四川化工职业技术学院
毕业设计（论文）
题目压力容器结构与制造
系（部）机械工程系
专业焊接技术及自动化
指导教师
作者
完成日期2011/4/27
四川化工职业技术学院
目录
目录 (2)
摘要 (1)
引言 (4)
第一章压力容器介绍 (5)
1.1 定义： (5)
1.2 压力容器的结构特点 (6)
1.3 压力容器的分类 (6)
1.4我国分类 (7)
1.5压力等级划分 (8)
1.6多腔压力容器分类 (8)
1.7 压力容器标准 (9)
第二章压力容器结构与焊接 (9)
2.1 压力容器焊接接头分类及形式 (9)
2.1.1 焊接接头分类 (9)
2.1.2接头形式 (10)
2.2 压力容器焊接结构设计的基本原则 (11)
2.3压力容器焊接性分析 (11)
2.3.1压力容器焊接性 (11)
2.3.2压力容器用低合金高强钢焊接要点 (12)
2.3.3 压力容器用耐热钢焊接要点 (12)
2.3.4 低温钢压力容器的焊接 (12)
2.4焊缝坡口 (13)
2.4.1坡口的选择 (13)
2.5焊接方法的选择 (15)
2.6 焊缝表面的形状尺寸及外观要求 (16)
3.1 焊接材料 (18)
3.1.1 焊接材料选用原则 (18)
3.1.2 一般要求 (19)
3.1.3 常用钢号推荐选用的焊接材料压力容器的选材原理 (19)
3.1.4 压力容器材料的种类 (19)
3.2 焊接工艺评定 (21)
3.3 焊工要求 (22)
3.4 施焊环境 (23)
3.5焊前准备 (23)
3.5.1压力容器制造工艺流程 (23)
3.5.2 坡口制备 (24)
3.5.3 组对定位 (24)
3.5.4 预热 (24)
3.5.5后热 (25)
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3.6封头制备 (25)
3.6.1封头制造工艺流程 (25)
3.7 筒体制备 (26)
3.7.1卷制筒节的制造工艺流程 (26)
3.7.2 圆筒和壳体 (27)
3.8 法兰和平盖 (30)
3.8.1 法兰的装配 (30)
3.8.2壳体上组装人孔与接管 (30)
3.9 焊接应力及变形 (31)
3.9.1 变形种类 (31)
3.9.2 影响变形量的因素 (31)
3.9.3 减少焊接变形的措施 (31)
3.10 热处理 (32)
3.10.1 热处理条件 (32)
3.10.2 热处理方法 (34)
3.10.3 试板与试样的热处理 (36)
3.11 无损检测 (37)
3.11.1射线照相探伤法 (37)
3.11.2超声波探伤法 (38)
3.11.3磁粉探伤 (38)
3.11.4渗透探伤 (38)
3.11.5 100%RT和UT的检测范围 (38)
3.12 焊接返修 (39)
3.12.1 焊缝返修要求 (39)
3.12.2 碳弧气刨操作 (40)
3.13压力试验和气密性试验 (40)
3.13.1压力试验 (40)
3.14 压力容器涂装的规定 (45)
第四章压力容器安全技术管理 (45)
4.1 压力容器事故率高的原因 (45)
4.2 技术条件 (46)
4.3 使用管理 (46)
4.4 提高压力容器安全技术竹理的有效措施 (46)
第五章煤气分离器制造工艺 (47)
5.1 焊接选材 (47)
5.2 煤气分离器的焊接 (47)
5.2.1 封头的焊接 (47)
5.2.2 筒体的焊接 (49)
结论 (52)
致谢 (53)
参考文献 (54)
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摘要
随着科学技术的进步和工业生产的发展，特别是国民经济领域持续稳定的发展，压力容器已在石油、化工、轻工、医药、环保、冶金、、食品、生物工程、及国防等工业领域以及人们日常的生活中得到广泛的应用，且数量日益增大，大容积的设备也越来越多。石油、化工、医药等产品是按照一定的工艺过程，在一定的条件下利用与之相匹配的机械设备生产出来的。例如，生产尿素就需要与之配合的合成塔、换热器、分离器、反应器、储罐等压力容器；加工原油就需要与原油生产工艺配套的精馏塔、换热器、加热炉等压力容器；此外用于精馏、解析、吸收、萃取等工艺的各种塔类设备也为压力容器；用于流体加热、冷却、液体气化、蒸汽冷凝及废热回收的热交换设备仍属于压力容器；石油化工中三大合成材料生产中的聚合、加氢、裂解等工艺用的反映设备，用于原料、成品及半成品的储存、运输、计量的各种储运设备等都是压力容器。据统计，化工厂中80%左右的设备都是属于压力容器的范畴。
压力容器种类多，操作条件复杂，有真空容器，也有高压、超高压设备和核能容器；温度也存在从低温到高温的较大范围，处理的介质大多具有腐蚀性，或易燃、易爆、有毒，甚至剧毒。这种多样性的操作特点给压力容器从选材、制造、检验到使用、维护以至管理等诸方面造成了复杂性，因此压力容器的设计与制造、检验等诸多环节都有着越来越高的要求！
化工生产的特殊性决定了压力容器的复杂多样性，压力容器属于特种设备。由于密封、承压及介质等原因，容易发生爆炸、燃烧起火而危及人员、设备和财产的安全及污染环境的事故，具有潜在的危险性，一旦发生事故，将会对人民财产、生命造成巨大损失；此外，还具有生产过程复杂，生产装置大型化及生产过程的连续性、自动化程度高等特点。因此，要求压力容器既能满足工艺要求，又能安全可靠运行，同时还要经济合理。
本论文以煤气分离器为例，论述了压力容器的结构标准，主要研究了压力容器的焊接工艺、工艺评定、设计与制造。压力容器的制作是一个复杂而又严紧的
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四川化工职业技术学院过程，压力容器的每个部分都需要确定使用的材料与焊接工艺，不可忽视每一个很小的环节。压力容器涉及多个学科，综合性很强，一台压力容器从参数确定到投入正常使用，要通过很多的环节及相关部门的各类工程技术人员的共同努力才能实现。
关键词：压力容器设计与制造焊接工艺结构生产
Abstract
Along with the science and technology progress and industrial production, the development of national economy, especially the development of continuous, stable, pressure already in the oil, let device chemical industry, the light industry, pharmaceutical, environmental protection and smelting gold, and foods, biological engineering, and national defense industry and People's Daily life are widely used, and the amount is large volume increases day by day, the device will be more and more. Petroleum, chemical, pharmaceutical products according to certain process is under certain conditions using its matching mechanical equipment production comes out. For example, production of urea needs and with synthetic tower, heat exchanger, separator, reactor, tanks, etc pressure vessels; Processing crude oil production technology need and crude distillation, heat exchanger, supporting such pressure vessels; heating Besides used for distillation, analytic, absorption, the extraction process of various tower for pressure vessel equipment; Used for heating, cooling, liquid fluid gasification, steam condensation and heat recovery of heat exchange equipment still belong to pressure vessels; Petrochemical production in the three synthetic materials such as polymerization, hydrogenation, cracking the technology used for raw materials, equipment, reflect the finished and semi-finished products of
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四川化工职业技术学院the storage, transportation and measurement of storage and transportation equipment etc is a pressure vessel. According to the statistics in the chemical industry, 80% of the equipment is to belong to the category of pressure vessels.
Pressure vessel, types, operating conditions is complex, has a high voltage vacuum container, also, and ultrahigh-pressure equipment and nuclear containers; Low temperature also exist to high temperature from the wide range of most, processing, or corrosive medium inflammable, explosive, toxic, even poisonous. Such diversity of operating characteristics to pressure vessel inspection from select material, manufacturing, to use, maintenance and management aspects such as the complexity, therefore cause pressure vessel design and manufacturing, inspection, and many other links have higher request!
The particularity of chemical production complex diversity, pressure vessel pressure vessel belongs to the special equipment. Because sealing, confined and media and other reasons, easy explosion, burning fire and endanger personnel, equipment and property safety and environmental pollution accidents, is potentially dangerous, once, an accident of people's property, will be caused heavy loss of life; In addition, still has the production process is complicated, production equipment and the production process of large-scale continuity and advanced in automatization. Therefore, require the pressure vessel can meet the technological requirements, and the safe and reliable operation, but also economic and reasonable.
This thesis with gas separator as an example, elaborated the pressure vessel structure standard, mainly studies the pressure vessel welding technology, process evaluation, design and manufacturing. Pressure vessel manufacture is a complicated and latticed process, pressure vessel to every part of the need to make sure that the use of materials and welding technology, every small cannot ignore the link. Pressure vessel involving multiple disciplines, very strong, a pressure vessel integrated parameter determination to input from normal use, through a lot of link and the related departments of all kinds of engineering and technical personnel work together to achieve.
