091041-26陈代芃不锈钢箱体的焊接论文.doc
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1、 西安航空职业技术学院 毕业设计论文羄腿蚀羁肇莄薆羀腿膇蒂罿衿莂莈薆肁膅莄薅膃蒁蚃薄袃芃蕿薃羅葿蒅薂肈节莁薂膀肅蚀蚁袀芀薅蚀羂肃蒁虿膄芈蒇蚈袄膁莃蚇羆莇蚂蚆肈腿薈蚆膁莅蒄螅袀膈莀螄羃莃芆螃肅膆薅螂袅莁薁螁羇芄蒇螀聿蒀莃螀膂芃蚁蝿袁肅薇袈羄芁蒃袇肆肄荿袆螆艿芅袅羈肂蚄袄肀莇薀袄膃膀蒆袃袂莆莂袂羄腿蚀羁肇莄薆羀腿膇蒂罿衿莂莈薆肁膅莄薅膃蒁蚃薄袃芃蕿薃羅葿蒅薂肈节莁薂膀肅蚀蚁袀芀薅蚀羂肃蒁虿膄芈蒇蚈袄膁莃蚇羆莇蚂蚆肈腿薈蚆膁莅蒄螅袀膈莀螄羃莃芆螃肅膆薅螂袅莁薁螁羇芄蒇螀聿蒀莃螀膂芃蚁蝿袁肅薇袈羄芁蒃袇肆肄荿袆螆艿芅袅羈肂蚄袄肀莇薀袄膃膀蒆袃袂莆莂袂羄腿蚀羁肇莄薆羀腿膇蒂罿衿莂莈薆肁膅莄薅膃蒁蚃薄袃芃
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5、蒅薂肈节莁薂膀肅蚀蚁袀芀薅蚀羂肃蒁虿膄芈蒇蚈袄膁莃蚇羆莇蚂蚆肈腿薈蚆膁莅蒄螅袀膈莀螄羃莃芆螃肅 【摘要】:本论文主要阐述了不锈钢箱体的装焊工艺难点进行分析, 并从焊接方法、焊接参数、装焊顺序等方面进行工艺攻关, 确定合理焊接参数和装焊顺序, 解决装焊过程中存在的技术难题, 确保产品的焊缝质量。0cr18ni9就是奥氏体不锈钢,我做的这个课题就是探讨0cr18ni9在箱体制造中的性能。箱体是用来储存液N液Ar液态的二氧化碳等低温液体的容器,液态介质的特殊性能就决定了制造材料需要特殊性能,而奥氏体不锈钢0cr18ni9就具有这样的性能。低温贮罐在现在的生活、生产中使用已经越来越广泛,因此对0cr1
6、8ni9的探讨就显得越来越重要。在这篇论文中我会着重为大家阐述0cr18ni9在低温箱体制造中的焊接性能,力学性能,使用性能和焊接工艺。【关键词】:焊接设备 焊接材料 焊接性能 力学性能 使用性能 焊接工艺 箱体 不锈钢 焊接参数 焊接方法 焊缝质量 Abstract:this paper mainly on welding technology of stainless steel case and difficult analysis and welding method and welding parameters, welding order process in areas such
7、 as research to determine reasonable welding parameters and welding order, resolve technical problems existing in the welding process, ensure that the welding quality of the product.0cr18ni9 is austenitic stainless steel, discussion of this subject is 0cr18ni9 I do in case of manufacturing performan
8、ce. Box is used to store liquid n Ar container of liquid carbon dioxide and other cryogenic liquids, liquid special properties determine the manufacturing materials require special properties and 0cr18ni9 austenitic stainless steel with this performance. Low temperature storage tanks in life, has be
9、come increasingly widely used in the production, so discussion on 0cr18ni9 seems more and more important. In this paper I will focus on as we elaborate 0cr18ni9 in cold welding performance of box manufacture, mechanical properties, use the property and welding.Key words: welding equipment, welding m
