前言１第1部分储罐设计分析2第1章储罐总体分析2
1.1 储罐基本设计要求2
1.2 储罐材料2
1.３储罐用钢板3
1.4 配用锻件5
1.5 配用螺栓、螺母5第2章储罐罐底设计6
2.1 储罐罐底板尺寸6
2.2 罐底结构7第3章罐壁结构设计10
3.1 罐壁的排板与连接10
3.2 罐壁厚度11
3.3 罐壁加强圈12第4章罐顶结构设计13第2部分储罐的焊接工艺分析14第5章压力容器的焊接接头14
5.1 压力容器焊接接头的分类14
5.2 圆筒形容器焊接接头的设计15第6章压力容器的焊接方法17
6.1 熔化极氩弧焊17
CO气体保护焊17
6.2
2
6.3埋弧焊19第7章压力容器的焊接工艺21第3部分储罐的组装与检验22第8章储罐的安装施工顺序22
8.1储罐底板的焊接顺序22
8.2储罐壁板的焊接顺序22
8.3储罐固定顶的焊接顺序23第9章储罐焊缝的检验与修补24
9.1焊缝检测24
9.2焊缝修补25设计体会26参考文献27
前言
大型油气储罐是油气产品储存运输最方便、廉价的方式之一。储罐的形式可跟据盖顶的样式不同分为浮顶式储罐（包括气柜）和固定顶式储罐（包括内浮顶式储罐），而固定顶式储罐又包括锥顶式储罐和拱顶式储罐两种。目前原油的储罐使用中浮顶式储罐在不断减少，液化气储运主要是球罐和立式筒形低压储罐。
常用的几种灌顶形式为双子午线网客机构拱顶、辐射网壳结构拱顶、短程线网壳结构拱顶和梁柱支撑结构拱顶，见图1。
本次课程设计主要讨论立式固定顶筒形钢制焊接储罐的施工工艺。其中包括储罐的材料选择、加工工艺路线选择、相关组件形式选择、机械加工装配、施焊成型、焊后检测调试等相关生产内容。
第1部分储罐设计分析
第1章储罐总体分析
1.1 储罐基本设计要求
由石油化工立式筒形钢制焊接储罐设计规范SH 3046-1992，储罐的设计条件不得少于以下内容：
（一）地震设防烈度、风载、雪载等气候条件及地质条件；
（二）储罐的操作温度及操作压力（正负压）；
（三）介质的种类及密度；
（四）腐蚀裕量；
（五）储罐的容积；
（六）灌顶形式；
（七）开口接管尺寸、形式、数量及法兰规格；
（八）附件的安装位置。
对于固定顶式储罐，设计压力范围一般为-490Pa~6000Pa，设计温度不超过250°C，而最低设计温度应大于-2°C。
1.2 储罐材料
储罐用钢的选择必须考虑到储罐的使用条件，材料的焊接性能、加工制造工艺以及经济的合理性.
由液化石油气钢瓶国标GB 5842-2006一般规定钢瓶主体（指筒体、封头等受压元件）材料，必须采用平炉、电炉或氧气转炉冶炼的镇静钢，具有良好的冲压和焊接性能。材料必须有相关制造许
可证书和质量合格证书（原件）。主体材料力学性能应符合国标GB 6654《压力容器用碳素钢和低合金钢厚钢板》的规定，主体材R R不得大于0.80。主体材料的化学成分应符合料的屈强比()
e L m
下列范围：
碳C ………不大于0.18% 硅Si ………不大于0.10%
锰Mn ………0.70~1.50% 硫S ………不大于0.020%
磷P ………不大于0.025% 硫S+磷P……不大于0.040%
根据上述要求并考虑储罐压力不是很大和制造成本的问题，选择16MnR钢代替焊接钢瓶专用钢板。它是一种普通低合金钢,是锅炉压力容器专用钢，锅炉压力容器的常用材料。它的强度较高、塑性韧性良好。常见交货状态为热轧或正火。属低合金高强度钢，含Mn量较低。性能与20G（412-540）近似，抗拉强度为（450-655）稍强，伸长率为19-21%，比20G的大于24%差。它的主要化学成分如表1-1。
表1-1 16MnR低合金结构钢的主要化学成分
1.３储罐用钢板
储罐用钢板的适用范围应符合表1-2.
表 1-2 钢板的适用范围
16MnR钢的屈服强度见表1-3。
表 1-3 钢板的许用应力
1.4 配用锻件
储罐用锻件应符合JB 755《压力容器用锻件技术条件》的要求。见表1-4。
表 1-4 锻件的许用应力
1.5 配用螺栓、螺母
螺栓、螺母的用钢标准及许用温度标准，见表1-5。
表 1-5 螺栓螺母材料的许用温度
第2章储罐罐底设计
2.1 储罐罐底板尺寸
储罐罐底板尺寸不包括腐蚀裕量的罐底中幅板的钢板规格厚度应不小于一定尺寸，见表2-1。
表 2-1 螺栓螺母材料的许用温度
不包括腐蚀裕量的罐底边缘钢板规格厚度应不小于表2-2的规定，其材质应与底圈罐壁相同。
表 2-2 螺栓螺母材料的许用温度
罐底边缘板沿罐半径方向的尺寸应不小于700mm，对于软弱地基，边缘板的径向尺寸应适当加大。
2.2 罐底结构
罐内径小于12.5m时，罐底宜采用条形排板，如图4-1。
图 2-1 条形排板罐底
罐内径大于或等于12.5m时，罐底宜采用弓形边缘板，如图4-2。
图2-3 弓形边缘板罐底
罐底边缘板伸出罐壁外表面的宽度应不小于50mm。
罐底板的焊接接头可采用搭接、对接或者搭接与对接组合，如
图4-3。
图 2-4(a) 罐底板的搭接接头
图 2-4(b) 罐底板的对接接头
边缘板与罐壁相焊接的部分应做成平滑支撑面，如图4-5。
图2-5(a) 搭接罐底边缘板
图2-5(b) 对接罐底边缘板三层底板重叠处，应将上层底板切角，如图4-6.
图2-6 对接罐底边缘板
罐底板任意两个相邻焊接接头之间的距离以及边缘板焊接接头距底圈罐壁焊缝的距离均不应小于300mm。底圈罐壁板与边缘板之间的链接应采用两侧连续角焊，焊脚高度等于二者中较薄件的厚度，且不应大于13mm。如图2-7
图2-7 焊脚
第3章罐壁结构设计
3.1 罐壁的排板与连接
上层壁板的厚度不得大于下层壁板的厚度，相邻两层壁板的纵向接头应相互错开，最小间距应大于下层壁板厚度的5倍，且不得小于100mm。罐壁纵向接头、环向接头均应采用全熔透的对接形式，顶部包边角钢与最上一圈罐壁板之间可采用搭接接头连接。
对于固定顶罐及内浮顶罐的罐壁上端，应设的包边角钢的选用最小尺寸见表3-1。
表3-1 包边角钢最小尺寸
包边角钢自身的对接焊缝必须全焊透、全熔合，接头对接、搭接均可。对于浮顶罐，角钢的水平肢必须向外，而固定顶罐不做严格要求。如图3-1
图3-1 包边角钢
3.2 罐壁厚度
罐壁设计厚度按下列公式计算，且取其中较大值。
t1=0.0049+C1+C2 （3.2-1）
t2=4.9+C1 （3.2-2）式中t1 ——储存介质时的设计厚度（mm）
t2 ——储存水时的设计厚度（mm）
ρ——储液密度（kg/m3）
H ——罐高（m）
D ——储罐内径（m）
[σ]t——设计温度下罐壁钢板许用应力（MPa）
[σ]——常温下罐壁钢板许用应力（MPa）
φ——焊缝系数，一般取0.9
罐壁的设计厚度应向上圆整至钢板的规格厚度，且不小于表3-2中的规定。
表3-2 罐壁最小壁厚
3.3 罐壁加强圈
罐壁筒体的临界压力计算：
P cr=16000()2.5 (3.3-1)
H E=ΣH ei (3.3-2)
H ei=h i()2.5 (3.3-3)
式中P cr——罐壁筒体的临界压力（Pa）
H E——罐壁筒体的当量高度（m）
t min——顶层罐壁板的规格厚度（mm）
H ei——第i圈罐壁板的当量高度（m）
h i——第i圈罐壁板的实际高度（m）
t i——第i圈罐壁板的规格厚度（mm）加强圈取数目：
n=INT(P0/P cr) （3.3-4）设置加强圈后每段罐壁高度：
L e=H E/（n+1）（3.3-5）加强圈的最小截面，见表3-3.
