化工設(shè)備制造主要工序 壓力容器材料的切割及坡口加工

6思考題5焊縫坡口的邊緣加工4碳弧氣刨3等離子切割2氧－乙炔切割1機(jī)械切割目錄contents

機(jī)械切割機(jī)械切割最常用的設(shè)備是剪板機(jī)。其工作原理是利用機(jī)械裝置對材料施加一個剪切力，當(dāng)剪切應(yīng)力超過材料的抗剪切強(qiáng)度時就被切斷，從而達(dá)到分離材料的目的。工作原理操作簡單，勞動成本低，切割質(zhì)量和效率比手工切割有大幅度提高。缺點是切割厚度受到限制，且僅限于各種直線切割。特點剪切原理及特點剪切設(shè)備龍門式斜口剪板機(jī)剪刃主要參數(shù)①剪刃間的間隙②上剪刃的傾斜角剪板機(jī)的上下兩刀片成一個的角度，斜刃剪板機(jī)剪切力比平刃剪板機(jī)小，故電機(jī)功率及整機(jī)重量等大大減小，實際應(yīng)用最多。平口剪平口剪板機(jī)需要較大的剪切功率，因此剪切厚度受到限制，但剪切時間較短，適宜于剪切狹而厚的條鋼，剪切后的鋼板不會產(chǎn)生彎曲變形比較平直。剪切設(shè)備平口剪板機(jī)剪扳機(jī)的結(jié)構(gòu)與傳動方式基本與斜口剪板機(jī)相同。圓盤剪板機(jī)圓盤剪板機(jī)的剪切部分是由一對圓形滾刀組成，適宜于剪切長度很長的條料。而且剪床操作方便，生產(chǎn)效率高，所以應(yīng)用較廣泛。剪切設(shè)備圓盤剪扳機(jī)剪曲線的剪板機(jī)有滾刀斜置式圓盤剪板機(jī)和振動式斜口剪板機(jī)兩種。砂輪切割在型鋼切割中應(yīng)用很廣泛。砂輪切割是利用砂輪片高速旋轉(zhuǎn)時，與工件摩擦產(chǎn)生熱量，使之熔化而形成割縫。剪切設(shè)備砂輪切割應(yīng)用最廣的砂輪切割工具，是可移式砂輪切割機(jī)，它是由切割動力頭、可轉(zhuǎn)夾鉗、中心調(diào)整機(jī)構(gòu)及底座等部分組成?？梢剖缴拜喦懈顧C(jī)氧－乙炔切割氧氣割原理氧氣切割的原理利用高溫下的鐵在純氧氣流中劇烈燃燒，鐵燃燒時產(chǎn)生的氧化物被切割氣流帶走，從而達(dá)到分離金屬的目的。氧氣切割的化學(xué)反應(yīng)式為：3Fe+2O2→Fe3O4+Q（放熱反應(yīng)）氧氣割原理1.氧氣切割的過程④工件燃燒放出的潛熱使附近的金屬預(yù)熱，移動割嘴使金屬燃燒，切割連續(xù)進(jìn)行。③高速的純氧氣流將燃燒生成的氧化物從切口中吹掉。②向預(yù)熱金屬噴射純氧，使高溫下的鐵在純氧氣流中劇烈燃燒。①點燃氧－乙炔混合氣體的預(yù)熱火焰，將切割金屬預(yù)熱到1350℃。氧氣切割的條件固態(tài)燃燒是切割質(zhì)量的基本保障，必須同時具備下列條件的材料才能被切割。1金屬的燃點必須低于金屬的熔點。2金屬氧化物的熔點必須低于金屬的熔點。3金屬燃燒時放出的熱能足以補(bǔ)償金屬傳導(dǎo)及向周圍輻射損失的熱能。條件氧氣割原理氧氣切割氣體氧氣乙炔乙炔是一種可燃?xì)怏w，分子式為C2H2。乙煥具有低熱值、發(fā)熱量高、火焰溫度高、制取方便等特點。乙煥的制取主要利用水分解電石。氧氣本身不能自燃，它是一種極為活潑的助燃?xì)怏w。氧氣的化合能力隨著壓力的增加和溫度的升高而增加。工業(yè)氧氣的制取方法是分離空氣。CaO+3CCaC2+CO氧氣切割設(shè)備氧氣切割設(shè)備由氧氣瓶、乙炔氣瓶、氧氣減壓器、乙炔減壓器、回火防止器、割炬和膠管組成。氧氣瓶相關(guān)參數(shù)1—瓶帽；2一瓶閥；3一瓶箍；4一防振橡膠圈；5—瓶體氧氣瓶用來盛裝O2，常用氧氣瓶的壓力為14.7MPa。