畢業(yè)論文水泥磨機(jī)筒體焊接工藝分析和工藝設(shè)計(jì)

1、3.813m水泥磨機(jī)筒體焊接工藝分析和工藝設(shè)計(jì)摘 要水泥磨機(jī)是水泥廠設(shè)備，主要用于建材、冶金、電力及化工行業(yè)，粉磨各種水泥熟料及其它物料。隨著我國基礎(chǔ)建設(shè)的不斷發(fā)展，水泥需求量越來越大，水泥生產(chǎn)設(shè)備向大型化發(fā)展，特別是水泥磨機(jī)越做越大，結(jié)構(gòu)也有了新的發(fā)展，對筒體的焊接要求也更高。本文主要研究方向是3.813m水泥磨機(jī)筒體焊接工藝分析和工藝設(shè)計(jì)。焊接工藝分析主要是對磨機(jī)筒體的材料焊接性、筒體結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)工藝及技術(shù)要求進(jìn)行分析。工藝設(shè)計(jì)內(nèi)容主要有備料工藝設(shè)計(jì)和焊接工藝設(shè)計(jì)。備料工藝設(shè)計(jì)主要包括焊前預(yù)處理、切割下料、坡口加工、鋼板彎曲等。焊接工藝設(shè)計(jì)包括焊接方法選擇，焊縫位置和形狀的設(shè)計(jì)，焊接順序的設(shè)

2、計(jì)，焊接檢驗(yàn)的確定。通過對筒體焊接工藝的分析可知在焊接過程中宜采用分部件焊接的裝配順序，焊接方法采用埋弧自動焊，筒體材料選取低碳鋼Q235C，焊材選用4的H08A的焊絲與HJ431焊劑匹配。焊接過程中對環(huán)焊縫采用米字型支撐梁剛性固定以及對連續(xù)的環(huán)焊縫采取兩段對稱施焊的方法來控制變形，對于縱焊縫可以采用預(yù)變形法控制變形。焊后焊縫整體在580620回火消除焊接殘余應(yīng)力。關(guān)鍵詞：水泥磨機(jī)，筒體，焊接，工藝分析，工藝設(shè)計(jì)Welding Procedure Analysis and Procedure Design for the barrel of 3.813m Cement millABSTRACT

3、Cement grinding machine is cement plant equipment, mainly used in building material, metallurgy, electric power and chemical industry, grinding various cement clinker and other materials. With Chinas infrastructure development, the demand to cement is more and more strict and the cement production e

4、quipment is developing to the large-scale. Especially cement grinding machine is bigger and bigger. Structures have the new development of the cylinder body welding requirements are also higher. To get the reliable quality and the good performance of cement grinding machine, we should analysis weldi

5、ng process and to work out the reasonable welding process.What this article studies are welding process analysis and the welding process design for the barrel of 3.813m cement mill. Analysis of welding technology are mainly the analysis of the materals weldability, the analysis of barrel structure p

6、rocess and the analysis of the technical condition and production processes. The process design contains the design of preparation process and welding process. The design of welding process contains the selection of welding method, the design of groove, the design of weld position and shape, the des

7、ign of welding sequence and the check of weld.Through to the analysis of the cylinder body welding process that the welding process of appropriate the whole assembly-welding assembly sequence, welding method adopts automatic submerged arc welding, welding material selection of 4 H08A welding wire an

8、d HJ431 flux. Welding process to ring the support beam welding rigidly control deformation, to vertical welds can use the method of deformation control deformation. After welding we should overall annealing eliminate welding residual stress.KEY WRODS：Cement grinding machine, cylinder, welding, proce

9、ss analysis and process design目錄第一章緒論11.1 水泥磨機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀11.2水泥磨機(jī)的簡介11.3本文研究內(nèi)容2第二章3.813m水泥磨機(jī)筒體生產(chǎn)工藝分析42.1 筒體材料的焊接性分析42.2 筒體焊接的結(jié)構(gòu)工藝性分析82.2.1 結(jié)構(gòu)工藝性分析8焊接變形的分析、控制及矯正92.3備料工藝分析122.3.1 鋼材的預(yù)處理132.3.2 放樣、劃線與號料152.3.3 切割下料152.4 技術(shù)要求分析182.4.1 筒體部技術(shù)要求182.5 焊接工藝分析202.5.1 焊接生產(chǎn)裝配工藝分析202.5.2 焊接方法分析222.5.3 焊接材料分析242.5.4 焊

10、接工藝參數(shù)分析262.5.5 焊前預(yù)熱及焊后熱處理272.6 焊接檢驗(yàn)28第三章3.813m水泥磨機(jī)筒體焊接工藝設(shè)計(jì)293.1 備料工藝設(shè)計(jì)293.2 焊接工藝設(shè)計(jì)303.2.1 焊接方法確定303.2.2 焊接材料的選擇303.2.3 焊接工藝參數(shù)的選擇303.2.4 焊接坡口形式的設(shè)計(jì)313.2.5 焊縫位置和尺寸的確定323.2.6 焊接順序和焊接層數(shù)的選擇323.3 熱處理工藝和檢驗(yàn)方法的設(shè)計(jì)32結(jié)論33參考文獻(xiàn)34致謝35第一章 緒 論1.1 水泥磨機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀水泥磨機(jī)作為傳統(tǒng)的水泥廠設(shè)備，已有了100多年的歷史。它作為將固體物料細(xì)化制粉的重要設(shè)備，廣泛應(yīng)用于建材、冶金、電力及化工醫(yī)

11、藥以及國防等部門。由于水泥磨機(jī)處理能力及粉磨后的粒度對后續(xù)作業(yè)的效率和整體生產(chǎn)流程的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)影響顯著，所以，有關(guān)水泥磨機(jī)的研究在國內(nèi)外一直受到廣泛和高度的重視。近幾年來，隨著我國基礎(chǔ)建設(shè)的不斷發(fā)展，水泥需求量越來越大，水泥生產(chǎn)設(shè)備向大型化發(fā)展，特別是水泥磨機(jī)越做越大，結(jié)構(gòu)也有了新的發(fā)展。20世紀(jì)80年代國際上曾預(yù)測，認(rèn)為水泥磨機(jī)合理的最大規(guī)格直徑為5米，但世界上水泥磨機(jī)向大型化發(fā)展的步伐一直都未停止過。隨著水泥磨機(jī)大型化的趨勢，對水泥磨機(jī)各方面的要求也更為嚴(yán)格，例如對水泥磨機(jī)筒體焊接質(zhì)量的要求；對軸承可靠性、使用壽命；水泥磨機(jī)能耗等要求等都在不斷提高。目前世界上最大規(guī)格的濕式水泥球磨機(jī)為7