表3-3加强圈的最小截面尺寸
第4章罐顶结构设计
常用固定顶按其支柱可分为自支承拱顶、自支撑锥顶和柱支撑锥顶，顶板的规格厚度（不包括腐蚀裕量）和支撑构件的规格厚度不应小于4.5mm，罐顶和罐壁连接处的有效面积应满足下式要求：
A>0.001PD2/tanθ(4.1-1)
式中A—罐顶与罐壁连接处的有效面积（mm2）
P—罐顶的设计压力（Pa）
θ—罐顶起始角。
若选取的包边角钢不符合上式的要求应加大包边角钢的截面尺寸，或在距离角钢16倍罐壁厚度范围内的罐壁上增加环形加强构件，环形加强构件自身的拼接焊缝应全熔透。如图4-1。
图4-1 罐顶与包边角钢连接处的有效面积
罐顶板与包边角钢之间的连接应采用薄弱连接，外侧采用连续焊，焊脚高度不应大于顶板厚度的3/4，且不得大于4mm，内侧不得施焊。顶板本身的拼接可采用对接，若搭接厚度不可超过5倍板厚，且不得小于25mm，罐顶板外表面的搭接焊缝应采用连续焊。
第2部分储罐的焊接工艺分析
第5章压力容器的焊接接头
5.1 压力容器焊接接头的分类
图5-1 压力容器焊接接头的分类
A类接头：圆柱形壳体筒节的纵向对接接头，球形容器和凸形封头瓜片之间的对接接头，球形容器的环向对接接头，与筒体封头之间的对接接头，大直径焊接三通支管与母管相接的对接接头。
B类接头：圆柱形、锥形筒节之间的环向对接接头，接管与筒节间及其与法兰相接的环向对接接头，除球形封头外的各种凸形封头与筒身相接的环形接头。
C类接头：法兰、平封头、端盖、管板与筒身、封头和接管相连的角接接头，内凹封头与筒身间的搭接接头以及多层包扎容器层板间纵向接头等。
D类接头：接管、人孔圈、手孔盖、加强圈、法兰与筒身及封
头相连接的T形或角接接头。
E类接头：包括吊耳、支撑、制作及各种内奸与筒身或封头相接的角接接头。
F类接头：在筒身、封头、接管、法兰和管板表面上的堆焊接头。
5.2 圆筒形容器焊接接头的设计
图5-2 立式储油罐（1）圆筒形容器的纵向焊缝必须与母材等强度，环向焊缝的工作应力只有纵向焊缝的一半，故对于环向焊缝的
强度要求较低，可以采用较软的填充金属材料。各
筒节之间的环向焊缝以及筒节和封头间的环向焊缝
一般都采用埋弧焊方法。
（2）对于容器上的支管连接，支管连接处开口后应力集中较大，对于大壁厚圆筒可采取贯穿型直接插入式，双
面焊缝焊透为佳；也可以采取平置式安放支管，焊
缝单面焊透。
（3）管板连接的焊接接头经常承受交变载荷。在大多数焊接时是把管子插入管板的孔中，从外面施焊。为了降
低焊缝的拘束度，在管板上加工一个环形沟槽。卫
士管接头与管板更紧密结合，在施焊前吧管子前段
向外扩张，焊后管子端部在进行一次扩张以消除残
余应力。
（4）由于工艺要求和检修方便，石油化工的容器的筒体或封头上会开设很多孔洞，会减弱纵向断面的强度，则
一般会对其进行补强。为提高材料的利用率，空可
以补强。孔补强措施有管补强（增加管子壁厚）、基
体补强（基体材料壁厚全部增加）、增设补强圈（外
加钢圈）和孔补强（孔周边材料基体壁厚增加）。如
果不采取孔的补强措施，就必须增加壁厚才能保证
生产要求。在工作温度超过300°C或壁厚超过
40mm的容器上不宜采用补强圈形式。孔径在超过一
定尺寸时必须进行补强，否则无法保证其强度，且
此时增加壁厚效果不大。如果管过于密集而必须避
开A、B两类接头时，则必须对开孔部位的焊缝作
探伤检测。壁厚大于50mm时，在焊接接管之前应
将开孔区焊缝作消应力处理。
第6章压力容器的焊接方法
6.1 熔化极氩弧焊
焊丝通过丝轮送进，导电嘴导电，在母材与焊丝之间产生电弧，使焊丝和母材熔化，并用惰性气体氩气保护电弧和熔融金属来进行焊接。
与其它焊接方法相比，熔化极氩弧焊的特点有：
（1）可以焊接几乎所有的金属。既可以焊接碳钢、合金钢、不锈钢，还可以焊接铝及铝合金、铜及铜合金、钛合金等容易被氧化的非铁金属；
（2）焊丝和电弧的电流密度大，焊丝熔化速度快，对母材的熔敷效率高，焊接生产率高；
CO电弧焊相比，熔化极氩弧焊电弧状态稳定，容地（3）与
2
过渡平稳，几乎不产生飞溅，熔透也较深；
（4）由于惰性气体本质上不与熔化金属产生冶金反应。
熔化极氩弧焊的不足：
CO电弧焊高，生产效（1）由于使用氩气保护，焊接成本比
2
CO电弧焊；
率也低于
2
（2）焊接准备工作要求严格，包括对焊接材料的清理和焊接区的清理等。
（3）厚板焊接中的封底焊焊缝成形质量不是很好。
CO气体保护焊
6.2
2
以二氧化碳气为保护气体，进行焊接的方法。在应用方面操作
简单，适合自动焊和全方位焊接。在焊接时不能有风，适合室内作业,由于它成本低，二氧化碳气体易生产，广泛应用于各大小企业。由于二氧化碳气体的0热物理性能的特殊影响，使用常规焊接电源时，焊丝端头熔化金属不可能形成平衡的轴向自由过渡，通常需要采用短路和熔滴缩颈爆断，因此与MIG焊自由过渡相比，飞溅较多。但如采用优质焊机，参数选择合适，可以得到很稳定的焊接过程，使飞溅降低到最小的程度。由于所用保护气体价格低廉，采用短路过渡时焊缝成形良好，加上使用含脱氧剂的焊无内部缺的刘质量焊接接头。因此这种焊接方法目前已成为黑色金属材料最重要焊接方法之一。
CO气体保护焊的特点有：与其它焊接方法相比，
2
（1）焊接生产率高；
（2）焊接成本低；
（3）焊接能耗低；
（4）适用范围广，可采用自动焊或半自动焊对任何角度、任何位置、任何长度及复杂的曲面焊缝都可焊接；
（5）焊缝含氢量低，抗裂纹性好；
（6）焊后不需清渣，明弧焊接便于监视，有利于机械化操作；
（7）焊接保护效果好。
CO气体保护焊的缺点和不足：
2
CO焊不能用于非铁金属的焊接，只能用于低碳钢和低（1）
2
合金钢等黑色金属的焊接；
1绪论1 .1 Q235的成分及焊接性分析 Q235钢是一种普通碳素结构钢，具有冶炼容易，工艺性好，价格价廉的优点，而且在力学性能上也能满足一般工程结构及普通机器零件的要求，在世界各国得到广泛应用。碳素结构钢的牌号体现其机械性能，符号用Q+数字表示，其中“Q”为屈服点“屈”的汉语拼音，表示屈服强度的数值。Q235表示这种钢的屈服强度为235MP，Q235钢含碳量约为0.2%属于低碳钢。Q235成分:C含量0.12%-0.22%、Mn含量0.30%-0.65%、Si含量不大于0.30%、S含量不大于0.050%、P含量不大于0.045%。S、P和非金属夹杂物较多在相同含碳量及热处理条件下，低碳钢焊接材料焊后的接头塑性和冲击韧度良好，焊接时，一般不需预热、控制层间温度和后热，焊后也不必采用热处理改善组织，整个焊接过程不必采取特殊的工艺措施，焊接性优良。 Q235含有少量的合金元素，碳含量比较低，一般情况下（除环境温度很低或钢板厚度很大时）冷裂倾向不大。工件预热有防止裂纹、降低焊缝和热影响区冷却速度、减小内应力等重要作用。但是预热使劳动条件恶化，并使工艺复杂。低合金结构施焊前是否需要预热，一般应根据生产实践和焊接性试验来确定。当母材的碳当量Ceq≥0.35时应考虑预热。低合金钢淬硬倾向[1]主要取决于钢的化学成分，根据碳当量公式可知Q235的碳当量小于0.4%，在焊接过程中基本无淬硬倾向，焊前不需预热。且这类刚含碳量较低，具有较的抗热裂性能，焊接过程中热裂纹倾向较小，正常情况下不会出现热裂纹。从厚度考虑，当板厚超过25mm时应考虑100℃以上的焊前预热，试验中所用钢板的厚度为12mm，不需预热。 焊接热处理的目的是为了消除焊接内应力、提高构件尺寸的稳定性、增强抗应力腐蚀性能、提高结构长期使用的质量稳定性和工件安全性等。低合金钢焊接结构在大多数请况下不进行焊后热处理，只有在特殊要求的情况下才进行焊后热处理。此试验并无特殊要求，因此并未进行焊后热处理。 1.2 焊条 （1）焊条的熔敷金属应具有良好的力学性能
