筒體製造工藝設計
專業：焊接技術及自動化
班級：09級1班
姓名：王海強
目錄引言 1
1筒體概況 3
1.1 化學成分和力學效能 3
1.2焊接性分析 3
1.3 焊接方法與焊接材料 4
1.4 遵守的規範和標準 4
2筒體板的備料工藝 4
2.1 備料 4
2.2 材料複驗、入庫 5
2.3 鋼材的預處理 5
2.3.1.鋼板的嬌平5
2.3.2鋼板的除鏽6
3 筒體板的成形工藝 7
3.1 一次號料 7
3.2 一次下料 8
3.3 筒體板的壓形 9
3.4 二次號料 9
3.5 二次下料 9
3.6 筒體板的修形 10
4工裝夾具10
5 筒體的焊接工藝 10
5.1 施焊環境 11
5.2 焊前準備 11
5.2.1 焊接工藝評定 11
5.2.2焊條乾燥11
5.2.3預熱12
5.3焊接工藝13
5.3.1縱縫焊接引數13
5.3.2點固焊14
5.3.3縱縫焊接引數15
6焊接順序及注意事項16
結論17
致謝20
參考文獻 21
摘要本次設計中的筒體，其殼板的材質為16mnr，本文對其母材的焊接性做了簡要的分析，並在此基礎上選擇了筒體焊前的預熱溫度，以及焊接方法和焊接材料。預熱溫度為120～140℃，焊接方法為焊條電弧焊，焊條為e5015。
筒板成形採取區域性成形的方法。本文根據筒體上每條焊縫的不同特點，制定了了各條焊縫的具體焊接方法，並選擇了焊接工藝引數。
筒體組裝、焊接之後，需要進行焊後處理，包括無損檢測，焊後熱處理，以及耐壓試驗等，本文也都進行了簡要的分析和說明，並介紹了相應的處理方法和注意事項。
關鍵詞：
筒體；成形；組裝；焊接；
引言隨著現代工業生產的迅猛發展，焊接已成為機械製造等行業中一種越來越重要的加工工藝手段。目前，焊接已廣泛用於能源、石油化工、航空航天、原子能、海洋、交通等重大工程專案，同時亦遍及工業生產的各個領域。據報道，各工業發達國家用於焊接結構件的鋼材佔各國全年鋼產量的40%～45%，可見焊接技術在工業生產中占有何等重要的地位[3]。
隨著焊接技術與材料工程技術以及計算機技術的研發與結合，近年來，國內一些典型的焊接結構件產品不斷湧現，並呈逐年遞增的趨勢。筒體就是其中的典型之一。
目前，雖然我國的筒體製造業發展很快，但總體製造水平偏低，某些加工手段及工藝措施還相對保守。但是，其基本製造工藝還是比較穩定的，所以筒體的製造技術應該被廣泛的應用，並在原基礎上有所突破創新。
本次筒體製造工藝設計依據工廠設計圖紙和國家相關標準規定進行編制；設計目的是全面了解筒體的製造工藝，使所學到的焊接專業理論知識能夠應用到實際生產當中去，並最終完成畢業設計工作。在設計工作過程中，採取「邊設計，邊學習，邊調研，邊改進」的「四邊」原則，真正做到理論與實際相結合，力求達到學以致用，並為自己日後參加工作，奠定理論知識基礎，積累實際工作經驗。
1 筒體的概況
1.1化學成分和力學效能
殼板採用16mnr低碳低合金鋼，其化學成分和力學效能分別見表1和表2。
表1 16mnr的化學成分∕%
表2 16mnr的力學效能
1.2.焊接性分析
根據國際焊接學會（iiw）所採用的碳當量（ce）計算公式：
1-1）
將16mnr所含化學成分的相應數值代入上式，計算其碳當量。通過計算得出，16mnr的碳當量ce=0.40%～0.46%。
