液化氣瓶焊接工藝設(shè)計(jì)

1、課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)課程： 金屬熱加工工藝課程設(shè)計(jì) 題目： 液化氣瓶焊接工藝設(shè)計(jì) 姓名： 霍 新 宇 專(zhuān)業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造 班級(jí)： 機(jī)械二班 學(xué)號(hào)： 1406170079 指導(dǎo)教師： 王曉燕 課題完成時(shí)間： 2015/11/27 至 2010/12/3 機(jī)械工程 學(xué)院 機(jī)械 系 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造 專(zhuān)業(yè) 機(jī)械二班 班學(xué)號(hào) 1406170079姓名 霍新宇 指導(dǎo)老師 王曉燕 設(shè)計(jì)題目 ： 液化氣瓶焊接工藝設(shè)計(jì) 課程名稱(chēng) ： 熱加工工藝課程設(shè)計(jì) 課程設(shè)計(jì)時(shí)間： 11 月 27 日至 12 月 4 日 共 1 周課程設(shè)計(jì)工作內(nèi)容與基本要求（已知技術(shù)參數(shù)、設(shè)計(jì)要求、設(shè)計(jì)任務(wù)、工作計(jì)劃、所需相關(guān)資料） （紙張不

2、夠可加頁(yè)）1、 已知技術(shù)參數(shù)圖1 16Mn鋼液化氣瓶體2、 設(shè)計(jì)任務(wù)要求 （完成后需要提交的文件和圖表等） （1）設(shè)計(jì)任務(wù) 1）選擇焊接方法。 2）確定焊接接頭及坡口形式。 3）選擇焊接填充材料。 4）提出焊接工藝要求。（2）設(shè)計(jì)要求 1）設(shè)計(jì)圖樣一律按工程制圖要求，采用手繪或機(jī)繪完成，并用三號(hào)圖紙出圖。 2）按所設(shè)計(jì)內(nèi)容及相應(yīng)順序要求，認(rèn)真編寫(xiě)說(shuō)明書(shū) （不少于3000字）。3、工作內(nèi)容及計(jì)劃安排 熟悉設(shè)計(jì)題目，查閱資料，做準(zhǔn)備工作 1天 工藝設(shè)計(jì)和工藝計(jì)算 2天 編制焊件焊接工藝卡 1天 確定焊件焊接工藝步驟 2天編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 1天4、主要參考資料 熱加工工藝基礎(chǔ)、金屬成型工藝設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)

3、計(jì)手冊(cè)。系主任審批意見(jiàn)： 液化氣瓶焊接工藝設(shè)計(jì) 摘 要 焊接是將兩個(gè)分離的金屬工件,通過(guò)局部加熱、加壓或兩者并用等手段，使其達(dá)到原子間擴(kuò)散與結(jié)合而連接成為一個(gè)不可拆卸整體的加工方法。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(chē)輛，家用電器 等場(chǎng)合，焊接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)。 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，焊接工藝要求等關(guān)鍵詞：焊接,熱加工,鑄造,鍛造目 錄 摘要 31.緒論 42.設(shè)計(jì)步驟： 2.

4、1焊縫位置的確定 6 2.2焊接接頭的設(shè)計(jì) 10 2.3焊接方法及材料選擇 11 2.4焊接工藝措施及要求 12 2.5焊接工藝及流程 12 2.6工藝卡 133.總結(jié) 154.參考文獻(xiàn) 15 1 緒 論 焊接是一門(mén)制造技術(shù)，適應(yīng)于現(xiàn)在工業(yè)發(fā)展的需要以現(xiàn)代工業(yè)為基礎(chǔ)發(fā)展起來(lái)的，而且直接服務(wù)于機(jī)械設(shè)計(jì)制造。焊接技術(shù)的發(fā)展與制造工業(yè)的需要緊密相關(guān)，許多設(shè)備中的大型結(jié)構(gòu)，幾乎都是焊接結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)在，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，生產(chǎn)規(guī)模的日益擴(kuò)大，焊接結(jié)構(gòu)正朝著大型、高容量、高參數(shù)、耐磨、耐蝕、耐低溫、耐動(dòng)載的方向發(fā)展，這就是不僅需要為焊接生產(chǎn)提供質(zhì)量更高、性能更好的各種焊機(jī)、焊接材料和焊接工裝設(shè)備，使焊接生產(chǎn)實(shí)

