換熱器的焊接性分析與工藝過程設計
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摘要 II
前言 1
1.1 壓力容器用鋼的發展 1
1.2 壓力容器焊接工藝方法的新發展 2
1.2.1 厚壁殼體窄間隙埋弧焊技術 2
1.2.2 接管、法蘭藥芯焊絲氣體保護堆焊技術 3
1.2.3 殼體內壁帶極堆焊技術 3
1.3 焊接過程機械化和自動化 4
2 產品的結構及材料的性能 5
2.1 產品介紹 5
2.2 母材性能分析 5
2.2.1 Q345R的焊接性分析 5
2.2.2 20g的焊接性分析 7
3焊接工藝方案的選擇 7
3.1 焊接方法的比較 7
3.1.1 埋弧焊的特點 7
3.1.2 CO2保護焊的特點 8
3.1.3 手工電弧焊的特點 8
3.2 焊接工藝方案的選擇 9
3.2.1 環焊縫焊接工藝方案選擇 9
3.2.2 筒節縱焊縫焊接工藝方案選擇 10
3.2.3 浮頭蓋與浮頭法蘭的環焊縫焊接工藝方案選擇 10
3.2.4管板的焊接工藝方案的選擇 10
3.2.5 管板與換熱管的焊接工藝方案的選擇 11
3.2.6焊接工藝評定 11
4 產品制造規程的設計 12
4.1 裝焊工藝流程圖的編制 12
4.2 產品零件加工工藝過程設計 12
4.2.1 封頭加工工藝過程設計 12
4.2.2 筒體成形工藝過程設計 14
4.3 裝焊工藝過程設計 17
5 焊接工序卡的編制 18
5.1 焊工資格的確定 18
5.2 焊材用量的確定 18
6 結語 20
致謝 21
參考文獻 22
附錄A(譯文) 23
參考文獻 31
附錄B(原文) 32
前言
換熱器是壓力容器的一種，由于壓力容器的工作條件、工作地點和它使用的廣泛性等等因素導致了我們對其進行了深入的研究。近10年來，國內外壓力容器的焊接技術取得了引人注目的新發展。隨著壓力容器工作參數的大幅度提高及應用領域的不斷擴展，對焊接技術提出了越來越高的要求。所選用的焊接方法、焊接工藝、焊接材料和焊接設備相比以前都有大幅度的改變。鑒于壓力容器涉及到許多重要的工業部門，包括石油化工裝置、煤液化裝備、輸油、輸氣管線、液化氣儲藏和運輸設備等，同時壓力容器的成形特點和技術要求決定了焊接技術的知識在此方面應用相當廣泛。由于知識容量所限，本文僅從壓力容器用鋼、先進的焊接工藝方法以及焊接過程機械化和自動化三方面的新發展和產品的焊接工藝過程設計步驟做概括的介紹。
1.1 壓力容器用鋼的發展
近年來，壓力容器用鋼的發展與鍋爐用鋼不同，其主要的發展方向是提高鋼的純凈度，即采用各種先進的冶煉技術，最大限度地降低鋼中的有害雜質元素，如硫、磷、氧、氫和氮等的含量。這些冶金技術的革新，不僅明顯地提高了鋼的沖擊韌性，而且可大大改善其加工性能，包括焊接性我和熱加工性能。
下表對比了采用常規冶煉方法和現代熔煉方法軋制的Q345(Q345R)鋼板的化學成分、不同溫度下的缺口沖擊韌度和應變時效后的沖擊韌度。表中所示數據表明，超低級的硫、磷、氮含量顯著地提高了普通低合金鋼的低溫沖擊韌度和抗應變時效性。
表1.1 不同條件下Q345R的沖擊韌度
板厚及狀態/mm 化學成分（質量分數，%） 不同溫度下的沖擊功
元素 C Si Mn P S N 20℃ 0℃ -20℃ -40℃ -60℃
24
正火 0.17 0.44 1.34 0.019 0.010 0.048 62
35 - 36
10 - -
40
正火 0.14 0.43 1.41 0.011 0.003 0.0123 253
235 236
218 224
212 171
150 145
126
Table 1.1 impact toughness of Q345R under different conditions
近期的大量研究證明，鉻鉬鋼的回火脆性主要起...
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