空气过滤器焊接工艺.docx

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空气过滤器焊接工艺

课程设计

班  级：

成型14-2   

学  号：

1408020202  

姓  名：

董鉴辉    

1产品的技术要求及原始数据分析

1.1产品概况

（1）名称：

MC-3645空气过滤器

（2）技术要求：

最高工作压力：

0.85MPa；设计压力：

1.0MPa；最高工作温度：

100℃；设计温度110℃；介质：

压缩空气；介质特性：

无毒，非易燃；主要受压原件材料：

OCr18Ni9；腐蚀裕度：

1mm；焊接接头系数（筒体/拼接封头）：

0.85/1.

（3）各部分组成：

3个凸缘，4个法兰，1个垫片，24个螺栓，48个螺母，1个筒体，1个滤芯固定板，2个接管，2个封头，1个铭牌，9个滤芯压盖

（4）作用：

使进入净化器中的空气保持一定的压力，并净化容器中的气体，去除空气中的杂质、油污、粉尘和水分等等。

1.2产品的技术要求

合理选择净化器各部件材料，切割允许偏差0.5mm；零部件加工按照焊接工艺要求确定，包括画线、切割、机加工等工艺；组装前严格检查并清除零件加工时残余的锐角，毛刺和异物；装配焊接应该按照装配—焊接的次序及所用的焊接工艺方法依次进行；焊接检验和修整根据产品的技术条件进行。

2备料加工工艺过程

焊接结构的备料加工一般要经过钢材的矫正、预处理、划线、放样、下料、弯曲、压制、校正等工序，这对保证产品质量、缩短生产周期、节约材料等方面均有重要的影响。

2.1接管

2.1.1尺寸

长度130mm，壁厚5mm，内径219mm，接管其中一端为30°棱边，如图2：

接管。

如图2：

接管

2.1.2加工方法

（1）原材料复验。

0Cr18Ni9

（2）划线。

留出3mm余量加工坡口。

（3）切割下料：

用HD3070精细等离子切割机（切割厚度6.4mm，采用电流30A，切割速度635mm/min，切割气体氧气，保护气体氮气），从成品钢管上截取长160mm钢管。

钢管的其中一端用CG1-3小车式半自动气割机（切割厚度5～60mm）加工成角度为30°棱边。

2.1.3.接管与法兰焊接

①材料0Cr18Ni9。

②焊接位置水平转动。

③焊接方法手工钨极氩弧焊打底+焊条电弧焊。

④焊材氩弧焊焊丝TGS-2CM（日本神钢）Φ2.4。

焊条：

CMA-106N（日本神钢）Φ4或Φ5。

⑤焊接工序焊接坡口100％干磁粉（MT）检测→预热（预热温度≥200℃）→装配、点焊→手工钨极氩弧焊打底（两层、层间温度200~250℃）→焊条电弧焊盖面→后热（200~300℃×2h）→24h后无损检测（100％MT+100％UT+100％RT）。

⑥焊接参数

a.手工钨极氩弧焊电流I=160~180A；电压U=15~17V；速度v=80mm/min；氩气流量16~18L/min；钨极直径D=2.4mm。

b.焊条电弧焊电流IΦ4=170~190A；电流IΦ5=190~210A；电压UΦ4、Φ5=22~26V；焊接速度vΦ4=130~150mm/min；焊接速度vΦ5=140~160mm/min。

2.1.4.接管法兰与封头焊接

①接管与下封头焊接

a.材料接管0Cr18Ni9，封头0Cr18Ni9。

b．焊接位置平焊。

c．焊接方法双面焊条电弧焊。

d．焊材材料CMA-106N（日本神钢）Φ3.2mm，Φ4mm，Φ5mm。

e．焊接工序焊接坡口100％干磁粉（MT）检测→预热（预热温度≥200℃）→装配、点焊→外坡口焊条电弧焊（层间温度200~250℃，先用Φ3.2mm焊条打1~2层底，再用Φ4mm焊条焊两层，然后用Φ5mm焊条施焊）焊至外坡口1/3处→内坡口碳弧气刨并打磨至露出金属光泽→内坡口清根部位100％干磁粉（MT）检测→内坡口焊条电弧焊（层间温度200~250℃）→外坡口焊条电弧焊（层间温度200~250℃）→后热（200~300℃×2h）→24h后无损检测（100％MT+100％UT+100％RT）。

f．焊接参数电流IΦ3.2=90~120A；电流IΦ4=170~190A；电流IΦ5=190~210A，电压UΦ3.2=20~24V；电压UΦ4、Φ5=22~26V；焊接速度vΦ3.2=100~120mm/min；焊接速度vΦ4=130~150mm/min；焊接速度vΦ5=140~160mm/min。