压力容器焊接技术要求
概述 ?1、焊接是压力容器制造的重要工序，焊接质量在很大程度上决定了压力容器的制造质量； ?2、影响焊接质量包含诸多方面内容：焊接接头尺寸偏差、焊缝外观、焊接缺陷、焊接应力与变形、以及焊接接头的使用性能等； ?3、容器产品的设计是获得性能优良的焊接接头的基础：焊接母材的、焊接坡口形式、焊接位置、焊材、无损检测、焊后热处理等的选择，直接关系到焊接质量。
一、压力容器焊接的基本概念 ?1、焊缝形式与接头形式： 从焊接角度看，容器是由母材和焊接接头组成的；焊缝是焊接接头的组成部分。 焊缝有５种：对接焊缝、角焊缝、端接焊缝、塞焊缝和槽焊缝。 焊接接头有12种：对接接头、Ｔ型接头、十字接头、搭接接头、角接接头等。 ?2、焊缝区、熔合区和热影响区
?3、焊接性能、焊接工艺评定和焊接工艺规程－－压力容器焊接的三个重要环节 焊接性能是焊接工艺评定的基础，焊接工艺评定是焊接工艺规程的依据，焊接工艺规程是确保压力容器焊接质量的行动准则。 ? 3.1、焊接性能：材料对焊接加工的适应性和使用可靠性。 ? 3.2、焊接工艺因素：重要因素；补加因素；次要因素。 ? 3.3、焊接工艺评定： JB4708《钢制压力容器焊接工艺评定》 JB/T4734《铝制焊接容器》 JB/T4745《钛制焊接容器》 ? 3.4、焊接工艺规程：
二、常用焊接方法及特点 ?1、手工电弧焊（SMAW） ?2、埋弧焊（SAW） ?3、钨极气体保护焊（GTAW）?4、熔化极气体保护焊（GMAW）?5、药芯焊丝电弧焊（FCAW）?6、等离子弧焊（PAW） ?7、电渣焊（ESW）
压力容器焊接通用工艺 QB/YR·HJ·T03-2005 № 编制：巩林廷 审核：姚大宝 批准：王桂明 江苏省工业设备安装公司压力容器制造安装厂
钢制压力容器焊接通用工艺 1．适用范围 本工艺适用于江苏省工业设备安装公司压力容器厂制造安装的压力容器产品的焊接工作。 2．焊接工艺评定和焊工 施焊下列各类焊缝的焊接工艺必须按JB4708《钢制压力容器焊接工艺评定》评定合格。 a.受压元件焊缝； b.与受压元件相焊的焊缝； c.熔入永久焊缝的定位焊缝； d.受压元件母材表面堆焊、补焊； e.上述焊缝的返修焊缝。 施焊下列各类焊缝的焊工必须按《锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则》的规定考试合格； a.受压元件焊缝； b.与受压元件相焊的焊缝； c.熔入永久焊缝内的定位焊缝； d.受压元件母材表面耐蚀层堆焊。 焊接压力容器的焊工取得合格证后，才能在有效期内担任相应合格项目范围内的压力容器产品焊接工作。持证焊工从事产品焊接时，应严格按产品焊接工艺文件的要求进行操作，不得擅自更改工艺。 3.焊接材料 焊接材料主要系指焊条、焊丝、焊剂、气体、电极等。 焊接材料选用原则 应根据母材的化学成份、力学性能、焊接性能结合压力容器的结构特点和适用条件综合考虑选用焊接材料，必要时通过试验确定。 焊缝金属的性能应高于或等于相应母材标准规定值的下限或满足图样规定的技术要求。对各类钢的的焊缝金属要求如下： 相同钢号相焊的焊缝金属
a.碳素钢、低合金钢的焊缝金属应保证力学性能，且不应超过母材标准规定的抗拉强度的上限值加30MPa。 b.高合金钢的焊缝金属应保证力学性能和耐腐蚀性能。 c.不锈钢复合钢板基层的焊缝金属应保证力学性能，且其抗拉强度不应超过母材标准规定的上限值加30MPa；复层的焊缝金属应保证耐腐蚀性能，当有力学性能要求时还应保证力学性能。复层焊缝与基层焊缝以及复层焊缝与基层钢板交界处推荐采用过渡层。 不同钢号相焊的焊缝金属 a.不同钢号的碳素钢、低合金钢之间的焊缝金属应保证力学性能，且其抗拉强度不应超过强度较高母材标准规范的上限值。 b.奥氏体高合金钢与碳素钢或低合金钢之间的焊缝金属应保证抗裂性能和力学性能。宜采用铬镍含量较奥氏体高合金钢母材高的焊接材料。 焊接材料必须有产品质量证明书，并符合相应标准的规定，且满足图样的技术要求，并按JB4708规定通过焊接工艺评定。进厂时按《焊接材料管理制度》的规定验收或复验，合格后方可使用。 焊接材料熔敷金属硫、磷含量规定应与母材一致，选用GB/T5118标准的焊条，应符合下列要求： a.型号为EXXXX—G的焊条应规定出焊缝金属夏比V型缺口冲击吸收功。 b.铬钼钢焊条的焊缝夏比V型缺口冲击吸收功常温时不小于31J。 c.用于焊接低温钢的镍钢焊条的焊缝金属夏比V型缺口冲击吸收功在相应低温时应不小于34J。 常用钢号推荐选用的焊接材料见表1，不同钢号相焊推荐选用的焊接材料见表2。
焊接结构课程设计指导书 机电工程系 洛阳理工学院
目录 前言 (2) 一．课程设计的性质和目的 (3) 二．课程设计的基本任务 (3) 三．课程设计的基本要求 (3) 四．课程设计的基本步骤 (4) 五．课程设计说明书要求 (4) 六．课程设计内容简介 (4) 七．附录 (6)
前言 课程设计是焊接结构生产课程教学的最后一个环节，是对学生进行全面系统的训练。课程设计可以让学生将学过的零碎知识系统化，真正地把学过的知识落到实处，进一步激发学生学习的热情，因此课程设计是必不少的，是非常必要的。 但是，在教学实践中，一方面，我们感到学生掌握的理论知识和实践知识有限；另一方面课程设计的时间有限。要想学生在规定时间内，运用自己有限的知识去独立完成某一焊接结构的全部设计是不现实的。因此，在两周的课程设计时间内，除了让每个学生清楚地了解焊接结构的整个设计、装配过程外，更应该注重焊接结构设计的某一细节，完全弄懂、弄透，能够达到举一反三的目的，从而培养学生设计焊接结构的初步能力。 基于以上认识，作者编写了《焊接结构课程设计指导书》。 编者