12、.92m12.2m。就我國國內(nèi)水泥磨機(jī)的發(fā)展而言，雖然我國在水泥磨機(jī)大型化方面努力創(chuàng)新突破，但與國際水平還存在一定的差距，國外水泥磨機(jī)技術(shù)和設(shè)備一直在不斷發(fā)展。對于水泥磨機(jī)的一些高端技術(shù)不能把握。水泥磨機(jī)的除了想大型化發(fā)展外，另一個發(fā)展方向是降低電耗和鋼耗。老式磨機(jī)裝載量小，耗電高，產(chǎn)量低，粉磨效率低。目前大球磨機(jī)普遍采用液壓動力和靜壓軸承、氣胎離合器、齒輪潤滑使用噴油裝置等新技術(shù)，使磨機(jī)整體技術(shù)水平和經(jīng)濟(jì)效益得到較大提高，單位電耗平均下降20%，生產(chǎn)能力增加10%，鋼耗下降4%。1.2水泥磨機(jī)的簡介水泥磨機(jī)筒體的筒身是用低碳鋼彎曲焊接成圓筒體，工藝上應(yīng)保證有足夠的圓度，中間開加料、卸料或入孔

13、的開口。水泥球磨機(jī)主要由柱形筒體、襯板、隔倉板（多倉磨機(jī)才具備）、主軸承、進(jìn)出料裝置和傳動系統(tǒng)等部分組成。 水泥球磨機(jī)的筒體是水泥球磨機(jī)主要工作部件之一。筒體工作時除承受研磨體的靜載荷外，還受到研磨體的沖擊，且筒體是回轉(zhuǎn)的，所以筒體上產(chǎn)生的是交變應(yīng)力。因此，它必須具有足夠的強(qiáng)度和剛度。這就要求制造筒體的金屬材料的強(qiáng)度要高，塑型要好，具有較好的機(jī)械性能和工藝性能才能保證磨機(jī)筒體的安全運(yùn)行。 圖1-1水泥磨回轉(zhuǎn)部分結(jié)構(gòu)簡圖如圖1-1為筒體與腹板組成的筒體部簡圖其中筒節(jié)部分板厚為38mm，滑環(huán)部分板厚為47mm。1.3本文研究內(nèi)容本文主要對以下三方面進(jìn)行分析,從而確保水泥磨機(jī)筒體優(yōu)質(zhì)的焊接質(zhì)量。結(jié)構(gòu)

14、用材的材料焊接性分析：本論文通過分析水泥磨機(jī)實(shí)際用材的焊接性，分析焊接過程中的常見缺陷及實(shí)際減輕缺陷的工藝，并與其他材料焊接性對比，了解在生產(chǎn)實(shí)際過程中焊接結(jié)構(gòu)用材的選取原則，并由此選擇合理焊接工藝。焊接結(jié)構(gòu)工藝分析：焊接本身不可避免的局部不均勻加熱的過程，不均勻的溫度場會導(dǎo)致熱應(yīng)力的產(chǎn)生，并由此造成殘余塑性變形和殘余應(yīng)力，以及結(jié)構(gòu)變形，同時還會產(chǎn)生接頭對應(yīng)力的集中敏感和接頭性能的不均勻。水泥磨機(jī)筒體由于須在交變載荷下工作，所以對焊接結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求更為嚴(yán)格。本次研究會對水泥磨機(jī)的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸要求進(jìn)行分析，進(jìn)一步對焊接結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則。結(jié)構(gòu)生產(chǎn)工藝過程分析：焊接工藝過程的合理與否直接關(guān)系著焊接結(jié)

15、構(gòu)制造的質(zhì)量及經(jīng)濟(jì)性上，同時對于提高生產(chǎn)效率具有重要作用。第二章3.813m水泥磨機(jī)筒體生產(chǎn)工藝分析焊接結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)工藝是指由金屬材料經(jīng)過一系列加工工序、裝配焊接成焊接結(jié)構(gòu)成品的過程。焊接結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)工藝分析是編制焊接工藝過程、制定工藝文件、設(shè)計(jì)工藝裝備和組織焊接生產(chǎn)的前提和基礎(chǔ)。工藝分析就是對整個焊接所使用的材料、產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、加工方法和產(chǎn)品制造技術(shù)要求進(jìn)行研究，在根據(jù)生產(chǎn)條件提出最佳的制造方法。2.1 筒體材料的焊接性分析金屬材料的焊接性是指金屬材料在一定的焊接條件下，通過焊接加工，能否獲得在使用條件下安全運(yùn)行的完整無缺的焊接接頭。材料的焊接性是材料對于焊接加工的適應(yīng)性，以及使用條件下的可靠

16、性。所以材料的焊接性可以分為：工藝焊接性和使用焊接性兩個方面。工藝焊接性是指塔頂?shù)慕饘俨牧显诰唧w的焊接工藝條件下，形成焊接接頭及焊接結(jié)構(gòu)的結(jié)合性能，以及焊接過程中形成焊接缺陷的敏感性；使用焊接性是指特定的金屬材料在具體的焊接工藝條件下，形成焊接接頭及焊接結(jié)構(gòu)適應(yīng)使用要求的能力，這關(guān)系到焊接接頭及結(jié)構(gòu)的使用可靠性。 影響焊接性的材料因素不僅包括被焊母材本身，而且包括所使用的焊接材料，如焊條電弧焊時的焊條、埋弧焊時的焊絲和焊劑、氣體保護(hù)焊時的保護(hù)氣體等。母材和焊接材料在焊接過程中直接參與熔池或熔合區(qū)的冶金反應(yīng)，對焊接性和焊接質(zhì)量有重要影響。如果焊接材料和母材匹配不當(dāng)，則可能引起焊接區(qū)內(nèi)氣體、裂紋等

17、缺陷，或者造成脆化、軟化及耐蝕耐磨等性能的變化。本次研究中所用到的材料是低碳鋼Q235C，以下是對材料焊接性進(jìn)行分析。碳鋼的焊接性的優(yōu)良主要取決于冷裂紋敏感性、熱裂紋敏感性和接頭塑韌性等。一、 冷裂紋 冷裂紋是焊后冷至較低溫度下產(chǎn)生的，由于拘束應(yīng)力、淬硬組織和氫的共同作用下產(chǎn)生的，主要發(fā)生在焊接熱影響區(qū)。1、 淬硬傾向。焊接時鋼種的淬硬傾向越大，越易產(chǎn)生裂紋。實(shí)際中常用碳當(dāng)量來確定淬硬傾向的大小。Q235C的成分如表2-1所示：成分CMnSiSP含（%）0.171.400.350.0400.040碳當(dāng)量是鋼中合金元素的含量按其作用換算成碳的相當(dāng)含量。國際焊接學(xué)會（IIW）推薦的碳當(dāng)量計(jì)算公式為

18、：CE=C+Mn/6+（Cu+Ni）/15+（Cr+Mo+V）/5 （%）（21）式中，C、Mn、Cu、Ni、Cr、Mo、V為各元素的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。碳當(dāng)量CE值越大，鋼材淬硬傾向越大，鋼的焊接性就越差。當(dāng)CE0.6%時，鋼的淬硬和冷裂傾向嚴(yán)重，焊接性很差，一般不用于生產(chǎn)焊接結(jié)構(gòu)。經(jīng)過計(jì)算可知Q235C的碳當(dāng)量CE0.4%，所以通常情況下不會因焊接而產(chǎn)生嚴(yán)重的硬化組織或淬火組織，即使在快速冷卻，產(chǎn)生板條狀低碳馬氏體，尚有良好的韌性，不需要預(yù)熱來改善組織。2、 氫的作用焊縫金屬中的擴(kuò)散氫是延遲冷裂紋形成的主要影響因素。由于延遲裂紋時擴(kuò)散氫在三向應(yīng)力區(qū)聚集引起的，因而鋼材焊接接頭的氫含量越高，裂紋的敏