②大法兰接管与上封头焊接

a.材料接管2.25Cr-1Mo（锻件），封头2.25Cr-1Mo（钢板）。

b．焊接位置平焊。

c．焊接方法埋弧自动焊+焊条电弧焊。

d．焊材材料焊丝US-521S（日本神钢）Φ4。

焊剂：

PF-200（日本神钢）。

焊条：

CMA-106N（日本神钢）Φ4mm，Φ5mm。

e．焊接工序焊接坡口100％干磁粉（MT）检测→预热（预热温度≥200℃）→装配、点焊→外坡口埋弧自动焊（层间温度200~250℃）→内坡口清根部位100％干磁粉（MT）检测→内坡口焊条电弧焊（层间温度200~250℃）→内坡口焊条电弧焊（层间温度200~250℃）→后热（200~300℃×2h）→24h后无损检测（100％MT+100％UT+100％RT）。

f．焊接参数

焊条电弧焊电流IΦ4=170~190A；电流IΦ5=190~210A，；电压UΦ4、Φ5=22~26V；焊接速度vΦ4=130~150mm/min；焊接速度vΦ5=140~160mm/min。

埋弧自动焊焊接电流I=500~550A；焊接电压U=28~30V；焊接速度v=360~400mm/min。

2.1.5.接管法兰与筒体焊接

①大法兰接管与筒体焊接

a.材料接管2.25Cr-1Mo（锻件），筒体2.25Cr-1Mo（钢板）。

b．焊接位置平焊。

c．焊接方法埋弧自动焊+焊条电弧焊。

d．焊材材料焊丝US-521S（日本神钢）Φ2.4。

焊剂：

PF-200（日本神钢）。

焊条：

CMA-106N（日本神钢）Φ4mm，Φ5mm。

e．焊接工序焊接坡口100％干磁粉（MT）检测→预热（预热温度≥200℃）→装配、点焊→外坡口埋弧自动焊（层间温度200~250℃，焊至外坡口1/3处）→内坡口碳弧气刨并打磨至露出金属光泽→内坡口清根部位100％干磁粉（MT）检测→内坡口焊条电弧焊（层间温度200~250℃）→外坡口埋弧自动焊（层间温度200~250℃）→后热（200~300℃×2h）→24h后无损检测（100％MT+100％UT+100％RT）。

f．焊接参数

焊条电弧焊电流IΦ4=170~190A；电流IΦ5=190~210A，；电压UΦ4、Φ5=22~26V；焊接速度vΦ4=130~150mm/min；焊接速度vΦ5=140~160mm/min。

埋弧自动焊焊接电流I=300~380A；焊接电压U=28~32V；焊接速度v=360~400mm/min。

2.1.6小接管法兰与筒体焊接

a.材料接管2.25Cr-1Mo（锻件），筒体2.25Cr-1Mo（钢板）。

b．焊接位置平焊。

c．焊接方法双面焊条电弧焊。

d．焊材材料CMA-106N（日本神钢）Φ3.2mm，Φ4mm，Φ5mm。

e．焊接工序焊接坡口100％干磁粉（MT）检测→预热（预热温度≥200℃）→装配、点焊→外坡口焊条电弧焊（层间温度200~250℃，先用Φ3.2mm焊条打1~2层底，再用Φ4mm焊条焊两层，然后用Φ5mm焊条施焊）焊至外坡口1/3处→内坡口碳弧气刨并打磨至露出金属光泽→内坡口清根部位100％干磁粉（MT）检测→内坡口焊条电弧焊（层间温度200~250℃）→外坡口焊条电弧焊（层间温度200~250℃）→后热（200~300℃×2h）→24h后无损检测（100％MT+100％UT+100％RT）。

f．焊接参数电流IΦ3.2=90~120A；电流IΦ4=170~190A；电流IΦ5=190~210A，电压UΦ3.2=20~24V；电压UΦ4、Φ5=22~26V；焊接速度vΦ3.2=100~120mm/min；焊接速度vΦ4=130~150mm/min；焊接速度vΦ5=140~160mm/min。