一、课程设计的性质、目的 焊接作为先进制造技术的重要组成部分，在国民经济的发展和国家建设中发挥了重要的作用。焊接技术在航空航天、核能、船舶、电力、海洋钻探、高层建筑等领域得到了广泛的应用。焊接结构是焊接技术应用于工程实际产品的主要形式，也是在许多部门中应用最为广泛的金属结构。焊接结构学作为焊接专业基础课，对学生的专业知识和技能的培养具有重要的作用。《焊接结构》课程设计是在完成焊接结构理论教学课程后，进行的综合运用所学基本知识和技能的一个非常重要的教学环节。本周开展了焊接结构学的课程设计，主要目的：进一步加深学生对焊接结构学理论知识的回顾和焊接结构在实际生产中的应用； 通过本次课程设计，使学生将理论知识与实际的焊接构件设计相结合，培养学生的理论联系实际的能力； 本次课程设计可以采用计算机绘图和手工试图，使学生加深绘图要点和培养计算机绘图技能； 通过本次课程设计培养学生的查阅技术资料、团队协作和独立创新能力。 二、课程设计的主要内容和基本任务 了解焊接结构、工况环境、制造过程的特点，掌握焊接结构的整体设计、焊接工艺规程、焊接工艺卡的编制要领。最终能根据实际需要独立研究设计相应的焊接结构，制定相关的焊接工艺。设计主体可以是梁柱桁架类和压力容器结构，对选择构件进行结构的设计，焊接接头（对接、搭接、T形和角接头）合理性分析，对相关接头的强度进行简单的计算，对易产生的应力应变特征进行分析，绘制部分结构的草图，最后绘制一张A1焊接结构图纸，并编写课程设计说明书一份。 三、课程设计的基本要求 熟悉焊接结构（梁柱桁架类和压力容器结构）的结构特点，了解焊接结构（梁柱桁架类和压力容器）各部分的受力及运行状态、结构特点以及影响制造工艺的因素并能按实际情况具体制定相应的工艺流程卡和工艺卡（具体要求见附录）。 具体要求： 1) 要充分认识课程设计对培养自己的重要性，认真做好设计前的各项准备工作； 2) 既要虚心接受老师的指导，又要充分发挥主观能动性。结合课题，独立思考,努力钻研，勤 于实践，勇于创新；
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焊接工艺课程设计 1绪论 1 .1 Q235的成分及焊接性分析 Q235钢是一种普通碳素结构钢，具有冶炼容易，工艺性好，价格价廉的优点，而且在力学性能上也能满足一般工程结构及普通机器零件的要求，在世界各国得到广泛应用。碳素结构钢的牌号体现其机械性能，符号用Q+数字表示，其中“Q”为屈服点“屈”的汉语拼音，表示屈服强度的数值。Q235表示这种钢的屈服强度为235MP，Q235钢含碳量约为0.2%属于低碳钢。Q235成分:C含量0.12%-0.22%、Mn含量0.30%-0.65%、Si含量不大于0.30%、S含量不大于0.050%、P含量不大于0.045%。S、P和非金属夹杂物较多在相同含碳量及热处理条件下，低碳钢焊接材料焊后的接头塑性和冲击韧度良好，焊接时，一般不需预热、控制层间温度和后热，焊后也不必采用热处理改善组织，整个焊接过程不必采取特殊的工艺措施，焊接性优良。 Q235含有少量的合金元素，碳含量比较低，一般情况下（除环
境温度很低或钢板厚度很大时）冷裂倾向不大。工件预热有防止裂纹、降低焊缝和热影响区冷却速度、减小内应力等重要作用。但是预热使劳动条件恶化，并使工艺复杂。低合金结构施焊前是否需要预热，一般应根据生产实践和焊接性试验来确定。当母材的碳当量Ceq≥0.35时应考虑预热。低合金钢淬硬倾向[1]主要取决于钢的化学成分，根据碳当量公式可知Q235的碳当量小于0.4%，在焊接过程中基本无淬硬倾向，焊前不需预热。且这类刚含碳量较低，具有较的抗热裂性能，焊接过程中热裂纹倾向较小，正常情况下不会出现热裂纹。从厚度考虑，当板厚超过25mm时应考虑100℃以上的焊前预热，试验中所用钢板的厚度为12mm，不需预热。 焊接热处理的目的是为了消除焊接内应力、提高构件尺寸的稳定性、增强抗应力腐蚀性能、提高结构长期使用的质量稳定性和工件安全性等。低合金钢焊接结构在大多数请况下不进行焊后热处理，只有在特殊要求的情况下才进行焊后热处理。此试验并无特殊要求，因此并未进行焊后热处理。 1.2 焊条 1.2.1对焊条的基本要求 （1）焊条的熔敷金属应具有良好的力学性能 （2）焊条的熔敷金属应具有规定的化学成分，以保证其使用性能的要求
焊接工艺课程设计任务书 题目：ZＹ-1型反应釜的焊接工艺制定 材料:16MｎR 焊接方法:CO２气体保护焊 要求: 1、看懂图纸 2、根据相关标准画出焊缝布置图，并标注焊缝类别 ３、制定焊接工艺总则 4、设计焊接工艺卡 5、重要的焊缝制定相应的焊接工艺卡 6、工艺卡中应标明焊接检验的方法及标准 学生: 班级：指导教师: 1 / 26
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16MｎR的焊接性分析： １６MｎＲ的成分： 热裂纹：１6MnR 为热轧或正火。属低合金高强度钢，含Ｍｎ量较低。16MNR作为压力容器用钢,S,Ｐ含量比1６Ｍn要少一些。含碳量比较低,且Mｎ／S比较高,正常情况下不会出现热裂纹，但材质成分不合格或者因严重偏析使局部C、S含量偏高时，可能会出现热裂纹。 解决措施是：工艺上尽量减小熔合比，选择焊材是采用低碳焊丝Ｈ03MnTi和含Ｓi02较低的焊剂(本次CO2保护焊不需要焊剂),以此降低焊缝中的含碳量,从而解决热裂纹的问题。 冷裂纹:钢种的淬硬倾向、含氢量和拘束应力是焊接时产生冷裂纹的三大主要因素。下面也从这三方面分析1６ＭnR的冷裂纹倾向。 1、淬硬倾向: １６MnＲ的碳当量计算： ＣE=C＋1/6Mn＋1／15Cu＋1/15Ｎi+1/5Cr+1/5Mｏ＋1/5Ｖ =0.１5+1/6 x1.３8 +１/1５x0.01+１/5ｘ0.0１７ =0．１5＋0．2３＋０．000７+0.０0３4 =0.384１ 碳当量CE＝0．3841＜0.4可以看出其基本么有淬硬倾向 其含碳量低,在淬火时，如冷却速度不是太快,就会得到低碳马氏体组织，或者是铁素体珠光体组织，这些组织的硬度不高,故其淬硬倾向小,只有在冷却速度较快时,才会得到高碳马氏体组织,则有一定的淬硬倾向。 ２、含氢量:焊缝中的氢主要来源于焊接材料中的水分、焊件坡口处的铁锈、油污，以及环境湿度等。对16MnR来说，只要板厚不太大且冷却速度控制得当,由于焊接温度高，增强了氢的活动能力,大部分氢从焊缝中扩散逸出。同时，当焊缝冷却时,其组织会由奥氏体向铁素体等转变,由于氢在奥氏体中的溶解度大大高于在铁素体中的溶解度,又会有部分氢逸出。最后，焊缝中的残余氢量就不足以形成冷裂纹。 3、拘束应力:焊缝中的应力主要包括热应力、组织应力和由于白身拘束条件所造成的应力。目前，普遍采用拘束度(R)综合表示这三种应力的大小，拘束度的计算可采用如下公式:R＝Ｋ*δ 式中K为板厚拘束度系数,δ为板厚。 由上式可见，拘束度与材料板厚有很大关系,板厚越大,所造成的拘束度也越大，则拘束应力也就越大。本次课程设计用的钢板内壁为1２mm，外壁为6mｍ,属于较薄的板,其拘束度较小。 综上以上几点可以得出以下结论：16ＭnR钢在板厚不是太大,冷却速度适当的情况下不会出现冷裂纹，只有在板厚(40mm以上)太大,冷速较快的情况下，才有出现冷裂纹的倾向，我们可以通过采用较小线能量+焊前适当预热等措施来预防。 热影响区脆化、软化问题： 3 / 26
焊接结构课程设计说明书 学院： 专业班级： 姓名： 学号： 指导教师： 年月日
目录 任务书 0 前言 0 第1章总体焊接结构分析 (1) 1.1 泵站油箱的简介 (1) 1.2油箱的主要参数设计 (1) 1.3零件工艺分析 (2) 1.4 焊缝位置的确定 (2) 1.5焊接结构装配分析 (2) 第2章母材的基本数据及性能分析 (3) 2.1母材的基本数据 (3) 2.2母材的焊接性分析 (4) 第3章焊接方法的选择和分析 (5) 3.1焊接方法的确定 (5) 3.2 埋弧焊的主要特点 (5) 3.3埋弧焊的冶金特点 (6) 3.4低碳钢焊接要点 (7) 第4章焊料、焊接设备的选择 (7) 4.1低碳钢埋弧焊焊丝和焊剂的配合 (7) 4.2埋弧焊设备的选择 (8) 第5章油箱焊接工艺设计 (9) 5.1确定焊接顺序 (9) 5.2下料、开孔、及表面处理 (10) 5.3油箱埋弧焊工艺 (10) 5.3.1焊前准备 (10) 5.3.2焊接材料 (11) 5.3.3焊接参数 (11) 5.3.4焊后检验 (12) 第6章焊接工艺规程 (13) 第7章焊接工艺卡 (14) 第8章个人心得 (15) 参考文献 (16)