19、感性越大，越易產(chǎn)生冷裂紋。焊接時，焊縫中的氫主要來源于焊接材料中的水分、油污、以及環(huán)境濕度等。在焊前，采用化學(xué)或物理的方法清理焊接母材表面，提高焊接材料的烘干溫度，選用低氫焊接材料，較少保護(hù)氣體含水量，降低焊接區(qū)濕度等，從而減少焊縫中氫的來源。而且通過控制適當(dāng)?shù)暮负罄鋮s速度，可以有效的控制殘余氫的含量。因?yàn)樵诤缚p冷卻的過程中，低碳鋼焊縫組織會從奧氏體向鐵素體轉(zhuǎn)變，由于奧氏體中氫的溶解度較鐵素體中的氫的溶解度大所以會有部分氫從焊縫中逸出，較低的冷卻速度可以滿足氫逸出所需要的時間，因此焊后焊縫中的殘余氫不足以引起冷裂紋的產(chǎn)生。3、 拘束應(yīng)力焊接時的拘束情況決定了焊接接頭所處的應(yīng)力狀態(tài)，從而影響產(chǎn)生

20、冷裂紋的敏感性。在焊接條件下主要存在不均勻加熱及冷卻過程引起的熱應(yīng)力、金屬相變前后不同組織的熱物理性質(zhì)變化引起的相變應(yīng)力、以及自身拘束條件所造成的應(yīng)力等。焊接拘束應(yīng)力的大小可以用拘束度R來表示，一般來講，板厚越大，則拘束度越大。對于母材板厚小于50mm時，可以粗略估計(jì)R=K1。公式中K1表示板厚拘束系數(shù)（N(mm2mm)），一板厚（mm）。當(dāng)板厚較大，一般大于40mm時，而且快速冷卻時，則會有冷裂紋的傾向。合理控制板厚，以及冷卻速度則可以有效控制冷裂紋的產(chǎn)生?？傊甉235含碳量較低，合金元素含量也很低，因此接頭中不會產(chǎn)生冷裂紋。只要焊接材料選擇適當(dāng)，便能得到滿意的焊接接頭。二、 熱裂紋焊接熱裂

21、紋是在焊接過程中焊縫和熱影響區(qū)金屬冷卻到固相線附近的高溫區(qū)時產(chǎn)生的。 主要包括結(jié)晶裂紋、液化裂紋及多邊化裂紋。其中結(jié)晶裂紋的影響最為嚴(yán)重。結(jié)晶裂紋是指在結(jié)晶的固液階段，低熔點(diǎn)共晶被排擠在柱狀晶體交遇的中心部位，形成液態(tài)薄膜，在拉伸應(yīng)力的作用下形成裂紋。熱裂紋的敏感性與鋼中的成分尤其是S、P等雜質(zhì)的含量有關(guān)。在焊接S、P較高的碳鋼時，一方面，在焊接熱影響區(qū)的晶界上聚集的低熔點(diǎn)的S、P化物，引起熱影響區(qū)熔合線附近的液化裂紋，若鋼板的厚度較大，則會沿不同的偏析帶分布硫化物等。另一方面，當(dāng)母材稀釋率較高時，在進(jìn)入焊縫中的S、P也偏多，容易引起焊縫中的熱裂紋。Q235有較高的抗熱裂紋能力，只要在選擇焊接

22、材料時嚴(yán)格控制S、P含量，避免窄而深的焊縫，便可以預(yù)防熱裂紋的產(chǎn)生。三、 再熱裂紋再熱裂紋時指在焊后再熱處理過程中，殘余應(yīng)力的松弛過程中，粗晶區(qū)應(yīng)力集中部位的晶界滑動變形量超過了該部位的塑性變形能力產(chǎn)生的裂紋。但再熱裂紋的產(chǎn)生只有在鋼中含有Cr、Mo、V、Nb等強(qiáng)碳化物形成元素，以及存在一定的殘余應(yīng)力時產(chǎn)生。由于Q235中強(qiáng)碳化物沉淀元素含量較少，所以再熱裂紋敏感性較小。四、 層狀撕裂層狀撕裂是指在厚板結(jié)構(gòu)焊接時，在強(qiáng)拘束條件下，焊縫收縮時會在母材厚度方向產(chǎn)生很大的拉伸應(yīng)力和應(yīng)變，當(dāng)應(yīng)變超過母材金屬的塑性變形能力時，夾渣物與金屬基體之間就會發(fā)生分離而產(chǎn)生微裂，在應(yīng)力的繼續(xù)作用下形成層狀撕裂特有

23、的階梯形態(tài)。層狀撕裂在厚大件以及雜質(zhì)的存在，特別是在T型接頭和角接接頭時容易發(fā)生。所以只要選擇合適的板厚及合適的焊接工藝方法就可以避免層狀撕裂的發(fā)生。五、 脆化 1、 粗晶脆化焊接過程中在焊接熱影響區(qū)過熱區(qū)將發(fā)生嚴(yán)重的晶粒粗化。此區(qū)的溫度是處在固相線以下到1100左右，金屬處于過熱狀態(tài)，奧氏體晶粒發(fā)生嚴(yán)重的長大現(xiàn)象，冷卻之后便得到粗大組織即魏氏組織。對于Q235而言，當(dāng)線能量過大時，則會引起HAZ的組織粗大，造成粗晶脆化。因此，要合理控制線能量的大小，而且在焊后可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)耐嘶鹛幚韥硐志Т嗷?、 組織脆化組織脆化是焊接HAZ出現(xiàn)脆硬組織造成的，根據(jù)被焊鋼種的不同以及焊接時冷卻條件的不同

24、，在HAZ出現(xiàn)不同的脆性組織。對于低碳鋼Q235來說，含碳量低，在HAZ會出現(xiàn)的組織是鐵素體加珠光體，有利于改善HAZ的韌性。所以不會出現(xiàn)組織的脆化現(xiàn)象。3、 熱應(yīng)變時效脆化熱應(yīng)變失效脆化多發(fā)生于一些固溶氮含量較高的低碳鋼和低合金鋼中，主要是由于N、C原子在位錯周圍聚集，對位錯產(chǎn)生釘扎作用。由于Q235中碳原子的含量較低，控制焊縫中的N的含量，可以降低熱應(yīng)變時效脆化敏感性。綜上可知Q235的焊接性較好，焊后焊接接頭塑性以及沖擊韌性較好，接頭裂紋的可能性較小，焊接性優(yōu)良。2.2 筒體焊接的結(jié)構(gòu)工藝性分析結(jié)構(gòu)工藝性分析主要是從保證焊接結(jié)構(gòu)技術(shù)要求方面進(jìn)行分析，既要保證焊接結(jié)構(gòu)有準(zhǔn)確的外形尺寸，偏差

