)品焊接試板的檢驗；而對容器本身焊縫則應(yīng)進行外觀檢查、各種無損探傷、耐壓及致密性試驗等。凡檢驗出超過規(guī)定的焊接缺陷，都應(yīng)進行返修，直到重新探傷后確認缺陷已全部清除才算返修合格。焊縫質(zhì)量檢驗與返修的各項規(guī)定可參看GB1501998的有關(guān)內(nèi)容。三、高壓容器的制造工藝近年來，石油、化工、鍋爐等設(shè)備都在向大容量、高參數(shù)（高壓、高溫）發(fā)展，因此高壓容器的圖732封頭簡易裝配法1封頭2筒體3吊耳4吊鉤5滾輪架6形馬圖733焊劑墊形式容量越來越大，溫度和壓力越來越高，應(yīng)用也越來越廣泛。高壓容器所使用的鋼較之中低壓容器所使用的鋼強度更高，同時壁厚也要大得多。高壓容器大體上分為單層和多層結(jié)構(gòu)兩大類。在大型容器方面，因為單層結(jié)構(gòu)制造工藝比較簡單，或由于本身結(jié)構(gòu)的需要，所以單層結(jié)構(gòu)容器應(yīng)用較廣，如電站鍋爐汽包就是如此。單層結(jié)構(gòu)容器的制造過程與前面所述的中低壓單層容器大致相同，只是在成形和焊接方法的選取等方面有所不同。單層高壓容器由于壁較厚，筒節(jié)一般采用熱彎卷加熱矯正成形。由于加熱時產(chǎn)生的氧化皮危害較嚴重，會使鋼板內(nèi)外表面產(chǎn)生麻點和壓坑，所以加熱前需涂上一層耐高溫、抗氧化的涂料，防止卷板時產(chǎn)生缺陷；同時熱卷時，鋼板在輥筒的壓力下會使厚度減小，減薄量為原厚度的56，而長度略有增加，因此下料尺寸必須嚴格控制。始卷溫度和終卷溫度視材質(zhì)而定。筒節(jié)縱縫可采用開坡口的多層多道埋弧焊，但如果壁厚太大（50MM），采用埋弧焊則顯得工藝復雜，材料消耗大，勞動條件差，這時可采用電渣焊，以簡化工藝，降低成本，電渣焊后需進行正火處理。容器環(huán)縫多用電渣焊或窄間隙焊來完成。若采用窄間隙埋弧焊新技術(shù)，可在寬1822MM，深達350MM的坡口內(nèi)自動完成每層多道的窄間隙接頭。與普通埋弧焊相比，效率大大提高，同時可節(jié)約焊接材料。容器焊完后，除需進行外觀檢查外，所有焊縫還要進行超聲波探傷及X射線檢查。另外，由于壁較厚，焊后應(yīng)力較大，高壓容器焊后均應(yīng)作消除應(yīng)力處理。四、球形容器的制造工藝1球形容器的結(jié)構(gòu)形式球形容器一般稱作球罐，它主要用來儲存帶有壓力的氣體或液體。球罐按其瓣片形狀分為橘瓣式、足球瓣式及混合式，如圖734所示。橘瓣式球罐因安裝較方便，焊縫位置較規(guī)則，目前應(yīng)用最廣泛。按球罐直徑大小和鋼板尺寸分為三帶、四帶、五帶和七帶橘瓣式球罐。足球瓣式的優(yōu)點是所有瓣片的形狀、尺寸都一樣，材料利用率高，下料和切割比較方便，但大小受鋼板規(guī)格的限制，混合式球罐的中部用橘瓣式，上極和下極用足球瓣式，常用于較大型球罐。一個完整的球體，往往需要數(shù)十或數(shù)百塊的瓣片。2技術(shù)條件及其分析球罐工作條件及結(jié)構(gòu)特征決定了球罐的技術(shù)條件是相當高的。首先球罐的各球瓣下料、坡口、裝配精度等尺寸均要確保質(zhì)量，這是保證球罐質(zhì)量的先決條件。