有關(guān)氣瓶的使用、運(yùn)輸、儲存等其他方面應(yīng)遵《氣瓶安全監(jiān)察規(guī)程》的規(guī)定。氧氣瓶在使用過程中每隔3年應(yīng)檢驗一次。按我國《氣瓶安全監(jiān)察規(guī)程》規(guī)定，氧氣瓶外部涂天藍(lán)色油漆，用黑色油漆寫上“氧氣”兩字作標(biāo)志。乙炔氣瓶相關(guān)參數(shù)1—瓶帽；2一瓶閥；3一瓶口；4一過濾物質(zhì)；5—瓶體；6—多孔性填料；7—瓶座；8—易熔安全塞在15℃以下充裝壓力不得超過1.5MPa，越過15℃時最高限定壓力應(yīng)相應(yīng)降低。乙炔瓶體通常被漆成白色，并漆有“乙炔”紅色字樣。瓶裝乙炔是利用乙炔易溶于某些有機(jī)溶劑的特性，又以多孔填料作為溶劑的載體，將乙炔在加壓的條件下，充入到乙炔氣瓶中。氧氣減壓器相關(guān)參數(shù)1一調(diào)節(jié)螺釘；2一調(diào)壓彈簧；3一外殼；4一低壓室；5一出口；6一低壓表；7一安全閥；8一減壓活門；9一高壓室；10一副彈簧；11一高壓表；12—傳動桿；13一彈性膜片為了保證切割的穩(wěn)定性，應(yīng)要求減壓器的工作壓力不隨瓶內(nèi)氧氣的消耗而變化，能穩(wěn)定地維持在調(diào)整好的工作壓力上。常用的減壓器為單級反作用式。氧氣減壓器又稱氧氣表，其作用是將氧氣瓶內(nèi)高壓氣體的壓力降低到工作時所需要的壓力并輸送到割炬內(nèi)。割炬1—割嘴；2一切割氧通道；3一切割氧控制閥；4一氧氣管接頭；5一乙炔管接頭；6一乙炔控制閥；7一手把；8一預(yù)熱氧控制閥；9一主體；10一氧氣針閥；11一噴嘴；12一射吸管螺母；13一射吸管；14一混合氣管；15一乙炔針閥相關(guān)參數(shù)割炬將氧氣和乙炔以一定的比例進(jìn)行混合后形成一定能率的預(yù)熱火焰，同時在預(yù)熱火焰中心噴射一定壓力的切割氧，從而保證切割連續(xù)進(jìn)行。割炬分為射吸式和等壓式兩種，常用的是射吸式。切割火焰切割火焰調(diào)節(jié)措施：通過調(diào)節(jié)割炬上氧氣和乙炔的控制閥來選擇不同的切割火焰。切割火焰有焰芯、內(nèi)焰和外焰三部分組成。乙炔完全燃燒的化學(xué)反應(yīng)式：2C2H2+5O24C02+2H2O+Q根據(jù)氧和乙炔的比例可以把切割火焰三種，中性焰：O2/C2H2=1.2，乙炔和氧完全燃燒，用于焊接及氧氣切割低碳鋼和低合金鋼。氧化焰：O2/C2H2>1.2，燃燒反應(yīng)劇烈，用于焊接低沸點的金屬。碳化焰：O2/C2H2<1.2，乙炔和氧不完全燃燒，主要適合于焊接高碳鋼。切割火焰1-焰芯；2-內(nèi)焰；3-外焰半自動氧氣切割在壓力容器制造廠及承擔(dān)預(yù)制工作的石油化工廠施工單位，各種半自動氣割機(jī)被廣泛采用。半自動氧氣-乙炔氣體火焰切割機(jī)機(jī)械化切割的應(yīng)用，在提高氧氣切割效率、保證切割質(zhì)量、減輕勞動強(qiáng)度等方面顯示出手工切割所不能比擬的優(yōu)勢。高速切割把切割氧孔道做成擴(kuò)散型并把切割氧壓力提高，可顯著增大切割氧氣流的動量。這樣一方面促使鋼板燃燒反應(yīng)加速，另一方面增加了排渣能力。將其裝在半自動切割機(jī)或數(shù)控切割機(jī)上，可實現(xiàn)高速和高精度切割。數(shù)控切割機(jī)數(shù)控切割機(jī)是在數(shù)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，經(jīng)過二次開發(fā)運(yùn)用到熱切割領(lǐng)域，可以控制氧氣切割、普通等離子切割、精細(xì)等離子切割等。