Keywords: Pressure vessel Design and manufacturing
Welding process Structure production
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引言
压力容器是一种承压设备，一般是指用于一定压力流体的贮存、运输或者是传质、传热、反应的密闭容器。广泛应用于采矿、炼油、冶金、化工、医药等行业以及人民生活的很多方面。随着科学技术的发展，压力容器制造水平越来越高，压力容器涉及多个学科，综合性很强。石油、化工、医药等产品是按照一定的工艺过程，在一定的条件下利用与之相匹配的机械设备生产出来的。随着科学技术的进步和工业生产的发展，特别是国民经济领域持续稳定的发展，压力容器已在石油化工轻工医药环保冶金食品生物工程及国防等工业领域以及人们的日常生活中得到广泛应用，且数量日益增大，大容积的设备也越来越多。据统计，化工厂中80%左右的设备都属于压力容器的范畴。工业中的压力容器储罐压力容器涉及多个学科，综合性很强。压力容器向大型化发压展随着生产和降低基建投资的需要，便于实现自动化，要求设备大型化，这就意味着压力容器的参数和直径的增加。在工艺要求上也有功能要求和寿命要求。综合性是衡量压力容器优劣的重要指标，经济性不好的容器缺乏市场竞争力，最终会被市场淘汰，即所谓的经济失效，压力容器的经济性主要体现在：1 生产效率高、消耗低； 2 结构合理、制造方便；3 易于运输和安装。压力容器的操作、维护控制要求在我国还没有完全实现自动化，要求设计、制造时做到操作简单、可维护性和可修理性好、便于控制等。在环境保护方面随着人们对环境意识的增强，对压力容器概念有了新的认识，除对传统的破裂、塑性变形、失稳和泄漏等功能失效外，现在又提出“环境失效”，如有害物质泄漏到环境中、无法清除的有害物质、噪音等。因此，压力容器必须考虑这些因素，必要时应增设有泄漏捡漏功能的装置，以满足对环境的需求。压力容器制造的技术水平也越来越高，已逐渐向大型化发展，大型化可以节省材料、降低投资、节约能源、提高生产效率降低生产成本，这同时也导致对压力容器用钢要求日益严格，促使材料发展，在要求钢材强度越来越高时还要提高冶炼技术以降低杂质保证钢材的抗裂性和韧性，这就必须降低焊缝中氢的含量，因此超氢材料的研制和使用受到了容器制造厂家的关注。
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第一章压力容器介绍
压力容器英文：pressure vessel，指盛装气体或者液体，承载一定压力的密闭设备。贮运容器、反应容器、换热容器和分离容器均属压力容器。
1.1 定义：
为了与一般容器(常压容器)相区别，只有同时满足下列三个条件的容器，才称之为压力容器：
1.1.1 工作压力大于或者等于0.1Mpa(工作压力是指压力容器在正常工作情况下，其顶部可能达到的最高压力（表压力）); （不含液体静压力）。
1.1.2 内直径（非圆形截面指其最大尺寸）大于等于0.15m。且容积（V）大于等于0.025立方米，工作压力与容积的乘积大于或者等于
2.5MPa-L(容积，是指压力容器的几何容积）。
1.2.3 盛装介质为气体、液化气体以及介质最高工作温度高于或者等于其标准沸点的液体.
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四川化工职业技术学院1.2 压力容器的结构特点
压力容器最常见的结构形式为圆柱形、球形和圆锥形三种。大多数压力容器是由封头、端盖、筒体和接管等部件组成。
压力容器的封头按其外形可分为椭圆形，蝶形和球形三种。厚度在20mm以下的薄壁封头可采用冷冲压或旋压成形制造。20mm以上的壁厚封头一般采用热冲压成型制造。大直径封头可由瓜瓣片和圆顶盖拼焊而成。厚壁容器的顶盖以及热交换器的管板大部分采用大型锻件加工而成。圆柱形筒体和椎体可采用冷卷或热卷成形，也可采用压制成形工艺制造。封头、端盖、筒体（椎体）和接管之间几乎全部用焊接而成。
1.3 压力容器的分类
压力容器的分类方法很多，从使用、制造和监检的角度分类，有以下几种。
1.3.1.1按承受压力的等级分为：低压容器、中压容器、高压容器和超高压容器。
1.3.1.2按盛装介质分为：非易燃、无毒；易燃或有毒；剧毒。
1.3.1.3 压力容器按在生产工艺过程中的作用原理，分为反应压力容器、换1.3.2热压力容器、分离压力容器、储存压力容器。具体划分如下：
1.3.
2.1反应压力容器（代号R）：主要是用于完成介质的物理、化学反应的压力容器，如反应器、反应釜、分解锅、硫化罐、分解塔、聚合釜、高压釜、超高压釜、合成塔、变换炉、蒸煮锅、蒸球、蒸压釜、煤气发生炉等。
1.3.
2.2 换热压力容器（代号E）：主要是用于完成介质的热量交换的压力容器，如管壳式余热锅炉、热交换器、冷却器、冷凝器、蒸发器、加热器、消毒锅、染色器、烘缸、蒸炒锅、预热锅、溶剂预热器、蒸锅、蒸脱机、电热蒸汽发生器、煤气发生炉水夹套等。
1.3.
2.3分离压力容器（代号S）：主要是用于完成介质的流体压力平衡缓冲和气体净化分离的压力容器，如分离器、过滤器、集油器、缓冲器、洗涤器、吸收塔、铜洗塔、干燥塔、汽提塔、分汽缸、除氧器等。
1.3.
2.4储存压力容器（代号C，其中球罐代号B）：主要是用于储存、盛装气体、液体、液化气体等介质的压力容器，如各种型式的储罐、球罐。
在一种压力容器中，如同时具备两个以上的工艺作用原理时，应当按工艺过程中的主要作用来划分品种。
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四川化工职业技术学院1.4我国分类
为了更有效地实施科学管理和安全监检，我国《压力容器安全监察规程》中根据工作压力、介质危害性及其在生产中的作用将压力容器分为三类。并
对每个类别的压力容器在设计、制造过程，以及检验项目、内容和方式做出
了不同的规定。压力容器已实施进口商品安全质量许可制度，未取得进口安
全质量许可证书的商品不准进口。
1.4.1 第三类压力容器
具有下列情况之一的，为第三类压力容器：高压容器；中压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质）；中压储存容器（仅限易燃或毒性程
度为中度危害介质，且pV乘积大于等于10MPa2m3 ）；中压反应容器（仅限易燃或毒性程度为中度危害介质，且pV乘积大于等于0.5MPa2m3）；低压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质，且乘积大于等于0.2MPa2m3 ）；高压、中压管壳式余热锅炉；中压搪玻璃压力容器；使用强度级别较高（指相应标准中抗拉强度规定值下限大于等于540MPa）的材料制造的压力容器；移动式压力容器，包括铁路罐车（介质为液化气体、低温液体）、罐式汽车[液化气体运输（半挂）车、低温液体运输（半挂）车、永久气体运输（半挂）车]和罐式集装箱（介质为液化气体、低温液体）等；球形储罐（容积大于等于50m3）；低温液体储存容器（容积大于5m3）。低温液体储存容器（容积大于5m3）
1.4.2 第二类压力容器
具有下列情况之一的，为第二类压力容器：中压容器；低压容器（仅
限毒性程度为极度和高度危害介质）；低压反应容器和低压储存容器（仅
限易燃介质或毒性程度为中度危害介质）；低压管壳式余热锅炉；低压
搪玻璃压力容器。
1.4.3第一类压力容器
除上述规定以外的低压容器为第一类压力容器。
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四川化工职业技术学院1.5压力等级划分
压力容器的设计、制造、安装、使用、检验、改造和修理都要受到国家《压力容器安全技术监察规程》的监察。压力容器的焊接工作有严格的参数，必须遵循国家有关标准、行业标准和专业标准。
1.5.1按压力容器的工作压力p,压力容器可分为低压、中压、高压和超高压容器四类。这四类容器的压力范围规定如下：
压力容器的设计压力（p）划分为低压、中压、高压和超高压四个压力等级：低压(代号L) 0.1MPa≤p＜1.6MPa；中压(代号M) 1.6MPa≤p＜10.0MPa；高压(代号H) 10.0MPa≤p＜100.0MPa；超高压(代号U) p≥100.0MPa。1.5.2按照压力容器安全技术的角度可将容器分为固定式容器和移动式容器。
1.5.3从压力容器的用途和化工工艺过程的性质，可将压力容器分为反应容器、换热容器、分离容器和贮运容器。
1.5.4鉴于各种容器的工作压力和介质差别较大，容器按工作压力、温度的高低以及在运行过程中的危害程度可以分为一类容器、二类容器和三类容器。
一类容器是指装有非易燃或无毒介质的低压容器，或者是装有易燃或有毒介质的低压分离器和换热器。
二类容器包括中压容器，或者装有剧毒介质的低压容器和装有易燃或有毒介质的低压反应器和贮运容器。
三类容器是指高压或超高压容器。或者装有剧毒介质的大型低压和中压容器，或者装有剧毒介质的低压容器和装有易燃或有毒介质的中压反应器和贮运容器。
