機(jī)械焊接有關(guān)畢業(yè)論文--再熱管冷段焊接工藝及要點(diǎn)

1、<p><b>　　焊接專業(yè)畢業(yè)論文</b></p><p><b>　?。?010屆）</b></p><p>　　寧得5號(hào)再熱管冷段焊接工藝及要點(diǎn)</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　摘要 本文針對(duì)00Cr18Ni10N超低碳不銹鋼管道的

2、焊接，提出了寧得5號(hào)再熱管冷段焊接具體的工藝方案、工藝參數(shù)以及設(shè)計(jì)了實(shí)用的焊接工裝。通過實(shí)踐操作證明，這些舉措提高了焊口合格率，保證了生產(chǎn)進(jìn)度，節(jié)約了大量工時(shí)。</p><p>　　核電再熱管作為核電機(jī)組的主機(jī)管道在核電機(jī)組中占有重要地位，核電再熱管分為冷段和熱端兩個(gè)部份，其中核電主機(jī)再熱管冷段，為典型的奧氏體超低碳不銹鋼焊接件，其材料牌號(hào)為：00Cr18Ni10N為超低碳不銹鋼，再熱管冷段包含高排安全閥共22個(gè)

3、部套，重量約62噸。熱段及冷段總重約92噸管道主要由14-18mm鋼板卷制焊接成圓筒，再與彎頭、法蘭等焊接成各管組，成型后進(jìn)行部分管座（測(cè)溫管座）的再加工，管道直徑主要為φ1219×14mm，每個(gè)臺(tái)分部套數(shù)目多加之為大管徑管道，從而焊接量非常巨大，需要優(yōu)化焊接方案規(guī)范焊接參數(shù)。</p><p>　　關(guān)鍵詞 超低碳不銹鋼；再熱冷管；鎢極氬弧焊；半自動(dòng)保護(hù)焊（藥芯焊絲）；焊接工藝</p>&l

4、t;p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第1章 前言1</p><p>　　1.1核電再熱管簡(jiǎn)介2</p><p>　　1.2超低碳不銹鋼簡(jiǎn)介2</p><p>　　1.3典型工藝流程 ………………………………………………………………….2

5、 </p><p>　　1.4主要難點(diǎn)……………………………………………………………………….2 </p><p>　　1.5超低碳不銹鋼核電再熱管的焊接工藝及要點(diǎn)………………………………………………3

6、 </p><p>　　第2章論文主體4</p><p>　　2.1焊接工藝方案5</p><p>　　2.1.1焊接方法5</p><p>　　2.2確定理由.5</p><p>　　第3章 焊接工藝參數(shù)與焊接操作要點(diǎn)</p><p>　　3.1 焊接工

7、序. ………………………………………………………………5 </p><p>　　3.2 坡口要求..................................................5 </p><p>　　3.3 點(diǎn)焊……………………………………………………………………6 </p><p>　　3.4 焊接工藝..................

8、...............................7 </p><p>　　3.5 焊接要點(diǎn).................................................8 </p&

9、gt;<p>　　3.6焊縫返修..................................................9 </p><p>　　3.7工裝設(shè)計(jì)與襯墊的運(yùn)用………………………………………………10 </p><

10、;p>　　3.8焊接備氬圖組…………………………………………………………11 </p><p>　　3.9水壓實(shí)驗(yàn)圖組............................................. 13 </p><p><b>　　結(jié) 論14</b></p><p><b>　　致 謝15</

11、b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)16</b></p><p><b>　　1前言</b></p><p>　　1．1核電再熱管簡(jiǎn)介</p><p>　　再熱管系統(tǒng)的組成：再熱冷管和四個(gè)高壓排氣口連接，分布在高中缸兩側(cè)，從機(jī)頭側(cè)平臺(tái)下進(jìn)入左右兩側(cè)MSR（汽水分離再熱器）下部，再經(jīng)MS

12、R（汽水分離再熱器）上部通過左右兩側(cè)再熱熱管（含中壓蝶閥）和汽缸中壓進(jìn)汽口連接。帶有疏水管接、支吊架支撐環(huán)和檢修孔和高壓安全閥支管，除上半有檢修法蘭外，其余全部為焊接連接。 </p><p>　　1再熱管 分為熱段和冷段，熱段8個(gè)部套（與3#機(jī)比有變動(dòng)），重量約30噸；冷段包含高排安全閥共22個(gè)部套，重量約62噸。熱段及冷段總重約92噸，</p><p>　　2管道結(jié)構(gòu) 管道主要由14