25、符合要求，又要保證優(yōu)良的焊接接頭質(zhì)量，能適應(yīng)結(jié)構(gòu)工作要求水泥磨機(jī)筒體結(jié)構(gòu)工藝性分析主要從結(jié)構(gòu)類型、尺寸大小、復(fù)雜程度、組成結(jié)構(gòu)，焊縫數(shù)量、焊縫分布、焊縫形狀、焊縫位置以及接頭形式和坡口形式。另外從焊接變形方面對結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。筒體結(jié)構(gòu)簡圖如圖2-1所示。 圖2-1 筒體結(jié)構(gòu)簡圖2.2.1 結(jié)構(gòu)工藝性分析通過對結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度、尺寸大小、組成結(jié)構(gòu)，以及焊縫的分布、焊縫的數(shù)量、焊縫的形狀、接頭的形式、坡口的形式、焊接的位置進(jìn)行分析可以得出以下幾點(diǎn)：1. 結(jié)構(gòu)重量大、尺寸大。3.813m水泥磨機(jī)筒體的總重量為67.8t，直徑為3.8m,筒體長度為13m。2. 結(jié)構(gòu)件所采用的鋼板厚度不同，滑環(huán)處板厚為47

26、mm，筒節(jié)處板厚為38mm，在進(jìn)行不同板厚之間焊接時容易產(chǎn)生較大的集中應(yīng)力。3.筒體焊接時，包括縱焊縫和環(huán)焊縫兩種，在焊接過程中會遇見不同的焊接問題，針對不同的焊縫采取不同的方法來防止焊接變形。4.焊縫形式為對接焊縫，相對于角焊縫而言容易焊接，在板厚不太大的情況下焊接角變形不易產(chǎn)生?？傮w而言筒體結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單，便于焊接，一般不會出現(xiàn)太大的焊接問題，但要確保焊接結(jié)構(gòu)件的質(zhì)量，合理制定焊接工藝還是必不可少的。焊接變形的分析、控制及矯正焊接變形主要是由于焊接過程中焊接熱循環(huán)對金屬材料是一種不均勻的加熱和冷卻過程引起的。焊接時，焊縫和熱影響區(qū)溫度較高，金屬受熱膨脹受到常溫金屬的阻礙和制約，便產(chǎn)生了壓縮

27、塑性變形，冷卻時由于收縮受限而產(chǎn)生拉伸塑性變形。最終的塑性變形量的大小由最大的壓縮塑性變形量與最大的拉伸塑性變形量的差值決定。結(jié)構(gòu)件的焊接變形程度與施焊時熱源的輸入能量成正比。其次就是殘余應(yīng)力引起的變形。結(jié)構(gòu)在使用中由于局部應(yīng)力達(dá)到或超過屈服極限以及自然時效等因素的影響會產(chǎn)生二次變形而影響結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確尺寸。殘余應(yīng)力主要包括焊接殘余應(yīng)力和成型加工殘余應(yīng)力。焊接后殘留在焊接結(jié)構(gòu)中的應(yīng)力稱為焊接殘余應(yīng)力；成型加工殘余應(yīng)力主要是因?yàn)楣ぜ芄に囆酝饬Χ鸬?，如工件自由彎曲成形時方法不當(dāng)，鋼板校平碾壓次數(shù)太少；機(jī)加工吃刀量過大等9。一、 變形分析焊接殘余變形的表現(xiàn)形式可分為七類，縱向、橫向收縮變形，擾曲變

28、形，角變形，波浪變形，錯邊，和扭曲變形。本次研究主要是針對筒體的焊接，焊縫主要是分為環(huán)焊縫和縱焊縫。在環(huán)焊縫中主要發(fā)生的是橫向收縮導(dǎo)致的過渡段長度減小、縱向收縮導(dǎo)致焊縫處筒體直徑的減小焊縫處的凹變形等。橫向收縮表現(xiàn)為焊后構(gòu)件在垂直焊縫長度方向上發(fā)生的收縮?？v向收縮變現(xiàn)為為焊后構(gòu)件沿焊縫長度方向上發(fā)生的收縮。焊接過程要特別考慮筒體圓柱度的變形。在縱焊縫中主要發(fā)生的變形主要是對接接頭的橫向收縮引起筒體直徑由于焊接先后順序而不同，角變形引起的不圓以及焊接過程中的錯邊變形。橫向收縮變形主要由于在熱源附近的金屬受熱膨脹，但將受周圍溫度較低的金屬的約束而承受壓應(yīng)力，這樣就會在焊縫寬度方向產(chǎn)生壓縮塑性變形，

29、從而產(chǎn)生橫向收縮。橫向收縮沿焊縫方向上的分布式不均勻的，這是因?yàn)橄群傅暮缚p的橫向收縮對后焊的焊縫產(chǎn)生擠壓作用，使后者的橫向收縮增大。所以橫向收縮的變化趨勢為：沿焊接方向由小到大。錯邊變形的主要原因是:1、熱輸入的不平衡，包括夾具一側(cè)未將工件夾緊，使其導(dǎo)熱相對于另一側(cè)較慢；工件與夾具一側(cè)導(dǎo)熱好一側(cè)導(dǎo)熱差；焊接熱源偏離中心，使工件一側(cè)熱輸入比另一側(cè)大。2、焊縫兩側(cè)的工件剛度的差異也會引起錯邊，剛度小的一側(cè)變形位移大，剛度大的一側(cè)變形位移小。角變形發(fā)生于中厚板的對接與角焊接中，這種變形的根本原因是橫向收縮在厚度方向上的不均勻分布所造成，焊縫正面的橫向收縮量大，背面的收縮量小。角變形的大小取決于熔化區(qū)

30、的寬度和深度以及熔深與板厚之比、接頭類型、焊道次序、材料性能、焊接過程參數(shù)等因素。隨熱輸入的增加或板厚的減少，角變形出現(xiàn)了先增加后減少的變化趨勢。這是因?yàn)?，板厚較大而熱輸入較少時，板材背面的溫度低，材料還處于彈性狀態(tài)，塑性變形區(qū)未能貫穿板厚，因此角變形較?。话搴褫^小熱輸入較大時，背面溫度會迅速升高而導(dǎo)致與正面溫度之差變小，因而也會減小角變形。二、 控制焊接變形的措施焊接變形的存在將直接影響構(gòu)件的精度和質(zhì)量，然而在焊接熱過程中，焊接應(yīng)力 與變形又是不可避免的，所以需要采取相應(yīng)的措施來將控制焊接變形控制在允許的范圍內(nèi)。1、 在設(shè)計(jì)階段控制焊接變形（1） 選擇合理的焊縫尺寸和形式焊縫尺寸直接關(guān)系到焊