10、aterials mechanical property of welding performance using the performance box welding method for stainless steel welding parameters of welding technology welding quality33 目 录1.绪 论22. 箱体42.1箱体材料42.2箱体的结构设计43.材料的焊接特点73.1 OCr18Ni9的焊接性分析73.2 影响焊接性的主要因素74.焊接工艺设计94.1 箱体焊接工艺难点94.2焊接方法的选择94.2.1钨极氩弧焊的原理及设备9
11、4.2.2钨极氩弧焊的特点104.2.3直流钨极氩弧焊104.2.4钨极氩弧焊的焊接工艺参数114.2.5钨极氩弧焊的工艺影响因素134.2.6钨极氩弧焊的安全规程144.3焊接设备的选择154.4焊接材料的选择155奥氏体不锈钢(0Cr18Ni9)钨极氩弧焊的工艺流程165.1焊前准备165.1.1焊前清理165.1.2坡口的制备与装配175.2焊接参数的确定185.2.1 TIG焊工艺参数185.2.2 MAG焊工艺195.2.3焊接工艺措施196.焊接质量检验216.1焊接前的检验216.2 焊接过程中的检验226.3 焊后成品检验226.4 0cr18ni9无损探伤237.焊缝返修25
12、结束语26谢 辞27参考文献281.绪 论焊接技术是现代工业生产中不可缺少的先进制造技术,已经成为金属加工的重要手段之一。随着科学技术的不断发展,焊接技术越来越受到各行各业的密切关注,广泛应用于机械、冶金、电力锅炉和压力容器、建筑、桥梁、船舶、汽车、电子、航空航天、军工和军事装备等产业部门和海洋工程、核电工程、电子技术工程中。随着科学技术的不断发展和各种新材料的不断出现,可以预料,在推动我国的经济建设,国防建设和发展科学事业上,焊接技术起到越来越重要的作用。由于奥氏体不锈钢的特殊的焊接性能,在现代社会中越来越多的地方使用到这种钢,现在奥氏体不锈钢也是我们发展研究的一个方向。未来的时间里对奥氏体
13、不锈钢的开发研究也越来越引起专家们的注意,我们对奥氏体不锈钢焊接的了解也应该越来越重视。奥氏体不锈钢已具备建筑、化工设备材料所要求的许多理想性能,它在金属中可以说是独一无二的,而其发展仍在继续。为使不锈钢在传统的应用中性能更好,一直在改进现有的类型,而且,为了满足高级建筑应用的严格要求,正在开发新的不锈钢。由于生产效率不断提高,质量不断改进,不锈钢已成为建筑师们选择的最具有成本效益的材料之一。上面的分析可以看出目前不锈钢的焊接性是很好的,使用也是越来越广泛的。对于这种不锈钢的焊接技术也越来越成熟起来,但在目前这个阶段我们应用最广泛的还是手工电弧焊。在这样的背景下我选择做这样的课题,既有利于了解
14、目前0Cr18Ni9焊接,又有利于了解0Cr18Ni9焊接的发展方向。焊接技术是重型机械金属结构设备制造与安装施工的关键工艺技术之一,在工业发达国家重型机械制造业中得到广泛应用。发展至今,我国的重型机械焊接技术与美国(如P&H公司等)、德国(如西马克公司等)、法国(如奥钢联公司等)、日本(如三菱重工、小松株式会社等)等发达国家间存在很大的差距。目前,这些国家及地区采用焊接结构件的比例日趋增大,其中自动化、机械化的气体保护焊及多丝埋弧焊等高效焊接工艺方法消耗的焊接金属材料约占全部焊材总量的5070,其焊接生产采用机械化、自动化、高效的焊接工艺方法,焊接生产效率高、焊接质量好,国际竞争力强。在我国
15、重型机械金属结构行业,气体保护焊、双丝埋弧自动焊、龙门焊机、电渣焊等高效焊接工艺方法在大型金属结构制造企业中的应用日趋增多,高效焊接方法完成的金属结构件已占其总重量的50%80%左右,在中小型企业中,CO2气体保护实芯焊丝、埋弧自动焊等方法也得到一定应用,随着国家重点工程的发展和产品结构的调整,焊接用钢的种类品种也大幅度提高。焊接结构件也以其独特的优势,取代了铆接结构,替代了铸造结构,成为重型机械行业金属结构设备的主导结构。进入21世纪,我国重型机械行业面临新的挑战和机遇,应彻底改善耗能大、耗材高、效率低、工作环境差和自动化程度低的传统焊接产业,促进焊接技术与产业向着优质、高效、节能、低成本、
16、环境友好方面和自动化方向发展,努力将相对人力资源优势转化为科技竞争优势,促进企业进步和产业升级。2. 箱体焊接箱体一般比铸造箱体轻,焊接箱体结构简单,生产周期较短,适用于单件批量生产,尤其是大件箱体,采用焊接件可大大降低成本。安全保护和密封作用,使箱体内的零件不受外界环境的影响,又保护机器操作者的人身安全,并有一定的隔震、隔热和隔音作用。2.1箱体材料钢是我们现代社会中不可缺少的一种材料,它可以看作一个国家工业化水平的标志。钢的产量越高就代表这个国家的工业化水平越高。不锈钢是钢中非常重要的一种,由于不锈钢具有特殊的使用性能和力学性能,在现在的各行各业中已经被越来越多的使用。在不锈钢中奥氏体不锈
