1產品介紹1.1技術條件生產的產品是壹種容積為3m3，設計溫度為常溫，設計壓力為0.2MPa/cm2，工作介質為濃酸，焊接系數φ=0.85的防腐鋁容器。1.2產品的組焊工藝要求組焊順序合理，盡可能避免多余應力的產生；由於鋁的線膨脹系數大，焊接時應嚴格控制翹曲變形；焊接參數的選擇應適當，以避免燒穿或未焊透；焊前清洗方法的選擇要正確合理，能徹底清除坡口區域的汙漬和氧化物，避免氣孔的產生；加工鋁時，應嚴格控制加工應力，避免鋁變薄或拉伸。1.3產品結構設計分析產品結構滿足剛度和穩定性要求，結構重量小，節省材料，降低成本，制造工藝好，安裝維護容易，外形美觀，使用方便，性能優良。1.4產品材料可焊性分析1.4.1 LF3可焊性分析化學分析:Cu: 0.10%，Mg: 3.2 ~ 3.8%，Mn: 0.30 ~ 0.6%，Fe: 0.50%，Si:。機械性能:供應狀態:加工硬化狀態；樣品狀態:加工硬化狀態；抗拉強度:≥225 MPa；規定的非比例伸長應力:≥195 MPa；伸長率:≥8%。可焊性:鋁及其合金的化學活性很強，容易在表面形成難熔的氧化膜(Al2O3熔點約2050℃，MgO熔點約2500℃)。另外，鋁及其合金的導熱性強，容易導致不熔合的現象。由於氧化膜密度接近鋁，也容易成為焊縫金屬中的夾雜物。同時，氧化膜(尤其是含MgO的非致密氧化膜)能吸收更多的水分，成為焊縫氣孔的重要原因之壹。另外，鋁及其合金的線膨脹系數大，焊接時容易產生翹曲變形。這些都是焊接生產中的難題。1.4.2 Q235A鋼化學成分C:0.14 ~ 0.22% Mn:0.30 ~ 0.65 si:≤0.30s:≤0.050 p:≤0.045力學性能屈服強度:235 MPa(24kg/mm2)；抗拉強度:375-460兆帕(38-47千克/平方毫米)；延伸率:不超過26焊接性:由於低碳鋼的含碳量低，錳和矽的含量也低，所以壹般情況下不會因焊接而產生嚴重的淬硬組織或淬火組織。低碳鋼焊接接頭具有良好的塑性和沖擊韌性。焊接時壹般不需要預熱、控制層間溫度和後加熱，也不需要采用焊後熱處理來改善組織。整個焊接過程不需要采取特殊的工藝措施，焊接性優良。2材料準備工藝2.1壓力容器的基本結構根據結構特點和工作要求，圓筒形壓力容器主要由筒體、封頭、加強環、不銹鋼法蘭、接管和錐形管組成。2.2筒節的加工工藝選用2.2.1 LF3鋁鎂合金作為原材料，並對其化學成分和力學性能進行了測試。2.2.2下料鋁板的尺寸為長1820mm，寬3.14×1200=3768mm，厚10mm。根據設計圖紙，在放樣平臺上按1: 1的比例畫出結構圖，用氧等離子弧切割下料。優點:切割後可焊接，縫寬和熱變形小，但電極和壓嘴磨損快，要求操作者在起弧後盡量不中斷切割過程。雙層氣體等離子弧切割具有增強電弧壓縮、提高電弧能量密度、切口質量好、延長電極工作壽命等優點。2.2.3用空氣等離子弧切割壹個直徑為430mm的圓，沖壓出直徑為450 mm的包邊後，理論包邊高度為10 mm，由於鋁在加工過程中的變形，包邊被修整到理論高度10mm..2.2.4在加工軋制鋁板前，先用壓力機將其彎曲，消除倒圓的直邊，然後用三輥卷板機進行冷軋。