焊接技術及其自動化畢業(yè)論文鍋爐的焊接結構工藝設計

1、畢 業(yè) 設 計專 業(yè)： 焊接技術及其自動化 班級學號： 學生姓名： 馬 玉 鑫 指導教師： 二一四 年 三 月甘肅有色冶金職業(yè)技術學院畢業(yè)設計鍋爐的焊接結構工藝設計kjele prosessdesign sveiset strukturer 專業(yè)班級：焊接技術及其自動化學生姓名：馬玉鑫指導教師：系 別：機電工程系2013 年 3 月摘 要本次畢業(yè)設計是圍繞工作壓力為20bar，工作最高溫度為200，汽水混合的鍋爐汽包進行設計和制造過程。介紹了鍋爐以及汽包的相關知識，鍋爐外徑為2000mm，筒身長為4000mm。筒身，封頭，人孔和加強板材料為20g，接管材料10#（國標）。設計過程中嚴格按照國家

2、相關規(guī)定和行業(yè)準則進行設計。設計包括鍋爐壁厚的計算和筒體成形，以及筒體焊接的相關事宜。焊接后對筒體的焊縫進行了全面的檢測，且規(guī)定了焊后熱處理的一些內(nèi)容。本課題的研究使我在理論知識上對鍋爐有了全面且詳盡的了解，在實際應用上也鍛煉了我綜合運用所學專業(yè)基礎知識解決實際問題的能力，同時還提高了我查閱文獻資料以及辦公軟件操作等方面的專業(yè)能力水平。關鍵字：鍋爐汽包設計 材料成形 焊接目 錄摘 要31 簡 介61.1 鍋爐61.2 汽包62 汽包材料的介紹72.1 鍋爐材料的選擇72.2 20g鋼材和10#鋼管的主要化學成分及力學性能72.3 20g鋼材的焊接性能分析82.4 設計圖樣及焊縫位置的確定93

3、汽包的設計計算103.1主要技術參數(shù)103.2 壓力計算壁厚104 鍋爐筒體的成形114.1備料114.2 鋼材的預處理114.2.1鋼板的矯平114.2.2鋼板的表面除銹114.3 成形114.4 矯形124.5汽包成形后的檢驗134.6 坡口制備135 鍋爐汽包的焊接155.1焊材的選擇155.2 焊接設備165.3 焊接環(huán)境175.4焊接方法175.5 焊前準備175.6 焊接的工藝參數(shù)185.7焊接注意事項195.8焊接時具體要求216 無損檢測226.1射線檢測226.2超聲波檢測237 焊后整體熱處理25參 考 文 獻261 簡 介1.1 鍋爐鍋爐是一種能量轉換設備，向鍋爐輸入的能

4、量有燃料中的化學能、電能、高溫煙氣的熱能等形式，而經(jīng)過鍋爐轉換，向外輸出具有一定熱能的蒸汽、高溫水或有機熱載體。鍋的原義指在火上加熱的盛水容器，爐指燃燒燃料的場所，鍋爐包括鍋和爐兩大部分。鍋爐中產(chǎn)生的熱水或蒸汽可直接為工業(yè)生產(chǎn)和人民生活提供所需熱能，也可通過蒸汽動力裝置轉換為機械能，或再通過發(fā)電機將機械能轉換為電能。提供熱水的鍋爐稱為熱水鍋爐，主要用于生活，工業(yè)生產(chǎn)中也有少量應用。產(chǎn)生蒸汽的鍋爐稱為蒸汽鍋爐，常簡稱為鍋爐，多用于火電站、船舶、機車和工礦企業(yè)。1.2 汽包汽包的概念是指氣壓通過水循環(huán)導致氣壓下降或上升，也可以理解為汽包是氣體和水分融合后形成的氣壓變化，極限壓力中的空氣與水分子會提

5、高氣體的壓力上升，導致高壓達到一定數(shù)值后產(chǎn)生的壓力集分子。工業(yè)中汽包罐是能夠承受汽包產(chǎn)生的空氣壓力和水位壓力的一種工業(yè)設備。汽包亦稱鍋筒是自然循環(huán)鍋爐中最重要的受壓元件，它是工質(zhì)加熱、蒸發(fā)、過熱三過程的連接樞紐，保證鍋爐正常的水循環(huán)，并且內(nèi)部有汽水分離裝置和連續(xù)排污裝置，保證鍋爐蒸汽品質(zhì)，由于有一定水量，具有一定蓄熱能力，緩和汽壓的變化速度，汽包上有壓力表、水位計、事故放水、安全閥等設備，保證鍋爐安全運行。焊接是一種高效、可靠的連接工藝方法，是壓力容器制造中的一種主要加工方法之一, 如平板拼接、筒節(jié)與筒節(jié)、筒節(jié)與封頭、人孔、接管與殼體及法蘭的連接, 內(nèi)件的組焊以及支座與殼體的連接等等,都是通過

