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1、洛阳理工学院课程设计说明书课程名称：焊接生产设计课题：液化气瓶焊接装置机械部分设计 专 业：材料成型及控制工程专业 指导教师：崔琦班 级：B0803013姓 名：刘宇博2011年12月课程设计任务书机电 系 材料成型及控制工程专业学生姓名班级 B080303学号 B08030113课程名称： 焊接生产设计题目：液化气瓶焊接装置机械部分设计课程设计内容与要求：1、化气瓶的使用特点选择合适的材料2、选择合理的成形方法及焊接方法3、绘制其焊接装置图4、结构工艺分析及焊机工艺参数确定5、编制说明书扌旨导教师设计（论文）开始日期设计（论文）完成日期2011年12月19日课程设计评语机电系材料成型及控制工
2、程专业学生姓名刘宇博 班级 B080303 学号B08030113课程名称：焊接生产设计题目：YSP-118液化气瓶焊接装置机械部分设计 课程设计篇幅：图纸张说明书页指导教师评语：年 月 日指导教师崔琦刖言本设计中主要设计的是民用液压气罐和其生产装置。三级 以上合格，并同时遵从压力容器安全监管规程有关规定。该压力容器属于三类材料为热轧钢16Mn,主要焊缝为环焊 缝。该容器采用的钢板厚度为6mm,公称容积2118L。内径为 400mm,高度1052mm,设计的压力为2.1MPa。安全使用温度 为-40C60C。再生产过程中可以实现自动焊，焊接生产再制 造过程中采用了埋弧焊设计。焊后要进行射线探伤
3、，接射线探 伤执行GB3323钢熔化焊接对接接头射线照相和质量分级标 准。加工完成后使用水压进行试验，压力3.2 MPa （表压）。 GB5842液化石油气钢瓶规定液压气罐环焊缝应采用自动埋 弧焊机方法施焊，三级以上合格。并同时遵从压力容器安全 监管规程有关规定。目录1、分析液化气瓶的使用特点32、接头设计以及液化气瓶的生产流程42、液化气罐材料的选择53、母材的焊接工艺性分析64、焊接成形方法选择55、焊接坡口设计96、参数设计137、各部件的装焊工艺157、筒体的环焊缝装配焊接188、焊后检验方法199、课程设计感想2010、 参考文献22液化气瓶的使用特点液化石油气罐是盛装易燃易爆品的二
4、类压力容器。使用特 别方便，所以在社会中应用范围非常广泛，大量应用于居民生 活中，主要是是用来做饭用。液化石油气很容易发生爆炸，所 以当液化气罐出现泄露、腐蚀等质量隐患时会给居民的生命财 产带来很严重的安全隐患。由于在使用过程中在环境或者其它因素的影响下，液化气 罐外部金属可能会受到腐蚀或者是密封不严等原因使其报废， 如果不及时检修，在发生事故时就可能给人们带来很大的伤害。 因此液化气罐在生产过程需要严格遵守国家规定的焊接规程来 操作，并且要求具有焊接资格的熟练工人来进行焊接过程中的 施工。民用液化石油气罐各部件生产流程焊接接头的设计一般原则：1）设计要求保证接头满足使用要求2）焊接的难易与焊
5、接变形一一焊接容易实现，变形能够控制3）焊接成本接头准备和实际焊接所需费用低，经济性好4）施工条件制作施工单位具备完成施工所需的技术，人员 和设备条件焊缝筒体的制造过程如下：筒节抷料火焰切割热卷成型 纵焊缝直边火焰 切割 电渣焊正火+热校圆 水淬+回火环缝坡口加工 焊缝组装 埋弧焊 ,消氢处理无损检测消除应力 水压 试验 涂装封头的制造过程如下：材料验收 材料复检 放样 号料 k划 线、下料 切割冲压成形 二次划线 二次 切害寸 压延 成形 验收 检验液化气罐的材料选择液化气罐的钢材选可以用16Mn钢或者是20G。二者的性能如下表所述：钢号厚度/mm常用强度性能在下列温度（C）下的许用应力/M
6、Pa2010015020020R61640052013313313212316MnR616510170170170170由上图数据可以看出，20G是一种低碳锅炉钢板，最低屈 服强度仅为185MPa，故只适用于制作中低压锅炉锅筒。16Mn钢 是低碳锰钢，与20G低碳锅炉钢板相比，在相同的工作参数下, 锅筒壁厚可以减少（15%30%）。此外，20R和16MnR的成本差不多（16Mn钢比20R钢贵 500元/吨左右），但是20R的加工成本比较高。所以选择16 MnR钢作为焊接用钢。这类钢价格便宜，而 且具有满意的综合力学性能和加工工艺性能。16Mn钢的化学成分如下：C:0.130.19si:0.20