1．总体焊接结构分析 1.1泵站油箱的简介 结构简图如下： 1—液位计2—吸油管3—空气过滤器4—回油管5—侧板6—入孔盖7—放油塞8—地脚9—隔板10—底板11—吸油过滤器12—盖板 泵站油箱的结构如图所示，主要是由是盖板、底板、左右侧板、前后板六块钢板焊接而成的长方体结构。是用于液压系统中储放液压油的箱体，在液压系统中的主要作用有： 1.贮存供系统循环所需的油液； 2.散发系统工作时所产生的热量； 3.释放混在油液中的气体；
焊接课程设计报告 姓名：高雨雨 学号：080301103
课程设计题目：氧化剂贮瓶结构及工艺设计 压力容器因运行条件复杂，对钢材的性能和工艺设计提出了更高的要求。与普通结构钢相比压力容器用的低合金钢应具有较高的高温强度常温和高温冲击性能，抗时效性，抗氢和硫化氢性等。这类钢的合金系是以提高钢材高温性能的合金元素（如Mn，Mo，Cr，V等）为基础。 一，课程设计目的： 设计是针对指定焊接产品（部件）的技术要求，制定焊接生产过程的工艺技术规程。通过设计实践，熟悉焊接生产的工艺分析，指定材料焊接性的技术规范的要领，设计必须的工艺装备及工夹具，并加以分析以及必要的计算过程和检验过程。为适应实际工作打下基础。 二，课程设计任务： 1 材料焊接性的分析过程 2 选择合适的焊接工艺装备 3 编写工艺设计说明书 4 填写焊接工艺卡 5 绘制示意图 三，课程设计的步骤及内容： 材料焊接性分析：采用常规的氩弧焊工艺对LF6焊接容易产生气孔，裂纹和变性较大等缺陷，大大限制了LF6的应用。 采用低频脉冲交流TIG焊接工艺 焊前准备：冷加工开坡口。进行焊前清理：氧化膜的存在会导致未焊透，未熔合，焊缝夹杂等缺陷，且由于氧化膜吸附大量水分课促使焊缝产生气孔，所以采用化学清洗除去试件表面的氧化膜，油脂和尘污是铝合金焊接前的必须的准备工作。此外，母材和焊丝中得固溶氢是造成氢气孔的主要原因之一，所以焊件和焊丝进行除氢处理（加热到170度，保温5h）以除去焊接材料中得固溶氢。 实验材料及设备：应选用化学成分与抗拉强度与母材相近的焊丝作为填充材料，铝镁焊丝ER5356，直径为1.6mm，选用镧钨极，焊枪喷嘴直径为9.0mm。 当焊接电流与送丝速度匹配合理时可以获得多个焊接点相互搭接的连续焊缝，外观均匀，呈鱼鳞波纹。当频率较低时容易实现。 焊接参数的选择： 基值电流：80 脉冲电流：140 焊接速度：300 送丝速度：820 钨极直径：2.5 脉冲频率：2 电弧长度：2.5 焊缝应有检验措施： 焊缝缺陷的存在将直接影响焊件结构的安全使用，为防止焊接焊件缺陷的存在，需要进行焊接检验。
焊接工艺课程设计 题目焊接工艺与控制课程设计 指导教师 姓名 学号 专业 班级 完成日期2014 年 6 月23 日
三峡大学课程设计任务书 （2014年春季学期）
焊接工艺卡
目录 1. 30CrMoV A钢的性能分析 (6) 1.1 材料： (6) 1.2 化学成分及力学性能： (6) 2. 15 30CrMoV A钢的焊接性能 (7) 2.1 碳当量分析 (7) 2.2 30CrMoV A的焊接性的主要表现 (7) 3 焊接方法的选择和分析 (8) 3.1 焊接方法选择时应考虑的因素 (8) 3.2 焊接方法的选择 (8) 3.3 焊接方法主要特点分析 (9) 4 焊接设备的选择 (9) 4.1 焊接电源的选择 (9) 4.2 焊丝及焊剂的选择....................................................................................................... (9) 4.3、焊枪及喷嘴的选择 (9) 4.4、钨极的选择 (10) 5 焊接工艺参数的选择 (10) 5.1 焊接电流与电压的选择................................................................................................错误！未定义书签。 5.2 焊接速度的选择 (10) 5.3 钨极直径与保护气体流量............................................................ 错误！未定义书签。 6 焊前预热、焊接过程及焊后处理 (11) 6.1 焊前预热 (11) 6.2 焊接过程与焊后处理 (11) 7 焊后检验 (12) 7.1 外观检验 (12) 8 总结 (13) 参考文献 (14)
前言１第1部分储罐设计分析2第1章储罐总体分析2 1.1 储罐基本设计要求2 1.2 储罐材料2 1.３储罐用钢板3 1.4 配用锻件5 1.5 配用螺栓、螺母5第2章储罐罐底设计6 2.1 储罐罐底板尺寸6 2.2 罐底结构7第3章罐壁结构设计10 3.1 罐壁的排板与连接10 3.2 罐壁厚度11 3.3 罐壁加强圈12第4章罐顶结构设计13第2部分储罐的焊接工艺分析14第5章压力容器的焊接接头14 5.1 压力容器焊接接头的分类14 5.2 圆筒形容器焊接接头的设计15第6章压力容器的焊接方法17 6.1 熔化极氩弧焊17
CO气体保护焊17 6.2 2 6.3埋弧焊19第7章压力容器的焊接工艺21第3部分储罐的组装与检验22第8章储罐的安装施工顺序22 8.1储罐底板的焊接顺序22 8.2储罐壁板的焊接顺序22 8.3储罐固定顶的焊接顺序23第9章储罐焊缝的检验与修补24 9.1焊缝检测24 9.2焊缝修补25设计体会26参考文献27
前言 大型油气储罐是油气产品储存运输最方便、廉价的方式之一。储罐的形式可跟据盖顶的样式不同分为浮顶式储罐（包括气柜）和固定顶式储罐（包括内浮顶式储罐），而固定顶式储罐又包括锥顶式储罐和拱顶式储罐两种。目前原油的储罐使用中浮顶式储罐在不断减少，液化气储运主要是球罐和立式筒形低压储罐。 常用的几种灌顶形式为双子午线网客机构拱顶、辐射网壳结构拱顶、短程线网壳结构拱顶和梁柱支撑结构拱顶，见图1。 本次课程设计主要讨论立式固定顶筒形钢制焊接储罐的施工工艺。其中包括储罐的材料选择、加工工艺路线选择、相关组件形式选择、机械加工装配、施焊成型、焊后检测调试等相关生产内容。
焊接工艺课程设计题目1035铝板平板对接 指导教师石增敏 姓名陈卓学号2011106230 专业材料成型及控制工程班级20111062 完成日期2014 年 6 月25 日