31、接工作量、焊接應(yīng)力和變形的大小。在保證結(jié)構(gòu)承載能力的前提下，應(yīng)遵循的原則是：盡可能使焊縫長度最短；盡可能使板厚?。粩嗬m(xù)焊與連續(xù)焊相比，優(yōu)先選用斷續(xù)焊縫。本次研究中由于筒體需承受交變載荷，所以采用連續(xù)焊。為控制錯邊變形可以采用對稱施焊的方法。在坡口的選擇時，采用不適當(dāng)?shù)钠驴谛螤钊菀桩a(chǎn)生較大的變形。平板對接選用X形坡口要比V形坡口的角變形小。（2） 合理安排焊縫布局和接頭位置，盡可能較少焊縫數(shù)量要避免焊縫的秘籍與交叉，焊縫間相互平行且密集時，相同方向上的焊接殘余應(yīng)力和塑性變形區(qū)會出現(xiàn)一定程度上的增加；焊縫交叉時，兩個方向上均會產(chǎn)生較高的殘余應(yīng)力。所以對于筒體的三段筒節(jié)應(yīng)先分別焊各自縱焊縫然后焊接相

32、互之間的環(huán)焊縫。（3） 控制筒節(jié)的對縫間隙焊接筒節(jié)之間的對縫間隙越大，焊接時填充的焊料越多，焊接停留時間久越長，在該處的焊接能量積累久越大，產(chǎn)生的焊接變形就相應(yīng)較大。對縫間隙太小可能會出現(xiàn)焊料添縫不足，導(dǎo)致焊不到等缺陷。2、 在制造階段的工藝措施（1） 焊前預(yù)防措施a、 采用預(yù)變形法按照預(yù)先估計(jì)好的結(jié)構(gòu)的變形大小和方向，在裝配時對構(gòu)件施加一個大小相等方向相反的變形與焊接變形相抵消，使構(gòu)件焊后回復(fù)到設(shè)計(jì)的幾何型面和尺寸。在進(jìn)行筒體縱焊縫焊接時可以采用預(yù)變形防止角變形引起不圓。b、 采用預(yù)留收縮量法為控制焊縫收縮導(dǎo)致的尺寸變化，可以在進(jìn)行切割下料時，預(yù)留一定量的收縮余量。從而保證焊接結(jié)構(gòu)件的尺寸要

33、求。c、 剛性固定組裝法進(jìn)行焊接生產(chǎn)過程中，在沒有反變形的情況下，通過將構(gòu)件加以固定來限制焊接變形。在進(jìn)行筒體環(huán)焊縫焊接的過程中采用米字型支撐可以一定程度上防止焊接變形，保證筒節(jié)同心。但是這種焊接方法會產(chǎn)生較大的殘余應(yīng)力，可以采取相應(yīng)的焊后退火來消除殘余應(yīng)力。（2）、焊后矯正措施a、機(jī)械矯正利用外力使構(gòu)件產(chǎn)生與焊接變形方向相反的塑性變形，使兩者相互抵消，從而達(dá)到矯正焊接變形的目的。b、 火焰矯正利用火焰局部加熱時產(chǎn)生壓縮塑性變形，使較長的金屬纖維在冷卻后收縮，來達(dá)到矯正變形的目的。c、機(jī)械+火焰聯(lián)合矯正對于厚板件焊接，單一的機(jī)械或火焰矯正不能矯正變形，需要兩者聯(lián)合進(jìn)行矯正變形。2.3備料工藝分

34、析焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)過程中的材料準(zhǔn)備、零件的備料加工是焊接生產(chǎn)中 的必經(jīng)的首道工序，它將直接或間接地影響到整個產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。如果零件毛坯加工質(zhì)量不良，會直接增加裝配的困難，使焊接質(zhì)量下降。例如：裝配間隙、坡口形式、零件外形等不符合要求，就會直接影響焊縫的質(zhì)量，甚至?xí)a(chǎn)生焊接缺陷。為獲得優(yōu)質(zhì)焊接結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定的生產(chǎn)過程，應(yīng)該有合理的備料加工工藝，其主要包括：矯正（校直）、清理、表面防護(hù)處理、預(yù)落料等鋼材的預(yù)處理，以及劃線、號料、下料、坡口及邊緣加工、彎曲和成形、沖壓等工序。2.3.1 鋼材的預(yù)處理一、矯正鋼材在軋制過程中，以及吊裝、運(yùn)輸或在庫內(nèi)堆放、儲存中都可能產(chǎn)生變形，如整體、局部的彎曲，表面的

35、凹凸不平，扭曲、波浪變形等。這些變形將會焊接結(jié)構(gòu)件生產(chǎn)過程中各工序的正常進(jìn)行，并降低產(chǎn)品的質(zhì)量。例如：會使劃線號料達(dá)不到所要求的精確度，直接影響自動氣割機(jī)的切割精度，造成零件尺寸誤差過大，以致不能保證裝配間隙精度，造成焊接燒穿和未焊透等缺陷，以及整個產(chǎn)品幾何尺寸超差等。所以，凡是變形超過技術(shù)要求的金屬材料，在劃線號料前必須進(jìn)行矯正。對于厚度5mm以下的成卷供應(yīng)的鋼板，則在開卷后接著進(jìn)行矯平，才能應(yīng)用。在鋼板落料、拼接和結(jié)構(gòu)制造過程中，也會發(fā)生變形，這種變形的矯正稱為2第二次矯正，而預(yù)先進(jìn)行的矯正稱為第一次矯正。據(jù)工廠經(jīng)驗(yàn)，10%100%鋼板、扁鋼和15%20%的型材需要矯正。由于矯正是利用鋼材

36、局部塑性變形來達(dá)到矯平和矯直的目的，為了避免鋼材矯正量過大而過度消耗鋼材塑性和設(shè)備負(fù)荷過大，通常對冷矯正的變形量有限制，對Q235鋼冷矯正的伸長率不得超過1%，為防止低溫下冷矯正和冷彎曲時發(fā)生脆裂，碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼在環(huán)境溫度分別低于-16和-12時，不得進(jìn)行冷矯正和冷彎曲。超過規(guī)定范圍的矯正需采用加熱矯正，碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼在加熱矯正時加熱溫度應(yīng)根據(jù)鋼材性能確定，但不得超過900。低合金結(jié)構(gòu)鋼在加熱矯正后應(yīng)緩慢冷卻。加工或施焊過的毛胚進(jìn)行二次矯形時應(yīng)限制焊縫余高或去除余高，目的是防止接頭區(qū)過大的塑性變形?，F(xiàn)代焊接生產(chǎn)中多使用機(jī)床進(jìn)行矯正，極少使用手工矯正。使用鋼板矯正機(jī)可矯正鋼材