1.6多腔压力容器分类
多腔压力容器（如换热器的管程和壳程、夹套容器等）按照类别高的压力腔作为该容器的类别并且按该类别进行使用管理。但应当按照每个压力腔各自的类别分别提出设计、制造技术要求。对各压力腔进行类别划定时，设计压力取本压力腔的设计压力，容积取本压力腔的几何容积。
1.6.1同腔多种介质容器分类
一个压力腔内有多种介质时，按组别高的介质分类。
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四川化工职业技术学院1.6.2 介质含量极小容器分类
当某一危害性物质在介质中含量极小时，应当按其危害程度及其含量综合考虑，由压力容器设计单位决定介质组别。
1.7 压力容器标准
鉴于压力容器的重要性，为确保其安全运行，各国相继制订了一系列压力容器规范，如美国的ASME规范，日本的JIS规范，欧盟的97/23/EC规范
中国压力容器标准体系中，GB150《钢制压力容器》是最基本，应用最广泛的标准，其技术内容与 SANEⅧ-1、JIS B 8270 等国外先进压力容器标准大致相当，但在适用范围、许用应力和一些技术指标上有所不同中国压力容器标准标准名称 GB150-89《钢制压力容器》JB4732《钢制压力容器-分析设计标准》
美国 ASME 标准压力限定≤35 ＜100 标准名称 ASMEⅧ-1 ASMEⅧ-2 ASMEⅧ-3 推荐压力范围≤20 ≤70 ＞70然而，我国的标准在主体上都以设计规范为主，不同于包含质量保证体系的 SAME 规范，为保证生产，原国家劳动总局颁布了《压力容器安全监察规程》，1990 年原劳动部在总结执行经验的基础上，修订了 1981 年版的规程，并改名为《压力容器安全技术监察规程》，简称“容规”，并于1991 年 1 月正式开始执行。1999 年国家质量技术监督局又对《压力容器安全监察规程》进行了修订，并颁布了 1999 年版。压力容器标准是设计、制造、检验压力容器产品的依据；《压力容器安全技术监察规程》是政府对压力容器实施安全技术监督和管理的依据，属于技术法规规畴，两者的适用范围不同。《压力容器安全技术监察规程》适用于同时具备以下条件的容器：
( 1）最高工作压力≥0.1MPa 2）
(2)内直≥0.1m，且容积容积容积≥0.025m3;3）
(3)盛装介绍为气体、液体气体或最高工作温度高于等于标准沸点的液体。
第二章压力容器结构与焊接
2.1 压力容器焊接接头分类及形式
2.1.1 焊接接头分类
目的：为对口错边量、热处理、无损检测、焊缝尺寸等方面有针对性地提出不同
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四川化工职业技术学院的要求，GB150根据位置，根据该接头所连接两元件的结构类型以及应力水平，把接头分成A、B、C、D四类，如图：
A类：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。 B类：壳体部分的环向接头、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。但已规定为A、C、D类的焊接接头除外。 C类：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。 D类：接管、人孔、凸缘、补强圈等与壳体连接的接头。但已规定为A、B类的焊接接头除外。注意：焊接接头分类的原则仅根据焊接接头在容器所处的位置而不是按焊接接头的结构形式分类，所以，在设计焊接接头形式时，应由容器的重要性、设计条件以及施焊条件等确定焊接结构。
2.1.2接头形式
2.1.2.1 对接
两件表面构成大于或等于1350,小于或等于1800夹角的接头。在各种焊接结构中它是采用最多的一种接头形式。
2.1.2.2 交接接头
两焊件端面间构成大于300、小于1350夹角的接头，这种接头受力状况不好，常用于不重要的结构中。
2.1.2.3 T形接头
一件之端面与另一件表面构成直角或近似直角的接头。
2.1.2.4 搭接接头
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四川化工职业技术学院两件部分重叠构成的接头。经综合分析考虑，应采用对接接头。因为这种接头的强度可以达到与母材相等，受力也比较均匀。
2.2 压力容器焊接结构设计的基本原则
2.2.1 尽量采用对接接头，易于保证焊接质量，所有的纵向及环向焊接接头、凸形封头上的拼接焊接接头，必须采用对接接头外，其它位置的焊接结构也应尽量采用对接接头。
2.2.2 尽量采用全熔透的结构，不允许产生未熔透缺陷未熔透：指基体金属和焊缝金属局部未完全熔合而留下空隙的现象。未熔透导致脆性破坏的起裂点，在交变载荷作用下，它也可能诱发疲劳破坏。改进：选择合适的坡口形式，如双面焊；当容器直径较小，且无法从容器内部清根时，应选用单面焊双面成型的对接接头，如用氩弧焊打底，或采用带垫板的坡口等。
2.2.3 尽量减少焊缝处的应力集中接头常常是脆性破坏和疲劳破坏的起源处，因此，在设计焊接结构时必须尽量减少应力集中。措施：尽可能采用等厚度焊接，对于不等厚钢板的对接，应将较厚板按一定斜度削薄过渡，然后再进行焊接，以避免形状突变，减缓应力集中程度。
2.3压力容器焊接性分析
2.3.1压力容器焊接性
对于什么是焊接性，GB/T3375-94《焊接术语》中注明：“材料在限定的施工条件下，焊接成按规定设计要求的构件，并满足预定服役要求的能力”。它包括两方面的内容：其一是焊成的构件符合设计要求；其二是满足预定的使用条件，能够安全运行。根据讨论问题的着眼点不同，焊接性可分为：
工艺焊接性使用焊接性
影响焊接性的因素主要有以下几点：
材料因素焊接方法构件类型使用要求
金属的焊接性与材料成分、焊接方法、构件类型、使用要求都有密切的关系，所以不应脱离这些因素而单纯的从材料本身的性能来评价焊接性。从上述分析可以看出，很难找出一项技术指标可以概括焊接性，只有通过综合多方面的因素才能分析焊接性问题。
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四川化工职业技术学院2.3.2压力容器用低合金高强钢焊接要点
2.3.2.1选用低氢或超低氢高韧性的焊材，且重视烘干、保存以及坡口的清理，以减少焊缝中的扩散氢。
2.3.2.2 为了避免热影响区粗晶区的脆化，一般应注意不要使用过大的线能量。对于含碳量偏下限的 16MnR 钢焊接时，焊接线能量没有严格的限制，因为这种钢焊接热影响区脆化倾向较小，但对于含钒、铌、钛等微合金化元素的钢，则应选用较小的焊接线能量。
2.3.3.3对于碳及合金元素含量较高、屈服强度也较高的低合金高强钢，如
18MnMoNbR，由于这种钢淬硬倾向较大，又要考虑其热影响区的过热倾向，则在选用较小线能量的同时，还要增加焊前预热、焊后及时后热等措施。
2.3.3.4焊接低碳调质钢时，为了使热影响区保持良好的韧性，同时使焊缝金属既有较高的强度又有良好的韧性，这就要求焊缝金属得到针状铁素体组织，而这种组织只有在较快的冷却条件下才能获得，为此要严格控制焊接线能量，不推荐采用大直径的焊条和焊丝，且要采用多道多层的窄焊道焊，尽量不作横向摆动的运条方式。。
2.3.3 压力容器用耐热钢焊接要点
预热与层间温度在 Cr-Mo 钢的焊接特点中提到的冷裂纹、热裂纹及消除应力裂纹，都与预热及层间温度相关。一般来说，在条件许可下应适当提高预热及层间温度来避免冷裂纹和再热裂纹的产生。
2.3.4 低温钢压力容器的焊接
压力容器用低温钢及其焊接特点 GB150-1998《钢制压力容器》附录 C 规定，设计温度低于或等于－20℃的钢制压力容器为低温容器。众所周知，钢材在低温条件下工作时具有冷脆性。衡量低温钢性能的主要指标是低温韧性，即低温下的冲击韧性和脆性转变温度，钢的低温冲击韧性越高，脆性转变温度越低，则该钢低温韧性越好。钢的成分和组织对低温性能都有显著影响，磷、碳、硅使钢的脆性转变温度升高，其中尤以磷、碳最为显著，而锰和镍会使脆性转变温度降低，对低温韧性有利。钢中含镍量增高时，可以使其在更低的温度下保持相当高的冲击韧性
2.3.5压力容器用低温钢焊接要点
（1）采用小的焊接线能量为避免焊缝及热影响区形成粗大组织而使其冲击韧性严重降低，焊接时必须采用较小的焊接线能量，具体要求是，焊接电流不宜过大，
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四川化工职业技术学院焊条电弧焊时，焊条尽量不摆动，采用窄焊道、多道多层焊和快速多道焊以减小焊道过热，并通过多层焊的重复加热作用细化晶粒。多层焊时要严格控制层间温度。（2）选择适当的焊接速度对于含镍低温钢进行埋弧自动焊时，切不可以提高焊接速度来获得较低的焊接线能量。这是因为当焊接速度较高时，由于熔池形成典型的雨滴状，且焊道成形变成窄而深的截面形状，此时就易产生焊道中心的热裂纹。所以这类钢焊接时，焊接速度要特别选择适当，不可过小，也不可过大。（3）避免咬边缺陷低温钢焊接时应注意避免弧坑、未焊透及咬边等缺陷，这些缺陷在低温条件下，在应力作用时，都会造成较大的应力集中而引起脆性破坏。所以对于低温压力容器而言，不允许有任何尺寸的咬边缺陷存在。