碾壓過程中應經常用樣板檢查曲率，碾壓後縱縫的角度、徑向和縱向錯位應符合規範中的相關技術要求。2.2.5滾桶過程中的坡口加工(P202鋁及鋁合金)。開雙Y型槽，槽角70°，鈍邊4°，根部間隙3 mm..坡口加工方法:空氣等離子切割2.2.6縱縫組裝由於筒節直徑為1200mm，板材厚度為10mm，所以板材軋制後直接在卷板機上組裝。2.2.7焊接前清洗容器。焊接前檢查筒體的裝配質量，清除坡口及其兩側20mm範圍內的泥沙、鐵銹、油汙、氧化皮等雜質。具體操作方式如下:第壹步機械清理:用不銹鋼鋼絲刷或刮刀清理。第二步:化學清洗:用%8NaOH和50-60度的溫水堿洗5分鐘；冷水清洗；光化學:30%硝酸，室溫2min，冷水清洗；100-110攝氏度烘幹，低溫烘幹。2.3化學成分和力學性能檢驗選用封頭2.3.1 LF3的加工工藝。檢驗合格後，用矯直機對鋁板進行矯正。2.3.2根據設計圖紙，在放樣平臺上按1: 1的比例繪制結構圖，公稱直徑1200mm，壁厚10m，直邊高度12.5mm，凸出部分高度300mm。因為材料的厚度在成型過程中會發生變化，所以下料尺寸為圓形鋁鎂合金，直徑為1500mm，厚度為11mm。2.3.3旋壓成型:用立式旋壓機旋壓，然後用空氣等離子弧切割機切除多余部分，制成內壁直徑為1200mm的橢圓形封頭。2.3.4封頭邊緣的切割由於旋壓時封頭變形較大，毛坯尺寸難以確定，所以旋壓前預留毛坯。為了與筒體裝配，先在平臺上畫出保證封頭直邊高度的加工位置線，然後用氣割機切除加工余量。封頭的加工圖2.3.5開a型槽在筒體與封頭連接處開雙V型槽，槽角70°，鈍邊根部間隙2mm。溝槽的加工方法:等離子弧切割。2.4加強環的加工工藝選擇2.4.1 LF3鋁鎂合金作為原材料，對其化學成分和力學性能進行了測試。2.4.2下料鋁板的尺寸為長4349mm，寬280mm，厚15mm。2.4.3成型寬度為130的鋁材，先軋制後拉伸成型。2.4.4角接采用角焊縫，k為10mm，其他工藝與筒體相同。2.5各管口及鋁蓋加工工藝2.5.1 LF3鋁管和鋁板選料，並進行化學分析和力學性能試驗。檢測合格後，如果鋁板變形較大，可用多輥矯直機矯正(正壓應適當降低)。2.5.2四根鋁管，材質均為LF3，尺寸如下:管1:所選長度為260mm，直徑為470mm，厚度為10mm；；管2:長度76mm，直徑40mm，厚度10mm；；管3:選擇長度為160mm，直徑為79mm，厚度為10mm；；管4:選擇的長度為82毫米，直徑為54毫米，厚度為10毫米..鋁管長度固定後，可以用氧等離子弧切割材料。將厚度為10mm的鋁板放在劃線平臺上，用劃線規按照1: 1的比例在鋁板上畫壹個直徑為785mm的圓，然後用氧等離子弧切割。根據圖紙要求的位置在圓板上畫出直徑為10mm、49mm、24mm的三個圓，用氧等離子弧切割下料。2.5.3沖壓成型以管材1為例，將管材放入凹模中，使管材上端與凹模平面的距離為152mm，然後將小錐度的圓錐形凸模插入管材中，緩慢增加壓力使凸模逐漸下壓，直至鋁管不再變形；根據上述操作，錐度逐漸增加的錐形沖頭被改變用於拉伸，直到錐度達到大約170度。鋁管翻邊加工示意圖最後用平板將翻邊壓平。2號管、3號管和4號管均按照1號管的加工方法進行加工。