目录 1、1035铝板焊接性分析 (3) 1.1、本次设计所用材料 (3) 1.2、1035铝板钢的化学成分及力学性能 (3) 1.3、铝与铝合金的焊接特点 (4) 1.4、1035铝板焊接方法的选择 (4) 2、MIG工作原理和工艺特点 (4) 2.1工作原理 (5) 2.2工作特点 (5) 2.3 焊接层数和坡口的选择 (5) 2.4焊接变形 (5) 3、MIG焊设备 (5) 3.1焊接电源 (6) 3.2控制系统 (6) 3.3送丝系统 (6) 3.4焊枪 (6) 3.5供气系统 (7) 3.6水冷系统 (7) 4、焊接工艺参数 (7) 4.1 .1焊接电流 (7) 4.1.2 电弧电压 (8) 4.1.3焊接速度 (8) 4.1.4 焊枪的操作 (8) 4.2焊前准备 (8) 4.2.1坡口制备 (8) 4.2.2清理 (9) 4.2.3预热 (9) 5焊接注意事项 (9) 6 外观检验 (10) 7无损检测 (10) 9参考文献： (11)
三峡大学课程设计任务书 （2013――2014学年） 课题名称焊接工艺课程设计 学生姓名陈卓班级20111062 指导教师石增敏 课题概述： 根据提供的原始资料，进行平板对接焊或环焊缝焊接工艺设计。设计人员制定焊接方法和焊接工艺，要求同一课题的学生使用不同的焊接方法进行设计，焊接工艺可靠、合理。 ⒈制定焊接工艺卡。⒉课程设计说明书包括：封面；目录；摘要；被焊接材料的基本数据与焊接性分析；焊接方法的选择；焊接工艺的制定和论证（具体项目可参考焊接工艺卡）、焊接操作注意事项和安全要求、焊后检验、参考文献等。 材料：35材料1035铝板两块，规格：—4×100×300，平板对接
钢制压力容器焊接工艺评定 JB4708－2000 1 范围 本标准规定了钢制压力容器焊接工艺评定规则、试验方法和合格指标。 本标准适用于钢制压力容器的气焊、焊条电弧焊、埋弧焊、熔化极气体保护焊、钨极气体保护焊、电渣焊、耐蚀堆焊等焊接工艺评定。 2 总则 （1）焊接工艺评定应以可靠的钢材焊接性能为依据，并在产品焊接之前完成。（2）接工艺评定一般过程是：拟定焊接工艺指导书、施焊试件和制取试样、检验试件和试样、测定焊接接头是否具有所要求的使用性能、提出焊接工艺评定报告对拟定的焊接工艺指导书进行评定。 3 对接焊缝、角焊缝焊接工艺评定规则 （1）评定对接焊缝焊接工艺时，采用对接焊缝试件。对接焊缝试件评定合格的焊接工艺亦。试件用角焊缝缝焊接 工艺时，可采缝用于角焊(厚度不限)。评定非受压角焊适。反，之亦可于管材的对接焊缝对接焊缝试件评定合格的焊接工艺适用（2）板材压用于非受缝，反之亦可（的定合格的焊接工艺适用于板材角焊试（3）管与 板角焊缝件评 ）。限度的有效范围不角焊缝焊件时，焊件厚 。素、和次要因素工艺因素分为重要因素、补加因（4）焊接接工 艺因素。接头抗拉强度和弯曲性能的焊重要因素：是指影响焊接需验时，试艺因素。当规定进行冲击性补加因素：是指影响焊接接头冲击韧的焊接工素。增加补加因。响明显影的焊接工艺因素素次要因：是指 对测定的力学性能无（5）评定规则焊接方法需重定新评焊接 方法－改变。工艺评定焊接素a 当变更任何一个重要因时都需要重新试冲焊击 韧性，时则可按增加或变更的补加因素增何b当增加或变更任一个补加因素行试验。件进书。但需重新编制焊接工艺指导艺要更c 当变次要因素时不需重新评定焊接工，别接方法分工艺或焊接可以缝一条焊使用两种或两种上焊接方法时，按每种焊同d 当评定。合焊接焊方法，焊接工艺接试件，进行组种两亦行进评定；可使用种或两以上应，但艺法、焊接工焊种用，于合组合评定格后用焊件时可以采其中一或几种接方有件焊厚度的于适方焊每确条相，不因补素要其保证重因、加素变按关款定种接法用。范效围则规定评别组－材母 a 当重要因素、补加因素不变时，某一钢号母材评定合格的焊接工艺可以用于同
压力容器用焊接材料的复验要求 中国化工装备协会朱海鹰辛忠智辛忠仁 （北京100011） 摘要：压力容器安全技术规范提出了压力容器用焊接材料的复验要求。哪些压力容器用焊接材料需要复验，复验要求，依据标准和复验的目的，本文对此进行了讨论。 关键词；压力容器焊接材料复验要求 1、压力容器用焊接材料的复验 在2009版《固定式压力容器安全技术监察规程》（以下简称新《容规》）第2.12（3）条和1999版《压力容器安全技术监察规程》（以下简称旧《容规》）第26条中都对焊接材料的复验提出了要求，其中2009版《固定式压力容器安全技术监察规程》第2.12（3）条要求：“用于制造压力容器受压元件的焊接材料，应当满足相应标准。焊接材料应当附有质量证明书和清晰、牢固的标志。” “压力容器制造单位应建立并严格执
和回收制度。” 但新《容规》和旧《容规》都没有具体指出用于哪些压力容器的焊接材料需要复验、复验项目和依据标准。总结相关压力容器产品标准认为：下列情况下制造的压力容器用焊接材料需要按照新《容规》第2.12（3）条要求进行复验： ①按照GB150附录C制造的低温压力容器，需按GB150附录C的C2.2.3条要求对焊条按批进行药皮含水量或熔敷金属扩散氢的复验，其检验方法按相应的焊条标准或技术条件要求。 ②按照GB12337-1998《钢制球形储罐》标准制造的钢制球形储罐，需按GB12337的4.6.1.2条要求对焊条按批号进行扩散氢复验。 ③按照GB50094-98《球形储罐施工及验收规范》标准制造的钢制球形储罐，需按GB50094的4.3.1.3条要求对焊条和药芯焊丝按批号进行扩散氢复验。 ④按照JB/T4780-2002《液化天然气罐
材料成形及控制工程专业课程设计 焊接工艺设计指导书 一、设计目的 1．通过实际产品的焊接工艺设计，使学生了解焊接结构的生产工艺过程； 2．掌握焊接工艺的设计方法及工艺文件的制定； 3．培养学生运用专业理论知识解决实际焊接生产问题的能力，锻炼查阅文献资料及工具书籍的基本技能。 二、设计内容 在规定时间内，完成由教师指定的某一个结构件的焊接工艺设计任务，主要内容包括： 1. 焊接结构件的设计简图与技术要求； 2. 产品的制造工艺性能分析； 3. 主要接头的焊接方法选择与说明，坡口型式及尺寸的设计与说明； 4. 主要部件（筒节、封头等）的加工工艺过程卡； 5. 产品的装焊工艺过程卡； 6. 壳体的焊接工艺卡。 三、设计要求 1．手绘产品的结构设计简图，标注出产品的主要结构尺寸；主要零件的名称、材质与规格；设计技术要求（包括制造技术要求与检验要求）等。 2．产品的制造工艺性能分析主要包括容器主体材料的焊接性分析与结构的装焊工艺性能分析。容器主体材料的焊接性能主要分析材质的焊接裂纹倾向及产生其它焊接缺陷的倾向，说明为保证焊接质量应采取的工艺措施，如合理选用焊接方法、焊接材料、焊前预热、焊后热处理、层间温度等；结构的装焊工艺性能分析主要针对特殊、复杂容器结构，分析需要采用的装焊顺序与方法。 2. 接头焊接方法的选择和坡口型式的设计应包括纵焊缝、环焊缝、封头拼缝、 人孔接管与筒体的焊缝等，绘制接头的局部放大图。选择与设计的依据主要从容器结构尺寸、接头位置、材质及厚度、施焊条件与可操作性、焊接变形与应力、装焊顺序等方面考虑。 3. 主要部件（筒节、封头等）的加工过程卡要求制定部件从原材料备料至组 装焊接之前的全部加工工艺过程，包括各加工工序的名称、加工内容、所用的工装设备与检验要求等，必要时绘制出加工工艺简图； 4. 壳体的装焊工艺设计包括装焊工艺顺序、工序名称与内容、各工序所涉及