6、焊接完成。通過分析大量的質(zhì)量事故使人們認識到材料選擇、焊接工藝過程、焊接質(zhì)量管理對壓力容器的安全性有很大影響。焊接工藝設計最終產(chǎn)生的焊接工藝文件具有法令性, 將成為生產(chǎn)制造活動中所必須循的規(guī)范和依據(jù)。2 汽包材料的介紹2.1 鍋爐材料的選擇鍋爐壓力容器對鋼材的性能有特殊的要求：較高的室溫強度，通常以屈服強度極限s和強度極限b為設計依據(jù)，較大的s和b；有良好的韌性性能，材料需具有足夠的韌性，防止脆性斷裂，在考慮強度的同時不能忽略韌性；較低的缺口敏感性，制造過程中，開孔和焊接會產(chǎn)生局部應力集中，要求材料有較低的缺口敏感性，以防止產(chǎn)生裂紋，良好的加工性能和焊接性能。選用的材料除了考慮到它的加工工藝性

7、能，還必須考慮它的經(jīng)濟性。本次蒸氣鍋爐汽包的設計要求，工作壓力為20bar，工作最高溫度為200，所以要求使用材料具有一定的強度、塑形、韌性、硬度和較高的韌脆轉變溫度；由于工作介質(zhì)為汽水混合物，所以不需要材料具有很高的抗腐蝕能力，綜合考慮其焊接性，冷、熱加工性、經(jīng)濟性，鍋筒、封頭、人孔選用20g鋼材，接管材料選用10#鋼管。2.2 20g鋼材和10#鋼管的主要化學成分及力學性能（1）20g化學成分與力學性能表2-1 20g的化學成分%鋼號csimnps20g0.200.10.300.50.900.0350.035表2-2 20g的力學性能鋼號狀態(tài)斷面收縮率/%smpabmpa伸長率5%沖擊韌度

8、(akj)硬度hbs20g正火551853802527j熱軋鋼156（2）10#鋼管的化學成分與力學性能表2-3 10#的化學成分%鋼號csimnpscrnicu10#0.070.140.170.370.350.650.350.040.150.250.25表2-4 10#的力學性能鋼號狀態(tài)斷面收縮率/%smpabmpa伸長率5%硬度hbs10#正火524541025未熱處理，1562.3 20g鋼材的焊接性能分析碳鋼的焊接性主要取決于碳當量，隨著碳當量的增加，焊接性逐漸變差。根據(jù)國際焊接學會（iiw）所采用的碳當量（ce）計算公式： （%） 將20g所含化學成分的相應數(shù)值代入上式，計算其碳當量

9、。通過計算得出，20g的碳當量ce=0.23%0.25%。20g鋼材中碳當量低，所以，通常情況下不會因焊接而引起嚴重硬化組織和淬硬組織。這種鋼的塑性和韌性優(yōu)良，焊接接頭的塑性和韌性也好。通常情況下，焊接時一般不需要預熱、控制層間溫度和后熱，焊后也不必采用熱處理改善組織，既整個焊接過程中不需要特殊的工藝措施。特殊情況下，進行預熱后熱和熱處理能更高的力學性能要求。2.4 設計圖樣及焊縫位置的確定圖2-1 焊接工藝草圖3 汽包的設計計算3.1主要技術參數(shù)（1）計算壓力 p=20bar；（2）最高允許運行溫度=200；（3）工質(zhì)：汽-水混合物；（4）外徑da=2000mm；（5）筒身長度l=4000m

10、m；（6）筒身，封頭，人孔和加強板材料20g；接管材料10#（國標）。3.2 壓力計算壁厚筒身壁厚是根據(jù)adb1計算：da（外徑）=2000mm；p（計算壓力）=20 bar；k（強度值）=205 n/mm；s（安全系數(shù)）=1.5；v（減弱系數(shù)）=0.85；c1（壁厚負差補償）=0.8；c2（磨損補償）=1.0；s=14.2；s取15。強度特性值按din17155（en10028）確定。計算中預期壁厚s30mm；安全系數(shù)根據(jù)adb0表2對軋制和鍛制鋼取1.5；說明焊縫中許用的計算應力的使用程度的減弱系數(shù)根據(jù)hp0表1考慮無損檢測的范圍取v=0.85；壁厚的負差補償對于鐵素鋼為板的允許負公差；適