37、厚度0.550mm，它是利用多輥反復(fù)碾壓的原理達(dá)到矯正的目的。小的和中等截面的型材也可以使用多輥型材矯正機(jī)進(jìn)行矯正。，但工字鋼、槽鋼及大截面型鋼則需要用型鋼調(diào)直壓力機(jī)進(jìn)行矯正。在一些情況下，特別是鋼材二次矯正或是焊件的矯形還常常使用火焰矯形其原理是利用氣焊或氣割的的焊炬割炬或?qū)Ｓ玫幕鹧娉C正加熱槍，加熱被矯正鋼材或焊件的變形部位，如纖維伸長變形的部位，使之產(chǎn)生壓縮性變形，然后令其迅速冷卻，伸長纖維縮短了，從而消除了變形。矯正后的鋼材表面，不應(yīng)有明顯的凹面或損傷，劃痕深度不得大于0.5mm，且不應(yīng)大于該鋼材厚度負(fù)允許偏差的1/2鋼材矯正后的允許偏差也即轉(zhuǎn)入下一步工序前鋼材允許變形值。二、表面清理和

38、表面防護(hù)處理清除鋼材和零件表面的銹、油污和氧化物等是焊接生產(chǎn)中常被忽視的一道工序。這道工序被忽略或沒有認(rèn)真進(jìn)行，可使正常生產(chǎn)受阻，例如可破壞數(shù)控切割的連續(xù)性；尤其是在成批、大量生產(chǎn)條件下，采用高效焊接方法時若忽略將造成質(zhì)量問題，甚至產(chǎn)生廢品。表面清理的方法主要有兩類：1、 機(jī)械法 包括噴丸和噴砂、手動風(fēng)砂輪或鋼絲刷、砂布打磨、刮光或拋光等。噴丸和噴砂比較徹底，效率高，但粉塵污染環(huán)境，勞動條件差，須在專用場所進(jìn)行。對4mm以下的薄鋼板噴丸易造成損傷。2、 化學(xué)法 即用溶液進(jìn)行清理，這種方法效率高，質(zhì)量均勻而且穩(wěn)定，但是成本高，并對環(huán)境造成污染。常用的酸洗方法是將鋼板浸入質(zhì)量分?jǐn)?shù)2% 4%的硫酸槽

39、內(nèi)一定時間后，取出后置入質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%2%溫石灰液槽內(nèi)，經(jīng)石灰液中和鋼板上殘留的硫酸液，取出干燥，鋼板上留有一層薄石灰粉，它防止金屬在氧化，在切割前和焊前可將其擦去。一般鋼材表面清理用機(jī)械法，大批大量生產(chǎn)薄鋼板沖壓件、不銹鋼和有色金屬采用化學(xué)法及機(jī)械法清理。表面清理如沒有及時投入生產(chǎn)，還會繼續(xù)生銹。表面防護(hù)是在完成矯正和清理后的鋼材表面噴涂底漆并烘干的工序。我國在造船、重機(jī)、鍋爐和工程機(jī)械等行業(yè)中已經(jīng)建設(shè)了20多條包括矯平、噴丸除銹、40預(yù)熱、硫酸磷化、噴涂底漆和烘干（60）等工序在內(nèi)的專用設(shè)備組成的鋼材預(yù)處理生產(chǎn)線。2.3.2 放樣、劃線與號料放樣是在制造金屬結(jié)構(gòu)之前，按照設(shè)計(jì)圖樣，在放樣平臺

40、上用1:1的比例尺寸，劃出結(jié)構(gòu)或零件的圖形和平面展開尺寸。放樣的目的是檢查設(shè)計(jì)圖樣的正確性，確定零件毛坯的下料尺寸以及制作樣板。根據(jù)放樣零件的輪廓線，用小錘或沖子在金屬材料上打標(biāo)記稱為號料。號料的目的是避免金屬材料咋搬運(yùn)過程中將零件的輪廓線擦去。劃線即利用樣板在金屬材料商進(jìn)行零件實(shí)際輪廓的復(fù)制。放樣、劃線與號料的工作質(zhì)量對最后加工出來的半成品或成品、最終產(chǎn)品的質(zhì)量有很大的影響。合理排料，并注意考慮材料的軋制方向，則不僅有利于提高產(chǎn)品的質(zhì)量，而且提高材料的利用率，降低生產(chǎn)成本。樣板制作時應(yīng)考慮焊接收縮變形量及零件加工裕量。號料時應(yīng)根據(jù)工件形狀、大小、鋼材的規(guī)格尺寸，可用預(yù)先計(jì)算等方法來合理節(jié)約用

41、料，提高材料利用率。2.3.3 切割下料將零件從金屬材料上按號料標(biāo)記切割下來的工序稱為下料。下料的方法分為：機(jī)械切割、氣體火焰切割和等離子弧切割等。一、 機(jī)械切割金屬材料的機(jī)械切割包括使用剪床、圓盤剪床、沖床、聯(lián)合沖剪機(jī)和鋸床等的切割，用的最多的是剪床。當(dāng)剪床用來切割鋼板時剪切低碳鋼的厚度最大可達(dá)40mm。剪切時，由于對金屬的擠壓、彎曲和剪切塑性變形，導(dǎo)致切口處產(chǎn)生冷作硬化區(qū)，同時被切開金屬發(fā)生整體的扭曲塑性變形。硬化區(qū)寬度一般為1.52.5mm，這個區(qū)域的寬度與鋼材的力學(xué)性能，加工鋼材的厚度、壓緊裝置的位置及力量，剪刀的銳利狀況及剪刀之間的間隙有關(guān)。為提高剪切質(zhì)量及降低剪切力，應(yīng)使剪切過程盡

42、可能為純剪切，要求兩剪刀間的間隙一般在0.50.6mm以下。對剪切的質(zhì)量一般要求切口應(yīng)與板材表面垂直，斜度不大于1:10，毛刺高不大于0.5mm。當(dāng)用剪床剪切鋼板時，剪切的低碳鋼的厚度最大可達(dá)40mm二、 氣體火焰切割氣體火焰切割是先用預(yù)熱火焰把金屬表面加熱到燃點(diǎn)，然后打開切割氧使金屬氧化燃燒而放出巨熱，同時將燃燒生成的氧化熔渣從切口吹掉，從而實(shí)現(xiàn)金屬的切割。氧-乙炔切割是氣體火焰切割中應(yīng)用最廣泛的一種。與機(jī)械切割相比較，火焰切割的特點(diǎn)是可切割的厚度較大，切割零件的幾何形狀沒有限制，并可同時開出坡口，但是切割薄板及直線形工件時，其生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性不如機(jī)械切割。氣割質(zhì)量取決于所用氧、乙炔純度；火焰

43、的大小及性質(zhì)；割嘴的構(gòu)造；切割速度及切割器移動的均勻程度；被切割鋼板的化學(xué)成分和被切割鋼材的表面情況等。三、 等離子弧切割等離子弧切割是利用高溫的等離子弧流進(jìn)行切割的一種工藝方法，它可切割一般氣割不能切割的材料，如不銹鋼、有色金屬等。最近發(fā)展的空氣等離子弧切割，成本較低，可用來代替氧-乙炔切割低碳鋼、低合金鋼，也可用于不銹鋼、有色金屬等的切割。適用于切割30mm以下厚度的鋼板，也可切割不銹鋼、銅、鋁及其他材料。一般來說，當(dāng)被切割鋼板的厚度增加時，剪切時的對準(zhǔn)難度加大，剪切后硬化區(qū)也增大，剪床和矯正機(jī)的功率也必然增加，從而增加投資費(fèi)用，同時加工質(zhì)量也會因厚度增加而難以保證。而隨鋼材的增厚，氣割因

