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1、中北大学课程设计说明书中北大学课 程 设 计 说 明 书学生姓名： 学 号学 院： 材料科学与工程 专 业： 材料成型及控制工程 （焊接方向） 题 目： 18MnMoNbR分离器焊接生产工艺设计 指导教师： 丁京滨 职称: 高 工 刘 斌 职称： 副教授 2008年 01 月 18 日 中北大学课程设计任务书2007/2008 学年第 1 学期学 院： 材料科学与工程 专 业： 材料成型及控制工程（焊接方向） 学 生 姓 名： 学 号：课程设计题目18MnMoNbR分离器焊接生产工艺设计 起 迄 日 期：07年 12月24 日 08年 1 月 18日 指 导 教 师： 丁京滨 刘斌 系 主 任
2、： 冯再新 下达任务书日期: 07年 12月24日课 程 设 计 任 务 书1设计目的：1）初步掌握材料焊接性分析的方法，确定焊接工艺方案。2）初步掌握焊接结构的零件加工、部件装配、焊接等工艺规程的编制方法。3）理论联系实际，综合运用基础课及专业课程等方面的知识，认识和分析焊接结构的生产实际问题，培养解决问题的能力。2设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）：母材材料： 18MnMoNbR尺寸：直径900mm 高2630mm 壁厚10mm检验要求：本设备按GB150-89钢制压力容器和压力容器安全技术监察规程进行制造、试验和验收。A.B类焊缝进行100%X射线探伤检查，射线探
3、伤符合GB3323-87规定中级合格。设备制造完毕后，以3.875Mpa进行液压试验，设备制造完毕后，外表涂红丹，灰漆各两道。 生产数量：二台设备 设计内容：材料焊接性分析，确定焊接工艺方案。确定焊接结构生产工艺流程、确定产品主要零件的加工工艺及检验。绘制焊接结构简图。 确定主要部件的装配工艺及焊接工艺，典型工装的方案设计。设计要求：初步掌握焊接结构的工艺设计方法、步骤。具有运用标准、规范、手册、图册和查阅有关技术资料的能力。综合运用焊接方向各课程中所学知识与技能，并结合生产实习等环节进行设计训练。独立完成课程设计所规定的任务。3设计工作任务及工作量的要求包括课程设计计算说明书(论文)、图纸、
4、实物样品等：课程设计说明书一份（内含典型零件加工工艺过程卡、典型焊接接头工艺卡各一张）焊接结构简图一份电子文档一份课程设计任务书4主要参考文献：1陈祝年. 焊接设计简明手册.北京：机械工业出版社，19972贾安东. 焊接结构及生产设计.天津：天津大学出版社，19853邓洪军. 焊接结构生产.北京：机械工业出版社，20044周浩森. 焊接结构生产及设备.北京：机械工业出版社，19985陈祝年. 焊接工程师手册.北京：机械工业出版社，20036周振丰 焊接冶金学（金属焊接性）北京：机械工业出版社19977梁启涵 焊接检验 北京： 机械工业出版社 19988田锡唐 焊接结构 北京： 机械工业出版社
5、19829 陈裕川.焊接工艺评定手册. 北京：机械工业出版社，2000 10中国焊接协会编.焊接标准汇编.北京:中国标准出版社,1997 11张建勋.现代焊接生产与管理.北京: 机械工业出版社，200312董大勤,袁凤隐.压力容器与化工设备实用手册.13李亚江.焊接组织性能与质量控制.北京:化学工业出版社,200314贾安东. 焊接结构及生产设计.天津：天津大学出版社,19855设计成果形式及要求：设计说明书一份；零件加工工艺卡一张；焊接工艺卡一张。焊接结构简图一份（用AutoCAD绘制）；说明书计算机打印，装订成册 6工作计划及进度：2007年12月24日12月25日：收集资料，复习与补充相