2.4焊缝坡口
2.4.1坡口的选择
当压力容器的板厚超过一定厚度时，为了保证压力容器的焊缝全部焊透又无缺陷，应将钢板接头处开各种形状的坡口。破口的形状和尺寸取决于被焊材料和所采用的焊接方法。压力容器的筒体内壁焊接起来比较困难，且因为要装液体或气体所以必须保证内壁的光滑无毛刺来保证所装东西的纯净。经分析，为了得到更好的焊缝质量和更好的操作方便选用单面V型坡口。
2.4.1.1焊接坡口
焊接坡口应根据图样要求或工艺条件选用标准坡口或自行设计。选择坡口形式和尺寸应考虑下列因素：
（1）焊接方法；
（2）焊缝填充金属尽量少；
（3）避免产生缺陷；
（4）减少残余焊接变形与应力；
（5）有利于焊接防护；
（6）焊工操作方便；
（7）复合钢板的坡口应有利于减少过渡焊缝金属的稀释率。
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钢板拼接，
钢板拼接，
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的环焊缝，
2.5焊接方法的选择
在压力容器制造中，焊接方法主要根据被焊材料、接头厚度、焊缝位置和坡口形式选择。目前，常用的焊接方法有手工电弧焊、埋弧自动焊、电渣焊、气体保护焊及等离子弧焊等。
2.5.1埋弧焊：
2.5.1.1 生产效率高
这是因为，一方面焊丝导电长度缩短，电流和电流密度提高，因此电弧的溶深和焊丝溶敷效率都大大提高。（一般不开坡口单面一次溶深可达20mm ）另一方面由
于焊剂和溶渣的隔热作用，电弧上基本没有热的辐射散失,飞溅 也少，虽然用于熔化焊剂的热量损耗有所增大，但总的热效率仍然大大增加。
2.5.1.2 焊缝质量高 熔渣隔绝空气的保护效果好，焊接参数可以通过自动调节保持稳定，对焊工技术水平要求不高,焊缝成分稳定，机械性能比较好。
2.5.1.3 劳动条件好
除了减轻手工焊操作的劳动强度外，它没有弧光辐射，这是埋弧焊的独特优点。
2.5.2 CO2保护焊：
2.5.2.1 焊接成本低
CO2气体是酿造厂和化工厂的副产品，来源广，价格低，其综合成本大概是手工
四川化工职业技术学院电弧焊的1/2。
2.5.2.2 生产效率高
CO2气体保护焊使用较大的电流密度（200A/mm2左右），比手工电弧（10-20A/mm2左右）高得多，因此熔深比手弧焊高2.2-3.8倍，对10mm以下的钢板可以不开坡口，对于厚板可以减少坡口加大钝边进行焊接，同时具有焊丝熔化快，不用清理熔渣等特点，效率可比手弧焊提高2.5-4倍。
2.5.2.3焊后变形小
CO2气体保护焊的电弧热量集中，加热面积小，CO2气流有冷却作用，因此焊件焊后变形小，特别是薄板的焊接更为突出。
2.5.2.4 抗锈能力强
CO2气体保护和埋弧焊相比，具有较高的抗锈能力，所以焊前对焊件表面的清洁工作要求不高，可以节省生产中大量的辅助时间。
2.5.2.5缺点
由于CO2气体本身具有较强的氧化性，因此在焊接过程中会引起合金元素烧损，产生气孔和引起较强的飞溅，特别是飞溅问题，虽然从焊接电源、焊丝材料和焊接工艺上采取了一定的措施，但至今未能完全消除，这是CO2焊的明显不足之处。
2.5.3手工电弧焊
设备简单，可用成本较低的交流或直流焊接电源。
2.5.
3.1 灵活方便,可用焊接各种位置、各种厚度和形状的焊件。
2.5.
3.2 焊条品种齐全,可供焊接不同的钢材选用。
2.5.
3.3 焊接质量主要取决于焊工的熟练程度和焊条的质量。
焊接方法应根据焊接结构、制造要求以及对焊接接头质量的影响及所具有的焊接设备条件灵活选择，通过综合考虑，采用手工电弧焊。
电源种类：交流（交流比较普遍，增强了实际操作中的灵活性）
2.6 焊缝表面的形状尺寸及外观要求
2.6.1 A、B类接头焊缝的余高
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四川化工职业技术学院
2.6.2 C、D类焊接接头焊脚高度
2.6.3 焊接接头咬边
2.6.4 焊接接头外观
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压力容器的焊接 摘要 众所周知，压力容器是在石油化学工业、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。而由于密封、承压及介质等原因，容易发生爆炸、燃烧起火而危及人员、设备和财产的安全及污染环境的事故，因此世界各国均将其列为重要的监检产品，由国家指定的专门机构，按照国家规定的法规和标准实施监督检查和技术检验。同样的，对于它的生产要求也不能放松。焊接作为压力容器生产的主要环节，可谓是重中之重。 本文从压力容器焊接接头设计、压力容器焊接材料的选择及常用的焊接方法等方面简单地介绍了压力容器焊接方面的基础知识。基于手工电弧焊设备简单、工艺灵活及对各种刚适应性强等特点，手工电弧焊成为压力容器最主要的焊接方法，本文详细的介绍了手工电弧焊在压力容器焊接中的应用及常见的焊接缺陷和预防方法。 关键词：压力容器，手工电弧焊，石油化工，焊接方法
PRESSURE VESSEL OF WELDING ABSTRACT With the high-speed development of national economy, oil chemical industry and products by the extensive use of air, large capacity pressure container storage tank of low temperature low pressure liquid is regarded as the priority development of production important products. The use of pressure vessel is very extensive. It is in the oil industry, the energy industry, scientific research and military industry and so on the economy in each department plays an important role in the equipment. According to the pressure of pressure vessels are rated: low pressure containers, medium voltage containers, high pressure vessel and ultrahigh pressure container. I do this topic discussion is medium voltage containers (code M 1.6 MPa than p < 10.0 MPa) welding process design. Based on manual arc welding equipment simple, flexible and to all sorts of technology just strong adaptability and other characteristics, this paper I used manual electric arc welding and Choose model ZGX-300 rotary dc machines. The welding structure, from bottles of welding joint structure design, welding materials selection principle of all-round expounded on medium voltage vessel welding process design and introduces mainly the manual arc welding range of knowledge KEY WORDS: Medium pressure vessure，Manual arc welding，Pressure vessel，Bongding technolgy
压力容器焊接技术要求
概述 ?1、焊接是压力容器制造的重要工序，焊接质量在很大程度上决定了压力容器的制造质量； ?2、影响焊接质量包含诸多方面内容：焊接接头尺寸偏差、焊缝外观、焊接缺陷、焊接应力与变形、以及焊接接头的使用性能等； ?3、容器产品的设计是获得性能优良的焊接接头的基础：焊接母材的、焊接坡口形式、焊接位置、焊材、无损检测、焊后热处理等的选择，直接关系到焊接质量。