13、-18mm鋼板卷制焊接成圓筒，再與彎頭、法蘭等焊接成各管組，成型后進(jìn)行部分管座（測(cè)溫管座）的再加工，管道直徑有φ1321×14、φ1219×14等；部套大小2-10m不等。 </p><p>　　3材料 熱段主要材料：P295GH(16Mn)，其中鋼板卷制量約11.5噸；冷段主要材料：00Cr18Ni10N鋼板，鋼板卷制量約35噸。</p><p>　　管路附件（彎頭

14、、大小頭） 熱段：φ1321×14彎頭10個(gè)，φ1321×14/φ1219×14大小頭10個(gè)；冷段：φ1219x14彎頭14件，φ325/φ168.3大小頭4個(gè)；附件總重約33噸</p><p>　　1彎頭 彎曲半徑僅為直徑的1.5倍，采用外協(xié)模壓成型后焊接的方式，制造精度低，且有傾角，彎頭改制需鏜床加工方能保證尺寸。</p><p>　　法蘭 外徑149

15、0㎜法蘭4件，1390mm法蘭12件，加其余小法蘭，總重約5噸。</p><p>　　2 焊接 冷熱段縱環(huán)焊縫總長(zhǎng)約500m，按圖紙中焊接坡口計(jì)算，熔敷金屬量約800Kg，加上非有效焊縫（打磨、清根）焊材在800Kg以上</p><p><b>　　圖1 再熱管詳圖</b></p><p>　　圖2再熱管俯視圖詳圖</p>&l

16、t;p>　　1．2超低碳不銹鋼焊接簡(jiǎn)介</p><p>　　超低碳不銹鋼00Cr18Ni10N其化學(xué)成分見表1。東汽在其制造過程中，緊扣生產(chǎn)實(shí)際、提出了具體的工藝方案、工藝參數(shù)以及自主設(shè)計(jì)并使用了一些簡(jiǎn)單、可靠，易于操作的輔助工裝，提高焊接質(zhì)量。</p><p>　　表1 00Cr18Ni10N化學(xué)成</p><p>　　1.3典型工藝流程 </p&g

17、t;<p>　　按圖紙備料→下料→卷制→焊接縱縫→尺寸校驗(yàn)→無(wú)損檢測(cè)（PT、RT）→彎頭裝配→焊接環(huán)縫→無(wú)損檢測(cè)（PT、RT）→鏜削管座附件孔→裝焊管座附件→無(wú)損檢查→水壓實(shí)驗(yàn)→噴丸→表面處理。</p><p>　　各主要環(huán)節(jié)設(shè)置質(zhì)量控制點(diǎn)和信息反饋程序。</p><p><b>　　1.4主要難點(diǎn)</b></p><p><

18、;b>　　鋼板卷制</b></p><p>　　彎頭：模壓成型后焊接。 </p><p>　　裝焊：組對(duì)裝配困難；量80噸。 </p><p>　　工裝；水壓、校形，其它輔助。</p><p>　　1.5超低碳不銹鋼核電再熱管的焊接工藝及要點(diǎn)</p><p>　　核電再熱管作為核電機(jī)組的主機(jī)管道在核電

19、機(jī)組中占有重要地位，核電再熱管分為冷段和熱端兩個(gè)部份，其中核電主機(jī)再熱管冷段，為典型的奧氏體超低碳不銹鋼焊接件，其材料牌號(hào)為：00Cr18Ni10N為超低碳不銹鋼，焊接難度大，容易氧化，鋼性較大，裝配難度大。超低碳不銹鋼核電再熱管的焊接工藝及要點(diǎn)為本文主要研究?jī)?nèi)容</p><p>　　第2章焊接工藝方案及其確定理由</p><p>　　2.1 焊接工藝方案</p><

