届研究设计模板供参考.docx
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届研究设计模板供参考
毕业设计（论文）
（2012届）
题目：
5M3贮油槽D类焊缝的焊接工艺设计
所属系：
机械工程技术系
班级：
焊接xxx
学生姓名：
xxxx
学号：
xxxxxxxxxx
同组成员：
xxxxxxxxxxxxxxx
指导教师：
史维琴
摘要：
压力容器是能承受一定压力作用的密闭的容器，它的用途十分的广泛，它在石油化学工业、能源工业、科研和军工等国民经济的各个部门都起着重要作用的设备。
压力容器一般由筒体、封头、法兰、密封元件、开孔和接管、支座等六大部分构成容器本体。
我做的这个课题就是对5m³贮油槽D类焊缝（接管与筒体）的焊接工艺设计。
主要分析5m³贮油槽D类焊缝所用的Q235-B和20两种材料的焊接性；选择合适的焊接方法和焊接材料、设计坡口、选择焊接工艺参数和焊接工艺要点；确定合适的焊接工艺评定、根据母材钢号、厚度、实际生产条件下选用的焊接方法和焊接位置等确定焊工所需持的证书、编制出5m³贮油槽D类焊缝焊接工艺规程指导焊接生产，并通过外观检查和水压实验来保证5m³贮油槽D类焊缝的焊接质量。
关键词：
贮油槽焊接性焊接工艺评定持证焊工
Abstract：
Pressurevesselthatcanwithstandacertainpressureofthesealedcontainer,itsuseiswidespread,itisinthepetrochemicalindustry,energyindustry,researchandmilitary,andothersectorsofnationaleconomiesplayanimportantroleinthedevice.Generallyfromthepressurevesselcylinder,head,flange,sealingelements,openingsandover,constitutethemajority,sixcontainersbearingthebody.
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Keywords:
WeldingperformanceWeldingtechnology。
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0前言
随着化工行业的发展，压力容器被广泛的使用。
压力容器随着生产需求的不断增加，趋向于大型化方向发展。
而制定实施焊焊接工艺评定是保证特种设备焊接工程质量的有效措施，也是保证锅炉、压力容器和压力管道焊接质量的一个重要环节。
因此，必须通过相应的实验及焊接工艺评定加以验证焊接工艺的正确性和合理性，并制定焊接工艺规程，焊接工艺评定还能够在保证焊接质量的前提下尽可能提高焊接生产效率并降低生产成本，获取最大的经济效益。
通过对这个课题的研究，我们要会分析母材的焊接性问题，能根据母材钢号、厚度、实际生产条件下选用的焊接方法和焊接位置等确定焊工所需持证目的，能编制D类焊缝的焊接工艺规程，用于产品的生产制造。
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15m³贮油槽D类焊缝分析
1.1压力容器产品基本结构
压力容器的主要构造有：
筒体、封头、法兰、密封元件、开孔与接管以及支座六大部分构成外壳。
对于储存容器，外壳即是容器。
而反应、传热、分离等容器，还需装工艺所需配件，方能构成完整的容器。
1.2焊缝编号规则
（1）焊缝分布图的焊接接头编号方法根据GB150-1998《钢制压力容器》第10.1.6要求：
圆筒部分的纵向接头（多层包扎容器层板层纵向接头除外）、球形封头与圆筒连接的环向接头、各类凸形封头中的所有拼焊接头以及嵌入式接管与壳体对接连接的接头，均属于A类焊接接头。
壳体的部分的环向接头，锥形封头小端与接管连接的接头、长颈法兰与接管连接的接头，均属于B类焊接接头，但已规定为A、C、D类的焊接接头除外。
平盖、管板与圆筒非对接连接的接头，法兰与壳体、接管连接的接头，内封头与圆筒的搭接接头以及多层包扎容器层板层纵向接头，均属于C类焊接接头。
接管、人孔、凸缘、补强圈等与壳体连接的接头，均属于D类焊接接头，但已规定为A、B类的焊接接头除外。
1.35m³贮油槽D类焊缝分析
5m³贮油槽的焊缝分布图见图1，从图中可以看出5m³贮油槽D类焊缝主要有：
D1、D2、D3、D4、D5、D6，它们都是接管与筒体相焊接的D类焊缝。
它们用到的壳体的材料主要是Q235-B，接管的材料主要是20。
但是其中接管的尺寸有的是不同的，D1中的尺寸是Φ89*4，D2中的尺寸是Φ76*4，D3、D4中的尺寸是Φ25*3，D5中的尺寸是Φ89*4，D6中的尺寸是Φ32*3.5。
图1焊缝分布图
25m³贮油槽D类焊缝的焊接性分析
5m³贮油槽D类焊缝（接管与筒体）焊接材料分别是20与Q235-B，。
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2.1金属材料的焊接性
（1）金属材料焊接性的概念
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工艺焊接性。
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使用焊接性
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（2）金属材料焊接性的影响因素
金属材料焊接性的好坏，主要决定于材料的化学成份，而且与结构的复杂程度、刚性、焊接法方法、采用的焊接材料、焊接工艺条件及结构的使用条件等都有密切的关系。
1）材料因素。
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2）工艺因素。
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3）结构因素
4）使用条件。
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（3）焊接性的判断方法