目录 1、任务分析 ........................................... 错误！未定义书签。 1.1、设计要求........................................ 错误！未定义书签。1．2、概述........................................... 错误！未定义书签。 2、焊接工艺准备 ....................................... 错误！未定义书签。2．1、制造材料的选取................................. 错误！未定义书签。 2.2、设计图样及焊缝位置.............................. 错误！未定义书签。 2.3、锅筒及封头的厚度确定............................ 错误！未定义书签。 2.4、板材的成形...................................... 错误！未定义书签。 2.5、焊接坡口....................................... 错误！未定义书签。 2.6、焊接材料的选择.................................. 错误！未定义书签。 3、焊接方法和工艺参数 ................................. 错误！未定义书签。 3.1、焊接方案........................................ 错误！未定义书签。3．2、工艺参数....................................... 错误！未定义书签。 3.4、焊接顺序........................................ 错误！未定义书签。 3.5、预热............................................ 错误！未定义书签。 3.6、定位焊.......................................... 错误！未定义书签。 3.7、焊接要求........................................ 错误！未定义书签。 3.8、焊后热处理...................................... 错误！未定义书签。 4、焊接检验和返修 ..................................... 错误！未定义书签。 4.1、焊前检验........................................ 错误！未定义书签。 4.2、施焊过程中检验.................................. 错误！未定义书签。 4.3、焊后检验........................................ 错误！未定义书签。 4.4、焊缝返修........................................ 错误！未定义书签。 5、心得体会 ........................................... 错误！未定义书签。参考文献 .............................................. 错误！未定义书签。
课程设计论文（说明书） 课程：焊接工艺学课程设计 题目：09MnD钢焊接性试验设计 院、系：材化学院 学科专业：金属材料工程 学生： / 学号： / 校对： / 指导教师： / 2012年 11月
1．前言 09MnD属于无镍低温钢，常用于石油、化工技术和压力容器设备，用于制造使用温度在-50℃的压力容器构件、重要锻件，石油化工中的压力容器。含碳量为0.2%，硅含量在0.17%到0.35%之间，锰含量在0.95%到1.35%之间，磷含量和硫含量均小于0.25%，钒含量小于等于0.03%。其化学成分见：表1.1，其机械性能见：表1.2。 牌号化学成分（质量分数）（%） C Si Mn P S V 09MnD ≤0.12 0.17-0.35 0.95-1.35 ≤0.025 ≤0.025 ≤0.03 表1.1 09MnD的化学成分 牌号抗拉强度/MPa 屈服强度/MPa 伸长率（%）冲击功/J 09MnD 400-540 ≥240 ≥26 ≥21 表1.2 09MnD的机械性能 本实验主要通过熔化极混合气体保护焊对焊接材料为09MnD厚度为10mm 板材的焊接性及焊接特点进行探索，在制出实验试板后，根据国家的一系列标准对此次焊接工艺进行焊后组织及力学性能进行评定，进而分析09MnD的焊接性能。 2.焊接工艺 2.1 09MnD的焊接特点 焊接材料的选择应保证接头与母材有同样的低温性能，焊条、焊丝、焊剂都必须保证焊缝中的油含杂质S、P、N、O最少。焊接时需要最大限度地减小过热程度，防止出现粗大的铁素体或粗大的马氏体组织。 2.2 焊接方法及焊丝的确定 低温钢的焊接方法可选焊条电弧焊、埋弧焊及熔化极气体保护焊。采用含Ni低温焊条电弧焊，虽可保证低温韧性，但成本高、生产效率低且焊缝成形差。故选用普通的焊丝H08Mn2SiA,用混合气体保护半自动焊，其生产成本为焊条电弧焊的55%-60%，生产率高2-3倍。焊材选择见:表2.2.1。
不锈钢压力容器的焊接技术 一、压力容器用不锈钢及其焊接特点 所谓不锈钢是指在钢中加入一定量的铬元素后，使钢处于钝化状态，具有不生锈的特性。为达到此目的， 其铬含量必须在12%以上。为提高钢的钝化性，不锈钢中还往往需加入能使钢钝化的镍、钼等元素。一般 所指的不锈钢实际上是不锈钢和耐酸钢的总称。不锈钢并不一定耐酸，而耐酸钢一般均具有良好的不锈性能。 不锈钢按其钢的组织不同可分为四类，即奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢、马氏体不锈钢、奥氏体-铁素体双相不锈钢。 1.奥氏体不锈钢及其焊接特点 奥氏体不锈钢是应用最广泛的不锈钢，以高Cr-Ni型最为普遍。目前奥氏体不锈钢大致可分为Cr18-Ni8型、Cr25-Ni20型、Cr25-Ni35型。奥氏体不锈钢有以下焊接特点： ①焊接热裂纹奥氏体不锈钢由于其热传导率小，线膨胀系数大，因此在焊接过程中，焊接接头部位的高温停留时间较长，焊缝易形成粗大的柱状晶组织，在凝固结晶过程中，若硫、磷、锡、锑、铌等杂质元素含量较高，就会在晶间形成低熔点共晶，在焊接接头承受较高的拉应力时，就易在焊缝中形成凝固裂纹，在热影响区形成液化裂纹，这都属于焊接热裂纹。防止热裂纹最有效的途径是降低钢及焊材中易产生低熔点