20、p>　　2.1.1 焊接方法</p><p>　　鎢極氬弧焊簡(jiǎn)介：　氬弧焊技術(shù)是國(guó)內(nèi)外發(fā)展最快、應(yīng)用最廣泛的一種焊接技術(shù)。近年來(lái)，氬弧焊，特別是手工鎢極氬弧焊，已經(jīng)成為各種金屬結(jié)構(gòu)焊接中必不可少的手段，所以全國(guó)各地對(duì)氬弧焊工的需求也越來(lái)越大。近些年來(lái)，氬弧焊的機(jī)械化、自動(dòng)化程度得到了很大的提高，并向著控制因子越來(lái)越多的數(shù)控化方向發(fā)展，達(dá)到了一個(gè)更高的階段。 </p><p>　　氬弧

21、焊之所以能獲得如此廣泛的應(yīng)用，主要是因?yàn)橛腥缦聝?yōu)點(diǎn)。 </p><p>　　1氬氣保護(hù)可隔絕空氣中氧氣、氮?dú)狻錃獾葘?duì)電弧和熔池產(chǎn)生的不良影響，減少合金元素的燒損，以得到致密、無(wú)飛濺、質(zhì)量高的焊接接頭；</p><p>　　2氬弧焊的電弧燃燒穩(wěn)定，熱量集中，弧柱溫度高，焊接生產(chǎn)效率高，熱影響區(qū)窄，所焊的焊件應(yīng)力、變形、裂紋傾向小； </p><p>　　3氬弧焊為明

22、弧施焊，操作、觀察方便；</p><p>　　4電極損耗小，弧長(zhǎng)容易保持，焊接時(shí)無(wú)熔劑、涂藥層，所以容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化； </p><p>　　5氬弧焊幾乎能焊接所有金屬，特別是一些難熔金屬、易氧化金屬，如鎂、鈦、鉬、鋯、鋁等及其合金；</p><p>　　6受焊件位置限制，可進(jìn)行全位置焊接。 </p><p>　　氣保護(hù)藥芯焊絲焊接：&

23、lt;/p><p>　　1氣保護(hù)藥芯焊絲在一定的焊接參數(shù)下，可進(jìn)行全位置焊接。    2熔敷效率高，調(diào)整合金成分方便。    3藥芯能改變?nèi)鄣芜^渡的特點(diǎn)，從而可減少飛濺和改善焊縫成型。    4由于是CO2氣體和熔渣聯(lián)合保護(hù)，因而可有效地防止氣孔。    5飛濺很少。</p>

24、<p><b>　　具體如圖3所示：</b></p><p><b>　　2.2 確定理由</b></p><p>　　2.2.1 焊接方法的確定理由</p><p>　　隨著焊接技術(shù)的不斷發(fā)展，焊接技術(shù)的多樣化、專業(yè)化、科技化的趨勢(shì)，日漸突出。而對(duì)于管系這類不規(guī)則的焊接產(chǎn)品，焊接方法的選擇，旨在滿足焊接質(zhì)量、焊

25、接技能的前提下，選擇最高效率的方式，即有助于提高焊接質(zhì)量、焊接效率，又有助于推進(jìn)管道焊接技術(shù)的發(fā)展。</p><p>　?。?） 氬弧焊具有熔池保護(hù)性好、焊縫質(zhì)量可靠、組織致密、電弧穩(wěn)定集中、沒有熔渣、熱影響區(qū)窄及填充厚度小、可實(shí)現(xiàn)多層焊接等諸多優(yōu)點(diǎn),很顯然該焊接方法更適合不銹鋼焊接的小線能量輸入、窄熱影響區(qū)的要求。</p><p>　?。?）東汽核電再熱管的焊接，經(jīng)歷了從傳統(tǒng)手把焊（SM

26、AW）到鎢極氬弧焊（TIG）+半自動(dòng)氣體保護(hù)焊（FCAW）的轉(zhuǎn)變，半自動(dòng)焊效率更高而且操作更為簡(jiǎn)單，所以工廠決定采用半自動(dòng)焊進(jìn)行填充蓋面。每個(gè)臺(tái)份的制造工期從原來(lái)的1年縮短到了5個(gè)月，所用周期縮短了一半。生產(chǎn)效率的提高得益于焊接方法的改進(jìn)。</p><p>　　3 焊接工藝參數(shù)與焊接操作要點(diǎn)</p><p><b>　　3.1 焊接工序</b></p>

27、<p>　　再熱管的焊接檢驗(yàn)形成了一套簡(jiǎn)單有效的加工制造體系，焊接工序如圖3所示。</p><p>　　圖4 焊接工序 </p><p><b>　　3.2 坡口要求</b></p><p>　　管道焊接坡口的質(zhì)量嚴(yán)重影響到焊接難易程度和加工效率，原工藝為手工打磨坡口，改良工藝后用刨