44、此而增加的難度不大。 所以，一般認(rèn)為當(dāng)被切割板厚在2025mm以下時剪切是經(jīng)濟(jì)的，在這個數(shù)值以上采用氣割是合理的。 2.3.4 坡口及邊緣加工切割下料的金屬毛坯在下列情況下還需進(jìn)行邊緣加工：為保證裝配的精確度、為了去除不良的邊緣（如氣割的熱影響區(qū)和剪切的冷作硬化區(qū)）、毛坯倒角和加工焊接坡口等。坡口和邊緣加工的方法有以下兩種：采用熔化切割法和采用刨削、車削或銑削機(jī)床加工。熔化切割法包括氧-乙炔氣割、碳弧氣割等。氧-乙炔氣割進(jìn)行坡口加工通常是在切割的同時進(jìn)行。碳弧氣刨常用于反面焊接前的清根、扣槽，也可用于清除焊接缺陷，這種方法的生產(chǎn)效率高，但是它會使金屬表面滲碳，影響接頭力學(xué)性能，因此適用于低碳鋼

45、和某些低合金鋼的夠構(gòu)件，或在碳弧氣刨后再用砂輪打磨。采用刨削、車削或銑削機(jī)床加工時，機(jī)床的選擇應(yīng)根據(jù)構(gòu)件的不同形狀、尺寸來決定。對于短而直的邊可用刨邊機(jī)加工，也可用龍門銑及動力頭驅(qū)動的專用刨銑機(jī)來加工。采用機(jī)械方法加工容易保證質(zhì)量，達(dá)到刨削坡口和邊緣加工的目的。對接焊縫開破口的原因是為了焊透金屬，以確保接頭的質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)型性。破口形式的選擇主要取決于厚度、焊接方法和工藝過程。通常要考慮一下幾個方面：a、可焊到性或便于施焊b、降低焊接材料的消耗量。對于同樣厚度的焊接接頭，采用X形坡口比V形坡口能節(jié)省較多的焊接材料、電能和工時，構(gòu)件越厚，節(jié)省越多，成本也越低。c、坡口易加工。V形和X形坡口可用氣割和

46、等離子弧切割，亦可用機(jī)械切削加工。對于 U形坡口則加工困難，盡量少開。2.3.5彎曲及成形在焊接結(jié)構(gòu)制造中，彎曲及成形加工占有相當(dāng)大的比重，某些焊接結(jié)構(gòu)件焊接時，金屬材料的80%90%需進(jìn)行彎曲和成形加工。大多數(shù)金屬材料的彎曲和成形加工是在冷態(tài)即常溫下進(jìn)行的，但當(dāng)變形量過大時可能會由于變形量過大，導(dǎo)致力學(xué)性能下降，所以可以采用加熱彎曲及成形，加熱溫度宜控制在9001000。金屬板材的彎曲是在卷板機(jī)上進(jìn)行，復(fù)雜的曲面形狀的成形一般在壓力機(jī)上利用模子壓出來。卷圓工藝分一次進(jìn)給和多次進(jìn)給，取決于工藝限制條件和設(shè)備限制條件，即冷卷時不得超過允許的最大變形率和板、輥之間不打滑，不得超過輥?zhàn)拥脑试S應(yīng)力與設(shè)

47、備的最大功率?？紤]到冷卷時鋼材的回彈，卷圓時必須施加一定的過卷量，即使回彈后工件的直徑為加工圖要求的工件直徑。2.4 技術(shù)要求分析2.4.1 筒體部技術(shù)要求1、筒體材料不得低于GB700-88中有關(guān)Q235C的規(guī)定。鋼板應(yīng)沿最終下料后的周邊超聲波探傷檢查，每邊檢驗(yàn)寬度不小于50mm，其質(zhì)量應(yīng)符合GB/T2970的規(guī)定。2、筒體軸向和環(huán)向焊縫應(yīng)采用自動焊，焊縫必須退火消除焊接應(yīng)力，不能整體退火時允許紅外線熱處理，但不得降低材料的機(jī)械性能。3、筒體排列必須符合下列規(guī)則：（1）焊縫不得和人孔加強(qiáng)板重合。（2）焊縫必須與人孔門錯開，其邊緣距離應(yīng)不小于75mm。（3）筒體縱焊縫在一周只許間隔180，相鄰

48、兩節(jié)縱焊縫間隔不小于90。4、所有焊縫應(yīng)飽滿和均勻整齊，表面質(zhì)量應(yīng)符合JC532中級的規(guī)定。筒體內(nèi)部的焊縫應(yīng)磨平。焊縫凸出板面厚度不大于0.5mm。焊縫磨平工序應(yīng)在焊縫退火之前進(jìn)行。筒體上的焊縫均要進(jìn)行超聲波探傷檢查，質(zhì)量應(yīng)符合GB11345-89鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結(jié)果分級的B級。對可能部位必須用射線探傷檢查，其質(zhì)量應(yīng)符合GB3323-87鋼熔化焊對接接頭射線照相和質(zhì)量等級中的級為合格。5、人孔與其加強(qiáng)板相連接的鉚釘孔應(yīng)與人孔加強(qiáng)板配作。熔割開設(shè)人孔時，必須留不小于鋼板厚度之半的切削加工裕量，且應(yīng)在消除焊接應(yīng)力前熔割。人孔應(yīng)切削加工，孔口棱角均需倒圓角R45,螺栓孔外側(cè)倒角1345

49、。6、筒體圓柱面素線直線度為5，筒體的M-N線與筒體進(jìn)出口滑環(huán)上的M-N線相對應(yīng)。2.4.2 生產(chǎn)技術(shù)要求分析1、 對結(jié)構(gòu)件材料提出的要求。焊接材料的選擇直接關(guān)系著最終焊接結(jié)構(gòu)件質(zhì)量的好壞。如果前期材料的選擇與檢驗(yàn)不合格，則在后期各種工序無論多么精確，也不能保證產(chǎn)品所需的質(zhì)量。因此，要對材料的選擇與檢驗(yàn)提出要求。2、 對焊接方法和焊后熱處理提出要求。焊接方法的選擇直接關(guān)系著材料焊接性的好壞，相同的材料在不同的焊接方法下回表現(xiàn)出不同的焊接性，最終 的焊接件的質(zhì)量也會有很大的不同。選用自動焊可以提高焊接接頭的質(zhì)量及焊接效率。在焊后進(jìn)行熱處理工藝，可以消除焊接結(jié)構(gòu)件內(nèi)的焊接應(yīng)力，防止由于焊接應(yīng)力而導(dǎo)