共晶的杂质元素和使铬镍奥氏体不锈钢中含有 4 %?12%的铁素体组织。 ②晶间腐蚀根据贫铬理论，在晶间上析岀碳化铬，造成晶界贫铬是产生晶间腐蚀的主要原因。为此，选择 超低碳焊材或含有铌、钛等稳定化元素的焊材是防止晶间腐蚀的主要措施。 ③应力腐蚀开裂：应力腐蚀开裂通常表现为脆性破坏，且发生破坏的过程时间短，因此危害严重。造成奥氏体不锈钢应力腐蚀开裂的主要原因是焊接残余应力。焊接接头的组织变化或应力集中的存在，局部腐蚀介 质浓缩也是影响应力腐蚀开裂的原因。 ④焊接接头的b相脆化b相是一种脆硬的金属间化合物，主要析集于柱状晶的晶界。Y相和S相都可 发生b相转变。比如对于Cr25Ni20型焊缝在800'C?900'C加热时，就会发生强烈的丫转变。对于铬镍型奥氏体不锈钢，特别是铬镍钼型不锈钢，易发生S T b相转变，这主要是由于铬、钼元素具有明显的 b化作用，当焊缝中S铁素体含量超过12%时，S T b的转变非常显著，造成焊缝金属的明显的脆化，这也就是为什么热壁加氢反应器内壁堆焊层将S铁素体含量控制在3%?10%的原因。 2.铁素体不锈钢及其焊接特点 铁素体不锈钢分为普通铁素体不锈钢和超纯铁素体不锈钢两大类，其中普通铁素体不锈钢有Cr12~Cr14型, 如00Cr12、0Cr13AI ; Cr16~Cr18 型，女口1Cr17Mo； Cr25~30 型。 由于普通铁索体不锈钢中的碳、氮含量较高，故加工成形及焊接都较困难，耐蚀性也难以保证，使用受到 限制，在超纯铁素体不锈钢中严格控制了钢中的碳和氮总量，一般控制在0.035 %~0.045 %、0.030 %、 0.010 %~0.015 %三个层次，同时还加入必要的合金元素以进一步提高钢的耐腐蚀性和综合性能。素体不 与普通铁锈钢相比，超纯高铬铁素体不锈钢具有很好的耐均匀腐蚀、点蚀及应力腐蚀性能，较多的应用于石 化设备中。铁素体不锈钢有以下焊接特点：
焊接工艺课程设计任务书 题目：ZY-1型反应釜的焊接工艺制定 材料：16MnR 焊接方法：CO2气体保护焊 要求： 1、看懂图纸 2、根据相关标准画出焊缝布置图，并标注焊缝类别 3、制定焊接工艺总则 4、设计焊接工艺卡 5、重要的焊缝制定相应的焊接工艺卡 6、工艺卡中应标明焊接检验的方法及标准 学生：班级：指导教师：
16MnR的焊接性分析： 16MnR的成分： 热裂纹：16MnR是普通低合金钢，是锅炉压力容器专用钢，锅炉压力容器的常用材料。它的强度较高、塑韧性零号。常见交货状态为热轧或正火。属低合金高强度钢，含Mn量较低。16MNR作为压力容器用钢，S，P含量比16Mn要少一些。含碳量比较低，且Mn/S比较高，正常情况下不会出现热裂纹，但材质成分不合格或者因严重偏析使局部C、S含量偏高时，可能会出现热裂纹。 解决措施是：工艺上尽量减小熔合比，选择焊材是采用低碳焊丝H03MnTi和含Si02较低的焊剂（本次CO2保护焊不需要焊剂），以此降低焊缝中的含碳量，从而解决热裂纹的问题。 冷裂纹：钢种的淬硬倾向、含氢量和拘束应力是焊接时产生冷裂纹的三大主要因素。下面也从这三方面分析16MnR的冷裂纹倾向。 1、淬硬倾向： 16MnR的碳当量计算： CE=C+1/6Mn+1/15Cu+1/15Ni+1/5Cr+1/5Mo+1/5V =0.15+1/6 x1.38 +1/15 x0.01+1/5 x0.017 =0.15+0.23+0.0007+0.0034 =0.3841 碳当量CE=0.3841<0.4可以看出其基本么有淬硬倾向 其含碳量低，在淬火时，如冷却速度不是太快，就会得到低碳马氏体组织，或者是铁素体珠光体组织，这些组织的硬度不高，故其淬硬倾向小，只有在冷却速度较快时，才会得到高碳马氏体组织，则有一定的淬硬倾向。 2、含氢量：焊缝中的氢主要来源于焊接材料中的水分、焊件坡口处的铁锈、油污，以及环境湿度等。对16MnR来说，只要板厚不太大且冷却速度控制得当，由于焊接温度高，增强了氢的活动能力，大部分氢从焊缝中扩散逸出。同时，当焊缝冷却时，其组织会由奥氏体向铁素体等转变，由于氢在奥氏体中的溶解度大大高于在铁素体中的溶解度，又会有部分氢逸出。最后，焊缝中的残余氢量就不足以形成冷裂纹。 3、拘束应力：焊缝中的应力主要包括热应力、组织应力和由于白身拘束条件所造成的应力。目前，普遍采用拘束度（R）综合表示这三种应力的大小，拘束度的计算可采用如下公式：R=K*δ 式中K为板厚拘束度系数，δ为板厚。 由上式可见，拘束度与材料板厚有很大关系，板厚越大，所造成的拘束度也越大，则拘束应力也就越大。本次课程设计用的钢板内壁为12mm，外壁为6mm，属于较薄的板，其拘束度较小。 综上以上几点可以得出以下结论：16MnR钢在板厚不是太大，冷却速度适当的情况下不会出现冷裂纹，只有在板厚（40mm以上）太大，冷速较快的情况下，才有出现冷裂纹的倾向，我们可以通过采用较小线能量+焊前适当预热等措施来预防。 热影响区脆化、软化问题： 1、过热区脆化
焊接结构与生产工艺课程设计指导书通用桥式起重机金属结构和生产工艺设计 曹永胜李慕勤曹丽杰 佳木斯大学材料工程学院
通用桥式起重机金属结构和生产工艺课程设计指导书 一、设计目的 1.培养学生综合运用所学知识的技能.通过对典型焊接结构和生产工艺的设计,使学生能针对产品使用性能和使用条件，制定焊接结构的设计方案及生产工艺方案。在具体的设计过程中，应根据结构的特点和技术要求,提出问题,分析问题产生的原因,并找到解决问题的途径和具体措施,制定合理的结构设计方案和生产工艺方案,从而得到一次解决实际工程问题的锻炼. 2.培养学生自学能力.使学生熟悉工具书,参考书的查找与使用方法,在学习前人的设计经验的基础上,发挥主观能动性,有所创新. 3.了解焊接工程技术人员的主要任务,工作内容和方式方法. 二、设计内容与计划 （一）设计内容 1. 5～50T通用桥式起重机主梁箱型结构设计。 2. 5～50T通用桥式起重机主梁生产工艺指定。 3．5～50T通用桥式起重机主梁结构生产图纸绘制。 （二）设计计划 1．接受设计任务、查阅资料和制定设计方案。（2天） 2．主梁结构设计计算；（7天） 3．主梁结构生产图纸绘制；（1天） 4．主梁结构生产工艺分析；（2天） 5．主梁生产工艺规程制定。（2天） 6．总结和考核。（1天） （三）任务完成 课程设计完成后，学生应交付以下材料： 1 主梁结构设计计算说明书； 2 主梁结构生产工艺分析报告； 3 主梁结构生产用施工图纸; 4 主梁生产工艺规程.
通用桥式起重机主梁结构及生产工艺设计 §1 通用桥式起重机简介 通用桥式起重机是指用吊钩或抓斗（有的也有用电磁盘）吊取货物的一般用途的桥式起重机，它桥架（大车）和起重小车两大部分组成，桥架横跨于厂房或露天货物上空，沿吊车梁上的起重机轨道纵向运行。通用桥式起重机有大车运行机构（装在桥架上），起升机构和小车运行机构（装在小车上）等三种工作性机构，皆为电动。通用桥式起重机的起重量可达500吨，跨度50～60米。 1.1 通用桥式起重机的基本组成 1.2 通用桥式起重机的基本参数 1额定起重量Q（tf） 2 跨度L（m） 3大车运行速度（m/min） 4 小车运行速度（m/min） 5 起升高度（m） 6 起升速度（m/min） 7 接电持续率JC JC = 100t i /T % t i —在起重机的一个工作循环中该机的总运转时间。 T --起重机一个工作循环所需的时间。 T = 360/N h （s） 通用桥式起重机 大车 小车桥架 大车运行机构 主梁 端梁小车架 小车运行机构 起升机构 图 1 通用桥式起重机组成