7、0.60Mn:1.201.60Cr0.30P0.030S0.030Ni0.30Cu埋弧焊的特点:优点：1）生产率高2）焊缝质量高3）节省焊接材料和能源4）劳动条件好缺点：1）焊接时辅助装置较多2）只适用于长焊缝的焊接3）埋弧焊是靠颗粒状焊剂堆积覆盖而形成对焊接区的保护条件，故只适用于平焊或横焊位置焊接 CO2气体保护焊的特点：优点：1）成本较低2）抗锈能力强，含氢量低，冷裂纹倾向小3）焊接质量好，焊接变形小4）焊后不需要清渣5）采用短路过度技术可以实现全位置焊接缺点：1）焊接过程中金属飞溅严重2）作业环境比较差3）需要有防风措施，氧化形较强4）焊接弧光较强，特别是大电流焊接时，要注意对操作 人
8、员防弧光辐射保护比较以上两种方法可知，在液化气罐大批量生产过程中使 用埋弧焊的优势更明显，且利用自动化埋弧焊方法生产的产品 可以很大程度上祛除人工可能带来的失误及不稳定的缺点，产 品的焊接质量可以得到保证，且生产率比较高。此外，焊缝的位置分布合理，施焊方便，有利于焊后的检 验，因此具有良好的工艺性。坡口的选择设计原则焊件坡口的形式和尺寸主要根据焊接方法和板材厚度来选择和设计埋弧焊焊缝坡口的基本形式和尺寸。选择依据：1) 能够保证焊接质量2) 便于焊接施工3) 坡口加工简单4) 坡口的断面积尽可能小5) 便于控制焊接变形针对本设计中所要注意的事项：1) 焊接坡口形式的设计应避免采用焊不透或局部焊
9、透的坡 口，还要尽量减少焊缝的横截面积，以降低接头的残余应 力，同时也可减少焊接材料的消耗量。2) 焊前必须消除焊接区钢板表面的水分，坡口表面的氧化 皮、锈斑、油脂以及其他污物。3) 焊接材料在使用前应按国标所示的规范进行烘干。4) 装备定位焊缝必须采用与正式焊缝同一类型的焊条。5) 由于液化气瓶内径较小，为了便于生产可以采用单面焊双 面成形的工艺方法。6) 液化气罐的环焊缝焊接时一条非常重要的焊缝，必须焊 透。7) 要求焊透的单面焊必须使用焊接衬垫综合以上因素：本设计中选择I形坡口，加焊接衬垫进行焊接。所选液压YSP-118型钢瓶的主要参数如下所示:容积118L,设计压力为2.1MPa。气密
10、性试验2.1 MPa ，水压性实验3.2 MPa最大充装量49.5Kg 钢瓶重量47Kg。使用温度一40C60C。钢板厚度6mm 装配间隙03.0焊丝直径2焊接电流475A电弧电压3234v 焊接速度30m/h焊剂垫压力0.100.15MPs液压气罐内直径400mm 高度1052mm焊接数据：焊剂垫上单面焊双面成形的埋弧焊焊接参数如下V=3 .r 可得液压气罐的角速度为3 =?3 =2n n 可得 n=?通过数据查找电机。焊接电流、焊接焊芯、选择焊接材料 选用直径2mm的H08A焊丝，使用前对表面进行清 理，直至露出金属光泽。选用烧结焊剂SJ501,使用前对焊剂进行烘干处理，烘干温度 350C
11、，保温2h,有效期4h。各部件的装焊工艺装配焊接是将零件按规定的技术要求组装配；将零件按规 定的技术要求组装起来焊接，并经过调试、检验使之成为合格 产品的过程。在装配过程中，允许偏差要小于2mm。装焊过程中的夹紧在焊接结构生产中经常采用的夹具有装配定位焊夹具、焊 接夹具、矫正夹具等。一个完整的工装夹具，一般有定位器、 夹紧机构和夹具三部分组成。夹具起着连接定位和加紧元器件 的作用，有时还用于对焊件的支撑，所以在夹具上定好位置的 工件，必须进行夹紧，否则无法确定他的既定位置，即始终使 工件的定位基准与弓箭的定位元件紧密接触。利用某种施力零 件或机构使工件达到并保持预定位置的操作称为夹紧。用于夹 紧操作的元件或机构就成为夹紧器或夹紧机构。加紧操作在比 哦啊先形式上都是对被夹持的工件实施力的作用，但其工艺内 涵却不尽相同，其具体作用有以下 几方面。1）用以实现工件的可靠定位 定位器的合理选择和布置为实现 工件的正确定位提供了必要条件，但不是充分条件。只有与恰 当的夹紧力相配合，将工件表面贴紧在定位面上，才能产生最 终的定位效果。2）用于实现工艺反变形 在解决焊接构件的的挠曲变形、角 变形等工艺问题时，经常采用装配反变形的工艺措施。3） 用于保证工件可靠变位 在焊接工序中，又是需要借助变