2.2上封头

2.2.1尺寸

厚度：

16mm，与筒体焊接处留有20mm的直边，直边的端部要加工出30°棱边，预留钝边高度2mm。

整个封头成碟形，与接管连接处加工成通孔，通孔的直径112mm，通孔处要加工出40°棱边，如图5所示。

2.2.2封头的制造

.

图5：

上封头

1.下料

封头尽量下整体料，如需拼接时，封头各种不相交的拼焊焊缝中心线间距离至少应为封头钢材厚度的3倍，且不小于100㎜。

当封头由瓣片和顶圆板拼接制成时，接头方向只允许是径向和环向的，中心顶圆板直径应小于1/2DN。

4.2.2封头瓣片和顶圆板应用整板制造，不得拼接。

4.2.3封头按展开尺寸（外协成形封头下料尺寸按外协厂家要求）划线，采用机械加工、等离子切割或氧乙炔焰气割等方法进行下料和切割坡口，切割后必        　须去净割瘤、飞溅、毛刺及氧化层，并用砂轮打磨呈金属光泽，坡口表面不得有裂纹、分层、夹渣等缺陷。

2.拼接

4.3.1封头拼接坡口型式及尺寸按专用焊接工艺，坡口表面应平整、光滑。

4.3.2封头拼接时，对口错边量不得大于钢板厚度的10%，且不大于1mm，复合钢板的对口错边量不得大于钢板复层厚度的30%，且不大于1mm，棱角度应不大于0.1δn+1且不大于2mm（δn为名义厚度）。

4.3.3封头拼焊前，须将焊缝两侧各30mm范围内的氧化物、油污、锈蚀等杂物彻底清除干净。

采用手工电弧焊方法施焊的焊缝两侧各150mm范围内应涂刷石灰水，以防止飞溅沾附在钢板上。

4.3.4焊接规范按专用焊接工艺进行。

4.3.5封头拼接板在成形前应清除焊瘤、焊渣、飞溅物，椭圆形的拼接焊缝、锥形封头过渡部分的拼接焊缝内外表面在成形前应将焊缝余高打磨至与母材平齐。

拼接焊接接头表面不得有裂纹、咬边、气孔、弧坑和飞溅物。

4.3.6拼接接头外观检查合格后，按有关规定打上焊工钢印对低温压力容器和采用疲劳分析设计的封头，不得打钢印。

4.3.7封头在成形前，可根据实际情况进行必要的无损检测（射线或超声），以作为工序间的质量控制。

4成形

4.4.1依据封头的类型、规格、材质，可采用冲压、旋压和卷制等方法成形。

4.4.2　采用冲压成形的Q345R的封头，一般应采用热压

4.4.4封头压制时，其模具应分别按冷成形选取；模具的规格应与被压的封头一致，模具的表面不得有毛刺或硬块。

4.4.4.3压边时凹模及压边圈的工作表面应保证光洁。

4.4.4.4对热冲压封头使用中性火焰或电炉加热；封头坯料装炉时，板材要垫起，防止局部发烧。

4.4.4.5升温 随炉升温，升温温度按表4-2。

4.4.4.6保温 保温时间：

M＝δ·k分/min（δ＝板厚，k＝1分/min）。

4.4.4.7压制前应清除坯料氧化皮，并将有材质钢印标记的一面朝外。

4.4.4.8压制时使坯料在模具上放正，其偏心值不应大于3mm。

4.4.4.10模具需润滑，润滑剂的配方可参考表4-3。

表4-2热压封头加热和停压温度

材料

Q345R

加热温度℃

960～1050

保温时间分

按板材厚度，每分钟