另外，由于工作介質(zhì)和壓力、環(huán)境的要求，且返修困難，故焊接質(zhì)量要嚴格控制，要保證受壓均勻。圖734球罐形式A足球瓣式B橘瓣式C混合式焊接變形也要嚴格控制，這必須有合適的工夾具來配合及采用正確的裝焊順序。一般球罐多在廠內(nèi)預裝，然后將零件編號，再到工地上組裝焊接。球罐的焊縫多數(shù)采用焊條電弧焊，要求焊工的技術(shù)水平較高，并要有嚴格的檢驗制度，對每一生產(chǎn)環(huán)節(jié)都要認真對待。3球罐的制造工藝（1）瓣片制造球瓣的下料及成形方法較多。由于球面是不可展曲面，因此多采用近似展開下料。通過計算（常用球心角弧長計算法），放樣展開為近似平面，然后壓延成球面，再經(jīng)簡單修整即可成為一個瓣片，此法稱為一次下料。還可以按計算周邊適當放大，切成毛料，壓延成形后進行二次劃線，精確切割，此法稱為二次下料，目前應(yīng)用較廣。如果采用數(shù)學放樣，數(shù)控切割，可大大提高精度與加工效率。對于球瓣的壓形，一般直徑小，曲率大的瓣片采用熱壓；直徑大、曲率小的瓣片采用冷壓。壓制設(shè)備為水壓機或油壓機等。冷壓球瓣采用局部成形法。具體操作方法是鋼板由平板狀態(tài)進入初壓時不要壓到底，每次沖壓坯料一部分，壓一次移動一定距離，并留有一定的壓延重疊面，這可避免工件局部產(chǎn)生過大的突變和折痕。當坯料返程移動時，可以壓到底。（2）支柱制造球罐支柱形式多樣，以赤道正切式應(yīng)用最為普遍。赤道正切支柱多數(shù)是管狀形式，小型球罐選用鋼管制成；大型球罐由于支柱直徑大而長，所以用鋼板卷制拼焊而成。如考慮到制造、運輸、安裝的方便，大型球罐的支柱制造時分成上、下兩部分，其上部支柱較短。上、下支柱的連接，是借助一短管，使安裝時便于對攏。支柱接口的劃線、切割一般是在制成管狀后進行。劃線前應(yīng)先進行接口放樣制樣板，其劃線樣板應(yīng)以管子外壁為基準。支柱制好后要按要求進行檢查，合格后還要在支柱下部的地方，約離其端部1500毫米處取假定基準點，以供安裝支柱時測量使用。（3）球罐的裝焊球罐的裝配方法很多，現(xiàn)場安裝時，一般采用分瓣裝配法。分瓣裝配法是將瓣片或多瓣片直接吊裝成整體的安裝方法。分瓣裝配法中以赤道帶為基準來安裝的方法運用的最為普遍。赤道帶為基準的安裝順序是先安裝赤道帶，以此向兩端發(fā)展。它的特點是由于赤道帶先安裝，其重力直接由支柱來支承，使球體利于定位，穩(wěn)定性好，輔助工裝少。圖735所示是橘瓣式球罐分瓣裝配法中以赤道帶為基準的裝配流程簡圖。裝配時，在基礎(chǔ)中心一般都要放一根中心柱（見圖736）作為裝配和定位的輔助裝置。它由300MM400MM的無縫鋼管制成，分段用法蘭連接。裝赤道板時，用以拉住瓣片中部，用花籃螺絲調(diào)節(jié)并固定位置。溫帶球瓣可先在胎具上進行雙拼，胎具制成與球瓣具有相同形狀的曲面。胎具分兩種正曲胎，胎具制成凸形，用于球瓣外縫的焊接；反曲胎，胎具抽成凹形，用于球瓣內(nèi)縫的焊接。裝下溫帶時，先把下溫帶板上口掛在赤道板下口，再夾住瓣片下口，通過鋼絲繩吊在中心柱上，見圖736所示。鋼絲繩中間加一倒鏈裝置，把溫帶板拉起到所需位置。裝上溫帶時，它的下口擱在赤道板上口，再用固定在中心柱上的頂桿頂住它的上口，通過中間的雙頭螺絲調(diào)節(jié)位置。