28、邊機(jī)加工焊接坡口，坡口質(zhì)量提高。</p><p>　　圖5 刨邊機(jī)加工后的坡口</p><p><b>　　3.3 點(diǎn)固焊</b></p><p>　　點(diǎn)固焊方式為：對(duì)選定位置預(yù)先焊接連接板，點(diǎn)固焊焊接8處，如圖5所示。</p><p>　　圖6 點(diǎn)固焊點(diǎn)位置示意圖</p><p><b&g

29、t;　　備注：</b></p><p>　?。ǖ袝r(shí)可視具體情況而定，因?yàn)殇摪逶诰碇浦杏锌赡懿皇且?guī)則的圓，可進(jìn)行局部校圓）</p><p><b>　　3.4 焊接工藝</b></p><p>　　表2再熱管焊接工藝參數(shù)：</p><p>　　備注：ER308L..φ2.4 （核電同種不銹鋼焊接材料 ER3

30、08L.T1-4φ1.2核電藥芯焊絲立焊焊絲 ER308LT0-4φ1.2 核電藥芯焊絲平焊焊絲）</p><p><b>　　3.5 焊接要點(diǎn)</b></p><p>　　(1) TIG焊時(shí)焊槍與工件夾角75°~ 80°，焊絲與工件夾角20°~30°，這樣能減小熱輸入，電弧吹力增大，焊口根部熔合良好。</p>

31、<p>　　(2) TIG焊焊槍噴嘴與焊口之間距離應(yīng)適當(dāng)，距離過大，氬氣保護(hù)效果差；過小，則會(huì)影響施焊，且會(huì)造成鎢極與熔池相碰產(chǎn)生夾鎢。在每次更換氬氣瓶或氬氣袋以后, 必須檢查氬氣的純度。通氬氣所用氣袋必須保持干燥, 以確保氬氣純度。</p><p>　　(3) 采用間斷送絲方法，焊絲在氬氣保護(hù)范圍內(nèi)熔化后一滴一滴地向根部熔池填送。</p><p>　　(4) 焊口焊接完畢后

32、，用不銹鋼刨錘把藥皮及飛濺物清理干凈，待焊口冷卻后在離焊縫50 mm處用記號(hào)筆標(biāo)注焊工鋼印、焊口號(hào)及管線號(hào)。</p><p>　　(5)半自動(dòng)焊焊前注意對(duì)不銹鋼藥芯焊絲的進(jìn)行干燥處理，以防止焊接過程中焊接氣孔的產(chǎn)生。</p><p><b>　　3.6焊縫返修</b></p><p>　　(1) 焊縫返修應(yīng)由持有相應(yīng)合格證的焊工擔(dān)任。</

33、p><p>　　(2) 返修前應(yīng)根據(jù)片位分析缺陷性質(zhì)、缺陷長(zhǎng)度、寬度，以確認(rèn)缺陷位置。 </p><p>　　(3) 采用砂輪機(jī)磨削消除缺陷, 根部返修部位進(jìn)行坡口修理。</p><p>　　(4) 返修所用的焊接工藝與正式焊接時(shí)相同。</p><p>　　3.7工裝設(shè)計(jì)與襯墊的運(yùn)用</p><p><b>　

34、　(1)校圓工裝</b></p><p>　　由于大管道來(lái)料普遍存在管道橢圓度的情況，將會(huì)照成管道錯(cuò)邊，經(jīng)過試驗(yàn)制備了用于管道校圓的專用工裝，通過緊固螺釘?shù)姆绞絹?lái)調(diào)節(jié)管道各個(gè)位置的形狀起伏。</p><p><b>　　圖6 校圓工裝</b></p><p>　?。?）焊縫背面氬氣保護(hù)工裝和陶瓷襯墊</p><p

35、>　　a在焊接縱焊縫時(shí)，我們?cè)O(shè)計(jì)和制作了背氬工裝，如下圖所示將工裝緊固在縱焊縫兩端，節(jié)氣孔排出氬氣，來(lái)增強(qiáng)氬氣保護(hù)氛圍，保證焊接質(zhì)量。</p><p>　　圖7焊縫背面氬氣保護(hù)工裝</p><p>　　b在焊接環(huán)焊縫時(shí)，我們使用了耐高溫陶瓷襯墊，將如圖所示焊接時(shí)將襯墊貼在環(huán)焊縫內(nèi)側(cè)，來(lái)保證焊接的脫渣性及物理性能,保證環(huán)焊縫成形質(zhì)量。 </p><p><