6、关的知识。2007年 12月 26 日12月29日：材料焊接性分析，确定工艺方案。2008年1月2日1月5日：确定焊接结构生产工艺流程、确定产品主要零件的加工工艺及检验。 1月7日1月12日：绘制焊接结构简图；确定部件的装配工艺及焊接工艺；典型工装的方案设计；检验设计。 1月14日1月18日 ：编制课程设计说明书、答辩及成绩考核。系主任审查意见： 签字： 年 月 日目 录1 前言 12 母材焊接性分析 22.1 18MnMoNbR的特性 22.2 18MnMoNbR的焊接性分析 22.2.1 冷裂纹及其影响因素 22.2.2 再热裂纹 32.2.3 焊缝组织和韧性 32.3 18MnMoNbR
7、焊接工艺要点42.3.1 坡口加工，装配和定位焊 42.3.2 焊接材料与热输入量的选择 42.3.3 预热和焊后热处理 52.4 焊接方法及其参数的选择 52.4.1 焊条电弧焊 52.4.2 埋弧焊 62.4.3 电渣焊 62.4.4 CO2气体保护焊 72.5 焊接接头的力学性能 73 焊接性试验 83.1 母材的性能实验 83.2 焊接工艺评定试验 103.2.1 对接焊缝试件的试验 103.2.2 角焊缝试件的试验 124 零件的制造 144.1 筒体的制造 144.2 封头的制造 164.3 法兰的制造 174.4 接管的制造 184.5 鞍式支座的制造 185 装焊工艺 195.
8、1 筒体的装焊 195.2 上封头与接管的装焊 195.3 下封头与支座的装焊 205.4 法兰与接管的装焊 215.5 上下封头与筒体的装焊 216 成品的检验 226.1 荧光、着色渗透探伤 226.2 超声泼探伤-直接接触法超声波探伤 226.3 水压试验 237 总结 24参考文献 251 前言本设备按GB150-89钢制压力容器和压力容器安全技术检查规程进行制造，试验和验收。此容器为分离器，属压力容器，材料为正火钢：18MnMoNbR，主要有对接焊缝、角焊缝组成，可以实现自动化焊接生产。分离器主要组成有筒体，法兰，接管，人孔，支座等。工作压力为2.94MPA，工作温度为50；全容积为
9、1.45m3；容器总长3500mm；筒体直径900mm；厚度10mm；在容器的制造中采用电渣焊、埋弧焊、CO2保护焊；焊后要进行线进行探伤；加工完后，进行P=3，875MPa(表压)水压实验。 2 母材焊接性分析2.1 18MnMoNbR的特性18MnMoNbR属于正火钢，这类刚是在固溶强化的基础上加入一些碳，氮化合物形成元素，通过沉淀强化和细化晶粒进一步提高钢材的强度和韧性。具有良好的综合力学性能和加工工艺性能，在世界各地都得到了广泛的应用。其化学成分及力学性能如下表2-1，表2-2：表2-1 18MnMoNbR的化学成分牌号标准号 化学成分质量分数（%）CSiMnMoNbSP18MnMoN
10、bRGB6654-19960.17-0.230.17-0.371.35-1.650.45-0.650.025-0.05= 0.035= 0.035表2-2 18MnMoNbR的力学性能钢号热处理状态 力学性能屈服强度b(Mpa)抗拉强度b(Mpa)伸长率5(%)冲击吸收功AKU/J18MnMoNbR正火+回火=490=637=16=69 对于含Mo的正火钢来说，正火后还必须进行回火后才能保证良好的塑性和韧性。因此，对于18MnMoNbR正火钢来说，其实是在低合金钢中加入一定量的Mo，可细化晶粒，提高强度，还可以提高材料的中文性能。其适应于制造中文后壁压力容器，在较高的正火温度和较快的速度连续冷却下，得到的组织为上贝氏体和少量的铁素体，因此对于18MnMoNbR正火钢来说，必须回火后才能保证获得良好的塑性行和韧性。2.2 18MnMoNbR的焊接性分析