也可以在中心柱上面做成一個倒傘形架，上溫帶板上口就擱在其上。溫帶板都裝好后，拆除中心柱。球罐制造時，一般裝焊交替進行，其安裝、焊接及焊后的各項工作為支柱組合吊裝赤道板吊裝下溫帶板吊裝上溫帶板裝里外腳手赤道縱縫焊接下溫帶縱縫焊接上溫帶縱縫焊接赤道下環(huán)縫焊接赤道上環(huán)縫焊接上極板安裝上極板環(huán)縫焊接下極板安裝下極板環(huán)縫焊接射線探傷和磁粉探傷（赤道帶焊接結(jié)束即可穿插探傷）水壓試驗磁粉探傷氣密性試驗熱處理油漆、包保溫層交貨。球罐的焊接大多數(shù)情況下采用焊條電弧焊完成，焊前應(yīng)嚴格控制接頭處的裝配質(zhì)量，并在焊縫兩側(cè)進行預熱。同時，應(yīng)按國家標準進行焊接工藝評定，焊工也須取得合格證書?，F(xiàn)場焊接時，要參照有關(guān)條例嚴格控制施焊環(huán)境。焊縫坡口形式為一般厚18MM以下的板采用單面V型坡口；厚20MM以上的板采用不對稱X形坡口，一般赤道和下溫帶環(huán)縫以上焊縫，大坡口在里，即里面先焊。下溫帶環(huán)縫及以下的焊縫，大坡口在外，即外面先焊。焊接材料的干燥、發(fā)放和使用均按該材料和壓力容器焊接的要求執(zhí)行?？v縫焊接時，每條焊縫要配一名焊工同時焊接。如焊工不夠，可以間隔布置焊工，分兩次焊接。環(huán)縫則按焊工數(shù)均勻分段，但層間焊接接頭應(yīng)錯開，打底焊應(yīng)采用分段退焊法。焊條電弧焊焊接球罐工作量大，效率低，勞動條件差，因此，一直在探索應(yīng)用機械化焊接方法，現(xiàn)已采用的有埋弧焊、管狀絲極電渣焊，氣體保護電弧焊等。（4）球罐的整體熱處理球罐焊后是否要進行熱處理，主要取決于材質(zhì)與厚度。球罐熱處理一般進行整體退火，火焰加熱處理用加熱裝置如圖737所示。加熱前將整球連帶地腳螺絲從基礎(chǔ)上架起，浮架在輥道上，以便處理過程中自由膨脹。熱處理時應(yīng)監(jiān)測實際位移值，并按計算位移值來調(diào)整柱腳的位移。溫度每變化100，應(yīng)調(diào)整一次。移動柱腳時，應(yīng)平穩(wěn)緩慢，一般在柱腳兩面裝2只千斤頂來調(diào)節(jié)伸縮。1）加熱方法。球罐外部設(shè)防雨、雪棚。球殼板外加保溫層并安裝測溫熱電偶。將整臺球罐作為爐圖735球罐的裝配流程圖（橘瓣式球罐）圖736中心柱使用體，在上入孔處安裝一個帶可調(diào)檔板的煙囪；在下人孔處安裝高速燒嘴，燒嘴要設(shè)在球體中心線位置上，以使球殼板受熱均勻。高速燒嘴的噴射速度快，燃料噴出后點火燃燒，噴射熱流呈旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，能均勻加熱。燃料可用液化石油氣、天燃氣或柴油。另外，在球罐下極板外側(cè)一般還要安裝電熱器，作為罐體低溫區(qū)的輔助加熱措施。2）溫度的控制?？赏ㄟ^以下措施控制升、降溫速度和球體溫度場的均勻化。通過調(diào)節(jié)上部煙囪擋板的開閉程度來控制升、降溫速度；通過調(diào)節(jié)燃料、進風量的控制來調(diào)節(jié)升溫速度和控制恒溫時間；通過調(diào)節(jié)燃料與空氣的比例來調(diào)節(jié)火焰長度，從而控制球體上下部溫差，使球體溫度場均勻化；在下極板用加電熱補償器的辦法，以防下部低溫區(qū)升溫過緩；通過增加或減少保溫層厚度的辦法來調(diào)節(jié)散熱量，以使球體溫度場均勻化。