36、b>　　圖8 陶瓷襯墊</b></p><p>　　通過使用陶瓷襯墊和自主設(shè)計(jì)并使用了一些簡(jiǎn)單、可靠，易于操作的輔助工裝，提高了焊接質(zhì)量，從而壓縮對(duì)焊縫的返修量，提高焊縫質(zhì)量，。</p><p><b>　　3.8焊接備氬圖組</b></p><p>　　為保證GGR輸油管的內(nèi)部質(zhì)量和清潔度要求。采用備壓處理進(jìn)行焊接。來(lái)增強(qiáng)氬

37、氣保護(hù)氛圍，保證焊接質(zhì)量。</p><p><b>　　圖十現(xiàn)場(chǎng)備氬圖</b></p><p><b>　　3.9水壓實(shí)驗(yàn)圖組</b></p><p>　　為保證GGR輸油管的質(zhì)量和工作壓力，采用1.1-1.5倍工作壓力進(jìn)行水壓實(shí)驗(yàn)。</p><p>　　從而保證工作壓力。保證產(chǎn)品質(zhì)量。</p

38、><p><b>　　4 結(jié)論</b></p><p>　　通過以上對(duì)超低碳焊接工藝及要點(diǎn)的探究，將理論研究和實(shí)際積累的成果運(yùn)用于再熱管的具體生產(chǎn)中，焊口合格率顯著提高，保證了生產(chǎn)進(jìn)度，節(jié)約了大量工時(shí)。東汽隨著寧德項(xiàng)目的順利推進(jìn)，所采用的焊接工藝、焊接方法及對(duì)出現(xiàn)問題采取的措施都取得了滿意的結(jié)果、寧德核電項(xiàng)目再熱管的順利生產(chǎn)。</p><p>&l

39、t;b>　　致謝</b></p><p>　　三年的大學(xué)生活就快走入尾聲，我們的校園生活就要?jiǎng)澤暇涮?hào)，心中是無(wú)盡的難舍與眷戀。從這里走出，對(duì)我的人生來(lái)說(shuō)，將是踏上一個(gè)新的征程，要把所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際工作中去。</p><p>　　回首三年，取得了些許成績(jī)，生活中有快樂也有艱辛。感謝老師三年來(lái)對(duì)我孜孜不倦的教誨，對(duì)我成長(zhǎng)的關(guān)心和愛護(hù)。</p><p&g

40、t;　　在我的十幾年求學(xué)歷程里，離不開父母的鼓勵(lì)和支持，是他們辛勤的勞作，無(wú)私的付出，為我創(chuàng)造良好的學(xué)習(xí)條件，我才能順利完成完成學(xué)業(yè)，感激他們一直以來(lái)對(duì)我的撫養(yǎng)與培育。</p><p>　　最后，我要特別感謝李明老師、鄭微老師。是他們?cè)谖耶厴I(yè)的最后關(guān)頭給了我們巨大的幫助與鼓勵(lì),使我能夠順利完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，在此表示衷心的感激.</p><p>　　老師認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神和深厚的

41、理論水平都使我收益匪淺。使我得到不少的提高這對(duì)于我以后的工作和學(xué)習(xí)都有一種巨大的幫助，感謝他耐心的輔導(dǎo)。</p><p>　　帶我的師傅給予我很大的幫助，給了我很多有用的圖片和資料，使得論文能夠及時(shí)完成，這里表示真誠(chéng)的感謝。</p><p>　　作者簽名：劉科 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><

42、p>　　[1]英若采.熔焊原理及金屬材料焊接.機(jī)械工業(yè)出版社2000.5（2008.4重?。?lt;/p><p>　　[2]雷世明.焊接方法與設(shè)備. .機(jī)械工業(yè)出版社2007.2（2008.5重印）</p><p>　　[3]李莉.焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn).機(jī)械工業(yè)出版社2008.3</p><p>　　[4]王學(xué)武.金屬表面處理技術(shù).機(jī)械工業(yè)出版社2008.5</p&