適用于各種碳鋼、厚板及有色金屬板的精密切割、下料。板材利用率高，省時省料。氧氣切割工藝規(guī)范4割嘴與工件之間的傾角和距離2切割速度1氧氣壓力3切割氧純度氧氣壓力是根據(jù)切割材料的厚度來確定。切割速度應(yīng)與金屬氧化的速度相適應(yīng)。切割用氧的純度為：Ⅰ級不小于99.2%、Ⅱ級不小于98.5%。割嘴與工件之間的距離為切割火焰焰芯的長度為宜；割嘴一般應(yīng)垂直子切割件表面。等離子切割等離子切割的特點在等離子體中一方面原子不斷離解成電子和正離子；另一方面電子、正離子又不斷地復(fù)合成原子，在一定條件下，這種離解、復(fù)合過程將達(dá)到某種動態(tài)平衡狀態(tài)。等離子當(dāng)電子和正離子復(fù)合時，以熱和光的形式釋放能量，使等離子體具有很高的溫度和強(qiáng)烈的光。等離子等離子切割的原理等離子切割是電弧切割的一種。它利用壓縮強(qiáng)化的電弧，使氣體介質(zhì)被充分電離，獲得一種比電弧溫度更高、能量更集中，具有很大的動能和沖刷力的等離子焰流，將切口處金屬迅速熔化，隨即由高速氣流把熔化金屬吹走，使金屬或非金屬材料分離。等離子切割的特點特點設(shè)備相對較貴，切割過程會產(chǎn)生弧光輻射，煙塵及噪聲。缺點優(yōu)點電源的空載電壓高，耗電量大，容易造成操作人員觸電等。切割厚度大、切口較窄、切口平整光滑。熱影響區(qū)小、變形小、速度快、生產(chǎn)率高。機(jī)動靈活和裝夾工件簡單以及可以切割曲線等。等離子弧的產(chǎn)生等離子弧是由三種形式的壓縮效應(yīng)得到的，在自由電弧的基礎(chǔ)上，經(jīng)過進(jìn)一步的壓縮，使弧柱顯著收細(xì)，能量高度集中，`弧校內(nèi)的氣體完全電離，形成穩(wěn)定的等離子弧。(1)機(jī)械壓縮效應(yīng)強(qiáng)迫自由電弧通過割嘴上的細(xì)孔，對弧柱進(jìn)行機(jī)械壓縮。(2)熱壓縮效應(yīng)割嘴中高速冷卻的氣流迫使帶電粒子流向高溫和高電離度的弧柱中心區(qū)域集中。(3)電磁壓縮效應(yīng)弧柱中的帶電粒子流體自身的磁場所產(chǎn)生的磁力使相互吸引而進(jìn)一步收縮。等離子弧的類型電極接負(fù)極，工件接正極。高溫陽極斑點直接落在工件上，因此，工件上常受到的熱量高而集中。常用于切割各種金屬的中厚板。（1）轉(zhuǎn)移型等離子?。ㄖ苯踊。╇姌O接負(fù)極，割嘴作正極。從割嘴噴出的等離子焰流加熱熔化金屬，所以溫度較低，能量較不集中。主要用于薄板和非金屬材料的切割。（2）非轉(zhuǎn)移型等離子?。ㄩg接弧）（1）等離子切割機(jī)的切割功率選擇等離子切割機(jī)的切割功率大小應(yīng)根據(jù)切割厚度選取。選擇切割功率時還應(yīng)考慮噴嘴和電極相匹配。等離子弧的類型切割厚度/mm噴嘴孔徑/mm功率/kW切割速度/m·min-1割縫寬度/mm10~122.8252.0~2.54.0~5.015~202.8351.5~2.04.5~5.525~353451.0~1.55.0~6.540~503.2600.6~1.06.5~8.050~603.2700.4~0.68.0~10.0803.21000.2~0.410.0~12.0手工切割工藝參數(shù)切割電源應(yīng)具有較高的空載電壓，一般為150～200V。若空載電壓高，切割效率高，但安全性差，易使操作人員觸電。