11、用的尺寸標準為ad-b1，根據(jù)這一標準可以確定c1=0.8mm；對于壁厚30mm的鐵素體鋼磨損補償系數(shù)c2取1.0mm。4 鍋爐筒體的成形4.1備料根據(jù)設計圖紙，對每塊筒體板用計算機放大樣，根據(jù)放樣后的實樣，提出筒體板的備料計劃，要求備料筒體板的同時，要考慮到筒體焊接產(chǎn)品的試板用量，需復驗的材質(zhì)要求和安裝用胎具用量以及筒體板所需的工藝余量和加工余量等，并且應盡量節(jié)省材料。筒體板的備料除外形尺寸必須準確無誤外，同時要求各項技術參數(shù)必須寫清楚，以便購料。對于筒體附件的備料，要求各項技術參數(shù)，參照技術標準，相關圖紙?zhí)栆约皵?shù)量等必須明確、清晰。對于筒體的一些標準附件，如開口銷、墊圈等，在選購時，要求購

12、買的數(shù)量要多于圖紙上的規(guī)定數(shù)量，以便互換使用和方便維修。此外，筒體的焊接主要采用焊條電弧焊，所以要求準備足夠的焊條，并按要求做好焊前準備及處理。4.2 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銹兩個方面。4.2.1鋼板的矯平鋼板在軋制、運輸、裝卸和堆放過程中，由于自重、支撐不當、或裝卸條件不良及其他原因，可能會產(chǎn)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(chǎn)品的質(zhì)量。所以，劃線、下料前必須進行鋼板的矯平。4.2.2鋼板的表面除銹鋼板的表面除銹采用噴丸

13、的方法。噴丸是用高速噴出的壓縮空氣流帶出來的高速運動砂粒沖擊工件表面，打落鐵銹，使金屬表面形成均勻而較光潔的表面，并進一步釋放在鋼板中的殘余應力。鋼材經(jīng)此清理，并經(jīng)噴涂保護底漆，烘干處理等工序后，既可保護鋼材在生產(chǎn)或使用過程中不再生銹，又不影響機械加工和焊接質(zhì)量。4.3 成形（1）卷制前鋼板兩端應進行預彎，一般預彎寬度應大于選定的卷板機兩下輥中心距之半（一般取兩下輥中心距之半加50100mm）。預彎可在壓邊機或預彎模上進行。（2）卷圓時鋼板在上下輥之間必須放正，板材邊緣與輥筒軸線應嚴格保持平行。應采用將板上的標記與輥軸線上的劃線標記對正的方法來保證。（3）卷制大直徑薄壁筒節(jié)時，必須采用卷板機托

14、架和吊車密切配合的方式避免已彎制的筒節(jié)回直或壓扁失形。（4）卷制筒節(jié)時，應逐次減少筒體的曲率半徑，嚴禁一次卷板成型。每一次卷圓的變形量不得超過總變形時的30%。要利用卷板機上的標尺來估計上輥的下壓量。（5）卷制圓筒過程中，應使用經(jīng)檢驗合格的樣板來檢查筒體的曲率半徑。（6）圓筒卷制成型后，由合格的持證焊工對筒體縱縫進行點焊，點焊要求按焊接工藝。（7）采用卷板機校圓，在輥筒調(diào)至所需矯正曲率半徑時進行，要求圓周曲率均。（8）采用校形機（縱縫矯形機）消除筒體焊縫局部棱角度和局部變形時，應采用逐步變形、校正的方法，并用樣板逐次檢查。（9）卷制和成形過程中，應及時清除鐵銹雜質(zhì)和剝落的氧化皮，以防壓損設備和

15、筒體。4.4 矯形（1）筒節(jié)端面錯口量不得大于1mm。（2）縱縫棱角度控制采用弦長等于1/6設計內(nèi)徑di，且不小于300mm的內(nèi)或外樣板檢查，其棱角度不得大于0.1n+2mm，且不大于5mm。（3）筒節(jié)圓度控制，對于筒節(jié)同一斷面，最大內(nèi)徑與最小內(nèi)徑之差e，應不大于該斷面設計內(nèi)直徑di的1%，且不大于25mm。（4）對外壓容器，圓度的控制應嚴格滿足gb150的相應要求或符合下述規(guī)定：檢查采用內(nèi)弓形或外弓形樣板，樣板圓弧半徑等于設計內(nèi)半徑或外半徑（依測量的部位而定），其弦長按工藝卡的規(guī)定。測量點應避開焊縫或其它凸起部位。采用樣板沿殼體外徑或內(nèi)徑徑向測量的最大正負偏差e應滿足工藝卡的要求。（5）縱焊