17、钢又是其中非常重要的一种,在发达国家每年消耗的不锈钢中有70的是不锈钢,在我过也达到了65左右。因此开发和使用好奥氏体不锈钢对我过的工业话来说已经越来越重要了。常用不锈钢板有:0Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti、1Cr13、2Cr13、3Cr13等。2.2箱体的结构设计箱体的形状和尺寸常由箱体内部零件及内部零件间的相互关系来决定,决定箱体结构尺寸和外观造型的这一设计方法成为“结构包容法”,当然还应考虑外部有关零件对箱体形状和尺寸的要求。机器各部分分别由独立的箱体组成,各成单元,便于加工、装配、调整和休息改善机器造型,协调机器各部分比例,使整机造型美观箱体设计首先考虑箱体内零件的布置及与箱体
18、外部零件的关系满足设计强度和刚度要求 对受力很大的箱体零件,满足强度是一个重要问题,对于大多数箱体,评定性能的主要指标是刚度,因为箱体的刚度不仅影响传动件的正常工作,还影响不见的工作精度。散热性能和热变形问题。箱体内零件摩擦发热是是润滑有粘度变化,影响其润滑性能:温度升高是箱体产生热变形,尤其是温度不均匀分布的热变形和热应力,使箱体的精度和强度有很大的影响结构设计合理 如支撑点的安排、筋的分布、开孔位置和连接结构的设计等均要有利于提高箱体的强度和刚度,为了改善箱体的强度 尤其是箱体壁厚的刚度 常在箱壁上增设强筋,若箱体中有中间短轴或中间支承时,常设置横向筋板,筋板的高度H不应超过壁厚的3-4倍
19、,超过此值对提高刚度无明显效果不锈钢箱体外壳坚固耐用,防酸碱,内置挂板,可前后移动,顶部配置吊环,安装运输极为方便,广泛应用于陆用、电站、核电站、船用、石油平台;控制系统等工矿企业,也适用于各类机械控制部分。2.2.1箱体的主要功能 (1)支承并包容各种传动零件,如齿轮、轴、轴承等,使它们能够保持正常的运动关系和运动精度。箱体还可以储存润滑剂,实现各种运动零件的润滑。 (2)安全保护和密封作用,使箱体内的零件不受外界环境的影响,又保护机器操作者的人生安全,并有一定的隔振、隔热和隔音作用。 (3)使机器各部分分别由独立的箱体组成,各成单元,便于加工、装配、调整和修理。 (4)改善机器造型,协调机
20、器各部分比例,使整机造型美观。 2.2.2箱体的分类 按箱体的功能可分为: (1)传动箱体,如减速器、汽车变速箱及机床主轴箱等的箱体,主要功能是包容和支承各传动件及其支承零件,这类箱体要求有密封性、强度和刚度。见图21-6。 (2)泵体和阀体,如齿轮泵的泵体,各种液压阀的阀体,主要功能是改变液体流动方向、流量大小或改变液体压力。这类箱体除有对前一类箱体的要求外,还要求能承受箱体内液体的压力。 (3)支架箱体,如机床的支座、立柱等箱体零件,要求有一定的强度、刚度和精度,这类箱体设计时要特别注意刚度和外观造型。 按箱体的制造方法分,主要有: 铸造箱体,常用的材料是铸铁,有时也用铸钢、铸铝合金和铸铜
21、等。铸铁箱体的特点是结构形状可以较复杂,有较好的吸振性和机加工性能,常用于成批生产的中小型箱体。 焊接箱体,由钢板、型钢或铸钢件焊接而成,结构要求较简单,生产周期较短。焊接箱体适用于单件小批量生产,尤其是大件箱体,采用焊接件可大大降低成本。 其它箱体,如冲压和注塑箱体,适用于大批量生产的小型、轻载和结构形状简单的箱体。 2.2.3设计的主要问题和设计要求 箱体设计首先要考虑箱体内零件的布置及与箱体外部零件的关系,如车床按两顶尖要求等高,确定箱体的形状和尺寸,此外还应考虑以下问题: 1.满足强度和刚度要求。对受力很大的箱体零件,满足强度是一个重要问题;但对于大多数箱体,评定性能的主要指标是刚度,
22、因为箱体的刚度不仅影响传动零件的正常工作,而且还影响部件的工作精度。 2.散热性能和热变形问题。箱体内零件摩擦发热使润滑油粘度变化,影响其润滑性能;温度升高使箱体产生热变形,尤其是温度不均匀分布的热变形和热应力,对箱体的精度和强度有很大的影响。 3.结构设计合理。如支点的安排、筋的布置、开孔位置和连接结构的设计等均要有利于提高箱体的强度和刚度。 4.工艺性好。包括毛坯制造、机械加工及热处理、装配调整、安装固定、吊装运输、维护修理等各方面的工艺性。 5.造型好、质量小。 设计不同的箱体对以上的要求可能有所侧重。 2.2.4箱体结构设计箱体的结构为箱式结构件,其外形尺寸长宽高为2000mm 230
23、0mm600mm,对角 线之差要求2 mm,各面的平面度要求不大于1i/l m,相连两件的垂直度1mm。该箱体由顶板组件、前侧板组件、后侧板组件 、底板组件等组成,各组件的焊缝比较长,焊缝均为连续焊缝,焊后要求焊缝不漏。整个箱体的焊缝总长度约为 2 0 m,焊缝比较集中,焊接变形较大,内侧焊缝要求为连续焊缝。3.材料的焊接特点 3.1 OCr18Ni9的焊接性分析焊接性概念:GB/T3375-94焊接术语中注明:“材料在限定的施工条件下,焊接成按规定设计要求的构件,并满足预定服役要求的能力”。它包括两方面的内容:其一是焊成的构件符合设计要求;其二是满足预定的使用条件,能够安全运行。根据讨论问题
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