當ce=0.40%～0.60%，鋼的淬硬傾向逐漸增加[8]，所以16mnr屬於有淬硬傾向的鋼。
但是，當ce不超過0.5%時，淬硬傾向尚不嚴重，焊接性較好，但隨板厚增加需要採取一定的預熱措施。
筒體殼板厚為48mm，所以在焊接前，為避免出現裂紋，應對其進行預熱，預熱溫度為120～140℃。
1.3.焊接方法與焊接材料
焊接方法為焊條電弧焊。
焊接材料如下：筒體主體焊接採用e5015焊條，筒體附件焊接採用e4303焊條，關於焊條的具體要求見表3。
表3 焊接材料表
1.4.遵守的規範和標準
國家質量技術監督局《壓力容器安全技術監察規程》
gb150－1998《鋼製壓力容器》
2 筒體板的備料工藝
2.1 備料
根據設計圖紙，對每塊筒體板用計算機放大樣，根據放樣後的實樣，提出筒體板的備料計畫，要求備料筒體板的同時，要考慮到筒體焊接產品的試板用量，需複驗的材質要求和安裝用胎具用量以及筒體板所需的工藝餘量和加工餘量等，並且應盡量節省材料。筒體板的備料除外形尺寸必須準確無誤外，同時要求各項技術引數必須寫清楚，以便購料。對於筒體附件的備料，要求各項技術引數，參照技術標準，相關圖紙號以及數量等必須明確、清晰。
筒體板毛坯規格見表4。
表4 筒體板的毛坯規格
對於筒體的一些標準附件，如開口銷、墊圈等，在選購時，要求購買的數量要多於圖紙上的規定數量，以便互換使用和方便維修。此外，筒體的焊接主要採用焊條電弧焊，所以要求準備足夠的e5015焊條，並按要求做好焊前準備及處理。
2.2 材料複驗、入庫
無論是筒體用鋼板，外購件以及焊材等必須按圖紙及相關技術標準進行原材料的複驗或外購件的進廠檢驗，確保原材料的各項效能指標符合要求後方可使用。
對筒體殼用鋼板的具體要求如下：鋼板幾何尺寸必須符合計畫要求，每塊筒體殼板均不得拼接，球殼板的材質為16mnr（化學成分測定和力學效能試驗），並要求在正火狀態下供貨，厚度保證32mm，鋼板減薄量不得大於0.25mm，必須符合gb6654－96《壓力容器用鋼板》中的規定，並在交貨狀態下逐張進行超聲波檢測，按jb4730－94《壓力容器無損檢測》規定ⅲ級為合格，並須在-19℃做v型缺口試驗，衝擊功不小於20j。
當材料經檢驗合格後，存入倉庫，並做好標記，妥善保管。
2.3 鋼材的預處理
鋼材的預處理包括鋼板的矯平和鋼板的表面除鏽兩個方面。
2.3.1鋼板的矯平
鋼板在軋制、運輸、裝卸和堆放過程中，由於自重、支撐不當、或裝卸條件不良及其他原因，可能會產生彎曲、扭曲、波浪及表面不平等變形。當這些變形超過一定程度時，會給尺寸的度量、劃線、剪裁及其他加工帶來困難，而且會影響到成形零件的尺寸和幾何形狀的精度，從而影響到裝配、焊接和整個產品的質量[5]。所以，劃線、下料前必須進行鋼板的矯平。
由於筒體製造所用鋼板厚度較厚，所以選用4200×9輥式中厚板矯平機進行矯平。其矯平原理如圖1所示，使板料通過矯平機上的上下兩列輥子之間，在輥子壓力的作用下，受到多次反覆彎曲，整個鋼板得到均勻地伸長，使多重原始曲率逐步趨向一致變為單一，並不斷減小，最終得到矯平。為了提高矯平效果，可使輥間距離前後不等，前邊輥間距離較小，使鋼板產生較大的變形，以使彎曲均勻，而後面的輥間距離較大，使鋼板的變形逐漸減小和平直，這樣一次通過便能達到矯平目的。
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