16、縫對口錯邊量控制應符合下表：表4-1 縱焊縫對口錯變量對口處名義厚度過n1012n5050錯邊量n /52.5n /16且不大于10（6）對于分段交貨的筒體，其外圓周長允差照下表，但具體數(shù)值須保證環(huán)縫組對時的對口錯邊量。此外，分段處端面平行度應1/1000di，且不大于2mm。表4-2 外圓長允差公稱直徑di800800120013001600170024002600300032004000外周長允差579111315（7）筒節(jié)的直線度公差應h/1000,且10mm（h：筒節(jié)高度）。（8）卷制成型后的不銹鋼筒體必須立式放置在專用場地或架子上，應確保工件不與地面直接接觸。4.5汽包成形后的檢驗（

17、1）筒體卷制完成后，內(nèi)外表面應光滑，無刻痕、壓傷、起皺、裂紋、重皮等缺陷。（2）筒體卷制完成后，按技術條件檢驗各項參數(shù)，并符合技術文件上的各項技術要求。4.6 坡口制備根據(jù)設計或工藝需要，在焊件的待焊部位加工并裝配成的一定幾何形狀的溝槽，就叫坡口。坡口是主要為了焊接工件，保證焊接度,普通情況下用機加工方法加工出的型面，要求不高時也可以氣割（如果是一類焊縫，需超聲波探傷的，則只能用機加工方法），但需清除氧化渣，根據(jù)需要，有k型坡口，v型坡口，u型坡口等，但大多要求保留一定的鈍邊。鍋爐承壓殼體上的所有a、b類焊縫均為全焊透焊縫。都要進行無損檢測。為保證焊縫質(zhì)量，坡口的制備顯得十分重要。坡口形式由焊

18、接工藝確定，而坡口的尺寸精度、表面粗糙度及清潔度取決于加工方法。筒體縱縫通?？刹扇∨龠?、銑邊、車削加工、火焰切割等工藝手段來制備。殼壁開孔可以采用氣割、車削、鏜、鉆等方法。選擇坡口形式和尺寸應考慮下列因素：（1）焊縫填充金屬盡量少；（2）避免產(chǎn)生缺陷；（3）減少殘余焊接變形與應力；（4）有利于焊接防護；（5）焊工操作方便；（6）復合鋼板的坡口應有利于減少過渡層焊縫金屬的稀釋率。常見的集中坡口形式:圖4-1 坡口形式圖綜合考慮鍋爐選用材料的焊接性，壁厚的因素，環(huán)縫焊接采用v型坡口，縱縫焊接采用u型坡口，封頭與筒體的焊接采用j型坡口（坡口開在封頭上）。5 鍋爐汽包的焊接焊接是一種高效、可靠的連接工

19、藝方法，是壓力容器制造中的一種主要加工方法之一, 如平板拼接、筒節(jié)與筒節(jié)、筒節(jié)與封頭、人孔、接管與殼體及法蘭的連接, 內(nèi)件的組焊以及支座與殼體的連接等等,都是通過焊接完成。通過分析大量的質(zhì)量事故使人們認識到材料選擇、焊接工藝過程、焊接質(zhì)量管理對壓力容器的安全性有很大影響。焊接工藝設計最終產(chǎn)生的焊接工藝文件具有法令性, 將成為生產(chǎn)制造活動中所必須遵循的規(guī)范和依據(jù)。5.1焊材的選擇根據(jù)鋼材不同的強度級別選擇與母材強度相當?shù)暮缚p金屬是這類鋼焊材選用的基本原則，當然，與此同時還要根據(jù)產(chǎn)品的使用條件、產(chǎn)品結構和板材厚度等因素，綜合考慮焊縫金屬的韌性、塑性和焊接接頭的抗裂性。只要焊縫強度不低于或略高于母材

20、標準抗拉強度的下限值即可。若選擇的焊材焊縫金屬強度過高，將會導致接頭的韌性、塑性及抗裂性降低，接頭的彎曲性能不易合格。由于這類鋼都具有不同程度的冷裂紋傾向，所以，在等強度原則的前提下，嚴格控制焊材中的氫含量是非常重要的，應盡量選用低氫型的焊材。對于強度較高的低碳調(diào)質(zhì)鋼焊接時，更是如此，甚至要選擇超低氫型的焊材，并嚴格控制焊材的存放和使用。考慮焊后加工工藝的影響。對焊后需經(jīng)熱處理、熱卷（熱彎）的焊件，應考慮焊縫金屬經(jīng)受高溫處理作用對其力學性能的影響，應保證焊縫金屬經(jīng)熱處理后仍具有要求的強度、塑性和韌性等。e4315（j427）焊條是低氫鈉型藥皮的碳鋼焊條。采用直流反接，可進行全位置焊接。焊接操作