50、致的焊接變形及焊接缺陷的產(chǎn)生等。3、 對焊縫位置的要求：（1）如果焊縫與人孔加強(qiáng)板重合，由于焊縫處材料硬度較大，則在加工鉚釘孔及螺紋孔時會出現(xiàn)困難。（2）焊縫要與人孔錯開，因?yàn)樵谶M(jìn)行焊接時焊縫熱影響區(qū)的變形會很大程度上影響人孔的尺寸，導(dǎo)致人孔的變形。（3）相鄰兩節(jié)縱焊縫間隔不小于90是因?yàn)橐乐箍v焊縫與環(huán)焊縫出現(xiàn)交叉焊縫，焊縫交叉時，兩個方向上均會產(chǎn)生較高的焊接殘余應(yīng)力，超過材料塑性時則會產(chǎn)生焊接變形。4、 對焊縫質(zhì)量的要求。焊接構(gòu)件要保證焊縫的質(zhì)量，因?yàn)樘热艉缚p質(zhì)量不滿足要求則會影響焊接構(gòu)件的使用性能及壽命。對于水泥磨機(jī)筒體焊接過程中焊縫余高的要求是很必要的，因?yàn)橥搀w承受交變載荷，若焊縫余高

51、較大，則會產(chǎn)生一定程度的應(yīng)力集中，在交變載荷的作用則會產(chǎn)生冷裂紋等問題，更會產(chǎn)生一些安全方面的問題。5、 人孔留一定的加工裕量可以一定程度上彌補(bǔ)由于焊接過程中焊縫收縮導(dǎo)致的人孔的變形。螺紋孔倒角可以方便螺紋的固定。6、 對焊后筒體尺寸及形狀的要求。筒體由于熱循環(huán)的作用難以避免的會導(dǎo)致變形，為確保筒體的質(zhì)量要求，所以要對筒體的素線度及筒體中心線提出要求。2.5 焊接工藝分析2.5.1 焊接生產(chǎn)裝配工藝分析焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)的裝配工藝是將組成結(jié)構(gòu)的已加工好的零件，按圖樣規(guī)定的相互位置加以固定成組件、部件或結(jié)構(gòu)的過程。裝配時零件的固定常用定位焊、定位板、焊接夾具來實(shí)現(xiàn)。裝配時焊接結(jié)構(gòu)制造中的重要工序，裝配

52、質(zhì)量直接影響到焊接質(zhì)量和產(chǎn)品質(zhì)量。裝配時一項(xiàng)繁重的工作，它約占總工時的25%30%，提高裝配效率也就提高了焊接生產(chǎn)的效率。提高裝配的質(zhì)量和生產(chǎn)效率要先從提高零件、部件的加工精度入手，制定合理的裝配工藝，加強(qiáng)生產(chǎn)管理等。 裝配時用定位焊和定位板固定零件時，其強(qiáng)度要求是，從裝配到焊接的運(yùn)送過程中不能開焊或超過規(guī)定的變形；并且對于減少焊接變形也有利。定位焊焊道的截面尺寸不宜過大，盡量布置在基本焊縫施焊后能將其全部重熔，并保證焊接質(zhì)量。如果定位焊必須布置在非焊縫位，則該定位焊縫和定位板的定位焊縫，在焊接后應(yīng)清除掉，并仔細(xì)清理打磨表面。裝配方法的可以分為劃線定位裝配，用樣板和定位器進(jìn)行裝配和用安裝孔裝配

53、。劃線定位裝配是將待裝配零件按劃好的裝配位置線固定后進(jìn)行定位焊實(shí)現(xiàn)裝配。該裝配方法工作繁重，并要求有熟練的操作技術(shù)，一般只適用于單件生產(chǎn)和大型結(jié)構(gòu)。成批、大量生產(chǎn)的結(jié)構(gòu)一般利用樣板和定位器進(jìn)行裝配。這種裝配方法的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量較高。用安裝孔裝配適用于有安裝孔的結(jié)構(gòu)件，可分為固定地點(diǎn)裝配和流動裝配。固定地點(diǎn)裝配在固定位置上進(jìn)行，用于重型結(jié)構(gòu)或單件產(chǎn)品。流動裝配大量用于成批大量流水生產(chǎn)。焊接順序可以分整體裝配-焊接。邊裝邊焊、按部件裝配-焊接三種。整裝整焊即由單獨(dú)零件逐漸裝配成結(jié)構(gòu)之后再進(jìn)行焊接。這種焊接順序適用于結(jié)構(gòu)簡單的產(chǎn)品，通常是批量生產(chǎn)的產(chǎn)品。該方式焊接變形小，但應(yīng)力大，并且可達(dá)性差。

54、隨裝隨焊是對某些復(fù)雜結(jié)構(gòu)由單個零件組裝，然后焊接，再裝配，再焊接，即裝配焊接交替進(jìn)行。該方法在一個工位上裝配和焊接工作交叉進(jìn)行，影響生產(chǎn)率，也不利于采用先進(jìn)的焊接工藝和工藝裝備。適用于單件小批量的大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)生產(chǎn)。分部件的裝配是有零件裝配成部件并焊接合格后，再由部件裝配焊接成結(jié)構(gòu)。這一方式可實(shí)行流水生產(chǎn)，幾個部件同步加工，有利于應(yīng)用先進(jìn)的焊接工藝和工藝裝備，簡化了工藝裝備的設(shè)計(jì)和制造，有利于控制焊接變形和應(yīng)力，使得裝配-焊接工作的質(zhì)量提高，改善工人的勞動條件，提高生產(chǎn)效率。該方法適用于批量生產(chǎn)，也可使用于單件小批量生產(chǎn)。在進(jìn)行分部件時要充分考慮結(jié)構(gòu)、工藝和工廠條件。制定裝配工藝時要注意一些問題

55、：一、帶有機(jī)加工零件的結(jié)構(gòu)的裝配有兩種方法，一種只整個結(jié)構(gòu)裝配-焊接完成，甚至在消除內(nèi)應(yīng)力熱處理之后，再進(jìn)行機(jī)加工，該工藝過程可得到高的尺寸穩(wěn)定性和加工精度，容易滿足技術(shù)條件，質(zhì)量高，但需大型設(shè)備，生產(chǎn)成本高昂。另一種方法是先加工好零件，待其他構(gòu)件都完成裝配焊接之后，在用一個有足夠剛度和精度的、專門的裝配-焊接工藝裝備，完成機(jī)加工零件的最后裝配焊接。 二、定位基準(zhǔn)與找正，結(jié)構(gòu)裝配常以零件、部件的內(nèi)外表面，已加工的孔縱、環(huán)向基準(zhǔn)線、構(gòu)件中心線進(jìn)行定位與找正，所以零部件的內(nèi)外表面的精度會影響裝配的質(zhì)量。筒體焊接時基準(zhǔn)部位為外壁和端面，環(huán)焊縫基準(zhǔn)為內(nèi)外壁和縱向縫。1、 正確掌握公差標(biāo)準(zhǔn)，注意零件公差和由零件裝配成結(jié)構(gòu)的公差的關(guān)系，嚴(yán)格檢驗(yàn)零件公差，盡量做到互換性，為選配做好準(zhǔn)備。2、 一些體積龐大的產(chǎn)品，為保證總裝的質(zhì)量和進(jìn)度，應(yīng)在長內(nèi)試裝，將不可拆連接改為臨時可拆連接。2.5.2 焊接方