3）保溫與測溫。保溫一般通過外貼保溫氈實現(xiàn)。先將焊有保溫釘?shù)膸т摽v向繞在球體外面，然后貼上保溫氈。多層保溫時，各保溫氈接縫處要對嚴，各層接縫要錯開，不得形成通縫。單層保溫時，保溫氈接縫要搭接100MM以上。在下極板處貼保溫氈前要把電熱補償器掛好。保溫氈貼好后再用鋼帶勒緊，以使保溫氈貼緊罐壁。球殼板溫度的監(jiān)測用熱電偶測量完成。在球體上設(shè)有若干個測溫點，熱電偶的測溫觸頭要用螺栓固定在球殼板上，外側(cè)測溫熱電偶工作觸點周圍要用保溫材料包嚴，接線端應(yīng)露出一定的長度，并注明編號，用補償導線將其與記錄儀連接起來。球罐熱處理也可采作履帶式電加熱和紅外線電加熱。電加熱法比較簡便、干凈，熱處理過程可以用電腦自動控制，控制精度高，溫差小。第三節(jié)船舶結(jié)構(gòu)的焊接工藝一、船舶結(jié)構(gòu)的類型及特點船舶是一座水上浮動結(jié)構(gòu)物，而作為其主體的船體則由一系列板架相互連接而又相互支持構(gòu)成的。圖737退火裝置示意圖1保溫氈2煙囪3熱電偶布置點（O為內(nèi)側(cè)，為外側(cè)）4指針和底盤5柱腳6支架7千斤頂8內(nèi)外套筒9點燃器10燒嘴11油路軟管12氣路軟管13油罐14泵組15貯氣罐16空壓機17液化氣貯罐（圖738）1船舶板架結(jié)構(gòu)的類型及使用范圍船體板架結(jié)構(gòu)可分為縱骨架式、橫骨架式及混合骨架式三種，其特征和使用范圍見表71。表71船體板架結(jié)構(gòu)的類型及特征板架類型結(jié)構(gòu)特征適用范圍縱骨架式板架中縱向（船長方向）構(gòu)件較密、間距較小，而橫向（船寬方向）構(gòu)件較稀、間距較大大型油船的船體；大中型貨船的甲板和船底；軍用船舶的船體橫骨架式板架中橫向構(gòu)件較密、間距較小，而縱向構(gòu)件較稀、間距較大小型船舶的船體，中型船舶的弦側(cè)、甲板，民船的首尾部混合骨架式板架中縱、橫向構(gòu)件的密度和間距相差不多除特種船舶外，很少使用2船體結(jié)構(gòu)的特點船體結(jié)構(gòu)與其他焊接結(jié)構(gòu)相比，具有以下特點（1）零部件數(shù)量多一艘萬噸級貨船的船體其零部件數(shù)量在20000個以上。（2）結(jié)構(gòu)復雜、剛性大船體中縱、橫構(gòu)架相互交叉又相互連接，尤其是首尾部分還有不少典型結(jié)構(gòu)。這些構(gòu)件用焊接連成一體，使整個船體成為一個剛性的焊接結(jié)構(gòu)。一旦某一焊縫或結(jié)構(gòu)不連續(xù)處衍生微小的裂縫，就會快速地擴展到想鄰構(gòu)件，造成部分結(jié)構(gòu)乃至整個船體發(fā)生破壞。因此，在設(shè)計時要避免構(gòu)件不連續(xù)和應(yīng)力集中的因素。在制造時要正確裝配、保證焊接質(zhì)量，并注意零件自由邊的切割質(zhì)量、構(gòu)件端頭和開孔處應(yīng)實施包角焊等。（3）鋼材的加工量和焊接工作量大各類船舶的