21、須用短弧，以窄焊道為宜。焊前須經(jīng)350烘干1小時，隨烘隨用。x射線探傷合格級別級。具有優(yōu)良的塑性、沖擊性能及抗裂性能，擴散氫含量8ml/100g。表5-1 j427焊條熔敷金屬化學成分（質(zhì)量分數(shù)）%實驗項目cmnsispnicrmovalcu其他保證值0.121.250.900.0350.040表5-2 j427焊條熔敷金屬力學性能實驗項目rm(pma)rel(mpa)a(%)30時akv（j）保證值4203302227一般值460540340253380180表5-3 參考電流（dc+）焊條直徑（mm）2.53.24.05.05.8焊條長度(mm)300350400400400焊接電流(a)

22、6080901201401801702102202605.2 焊接設備 鍋爐焊接生產(chǎn)中涉及的焊接設備主要包括焊接電源、焊接小車、伸縮臂式焊接操作機及焊接輪滾架?；『笝C按產(chǎn)生電流種類不同，可分為直流弧焊機和交流弧焊機兩大類。 交流弧焊機實際上是符合焊接要求的降壓變壓器。它將220v或380v的電源電壓降到60-80v(即焊機的空載電壓)，從而既能滿足引弧的需要，又能保證人身安全。焊接時，電壓會自動下降到電弧正常工作時所需的工作電壓20-30v，滿足了電弧穩(wěn)定燃燒的要求。輸出電流是交流電，可根據(jù)焊接的需要，將電流從幾十安培調(diào)到幾百安培。它具有結構簡單、制造方便、成本低、節(jié)省材料，使用可靠和維修容易

23、等優(yōu)點，缺點是電弧穩(wěn)定性不如直流弧焊機，對有些種類的焊條不適用。直流弧焊機又可分為兩類：直流弧焊發(fā)電機和弧焊整流器。直流弧焊發(fā)電機是由交流電動機和直流發(fā)電機組成，電動機通過帶動發(fā)電機運轉，從而發(fā)出滿足焊接要求的直流電。其特點是能得到穩(wěn)定的直流電，因此，引弧容易，電弧穩(wěn)定，焊接質(zhì)量好，但是構造復雜，制造和維修較困難，成本高，使用時噪音大。因此，一般只用在對電流有特殊要求的場合。5.3 焊接環(huán)境在特定環(huán)境下，焊接質(zhì)量對環(huán)境的依賴性也是很大的。因為焊接操作常常 在室外露天進行，必然受到外界自然條件，如溫度、濕度、風力及雨雪天氣的影 響，在其它因素一定的情況下，有可能單純因環(huán)境因素造成焊接質(zhì)量問題。環(huán)

24、境 因素的控制措施比較簡單，當環(huán)境條件不符合規(guī)定要求時，如風力較大或雨雪天 氣可暫時停止焊接工作或采取有效防護措施后再進行焊接， 過低的氣溫可對工件 適當預熱等。當施焊環(huán)境出現(xiàn)下列任一情況，且無有效防護措施時，將嚴禁施焊：（1）雨天及雪天；（2）風速超過8m/s，相當于級風；（3）環(huán)境溫度在-5以下；（4）相對濕度在90%以上。尤須指出，焊接環(huán)境溫度和相對濕度在距筒體表面5001000mm處測得。5.4焊接方法焊接要解決的問題：（1）要防止裂紋；（2）在保證滿足高強度要求的同時，提高焊縫金屬及熱影響區(qū)的韌性。通常選用手工電弧焊和埋弧焊。手工電弧焊是指用手工操作焊條進行焊接的電弧焊方法。焊接時，

25、焊工手握夾持著焊條的焊鉗進行焊接，焊條與焊件之間產(chǎn)生的電弧將工件局部加熱到熔化狀態(tài)形成熔池，焊條作為一個電極，其端部在電弧的作用下不斷被熔化，形成熔滴進入熔池，隨著電弧向前移動，熔池尾部液態(tài)金屬逐步冷卻結晶，最終形成焊縫。手工電弧焊使用設備簡單，方法靈活，適應性強，但對焊工操作技術要求高，焊接質(zhì)量在一定程度上決定于焊工的操作技術。此外，手工電弧焊勞動條件差，生產(chǎn)率低。埋弧焊是以連續(xù)送進的焊絲作為電極和填充材料。焊接時，在焊接區(qū)的上面覆蓋一層顆粒狀焊劑，電弧在焊劑層下燃燒，將焊絲端部和局部母材熔化，形成焊縫。在電弧熱的作用下，一部分焊劑熔化成焊渣并與液態(tài)金屬發(fā)生冶金反應。熔渣浮在金屬熔池的表面，