一、压力容器焊接的基本概念 ?1、焊缝形式与接头形式： 从焊接角度看，容器是由母材和焊接接头组成的；焊缝是焊接接头的组成部分。 焊缝有５种：对接焊缝、角焊缝、端接焊缝、塞焊缝和槽焊缝。 焊接接头有12种：对接接头、Ｔ型接头、十字接头、搭接接头、角接接头等。 ?2、焊缝区、熔合区和热影响区
?3、焊接性能、焊接工艺评定和焊接工艺规程－－压力容器焊接的三个重要环节 焊接性能是焊接工艺评定的基础，焊接工艺评定是焊接工艺规程的依据，焊接工艺规程是确保压力容器焊接质量的行动准则。 ? 3.1、焊接性能：材料对焊接加工的适应性和使用可靠性。 ? 3.2、焊接工艺因素：重要因素；补加因素；次要因素。 ? 3.3、焊接工艺评定： JB4708《钢制压力容器焊接工艺评定》 JB/T4734《铝制焊接容器》 JB/T4745《钛制焊接容器》 ? 3.4、焊接工艺规程：
二、常用焊接方法及特点 ?1、手工电弧焊（SMAW） ?2、埋弧焊（SAW） ?3、钨极气体保护焊（GTAW）?4、熔化极气体保护焊（GMAW）?5、药芯焊丝电弧焊（FCAW）?6、等离子弧焊（PAW） ?7、电渣焊（ESW）
***********学院 毕业论文 单面焊双面成形质量差的原因及防止措施 姓名：某某 指导教师：某某 专业：焊接技术 班级：机制 1006 目录
摘要：单面焊双面成形的焊接质量受到了焊接设备、焊材工艺流程、操作技术水平的限制。本文详细的介绍了焊接电源、焊接电流、焊接速度、电弧电压、焊接层数、焊条类形、焊条直径等工艺因素对单面焊双面成形技术焊接质量的影响和造成的相关缺陷。详细的分析了单面焊双面成形技术焊接质量差所引起的一系列问题及造成质量差的原因，提出了相应的防止措施，解决单面焊双面成形技术的缺陷，使单面焊双面成形技术进一步完善，加以推广，并对单面焊双面成形作业具有一定的指导作用。 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 1引言 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 2 1.单面焊双面成形技术的概念------------------------------------------------------------------------------------------- 2 2.单面焊双面成形常见的焊接缺陷 ------------------------------------------------------------------------------------- 3 尺寸上的缺陷---------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 3结构上的缺陷---------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 3性质上的缺陷---------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 3 3.单面焊双面成形质量差引起的问题 ---------------------------------------------------------------------------------- 3 增加消耗，降低结构的质量和使用寿命------------------------------------------------------------------------------- 3焊接缺陷会给结构的安全生产带来威胁，引起安全事故 --------------------------------------------------------- 3 4.单面焊双面成形焊接质量差的原因分析 ---------------------------------------------------------------------------- 3 焊接电源自身因素引起的焊接质量差---------------------------------------------------------------------------------- 3工艺因素对单面焊双面成形焊接质量的影响 ------------------------------------------------------------------------ 4 4.2.1 焊接电流 ------------------------------------------------------------------------------------------------------- 4 4.2.2 焊接速度 ------------------------------------------------------------------------------------------------------- 4 4.2.3 电弧电压 ------------------------------------------------------------------------------------------------------- 4 4.2.4 焊接层数选择不当 ------------------------------------------------------------------------------------------- 5 4.2.5 焊条类形及焊条直径的影响-------------------------------------------------------------------------------- 5 操作因素---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 5 5.防止单面焊双面成形焊接产生焊接缺陷的措施 ------------------------------------------------------------------- 5 作好焊前准备---------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 5焊接操作---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 6 5.2.1 选择合适的工艺参数 ---------------------------------------------------------------------------------------- 6 5.2.2 焊工技术水平 ------------------------------------------------------------------------------------------------- 6结论 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 6参考文献 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 7致谢 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 8
压力容器焊接通用工艺 QB/YR·HJ·T03-2005 № 编制：巩林廷 审核：姚大宝 批准：王桂明 江苏省工业设备安装公司压力容器制造安装厂
钢制压力容器焊接通用工艺 1．适用范围 本工艺适用于江苏省工业设备安装公司压力容器厂制造安装的压力容器产品的焊接工作。 2．焊接工艺评定和焊工 施焊下列各类焊缝的焊接工艺必须按JB4708《钢制压力容器焊接工艺评定》评定合格。 a.受压元件焊缝； b.与受压元件相焊的焊缝； c.熔入永久焊缝的定位焊缝； d.受压元件母材表面堆焊、补焊； e.上述焊缝的返修焊缝。 施焊下列各类焊缝的焊工必须按《锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则》的规定考试合格； a.受压元件焊缝； b.与受压元件相焊的焊缝； c.熔入永久焊缝内的定位焊缝； d.受压元件母材表面耐蚀层堆焊。 焊接压力容器的焊工取得合格证后，才能在有效期内担任相应合格项目范围内的压力容器产品焊接工作。持证焊工从事产品焊接时，应严格按产品焊接工艺文件的要求进行操作，不得擅自更改工艺。 3.焊接材料 焊接材料主要系指焊条、焊丝、焊剂、气体、电极等。 焊接材料选用原则 应根据母材的化学成份、力学性能、焊接性能结合压力容器的结构特点和适用条件综合考虑选用焊接材料，必要时通过试验确定。 焊缝金属的性能应高于或等于相应母材标准规定值的下限或满足图样规定的技术要求。对各类钢的的焊缝金属要求如下： 相同钢号相焊的焊缝金属
