材料成型控制工程（焊接)课程设计说明书.doc

WORD完美整理版 范文范例 参考指导 1 前言 本次课程设计主要是尾气回收塔外壳的焊接生产工艺设计，包括材料的焊接性分析、焊接工艺方案分析及工艺评定、确定焊接结构生产工艺流程、确定产品外壳主要零件的加工工艺及检验、绘制焊接结构简图、确定部件的装焊工艺等。 通过设计，初步掌握根据产品图样及技术要求制定焊接工艺规程的方法、焊接工艺设计的步骤，提高分析焊接生产实际问题、解决问题的能力。 2 焊接生产工艺性分析 2.1 焊接结构工艺性审查 2.1.1 产品图样结构审查 此次设计的设备为尾气回收塔壳体，筒体直径800mm，容器总长9292mm，壁厚8mm。由图2-1可知：筒体之间通过容器法兰螺栓连接，筒体左端接椭圆形封头，筒体上有接管，筒体右端连接件整体参与固定。 图2-1尾气回收塔壳体结构图 主要加工手段为焊接，此外还采用冲压、卷弯、机加工等辅助工艺。焊接方法采用CO2气体保护焊，接头形式为对接、角接。 2.1.2 产品技术特性及检验要求 尾气回收塔壳体技术特性如表2-1所示： 表2-1 尾气回收塔壳体技术特性表 设计压力 设计温度 物料名称 物料特性 焊缝系数φ 试验压力 容量/ 常压 常温 碳化尾氨、母液Ⅰ 刺激性 0.7 盛水试漏 4.5 本设备按NB/T 47003-2009《钢制焊接常压容器》和HG 20652-1998《塔器设计技术规定》进行制造、试验及验收。焊缝进行X射线局部无损探伤，探伤长度分别不少于纵缝长度的10%，质量评定按JB/T 4730.2-2005《承压设备射线检测》达到Ⅱ级为合格。角焊缝按JB/T 4730.1-2005进行磁粉探伤。塔节两端法兰密封面与筒体轴线应垂直，偏差不大于1mm。塔体总装后弯曲度小于2/1000塔高，且总弯曲度小于8mm。设备制造完成后进行盛水试漏。 2.2 母材的焊接工艺性分析 2.2.1 WCF-62的特性 WCF-62属于低合金结构钢，这类钢是在碳素钢的基础上添加少量的合金元素进行冶炼而成。它与普通的碳锰钢相比较，不仅强度高，而且焊接性能优良，可作为低温压力容器用钢 (尤其适用于大型球形储罐)。 该钢通过降低含碳、硫、磷量(C≤0．09 %)和Pcm值(Pcm≤O．02％)，并有效地利用低碳范围内硼和其它合金元素的淬透性效果，可以确保所希望的强度（610～725MPa）和低温韧性（-40℃，≥40）。母材原始状态为调质状态，其回火温度约为640～660℃。其化学成分和力学性能见表2-2和表2-3所示： 表2-2 WCF-62的化学成分（GB 713-2008） 化学成分质量分数（%） C Mn Si Mo V S p Ni Cr ≤0.09 1.1～ 1.5 0.15～ 0.35 ≤ 0.3 0.02～ 0.06 ≤ 0.02 ≤ 0.03 ≤ 0.5 ≤ 0.3 表2-3 WCF-62的力学性能（GB 713-2008） 力学性能 σs (MPa) σb (MPa) δ(mm) δ′ (%) 横向 ≥490 610～ 725 16～ 50 ≥18 -40,≥40 2.2.2 WCF-62的焊接性分析 = 1 \* GB3 ①冷裂纹及影响因素 冷裂纹的形成是淬硬组织、拘束应力及扩散氢三种因素综合作用的结果。从材料本身来考虑，淬硬组织是引起冷裂纹的决定性因素。对于WCF-62钢来说，因其在低碳的基础上通过加入多种提高淬透性的合金元素，保证获得强度高、韧性好的低碳马氏体和部分下贝氏体的混合组织。特点是马氏体含量低，所以它的开始转变温度Ms点较高，缓慢冷却，则生成的马氏体还能来得及进行一次“自回火”处理。 = 2 \* GB3 ②热裂纹及其影响因素 这类钢作为高强度的焊接结构用钢，因此含碳量限制得较低，在合金成分的设计上也都考虑到了焊接性的要求。 = 3 \* GB3 ③再热裂纹及其影响因素 母材中引起再热裂纹的合金元素主要是Mo、V。其中，V的影响最大，Mo次之，而且当二者同时加入时就更严重。因此，在焊接时要注意再热裂纹的问题。 = 4 \* GB3 ④热影响区液化裂纹及其影响因素 对液化裂纹而言，通常是含碳量越高，要求Mn／S比也越高。含碳量不超过0.2%，Mn／S小于30，其液化裂纹敏感性大。故避免这类裂纹的关键在于控制C和S的含量，保证高的Mn／S比。此外，工艺因素对液化裂纹的形成也起着很大的作用，首先是线能量。线能量越大，晶粒长得越大，晶界熔化越严重，而且液态晶间层存在的时间也越长，液化裂纹产生的倾向也越大。因此，从工艺上可以采取小线能量的焊接方法、控制熔池形状、减少凹度等措施。 =