5、現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化，減少人為因素干擾，達(dá)到保證和穩(wěn)定焊接質(zhì)量、改善焊工勞動(dòng)條件、提高生產(chǎn)率、促進(jìn)文明生產(chǎn)的目的。 2 設(shè)計(jì)步驟（1） 焊縫位置的確定產(chǎn)品概況：產(chǎn)品基本介紹結(jié)構(gòu)名稱(chēng)：液化石油汽瓶體；組 成：瓶體，甁嘴；材 料：16MnR(R表示壓力容器用剛)；壁 厚：3mm；生產(chǎn)類(lèi)型：大量生產(chǎn)； 工作壓力為2.5Mpa，是由上下封頭經(jīng)沖壓成形并焊接而成。 可知，該容器為中壓容器，應(yīng)采用薄壁構(gòu)件接頭形式。工藝參數(shù)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(chēng)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，

6、其中電弧長(zhǎng)度和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。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 47 812 13焊條直徑 1.62.0 2.53.2 3.24.0 4.05.0 4.05.8 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

7、時(shí)，應(yīng)考慮到焊條直徑、焊件厚度、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好的前提下盡可能快速施焊，以提高生產(chǎn)率。焊接工藝參數(shù)對(duì)焊縫形狀的影響。焊接時(shí)，為保證焊接質(zhì)量而選定的諸物理量（例如，焊接電流、電弧電壓、焊接速度、線能量等）的總稱(chēng)為焊接工藝參數(shù)。工藝參數(shù)對(duì)焊縫形狀的影響

8、如下：（1）焊接電流 當(dāng)其它條件不變時(shí)，增加焊接電流，焊縫厚度和余高都增加，而焊縫寬度則幾乎保持不變（或略有增加），見(jiàn)圖16a。（2）電弧電壓 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。埋弧焊工藝規(guī)范如下焊絲牌號(hào)：H08A或H08MnA焊 劑：HJ43焊絲直徑：2.mm焊絲超前量：2628mm焊接電流：260280A電弧電壓

9、：2627焊接速度：36m/h 有兩種方案可供選擇 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。 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。(2)焊接接頭的設(shè)計(jì)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、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

10、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。焊件坡口根據(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(chēng)為坡口。連接瓶體與瓶嘴的焊縫，一般采用不開(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。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，角焊縫襯環(huán)對(duì)接同時(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。(3)焊接方法及材料選擇焊接方法的選擇應(yīng)

11、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。16MnR低合金結(jié)構(gòu)鋼的化學(xué)成分 鋼號(hào)化學(xué)成分（%）CSiMnSP16MnR020020055121。6000300035機(jī)械性能鋼號(hào)機(jī)械性能Sb(10Mpa)Ss(10Mpa)Ss(10Mpa)%Akv(20攝氏度)16MnR5106403452131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。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

12、，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。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。 (4)焊接工藝措施及要求瓶體上下封頭拉伸成形后，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。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1.610Mpa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(lèi)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（5）焊接工藝

13、及流程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)氣密試驗(yàn)，如下圖裝焊圖（6）工藝卡襯環(huán)對(duì)接焊接材料焊條編號(hào)直徑16MnRJ5072.5mm焊接類(lèi)型焊劑角焊縫HJ43中部焊縫電弧電壓焊接電流焊接速度2627V26028036m/h焊絲超前量母材材料焊接方式2628mm16MnR埋弧焊3 總 結(jié)焊接技術(shù)在這個(gè)科技飛速發(fā)展的社會(huì)下扮演越來(lái)越重更要的角色，然而對(duì)它的要求也越來(lái)越高，只有掌握一門(mén)技術(shù)才能適應(yīng)社會(huì)，發(fā)揮自己的價(jià)值。然而通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，發(fā)現(xiàn)自己離技術(shù)人才還很遙遠(yuǎn)，需要不斷的學(xué)習(xí)來(lái)充實(shí)自己，而自己現(xiàn)在理論知識(shí)學(xué)習(xí)的還不是很好更別說(shuō)實(shí)踐啦，以后應(yīng)該好好地把