a.碳素钢、低合金钢的焊缝金属应保证力学性能，且不应超过母材标准规定的抗拉强度的上限值加30MPa。 b.高合金钢的焊缝金属应保证力学性能和耐腐蚀性能。 c.不锈钢复合钢板基层的焊缝金属应保证力学性能，且其抗拉强度不应超过母材标准规定的上限值加30MPa；复层的焊缝金属应保证耐腐蚀性能，当有力学性能要求时还应保证力学性能。复层焊缝与基层焊缝以及复层焊缝与基层钢板交界处推荐采用过渡层。 不同钢号相焊的焊缝金属 a.不同钢号的碳素钢、低合金钢之间的焊缝金属应保证力学性能，且其抗拉强度不应超过强度较高母材标准规范的上限值。 b.奥氏体高合金钢与碳素钢或低合金钢之间的焊缝金属应保证抗裂性能和力学性能。宜采用铬镍含量较奥氏体高合金钢母材高的焊接材料。 焊接材料必须有产品质量证明书，并符合相应标准的规定，且满足图样的技术要求，并按JB4708规定通过焊接工艺评定。进厂时按《焊接材料管理制度》的规定验收或复验，合格后方可使用。 焊接材料熔敷金属硫、磷含量规定应与母材一致，选用GB/T5118标准的焊条，应符合下列要求： a.型号为EXXXX—G的焊条应规定出焊缝金属夏比V型缺口冲击吸收功。 b.铬钼钢焊条的焊缝夏比V型缺口冲击吸收功常温时不小于31J。 c.用于焊接低温钢的镍钢焊条的焊缝金属夏比V型缺口冲击吸收功在相应低温时应不小于34J。 常用钢号推荐选用的焊接材料见表1，不同钢号相焊推荐选用的焊接材料见表2。
压力容器的焊接技术 随着工程焊接技术的迅速发展，现代压力容器也已发展成典型的全焊结构。压力容器的焊接成为压力容器制造过程中最重要最关键的一个环节，焊接质量直接影响压力容器的质量。 第一节碳钢、低合金高强钢压力容器的焊接 一、压力容器用碳钢的焊接 碳钢以铁为基础，以碳为合金元素，含量一般不超过 1.0％。此外，含锰量不超过 1.2％，含 硅量不超过0.5％，Si、Mn 皆不作为合金元素。而其他元素，如Ni 、Cr、Cu 等，控制在残余量限度内，更不是合金元素。S、P、O、N 等作为杂质元素，根据钢材品种和等级，也都有严格限制。 碳钢根据含碳量的不同，分为低碳钢（C W0.30%）、中碳钢（C=0.30% ~ 0.60%）、高碳钢（C> 0.60％）。压力容器主要受压元件用碳钢，主要限于低碳钢。在《容规》中规定：“用于焊接结构压力容器主要受压元件的碳素钢和低合金钢，其含碳量不应大于0.25%。在特殊条件下，如选用含碳量超过0.25%的钢材，应限定碳当量不大于0.45%，由制造单位征得用户同意，并经制造单位压力容器技术总负责人批准，并按相关规定办理批准手续” 。 常用的压力容器用碳钢牌号有Q235-B、Q235-C、10、20、20R 等。 （一）低碳钢焊接特点低碳钢含碳量低，锰、硅含量少，在通常情况下不会因焊接而引起严重组织硬化或出现淬火组织。这种钢的塑性和冲击韧性优良，其焊接接头的塑性、韧性也极其良好。焊接时一般不需预热和后热，不需采取特殊的工艺措施，即可获得质量满意的焊接接头，故低碳钢钢具有优良的焊接性能，是所有钢材中焊接性能最好的钢种。 （二）低碳钢焊接要点 （1）埋弧焊时若焊接线能量过大，会使热影响区粗晶区的晶粒过于粗大，甚至会产生魏氏组 织，从而使该区的冲击韧性和弯曲性能降低，导致冲击韧性和弯曲性能不合格。故在使用埋弧焊焊接，尤其是焊接厚板时，应严格按经焊接工艺评定合格的焊接线能量施焊。 （2）在现场低温条件下焊接、焊接厚度或刚性较大的焊缝时，由于焊接接头冷却速度较快，冷裂纹的倾向增大。为避免焊接裂纹，应采取焊前预热等措施。 二、压力容器用低合金高强钢及其焊接特点在钢中除碳外少量加入一种或多种合金元素（合金元素总量在5%以下），以提高钢的力学性能，使其屈服强度在275 MPa以上，并具有良好的综合性能，这类钢称之为低合金高强钢，其主要特点是强度高、塑性和韧性也较好。按钢的屈服强度级别及热处理状态，压力容器用低合金高强钢可分为二类。 ①热轧、正火钢屈服强度在294Mpa ~ 490MPa之间，其使用状态为热轧、正火或控轧状态，属于非热处理强化钢，这类钢应用最为广泛。 ②低碳调质钢屈服强度在490Mpa ~980Mpa之间，在调质状态下使用，属于热处理强化钢。其特点是既有高的强度，且塑性和韧性也较好，可以直接在调质状态下焊接。近年来，这类低碳调质钢应用日益广泛。 目前应用于压力容器的低合金高强钢。钢板牌号有：16MnR、15MnVR、13MnNiMoNbR 、 18MnMoNbR 等。锻件牌号有16Mn、15MnV、20MnMo 、20MnMoNb 等。 低合金高强钢的含碳量一般不超过0.20%，合金元素总量一般不超过5%。正是由于低合金高强钢含有一定量的合金元素，使其焊接性能与碳钢有一定差别，其焊接特点表现在：（一）焊接接头的焊接裂纹 （1）冷裂纹低合金高强钢由于含使钢材强化的C、Mn、V、Nb 等元素，在焊接时易淬硬，这些硬化组织很敏感，因此，在刚性较大或拘束应力高的情况下，若焊接工艺不当，很容易产生冷裂纹。而且这类裂纹有一定的延迟性，其危害极大。 (2)再热(SR)裂纹再热裂纹是焊接接头在焊后消除应力热处理过程或长期处于高温运行中发生在
大连职业技术学院 毕业论文 单面焊双面成形质量差的原因及防止措施 姓名：李宇 指导教师：梦庆云 专业：焊接技术与自动化 班级：焊接 0901
目录 摘要1 前言2 1 单面焊双面成形技术的概念2 2 单面焊双面成形常见的焊接缺陷3 2.1尺寸上的缺陷3 2.2结构上的缺陷3 2.3性质上的缺陷3 3 单面焊双面成形质量差引起的问题3 3.1增加消耗，降低结构的质量和使用寿命3 3.2焊接缺陷会给结构的安全生产带来威胁，引起安全事故3 4 单面焊双面成形焊接质量差的原因分析3 4.1焊接电源自身因素引起的焊接质量差3 4.2工艺因素对单面焊双面成形焊接质量的影响4 4.2.1 焊接电流4 4.2.2 焊接速度4 4.2.3 电弧电压4 4.2.4 焊接层数选择不当5 4.2.5 焊条类形及焊条直径的影响5 4.3操作因素5 5 防止单面焊双面成形焊接产生焊接缺陷的措施5 5.1作好焊前准备5 5.2焊接操作6 5.2.1 选择合适的工艺参数6 5.2.2 焊工技术水平6 结论6 参考文献7 谢辞8
单面焊双面成形质量差的原因及防止措施 摘要：单面焊双面成形的焊接质量受到了焊接设备、焊材工艺流程、操作技术水平的限制。本文详细的介绍了焊接电源、焊接电流、焊接速度、电弧电压、焊接层数、焊条类形、焊条直径等工艺因素对单面焊双面成形技术焊接质量的影响和造成的相关缺陷。详细的分析了单面焊双面成形技术焊接质量差所引起的一系列问题及造成质量差的原因，提出了相应的防止措施，解决单面焊双面成形技术的缺陷，使单面焊双面成形技术进一步完善，加以推广，并对单面焊双面成形作业具有一定的指导作用。 关键词：单面焊双面成形，焊接，质量，原因，措施
目录 1 绪论 (3) 2 摘要 (3) 3 材料介绍 (7) 4 激光焊接技术 (7) 4.1 同种镁合金的激光焊接 (7) 4.2 镁合金与铝合金的激光焊接 (7) 5 等离子弧焊技术 (8) 5.1 同种镁合金的变极性等离子弧焊 (8) 5.2 镁合金的变极性等离子弧缝焊 (8) 6 低能耗激光诱导增强电弧复合焊接技术 (9) 6.1 同种镁合金板材的焊接 (9) 6.2 同种镁合金薄板的焊接 (9) 6.3 异种镁合金板材的焊接 (10) 6.4 镁合金与钢异种金属的焊接 (10) 7活性焊接技术 (11) 7.1镁合金活性焊接 (11) 7.2镁合金活性焊丝填丝焊接 (11) 8 熔化胶接焊焊接技术 (12) 8.1镁合金等离子弧胶接焊 (12) 8.2镁合金与铝合金的激光胶接焊 (13)
9 镁合金与铝合金的扩散焊接技术 (13) 10 镁合金焊接接头电弧喷涂防护技术 (14) 11 镁合金焊接技术的应用及展望 (15) 12 结论 (17) 13 致谢 (18) 14参考文献 (19)
绪论 近10年来，由于受到能源节约以及环境保护的巨大推动，镁合金及其焊接技术的发展比任何时期都快，从焊接方法、焊接材料到焊接设备等方面都不断有新的突破，为镁合金焊接生产向优质、高效、低成本的方向发展提供了前所未有的良好条件，并大大促进了镁合金的产业化进程。 镁合金由于其自身的物理化学特点，导致其焊接有很大困难，满意的焊接质量不易获得。镁合金的结晶温度区大，易于产生热裂纹；镁的沸点低，温度进一步升高后，其蒸气压比在相同温度下的铝合金要高4-5倍，因而焊接时温度一旦过高，镁会气化，产生爆炸形成飞溅；镁对氧的亲和力大，其氧化物密度较大，而容易形成夹杂；镁在接近熔化温度时，能与空气中的氮强烈化合生成脆性的镁的氮化物，显著降低接头力学性能；因此，实现镁合金优质焊接是比较困难的，在焊接时容易产生裂纹、气孔、飞溅等缺陷。但是由于工业的迫切需要，许多科学工作者做出了很大的努力，并取得了一些重要成果。 摘要 随着工业技术的发展，对汽车、摩托车、飞机的性能要求越来越高，降低结构重量成为提高性能的重要措施。镁及其镁合金具有比重轻，比强度高，重复利用性强等优点被誉为二十一世纪最有发展潜力的基础材料之一。 我国镁资源储备位居世界第一，同时也是界上最大的镁生产国和出口国。日前我国已占全球镁生产能力的3／4，产量的1／2。但镁合金应用开发严重滞后，80％以上作为初级原料低价出口，造成我国镁资源的极大浪费。随着我国加入世贸组织以及国际产业结构的调整，发展镁合金产业正面临重大的历史机遇与挑战。加快镁合金应用与产品制备核心技术的开发，将成为我国制造并抢占相关领域技术制高点，形成具有国际竞争力的新产业群体，并起到至关重要的作用。材料的发展，离不开连接问题。良好的连接是简化产品设计、降低产品成本的有效措施之一，连结技术的发展程度将直接影响镁合金的广泛应用。镁合金焊接方向，国内外的研究主要集中在氩弧焊、激光束。由于镁合金具有熔点低，导热率高，线膨胀系数高，表向张力小等特点，氩弧焊等传统的焊接技术在高技术制造领域所占的比重日趋减少。而激光焊接具有速度高，接头质量好等优点，得到了实际应用，但激光焊接设备投资和维护的本高，能量利用率低(尤其对铝、镁等具有高反射率的材料)，焊接时对被焊工件的组对间隙及位置精度要求很高，广泛应用受到了很大的限制。 根据现有焊接工艺存在的优缺点，大连理工大学首次提出采用激光一电弧复合热源焊接镁合金工艺。实验发现，新工艺不仅综合了氩弧焊和激光焊两种焊接工艺的优点，克服两者存在的不足，还能显著增大焊接熔深、提高焊接质量，是一种很有发展前途的焊接工艺。 本文对比分析镁合金氩弧焊、激光焊及激光一氩弧复合热源焊焊缝成犁、接头组织和力学性能，探索高效、优质的镁合金焊接工艺，为镁合金的广泛应用提供技术支撑。 关键词:镁合金铝合金激光焊等离子弧焊