金属材料焊接性实验方法分类见下表1。
表1金属材料焊接性实验方法种类
工艺焊接性
使用焊接性
2.25m³贮油槽D类焊缝的焊接性分析
5m³贮油槽D类焊缝接管的材质是20，筒体的材质是Q235-B,其化学成分和力学性能见表3-1。
表3-1Q235-B与20钢化学成分与力学性能
化学成分
C％
Mn％
Si％
Cr％
Ni％
P％
S％
Q235-B
0.12-0.20
0.30-0.70
≤3.00
/
/
≤0.045
≤0.045
20
0.17-0.24
0.35-0.65
0.17-0.37
≤0.25
≤0.30
≤0.035
≤0.035
力学性能
σs/MPa
σb/MPa
б5/％
ψ/％
Akv
Q235-B
≥235
375-460
≥26
≥26
27（常温）
20
≥245
≥410
≥25
≥25
27（常温）
由表中可知道Q235-B的化学成分,按照国际碳当量法计算：
CE=C+Mn/6+（Ni+Cu）/15+（Cr+Mo+V）/5（％）
CE=0.20+0.70/6+0+0（％）
CE=0.31（％）
根据规定，当CE小于0.4%时，钢材焊接淬硬倾向不大，焊接性良好，焊前不需热。
而Q235-B的碳当量为0.31％，所以低碳钢Q235-B的焊接性好，主要表现在：
（1）。
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（2）。
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（3）。
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（4）。
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另外，从表中分析看出Q235-B和20，。
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但焊接低碳钢时，如焊条直径或工艺参数选择不当，也可能出现。
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35m³贮油槽D类焊缝焊接工艺分析
3.1选择焊接方法和焊接材料
（1）5m³贮油槽D类焊缝（接管与筒体）焊接材料分别是20与Q235-B，它们都属于低碳钢，所以广泛的采用焊条电弧焊。
焊条的选择是根据低碳钢的强度等级，选用相应强度等级的结构钢焊条，并考虑结构的工作条件，选用酸性或碱性焊条，采用碱性焊条时，焊缝金属的抗裂性和低温冲击韧性较好。
常用低碳钢焊接的焊条选择见表2。
表2常用低碳钢焊接的焊条选择
钢号
选用的焊条型号
施焊条件
一般结构（包括厚度不大的低压容器）
受动载荷，厚板结构，中、高压及低温容器
Q235
E4303、E4301、E4313
E4316、E4315（或E5016、E5015）
一般不预热
20、20R、20g
E4310、E4320
E4316、E4315（或E5016、E5015）
一般不预热
在根据图纸上的技术要求这个焊缝是采用的是J422焊条，J422（型号E4303）：
属于钛钙型药皮的碳钢焊条，可交、直流两用，可全位置焊，焊接工艺性能好，电弧稳定，焊道美观，且飞溅小。
3.2焊接坡口选择
根据焊接方法和结构，一般按国家标准GB/T985-88《手工电弧焊和气体保护焊焊缝坡口的基本尺寸和形式》、。
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选择焊接坡口。
3.3焊接工艺参数选择
3.4焊接操作要点
4编制5m³贮油槽D类焊缝焊接工艺规程
焊接工艺规程（也叫焊接工艺卡）指制造焊件所有关的加工和实践要求的细则文件，可保证由熟练焊工或操作工操作时质量的再现性。
接头的焊接工艺规程表格应能正确体现焊接具体要求实施程序，包括设计、工艺、质保、检验、焊材、监测等各个方面。
5m³贮油槽D类焊缝的焊接生产，必须要按照焊接工艺规程进行，焊接工艺规程编制的依据是产品图样技术要求和焊接工艺评定。
焊接工艺规程的主要内容有。
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4.15m³贮油槽D类焊缝合适的焊接工艺评定
（1）5m³贮油槽D类焊缝的接管的规格和尺寸是。
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筒体的厚度是。
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5m³贮油槽D类焊缝焊接工艺评定数量和内容按照NB/T47014-2010。
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（2）试件厚度与焊件厚度的评定规则
对接焊缝试件评定合格的焊接工艺适用于焊件厚度的有效范围按表3或表4中的规定。
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表3对接焊缝试件厚度与焊件厚度规定（试件进行拉伸实验和横向弯曲实验）单位为mm
试件母材厚度T
适用于焊件母材厚度的有效范围
适用于焊件焊缝金属厚度（t）的有效范围
最小值
最大值
最小值
最大值
1.5≤T≤10
1.5
2T
不限
2t
表4对接焊缝试件厚度与焊件厚度规定（试件进行拉伸实验和纵向弯曲实验）单位为mm
试件母材厚度T
适用于焊件母材厚度的有效范围
适用于焊件焊缝金属厚度（t）的有效范围
最小值
最大值
最小值
最大值
1.5≤T≤10
1.5
2T
不限
2t
根据试件厚度与焊件厚度的评定规则，并分析对比接管与筒体的尺寸及它们的厚度，可以看出我们只要做一对6mm的Q235-B的对接焊缝的焊接工艺评定便可覆盖了所有的接管与筒体焊接，即焊接工艺评定明细表见表5。
表5焊接工艺评定明细表
序号
PQRNo.
母材（评定材料）
规格
焊接
方法
焊接材料
母材熔
敷厚度
焊缝金属厚度
预热温度
（PWHT）
焊接位置
冲击要求
接头形式
备注
1
2011-01
Q235
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