將圓板放在凹模上，用壓邊圈固定三個圓，然後壓下直徑分別為20mm、59mm、34mm的圓柱形沖頭，形成翻邊。將沖壓好的鋁板放回直徑483mm的凹模上，用壓邊圈固定，用弧形沖頭壓下79mm。鋁蓋拉伸成形示意圖2.5.4由於坡口加工的邊緣受等離子切割的熱量影響，需要去除熱影響區和切割時產生的缺陷；同時考慮到毛坯加工到規定尺寸並進行坡口加工，管子坡口機可用於翻邊切邊和坡口加工。坡口形式為Y型坡口:Y型坡口加工數據，其中:根部間隙b = 2mm鈍邊p = 3mm；坡口角度α= 90° 2 . 5 . 5焊前清洗和預熱化學機械清洗:將母材或焊絲放入50~60℃含8%NaOH的堿性溶液中5分鐘，用冷清水沖洗幹凈；然後放入含30%HNO3的溶液中進行光化學處理，室溫放置2分鐘，用冷清水沖洗幹凈；在100~110℃幹燥，然後低溫幹燥。為保證徹底清理，應再次進行機械清理，並用不銹鋼鋼絲刷或刮刀清理溝槽區域。預熱溫度不得超過90℃。2.5.6對於對接焊，應采用手工TIG焊機進行點焊，然後采用半自動TIG焊機進行焊接。2.6槽鋼加工工藝選用Q235A(鋼板)，進行化學成分和力學性能檢驗。合格後，加熱後沖壓彎曲，使兩邊有壹定弧度。2.6.1下料槽鋼尺寸規格，長2500mm，規格320×90×10mm，重量32#B/m (kg) 43.107。根據設計圖，在放樣平臺上以1: 1的比例畫出結構圖，用等離子切割機切割材料。2.7.2線圈加熱後，應按圖示沖壓，達到規定的弧度。圖A是槽鋼的彎曲過程，圖B是槽鋼沖壓的結果，弧度為130o。槽鋼沖壓工藝槽鋼沖壓成品2.7.3槽加工將槽鋼壹側的鋼板用等離子切割機切割成寬度為130的狹縫。切割加工2.8擋板加工工藝2.8.1 Q235A(鋼板)選用原材料，進行化學成分和力學性能測試。檢測合格後，鋼板用多輥鋼板矯正機矯正，必要時也可加熱矯正彎曲。2.8.2下料選用的鋼板厚10毫米，長720毫米，寬500毫米。根據設計圖紙，在放樣平臺上按1: 1的比例繪制結構圖，並加工成兩邊頂部寬度為100mm的圖形。2.8.3轉動手電筒在擋板上打孔，如圖所示，孔尺寸為M12，位置沿圓弧加工，距離圓弧50mm，兩邊對稱。2.8.4焊接前清理托盤。焊接前，檢查小組應清理質量兩側20mm範圍內的泥沙、鐵銹、油汙、氧化皮等雜質。2.9彎鉤加工工藝2.9.1 Q235A(鋼板)選用原材料，進行化學成分和力學性能測試。檢測合格後，用多輥鋼板矯直機對鋼板進行矯正，必要時可通過加熱對鋼板進行矯正和彎曲。2.9.2下料選用的鋼板厚10毫米，長500mm，寬300mm。根據設計圖，在放樣平臺上繪制比例尺為1: 1的結構圖。2.9.3用加工粉筆在鋼板上畫出實物圖，用等離子切割機切割成圖紙結構的形狀。掛鉤3組裝-焊接工藝3.1安裝工藝筒節和加強環組裝→筒節和封頭組裝→管口和鋁蓋組裝→管口和筒節組裝→鋁容器和支架組裝3.2筒節和加強環組裝-焊接工藝3.2.1焊接組裝在焊接筒體時，可以利用鍵盤結構固定筒體。它取代了傳統的氣囊結構，所以壓緊力均勻可調，使用可靠，能有效控制焊縫成形，防止蒙皮翹曲變形。鍵盤拼圖焊接時，軟管3充氣使壓板2壓住焊件，焊接後軟管排氣，壓板由彈簧4復位。