焊接工艺课程设计任务书 题目：ZＹ-1型反应釜的焊接工艺制定 材料:16MｎR 焊接方法:CO２气体保护焊 要求: 1、看懂图纸 2、根据相关标准画出焊缝布置图，并标注焊缝类别 ３、制定焊接工艺总则 4、设计焊接工艺卡 5、重要的焊缝制定相应的焊接工艺卡 6、工艺卡中应标明焊接检验的方法及标准 学生: 班级：指导教师: 1 / 26
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16MｎR的焊接性分析： １６MｎＲ的成分： 热裂纹：１6MnR 为热轧或正火。属低合金高强度钢，含Ｍｎ量较低。16MNR作为压力容器用钢,S,Ｐ含量比1６Ｍn要少一些。含碳量比较低,且Mｎ／S比较高,正常情况下不会出现热裂纹，但材质成分不合格或者因严重偏析使局部C、S含量偏高时，可能会出现热裂纹。 解决措施是：工艺上尽量减小熔合比，选择焊材是采用低碳焊丝Ｈ03MnTi和含Ｓi02较低的焊剂(本次CO2保护焊不需要焊剂),以此降低焊缝中的含碳量,从而解决热裂纹的问题。 冷裂纹:钢种的淬硬倾向、含氢量和拘束应力是焊接时产生冷裂纹的三大主要因素。下面也从这三方面分析1６ＭnR的冷裂纹倾向。 1、淬硬倾向: １６MnＲ的碳当量计算： ＣE=C＋1/6Mn＋1／15Cu＋1/15Ｎi+1/5Cr+1/5Mｏ＋1/5Ｖ =0.１5+1/6 x1.３8 +１/1５x0.01+１/5ｘ0.0１７ =0．１5＋0．2３＋０．000７+0.０0３4 =0.384１ 碳当量CE＝0．3841＜0.4可以看出其基本么有淬硬倾向 其含碳量低,在淬火时，如冷却速度不是太快,就会得到低碳马氏体组织，或者是铁素体珠光体组织，这些组织的硬度不高,故其淬硬倾向小,只有在冷却速度较快时,才会得到高碳马氏体组织,则有一定的淬硬倾向。 ２、含氢量:焊缝中的氢主要来源于焊接材料中的水分、焊件坡口处的铁锈、油污，以及环境湿度等。对16MnR来说，只要板厚不太大且冷却速度控制得当,由于焊接温度高，增强了氢的活动能力,大部分氢从焊缝中扩散逸出。同时，当焊缝冷却时,其组织会由奥氏体向铁素体等转变,由于氢在奥氏体中的溶解度大大高于在铁素体中的溶解度,又会有部分氢逸出。最后，焊缝中的残余氢量就不足以形成冷裂纹。 3、拘束应力:焊缝中的应力主要包括热应力、组织应力和由于白身拘束条件所造成的应力。目前，普遍采用拘束度(R)综合表示这三种应力的大小，拘束度的计算可采用如下公式:R＝Ｋ*δ 式中K为板厚拘束度系数,δ为板厚。 由上式可见，拘束度与材料板厚有很大关系,板厚越大,所造成的拘束度也越大，则拘束应力也就越大。本次课程设计用的钢板内壁为1２mm，外壁为6mｍ,属于较薄的板,其拘束度较小。 综上以上几点可以得出以下结论：16ＭnR钢在板厚不是太大,冷却速度适当的情况下不会出现冷裂纹，只有在板厚(40mm以上)太大,冷速较快的情况下，才有出现冷裂纹的倾向，我们可以通过采用较小线能量+焊前适当预热等措施来预防。 热影响区脆化、软化问题： 3 / 26
1.引言 古代焊接技术焊接的历史源远流长。中国商朝制造的铁刃铜钺,就是铁与铜的铸焊件,其表面铜与铁的熔合线婉蜒曲折,接合良好。春秋战国时期曾侯乙墓中的建鼓铜座上有许多盘龙,是分段钎焊连接而成的。经分析,与现代软钎料成分相近。战国时期制造的刀剑,刀刃为钢,刀背为熟铁,一般是经过加热锻焊而成的。据明朝宋应星所著《天工开物》一书记载:中国古代将铜和铁一起入炉加热熔炼,经锻打制造刀、斧;用黄泥或筛细的陈久壁土撒在接口上,分段锻焊大型船锚。西方早在青铜器时代就出现了焊接技术:人们把搭接接头通过加压的方式熔接在一起,制成圆形的小金盒子。到了铁器时代,埃及人和地中海东部地区的居民已经掌握了将铁片焊接在一起的技术。中世纪的西方出现了锻造技术,许多铁制品是通过锻焊的方法制造的。但现在我们知道,直到19世纪才出现了真正的焊接技术。近现代焊接技术碳弧焊1800年,Humphry Davy爵士使用电池在两个碳极之间生成了电弧。1836年,英国人Edmund Davy 发现了乙炔。在19世纪中叶,电动机的发明使电弧得到了广泛砬用。19世纪末出现了气焊和切割,碳弧焊和金属极电弧焊得到了发展。1881年,法国卡伯特实验室的Auguste De Meritens 利用电弧产生的热量成功地焊接了蓄电池用铅板。他的学生—俄国人Nikolai N Benardos和另一个俄国人Stanislaus Olszewski在1885年获得了一项英国专利权,在1887年获得了一项美国专利权。这些专利涉及的是一种早期的电极夹,他们的研究标志着碳弧焊的开端。19世纪末20世纪初,碳弧焊开始得到广泛应用。金属极电弧焊1890年,美国底特律的C LCoffin 利用金属电极(光焊条或光焊丝)进行电弧焊并获得了关于该工艺的首个美国专利权。 2焊接介绍提起焊接人们脑海中马上浮现出这样的画面工人们一手举着面罩一手拿着焊枪弧光闪闪火花飞溅。在现实生活中焊接无处不在。我们住的楼房的钢筋需要焊接我们使用的微波炉桥梁船舶小到电子器件焊接都发挥着举足轻重的作用。焊接是一种古老而又年轻的加工方法远在我国古代就有使用锻焊和钎焊的实例。近代焊接技术是在电能成功应用于工业生产之后出现的从1882年发明电弧焊到现在已有一百多年的历史。在电弧焊的初期不成熟的焊接工艺使焊接在生产中的应用受到限制直到20世纪40年代才形成较为完整的焊接工艺体系埋弧焊和电阻焊得到成功的应用。20世纪50年代的电渣焊各种气体保护焊超声波焊20世纪60年代的等离子弧焊电子焊激光焊等先进焊接方法的不断涌现使焊接达到一个新的水平。现在世界上从外层空间到深海水下 从一百万吨的大油轮到集成电路片是头发丝的几十分之一这么粗的细线的集成电路片的引线焊接都是主要工艺。而且焊接又是一个安全要求非常高的一种先进工艺。因为大家都知道如果焊接质量要出现问题所造成的危害是毁灭性的。从最近你们看到一些报纸上面咱们就可以看到比方讲咱们四川重庆的綦虹桥突然断裂是焊接质量问题 韩国的汉江大桥突然断裂也是焊接质量问题。所以焊接是一项要求极为严格的制造技术它有许多规定的标准所有的焊接工程师和焊工要上岗焊接需要经过严格的考试和发证而且现在正在逐渐制定世界标准。因此焊接技术现在还有很多的科学规律需要探索 还有很多的一些技术问题需要去创新它是一项现在正在发展很快的一项高科技什么是焊接焊接是现代制造技术的重要内容。我们都知道制造技术是人类创造财富的基本手段 是生产力的核心内容也是国强民富的技术基础。制造技术有很多种我想现在简单地可以归纳一下制造技术能不能够归纳成三种基本功能这就是成形、焊接和改性。因为任何机器都是由零部件构成的而零部件都是需要按照设计的要求加工而成的加工成所要求的形状同时要保证它的尺寸精度这个就是成形比方讲我们比较熟悉的机械加工属于冷加工车、铣、铇、磨、锻实际上都是成形工序比方讲我们所熟悉的铸造、锻压也是成形工序。改性就是用各种方法改进加工零件的性能和延长加工零件的寿命我们比较常见的像热处理一个轴承没有经过热处理可能只能运行几百个小时经过热处理以后它就可以延长到几千个小时像化学处理比如电镀防锈还有我们现在非常重视的表面工程也就是表面改性等等这些都属于改性。连接现在也有很多方法如焊接, 机械的连接最简单机械连接就是螺钉的连接还有铆接还有胶接等等但是所有连接方法