采用較大的切割電流和較高的工作電壓可以提高切割速度和切割厚度。但當(dāng)切割電流過大時，切割質(zhì)量下降。增加氣體流量，有利于提高切割速度和質(zhì)量。當(dāng)氣體流量過大時，部分電弧熱量被冷卻氣流帶走，反而使切割能力減弱。（2）空載電壓（3）切割電流與工作電壓（4）氣體流量等離子切割工藝切割速度主要取決于鋼板厚度、切割功率和噴嘴孔徑等。在電極內(nèi)縮量一定時，噴嘴距切割件的距離一般為4～6mm，電極尖端角度為50°左右。一般取電極至噴嘴端面距離為8～11mm。（5）切削速度（6）噴嘴至工件的距離（7）電極至噴嘴端面距離等離子切割工藝碳弧氣刨碳弧氣刨的原理碳弧氣刨在以碳捧為一極，工件為另一極的回路中，利用碳棒與工件電弧放電而產(chǎn)生的高溫，將金屬局部加熱到熔化狀態(tài)，同時借助夾持碳棒的氣刨鉗上通入的壓縮空氣將熔化的金屬吹掉，從而達(dá)到對金屬進(jìn)行刨削或切割的目的。工作原理及應(yīng)用碳弧氣刨在生產(chǎn)實際中常作為一種輔助切割。碳弧氣刨主要用于氧氣切割難以切割的金屬，如鑄鐵、不銹鋼和銅等材料。氣刨設(shè)備簡單成本低，對操作人員要求較低。缺點是在刨和削的過程中會產(chǎn)生一些煙霧、噪聲，對人的健康有影響。工作原理及應(yīng)用碳弧氣刨示意圖碳弧氣刨設(shè)備碳弧氣刨采用直流電源。要求具有陡降的外特性和較好的動特性。電源設(shè)備鉗式側(cè)面送風(fēng)刨槍只能向左或向右單一方向進(jìn)行氣刨，圓周送風(fēng)刨槍可彌補(bǔ)其缺陷，應(yīng)用較廣泛。刨槍工藝參數(shù)及其影響碳弧氣刨工藝(1)極性(2)電流與碳棒直徑(3)刨削速度(4)壓縮空氣壓力(5)電弧長度(6)碳棒的伸出長度電流的大小與碳棒直徑有關(guān)：I=(30-50)d；碳棒直徑的選取應(yīng)考慮鋼板厚度。刨削速度對刨槽尺寸、表面質(zhì)量都有一定的影響，一般0.5~1.2m/min合適。常用的壓力為0.40～6MPa,，壓力提高則對刨削有利。碳弧氣刨時，電弧長度約為1～2mm。碳棒從鉗口導(dǎo)電嘴到電弧端的長度一般為80～100mm左右。碳弧氣刨多采用直流反接。夾碳刨削速度太快或碳棒送進(jìn)過猛，會使碳棒頭部粘在金屬上，形成夾碳。夾碳會使焊后易出現(xiàn)氣孔和裂紋。消除方法是在缺陷前端引弧，將夾碳處連根刨掉。碳弧氣刨的常見缺陷和預(yù)防措施銅斑有時碳棒鍍銅質(zhì)量不好，刨削時剝落的銅皮呈熔化狀態(tài)，在刨槽表面形成銅斑點。銅進(jìn)入焊縫金屬的量達(dá)到一定數(shù)值時會引起熱裂紋。清除方法是在焊前用鋼絲刷將銅斑刷干凈。其他粘渣、刨槽不正和深淺不均、刨偏等缺陷，都會降低刨削質(zhì)量。焊縫坡口的邊緣加工焊接坡口的形狀與尺寸，應(yīng)按GB985-80《手工電弧焊焊接接頭的基本型式與尺寸》和GB986-80《埋弧焊焊接接頭的基本型式與尺寸》規(guī)定選擇。邊緣加工目的邊緣加工是焊接前的一道準(zhǔn)備工序，目的是除去切割時產(chǎn)生的邊緣缺陷，保證焊接的質(zhì)量，鋼板厚度較大時需要在焊縫處開坡口。單面V形坡口的加工雙面X形坡口加工U形坡口的加工封頭坡口的加工鋼板邊緣的加工方法1.氧氣切割坡口2.刨邊機(jī)加工坡口刨邊機(jī)加工坡口在壓力容器制造行業(yè)十分普遍。刨邊機(jī)的工作行程一般為12m左右，加工厚度在200mm以內(nèi)。刨邊機(jī)切削具有加工尺寸精確、質(zhì)量好、生產(chǎn)率高的優(yōu)點。刨邊機(jī)主要由床身、橫梁、立柱、