26、一方面可以保護焊縫金屬，防止空氣污染，并與熔化金屬發(fā)生物理化學反應，改善焊縫金屬的成分及性能：另一方面還可以使焊縫金屬緩慢冷卻。埋弧焊可以采用較大的焊接電流。于手工電弧焊相比，其最大的優(yōu)點是焊縫質(zhì)量好，焊接速度高。5.5 焊前準備（1） 焊條的干燥焊條貯存應保持干燥，相對濕度不得大于60%，焊條使用前應按要求進行烘干，對于e4315焊條，烘干溫度為300400烘干時間為12h。烘干后的焊條應保存在100150的恒溫箱中，藥皮應無脫落和明顯裂紋。焊條在保溫筒內(nèi)不宜超過4h,超過后應按原烘干規(guī)范重新烘干，重復烘干的次數(shù)不應超過兩次。（2） 預熱焊前對筒體板進行預熱，預熱的目的是：減緩焊接接頭加熱時

27、溫度梯度及冷卻速度，適當延長在800500區(qū)間的冷卻時間，改善焊縫金屬和熱影響區(qū)的顯微組織，從而減少和避免產(chǎn)生淬硬組織，有利于氫的逸出，可防止冷裂紋的產(chǎn)生。熱源采用液化石油氣，定位焊和臨時焊縫采用點狀加熱器，筒體焊縫采用條狀加熱器，且應放在焊縫小坡口的一側。注意應保證加熱的均勻性，預熱溫度為120140，實測溫度不得低于120。溫度的測量點在距焊縫中心50mm處，兩側對稱測量。在整個焊接過程中應保持此溫度。預熱寬度為焊縫中心線兩側各3倍板厚，為144150mm。預熱長度須在施焊長度兩端各延伸150mm以上。拘束度較高的焊縫節(jié)點（如人孔、接管）或環(huán)境溫度低于5時，應采用較高的預熱溫度，且適當擴大

28、預熱范圍。（3） 點固焊筒節(jié)卷制完成后，為了防止在搬運和焊接過程中變形過大應該先進行點固焊。將卷好的筒節(jié)放在滾加上，然后用螺旋拉緊器來調(diào)節(jié)錯變量及間隙的大小，調(diào)整到合適位置，采用焊條電弧焊在筒節(jié)內(nèi)側進行點固。5.6 焊接的工藝參數(shù)總的焊接順序是：先焊縱縫，后焊環(huán)縫；先焊大坡口面焊縫，后焊小坡口面焊縫。表5-4 焊接工藝參數(shù)焊縫坡口形式焊接方法焊材規(guī)格預熱后熱熱處理檢驗a1、a2（筒體縱縫接頭）埋弧焊（saw)h08mna4hj431預熱120后熱200-250/2h900-980/70min580-650/2.3h100%rt+20%utb1、b2、b3（筒體環(huán)縫接頭）手工電弧焊（smaw）+

29、埋弧焊（saw)e43154h08mna4hj431預熱120580-650/2.3h100%rt+20%utc1、c2（人孔和平板的接頭）手工電弧焊（smaw）e43154100%rt+20%utd1、d2（人孔與筒體的接頭）手工電弧焊（smaw）e43154預熱120后熱200-250/2h580-650/2.3h100%rt+20%utd3（法蘭與筒體的接頭）手工電弧焊（smaw）e43154預熱120后熱200-250/2h580-650/2.3h100%rt+20%ut5.7焊接注意事項（1）坡口處理焊前將坡口表面和兩側至少20mm范圍內(nèi)的油污、水分及其他有害雜質(zhì)清除干凈。所有焊縫施

30、焊前，均須對施焊處坡口及邊緣進行預熱，預熱溫度為120140。（2）焊接方法所有焊縫全部采用焊條電弧焊，焊條選用e4315焊條。（3）焊工布置要求對稱均勻分布焊工，所有焊工應在統(tǒng)一指揮下同步施焊。其具體要求詳見后面各條焊縫的焊接工藝。（4）焊接要點焊接時，引弧和熄弧都應在坡口焊道上。所有焊縫焊接時，均采用短弧操作，盡量控制電弧電壓，使其穩(wěn)定。每段焊縫應一次連續(xù)焊完，如有特殊情況需中斷時，則第一次焊接的層數(shù)不得少于兩層。再次施焊前，必須仔細檢查，確認無誤后方可按原工藝要求繼續(xù)施焊，每一層的接頭至少錯開50mm。（5）層間溫度在焊接過程中，層間溫度不應低于120。（6）焊接線能量控制根據(jù)焊接工藝評