钢制压力容器焊接工艺评定 JB4708－2000 1 范围 本标准规定了钢制压力容器焊接工艺评定规则、试验方法和合格指标。 本标准适用于钢制压力容器的气焊、焊条电弧焊、埋弧焊、熔化极气体保护焊、钨极气体保护焊、电渣焊、耐蚀堆焊等焊接工艺评定。 2 总则 （1）焊接工艺评定应以可靠的钢材焊接性能为依据，并在产品焊接之前完成。（2）接工艺评定一般过程是：拟定焊接工艺指导书、施焊试件和制取试样、检验试件和试样、测定焊接接头是否具有所要求的使用性能、提出焊接工艺评定报告对拟定的焊接工艺指导书进行评定。 3 对接焊缝、角焊缝焊接工艺评定规则 （1）评定对接焊缝焊接工艺时，采用对接焊缝试件。对接焊缝试件评定合格的焊接工艺亦。试件用角焊缝缝焊接 工艺时，可采缝用于角焊(厚度不限)。评定非受压角焊适。反，之亦可于管材的对接焊缝对接焊缝试件评定合格的焊接工艺适用（2）板材压用于非受缝，反之亦可（的定合格的焊接工艺适用于板材角焊试（3）管与 板角焊缝件评 ）。限度的有效范围不角焊缝焊件时，焊件厚 。素、和次要因素工艺因素分为重要因素、补加因（4）焊接接工 艺因素。接头抗拉强度和弯曲性能的焊重要因素：是指影响焊接需验时，试艺因素。当规定进行冲击性补加因素：是指影响焊接接头冲击韧的焊接工素。增加补加因。响明显影的焊接工艺因素素次要因：是指 对测定的力学性能无（5）评定规则焊接方法需重定新评焊接 方法－改变。工艺评定焊接素a 当变更任何一个重要因时都需要重新试冲焊击 韧性，时则可按增加或变更的补加因素增何b当增加或变更任一个补加因素行试验。件进书。但需重新编制焊接工艺指导艺要更c 当变次要因素时不需重新评定焊接工，别接方法分工艺或焊接可以缝一条焊使用两种或两种上焊接方法时，按每种焊同d 当评定。合焊接焊方法，焊接工艺接试件，进行组种两亦行进评定；可使用种或两以上应，但艺法、焊接工焊种用，于合组合评定格后用焊件时可以采其中一或几种接方有件焊厚度的于适方焊每确条相，不因补素要其保证重因、加素变按关款定种接法用。范效围则规定评别组－材母 a 当重要因素、补加因素不变时，某一钢号母材评定合格的焊接工艺可以用于同
压力容器焊接技术要求 1.安装高压油开关、自动空气开关等有返回弹簧的开关设备时，应将开关置于断开位置； 2.搬运配电柜时，应有专人指挥，步调一致，配电箱必须牢固、完整、严密，使用中的配电箱内禁止放杂物； 3.剔凿、打洞时，必须戴防护眼镜，锤子柄不得松动，錾子不得卷边、裂纹，打过墙、楼板透眼时，墙体后面不得有人靠近； 4.脚手架上作业，脚手板必须满铺，不得有空隙和探头板； 5.管子穿带线时，不得对管口呼唤、吹气，防止带线弹出，二人穿线，应配合协调，一呼一应，高处穿线，不得用力过猛； 6.使用套管机、电砂轮、台钻、手电钻时，应保证绝缘良好，并有可靠的接零接地，漏电保护装置灵敏有效； 7.进行耐压试验装置的金属外壳，必须接地，被调试设备或电缆两端如不在同一地点，另一端应有人看守或加锁，并悬挂警示牌，待仪表、接地检查无误，人员撤离后方可升压； 8.电力传动装置系统及高低压各型开关调试时，应将有关的开关手柄取下或锁上，悬挂标志牌，严禁合闸； 9.用摇表测定绝缘电阻，严禁有人触及正在测定中的线路或设备，测定容性或感性设备材料后，必须放电，遇到雷天气，停止摇测线路绝缘； 10.电流互感器禁止开路，电压互感器禁止
短路和以升压方式进行，电气材料或设备需放电时，应穿戴绝缘防护用品，用绝缘棒安全放电； 11.现场变配电高压设备，无论带电与否，单人值班严禁从事修理工作，高压带电区内部分停电工作时，人体与带电部分必须保持安全距离，并应有人监护； 12.在变配电室内，外高压部分及线路工作时，应按顺序进行，停电、验电悬挂地线，操作手柄应上锁或挂标示牌； 13.验电时必须戴绝缘手套，按电压等级使用验电器，在设备两侧各相或线路各相分别验电，验明设备或线路确实无电后，即将检修设备或线路做短路接地； 14.装设接地线，应由两人进行，先接接地端，后接导体端，拆除时顺序相反，拆接时均应穿戴绝缘防护用品，设备或线路检修完毕，必须全面检查无误后，方可拆除接地线； 15.接地线使用截面不小于25mm2的多股软裸铜线和专用线夹，严禁使用缠绕的方法进行接地和短路； 16.电气设备的金属外壳必须接地或接零。同一设备可做接地或接零，同一供电系统不允许一部分设备采用接零，另一部分采用接地保护； 17.电气设备使用的保险丝（片）的额定电流应与其负荷量相适应，严禁用其他金属线代替保险丝（片）。
163中国 设备 工程Engineer ing hina C P l ant 中国设备工程 2019.10 （上）压力容器在工业生产中的应用表现出了较高的质量和安全 性能要求，如果其质量得不到有效保障，必然会导致压力容器 的应用可靠性降低，容易出现安全隐患。基于此，在压力容器 制造的焊接过程中，同样也需要严格把关，力求选择更为适用 的焊接工艺、焊接方法和焊接手段，保证和提高焊接质量，从 而降低或避免压力容器在焊接区域安全隐患的存在。 1?压力容器焊接概述 当前工业生产中压力容器的应用比较普遍，尤其是在炼 油厂以及冶金、化工等行业生产中，压力容器的应用更是表 现出了极强的作用价值。从压力容器的具体应用来看，其作 为一种应用广泛的特种设备，主要应用于储存、反应、运输 液体或者气体，需要承载一定的压力，通常密闭性要求较高。 一般而言，压力容器的工作压力在0.1MPa 以上，在长期使 用运行条件中往往面临着较高的温度和不同的腐蚀介质，以 及环境条件的差异，所以对压力容器的运行性能必然也就有 较高的要求。结合以往压力容器在长期运行中出现的质量缺 陷和问题进行分析，焊接区域出现泄漏或者是破损的概率相 对于其他部位更高，威胁性也更为突出，这也就必然需要重 点围绕着压力容器的焊接工艺和焊接技术予以高度关注，确 保焊接技术成熟，焊接工艺更为规范可靠，就能有效提升焊 接质量，避免在高温高压下出现异常问题。 由于压力容器的后续应用环节相对恶劣，不仅仅涉及超 高温或者是超低温环境，还承受着较高的压力，相关介质也 存在着明显的腐蚀性或者易燃易爆特点，容易导致容器在长 期应用下受损，如此也就增加了压力容器出现安全事故的几 率。因此，压力容器的焊接必然需要确保相应材料的结合度 更为理想，可以表现出较强的整体密实度，进而也就能够较 好提升压力容器的后续稳定运行效果，满足当前越来越苛刻 的压力容器性能要求。基于此，在压力容器的生产制造中重 点关注于焊接环节成为关键任务，相关技术人员需要选择适 宜的焊接技术手段，确保压力容器的相关部位的强度、密封 性等指标能够满足国家相关规范要求。 随着当前我国压力容器焊接工艺的不断创新发展，相关 技术手段越来越先进，众多新型处理工艺的应用确实表现出 了理想的优势，不仅仅解决了以往压力容器焊接中容易出现 的各类技术问题，还有助于提升压力容器焊接的效率和可靠 性，操作便捷性同样也越来越突出，值得进行深入探讨，加压力容器焊接新技术及其应用分析 王丹阳? （新疆同益炼化工程有限责任公司，新疆?克拉玛依?834003） 摘要：压力容器是我国工业生产中比较常见的一类设备，为了更好地保证压力容器安全有效运用，在压力容器制造过程中重点抓好压力容器的焊接控制工作至关重要。容器制造中应尽量避免在焊接区域出现严重的泄露威胁，所以，相关焊接技术手段的选用尤为关键。文章重点围绕当前压力容器焊接中所采用的一些焊接新技术进行了分析论述。 关键词：压力容器；焊接新技术；应用 中图分类号：TG457.5 文献标识码：A 文章编号：1671-0711（2019）10（上）-0163-02 大对各类压力容器焊接新技术的研究力度，确保其能够在压力容器焊接中表现出更强的积极作用。2?压力容器焊接新技术的应用2.1?窄间隙埋弧焊接技术在压力容器的制造中，为了更好地提升其压力承受能力，往往需要设计较厚的筒体壁，而当壁厚度达到了100mm 以上时，如果焊接操作依然采取传统的焊接模式，焊接工作量大，还容易产生未焊透、夹渣、气孔等焊接缺陷问题，且返修处理工作难度大，在后续长期应用中伴随着较高的安全风险。基于此，窄间隙埋弧焊接技术的应用可以较好作用于该类压力容器的焊接，应用优势较为明显。窄间隙埋弧焊接技术的适用于壁厚度较大的压力容器，在焊接过程中表现出了较高的熔敷效率，进而也就能够有效保障压力容器焊接后的质量性能，避免出现焊接缺陷；另外，在窄间隙埋弧焊接技术的应用中还可以针对热粗晶区进行改善，促使其性能更为优越，在焊接过程中形成更为理想的焊缝，相邻焊道的处理能够形成有序过度，预热作用更为突出；随着当前自动化技术的不断推广，这种窄间隙埋弧焊接技术的应用同样也可以较好形成自动化处理效果，借助更新技术手段提升焊接效率。当然，在窄间隙埋弧焊接技术的应用中同样也存在着一些缺陷和不足，比如，该技术焊接后的压力容器一旦在后续长期运行中出现了故障问题，很难进行有效修补，具体技术操作中对于技术人员也提出了高要求，任何细微偏差都可能影响焊接质量。基于此，在未来压力容器焊接中，应用窄间隙埋弧焊接技术需要重点把握好各个技术操作要点，提升技术人员的施工能力，最终确保压力容器的焊接更为可靠适宜。比如，对于焊接中的自动跟踪功能需要加 大关注度，确保其可以针对焊接过程形成有效监控和优化。2.2?接管自动焊接技术在当前压力容器焊接处理中，引入和应用自动化技术手段成为重要发展趋势，该类技术的应用同样也应该加大研究力度，其中接管自动焊接技术的应用就表现出明显优势，自动化效果更强，可以更好地提升压力容器焊接的便捷性和高效性。比如，接管马鞍形埋弧焊接设备的应用就表现出了明显优势，其实现自动化定心控制，促使压力容器的焊接更为连续高效，降低技术人员在焊接过程中的高压力和高要求。基于这种接管自动焊接技术的具体应用来看，首先应该重点