由於夾具采用軟管和鍵盤壓板，工件受壓均勻，緊密貼合在背墊板上。這樣焊件變形小，焊縫背面成型好，保護好。為了便於焊接後拱形焊件的退出，壓板梁1由氣缸9擡起並鎖緊。壓板可分別壓在壹側，便於組裝。主要技術性能:工作氣壓0.6MPa，單邊壓縮力2.4MPa，拼接板厚度1~6mm，焊縫長度3000mm，壓板梁頂高30 mm，焊接加強環時可使用FZ-10型雙支撐活動翻轉機，可實現焊件翻轉，其運動特點是工件繞水平軸旋轉。
雙支撐移動式翻轉機雙支撐翻轉機速度可調，驅動方式為電力驅動，帶主動卡盤的支撐固定，帶從動卡盤的支撐可隨工件長度移動，適用於焊接長度可變、剛性好的構件。雙支撐翻轉機的技術數據如下:型號載荷/Kg卡盤速度/r min-1旋轉扭矩/n·m允許焊接電流/A卡盤尺寸/mm中心高度/mm電機功率/kW車頭重量/Kg尾座重量/KGFZ-10100000.1 ~ 1.013800200012000然後選擇熔化極自動氬弧焊將加強圈焊成直角。3.2.3焊接設備名稱:NJA1焊機可使用300-1000KVA DC脈沖焊絲:LF3母材-LF3、LF5、HS331焊絲(鋁鎂合金焊絲化學成分:Mg4.7-5.7、Mn0.2-0.6、Si ≤焊劑:CJ4013.2.3縱焊縫焊完後，筒節圓度3.3筒節與封頭的裝配3.3.1焊接裝配采用自調滾輪架的焊接方法，旋轉工件。由於基材為鋁，線膨脹系數大，直徑變化範圍大，壹般的組合滾輪架機動性好，適用範圍廣，但轉動不夠穩定，調整工作量大。自調式克服了這些缺點，使輥架傳動平穩省力，並能防止工件軸向移動。
自調式輥架的圓心角α影響傳動穩定性和受力，應選擇在45° ~ 120°之間，防止工件軸向傳動復雜，受多種因素影響。簡單的辦法就是在竄槽方向設置壹個推力滾輪。自調滾輪的結構如上圖所示。所有的支承輥都在輪心外表面塗有橡膠，以增加摩擦力並起絕緣作用，其直徑約為350~500mm。輪寬隨著載重的增加而變寬，壹般在120~300mm之間。自調式焊接滾輪架的技術性能如下:額定載荷/t工作直徑範圍/mm滾輪線速度/m h-1滾輪規格(直徑×寬度)/mm平衡輪中心高度/mm電機功率/Kw外形尺寸(驅動滾輪架)/mm重量/T5ф500 ~ф35006 ~ф350 ~ф1203500.75438+060×800×9332 並註意錯開加強圈和托輥(避免筒體兩端不在同壹水平面上，影響機頭與筒體對接)。 3.3.2焊接方法:先用硬規焊焊接，單位壓力59Mpa-98Mpa。通過點焊選擇和確定鍛造和二次脈沖電流的焊接工藝參數。然後采用全位置自動氬弧焊進行焊接。在鈍邊根部開雙V型槽，槽角70°，間隙2mm。3.3.3焊接設備名稱:NJA1焊機可使用300-1000KVA DC脈沖焊絲:LF3母材-HS331焊絲(鋁鎂合金焊絲化學成分:Mg4.7-5.7、Mn0.2-0.6、Si≤0.4、Fe ≤焊劑:CJ4013.4噴嘴與鋁蓋組裝3.4.65438焊接順序是隨機的(三個噴嘴對稱分布，與焊接順序關系不大)。3.4.2焊接方法半自動TIG焊3.4.3焊接設備手動TIG焊機WSJ-500半自動TIG焊機NB-400焊絲:HS 331 φ 4 ~ 5 mm(手動TIG焊)φ 2 mm(半自動TIG焊)焊劑:CJ4013.5接管。