31、定報告，提出合理的線能量應用范圍，并應反映在焊接工藝規(guī)程中。在施焊過程中，應對每個焊工進行實際線能量的測定。為了控制起來簡便，應用每根焊條應焊接的最小焊縫長度來控制焊接線能量。（7）角變形控制采用多層多道焊，焊接時焊條不作橫向擺動，線能量應控制在盡可能小的范圍內(nèi)。當單面焊后發(fā)現(xiàn)角變形超差時，應根據(jù)超差的具體情況，在焊縫反面清根時，可適當增加清根的深度和寬度，以使后續(xù)焊的焊縫產(chǎn)生一定的反變形，把棱角控制在允許偏差范圍內(nèi)。（8）碳弧氣刨清根和打磨焊縫焊接和返修時，焊縫背面的清根及缺陷的清除采用碳弧氣刨及機械去除的方法。碳弧氣刨的電源采用直流電，反接法。壓縮空氣壓力為0.40.6mpa，壓縮空氣流量

32、為180l/min，必須配置水分離器和過濾裝置，嚴格限制壓縮空氣中所含水分和油脂。刨槽成形應為u形，表面平齊。碳弧氣刨后用砂輪修整刨槽，去除滲碳層，使銳角圓滑過渡，使坡口寬窄均勻。對坡口作滲透檢測，驗明有無裂紋、夾渣等缺陷。（9）消氫處理為了使氫充分逸出，防止延遲裂紋，筒體板以及嵌入式接管與筒體殼的對接焊縫，焊后須立即進行后熱消氫處理，后熱溫度為200250，后熱時間為0.51h。加熱方法與預熱相同。5.8焊接時具體要求（1）焊接位置要求立焊。（2）焊接時，各層之間要錯開2030mm，防止接頭在一個斷面上。（3）先焊大坡口面第一層焊縫，焊接時背面成形，盡可能焊透。（4）焊接封面層焊縫時，要注意

33、焊條運條要到位，以免產(chǎn)生咬肉現(xiàn)象。（5）大坡口面焊完后，采用碳弧氣刨清根，檢查合格后再焊接小坡口面焊縫。（6）焊接小坡口面時，注意不要產(chǎn)生未熔合或未焊透現(xiàn)象。6 無損檢測筒體上的所有對接焊縫，須進行100%的射線檢測，按jb4730-94中級為合格，并且須進行20%的超聲波復驗，按jb4730-94中級為合格。無損檢測就是利用聲、光、磁和電等特性，在不損害或不影響被檢對象使用性能的前提下，檢測被檢對象中是否存在缺陷或不均勻性，給出缺陷的大小、位置、性質(zhì)和數(shù)量等信息，進而判定被檢對象所處技術狀態(tài)（如合格與否、剩余壽命等）的所有技術手段的總稱。無損檢測是一門新興的應用科學技術。它以物理學、力學、電

34、子學、計算機與材料科學為基礎，在不破壞材料的前提下，應用近代物理學、電子學、和計算機科學提供的各種信息檢測與信息處理技術，及時準確的發(fā)現(xiàn)工程材料及其表面的各種缺陷；測定材料的各種性能與物理量，并給與評價。為保證工程材料及其構件制造的高質(zhì)量、高性能、并在安全可靠的基礎上經(jīng)濟的、有效地使用提供依據(jù)。它是實現(xiàn)質(zhì)量控制、節(jié)約材料、改進工藝、和提高勞動生產(chǎn)率的重要手段，也是設備安全運行的重要監(jiān)察方法 。目前在工業(yè)生產(chǎn)中已成熟應用的常規(guī)無損檢測方法包括五大類，他們分別是：射線檢測技術（rt）、超聲檢查（ut）、磁粉檢測（mt）、滲透檢測（pt）與渦流檢測（et）。筒體焊縫經(jīng)外觀檢查合格后，按要求進行無損檢