準翻邊後用通用夾具固定，然後用TIG焊點焊固定，再用半自動TIG焊機焊接。焊接後，在每個噴嘴處安裝法蘭。如果變形過大，先矯正。3.5.2焊接方法半自動TIG焊3.5.3焊接設備手動TIG焊機WSJ-500半自動TIG焊機NB-400焊絲:HS 331 φ 4 ~ 5 mm(手動TIG焊)φ 2 mm(半自動TIG焊)焊劑:CJ4013.6鋁。按照圖中給出的距離平行放置，然後將擋板放入槽鋼切口中，然後在切口的縫隙中放入合適的塞子，以抵抗兩個擋板向內傾倒。定位焊固定後，采用手工電弧焊。吊鉤用夾具固定在槽鋼外側後，用定位焊固定，然後用手工電弧焊焊接。焊接參數與焊接擋板相同。3.6.2焊接方法手工電弧焊3.6.3焊接設備焊機:逆變式手工電弧焊機ZX7-200焊條:J4224焊接工藝方案設計與分析4.1焊接技術要求(1)必須按照圖紙、工藝文件和技術標準進行焊接。(2)焊接環境:鋁及鋁合金焊接車間環境溫度不超過25℃，相對濕度不超過50%。如果整體環境難以控制，可以考慮在大車間內為焊接件營造壹個有空調或除濕的局部小環境。焊接工作場所應遠離切割、鈑金加工等工作場所。焊接工作場所應保持整潔。(3)引弧應在引弧板或引弧槽內進行，禁止在非焊接部位引弧。引出板上的焊縫應閉合，弧坑應填滿。(4)防止接地線電纜焊鉗與焊件產生電弧。(5)電弧擦傷處的弧坑需要打磨，使其均勻過渡到母材表面。如果拋光後的厚度低於規定值，則需要修復。(6)角焊縫的根部應保證熔透。(7)弧形接頭處應保證焊透和熔合。(8)每條焊縫應盡可能壹次焊完。4.2焊接質量檢驗4.2.1外觀檢驗焊接接頭的外觀檢驗是壹種簡單且應用廣泛的檢驗方法，是成品檢驗的重要內容，主要是發現焊縫表面的缺陷和尺寸偏差。壹般通過肉眼觀察，借助標準模板、量規和放大鏡進行檢查。如果焊縫表面有缺陷，焊縫內部也可能有缺陷。4.2.2熒光屏-電視成像探傷熒光屏-電視成像探傷法適用於中等厚度的鋁、鎂合金材料的探傷，其最佳探傷靈敏度可達3%~4%。其工作原理:當X射線照射熒光物質時，會激發出可見熒光，熒光的強度(亮度)與入射光線的強度成正比。利用熒光屏的上述特性，可以將X射線穿過物體後形成的X射線圖像轉換成可見的熒光圖像，由可見攝像機拍攝下來，由閉路電視送入監視器顯示焊接缺陷圖像。探傷時應註意漏檢的情況，對焊縫可采用多角度探傷的方法。在使用輻射進行探傷時，必須保護探傷儀和周圍工作人員免受輻射傷害。參考【1】王宗傑。焊接方法和設備。第壹版。機械工業出版社。[2]張文忠2006.166-190頁。焊接冶金學(基本原理)。第壹版。機械工業出版社。65438+第6.99-103頁[3]陳竹年。焊接工程師手冊。第壹版。機械工業出版社。2002.1480-1505 [4]李雅江。焊接冶金學(材料的可焊性)。第壹版。機械工業出版社。2006.趙西華。焊接檢查。第壹版。機械工業出版社。1993.56-58頁[6]周萬生姚俊山。鋁和鋁合金的焊接。第壹版。機械工業出版社。2006.45-1160-202頁。
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