35、測。要求檢測人員必須持有有效期內(nèi)的無損探傷資格證，并且探傷經(jīng)驗豐富。6.1射線檢測射線檢測具有圖像直觀、準確可靠、對細小的氣孔和夾渣等體積型缺陷具有較高的檢測靈敏度、射線底片可以作為缺陷記錄與產(chǎn)品質(zhì)量的檔案進行保存等一系列優(yōu)點。x射線檢測則是利用射線穿過物質(zhì),并被其衰減來實現(xiàn)檢測的,此技術的演化經(jīng)過了低劣的微光圖像獲取,有噪聲的電離放射線熒光屏成像和高分辨率清晰的數(shù)字圖象設備等幾個階段。x射線透射檢查法可提供鑄件檢測部位有無缺陷及缺陷尺寸的照片。x射線透照法主要應用在鑄件和機器部件中出現(xiàn)的諸如裂紋、孔洞和夾雜等缺陷的辨識和評價。 x射線不能直接測量，在測量前必須把它轉化為可測量的量，有照相法和

36、電信號法兩種x射線檢測技術。照相法是把x射線的方位和強度轉換成照片面積上相應位置的黑度，然后進行直接測量，或輔以測微光度等儀器對低頻進行測量。這種方法是最早使用的檢測、記錄x射線的方法，現(xiàn)在還是一種常用的基本手段。電信號法也是通過適當?shù)臋z測器或技術，把x射線轉換成電信號，然后通過一套電子學系統(tǒng)進行自動測量記錄。這類檢測技術包括兩個方面：檢測器(或技術)及與之配套使用的電子學訊號分析、測量記錄系統(tǒng)。 閃爍計數(shù)器是利用x射線激發(fā)某些固體物質(zhì)，發(fā)射可見熒光并通過光電倍增管放大的計數(shù)器。閃爍計數(shù)管基本上由三部分組成：閃爍體、光電倍增管和前置放大器。四圓單晶衍射儀和多晶衍射儀都用這樣類似的系統(tǒng)來測量衍射

37、線的強度。 主要的x射線分析儀器有單晶x射線衍射儀(主要用于晶體結構的確定)和多晶x射線衍射儀(又稱粉末x衍射儀，主要應用在物相分析、晶體結構分析、組構分析)。物相分析是x射線衍射在金屬中用得最多的方面，分定性分析和定量分析。前者把對材料測得的點陣平面間距及衍射強度與標準物相的衍射數(shù)據(jù)相比較，確定材料中存在的物相;后者則根據(jù)衍射花樣的強度，確定材料中各相的含量。在研究性能和各相含量的關系和檢查材料的成分配比及隨后的處理規(guī)程是否合理等方面都得到廣泛應用。筒體上的所有對接焊縫，須進行100%的射線檢測，按jb4730-94中級為合格，并且須進行20%的超聲波復驗，按jb4730-94中級為合格。6

38、.2超聲波檢測一般的焊縫中的常見缺陷有：氣孔、夾渣、未焊透、未熔合和裂紋等。到目前為止還沒有一個成熟的方法對缺陷的性質(zhì)進行準確的評判，只是根據(jù)熒光屏上得到的缺陷波的形狀和反射波高度的變化結合缺陷的位置和焊接工藝對缺陷進行綜合估判。對于內(nèi)部缺陷的性質(zhì)的估判以及缺陷的產(chǎn)生原因和防止措施大體總結了以下幾點：（1）氣孔單個氣孔回波高度低，波形為單縫，較穩(wěn)定。從各個方向探測，反射波大體相同，但稍一動探頭就消失，密集氣孔回出現(xiàn)一簇反射波，波高隨氣孔大小而不同，當探頭作定點轉動時，會出現(xiàn)此起彼落的現(xiàn)象。產(chǎn)生這類缺陷的原因主要是焊材未按規(guī)定溫度烘干，焊條藥皮變質(zhì)脫落、焊芯銹蝕，焊絲清理不干凈，手工焊時電流過大，電弧過長；埋弧焊時電壓過高或者網(wǎng)絡電壓波動過大；氣體保護焊時保護氣體純度低等，如果焊縫中存在著氣孔，既破壞了焊縫金屬的致密性，又使得焊縫有效截面積減少，降低了機械性能，特別是存在鏈狀氣孔時，對彎曲和沖擊韌性會有比較明顯降低。防止這類缺陷的措施有：不使用藥皮開裂、剝落、變質(zhì)及焊芯銹蝕的焊條，生銹的焊絲必須除銹后才能使用。所用焊接材料應按規(guī)定溫度烘干，坡口及其兩側清理干凈，并要選用合適的焊接電流、電弧電壓和焊接速度等。（2）夾渣點狀夾渣回波信號與點狀氣孔相似，條狀夾渣回波信號多呈鋸齒狀波幅不高，波形多呈樹枝狀，主峰邊上有小峰，探頭平移波輻有變動，從各個方面探測時反射波幅不