压力容器用16Mn的焊接工艺

1毕业设计说明书题目：压力容器用16Mn钢板的焊接工艺评定姓名：学号：指导老师:2目录绪论……………………………………………………………………1摘要……………………………………………………………………3Abstract………………………………………………………………4第一章.课题的背景…………………………………………………6第1节.概述…………………………………………………………631.1压力容器的分类及应用………………………………………6第2节压力容器的焊接结构………………………………………6第二章.压力容器的设计……………………………………………8第1节材料选择……………………………………………………8第2节压力容器焊接性能分析……………………………………102.2.1裂纹问题……………………………………………………102.2.2脆化问题……………………………………………………12第3节焊接方法及参数的确定（筒体的焊接）…………………142.3.1焊接接头形式………………………………………………142.3.2焊缝坡口的选择……………………………………………162.3.3焊接方法的选择……………………………………………172.3.4焊接材料的选择……………………………………………19第三章实验过程…………………………………………………203.1焊前准备……………………………………………………203.2焊接操作……………………………………………………203.3焊后热处理………………………………………………203.4焊缝机械性能检验…………………………………………21第四章实验结果与分析…………………………………………224.1焊接接头硬度分析……………………………………………224.2焊接接头性能分析……………………………………………234.3焊接接头金相图分析………………………………………24第五章结论与总结…………………………………………………265.1结论…………………………………………………………265.2总结…………………………………………………………26参考文献………………………………………………………………27致谢……………………………………………………………………284绪论机械工业是为所有的工业，农业，国防以及交通运输业提供机器和装备的工业。在实现我国四个现代化的过程中，必须贯彻党的总路线精神，不断解决自行设和制造效能高、寿命长、重量轻、体积小、容量大、成本低的机器和设备的问题。为了完成这一光荣而艰巨的任务，使机械设计与制造能力在短时间内超世界水平，除了必须解决设计与制造和使用的科学。而机械制造中的材料问题，一部5分是属于金属材料本身的成分与质量问题，另一部分是属于材料的选用是否适当，在加工处理的工艺上是否发挥了材料的最大潜力的问题。因此，在提高金属材料的产量和质量的同时，还要提高和发挥材料的各种性能，充分挖掘潜力，做到既合实用又节省，只有这样才能达到多，快，好，省建设社会主义的目的。我国解放前合金钢的科学和生产几乎完全是空白点。解放后，我国机械工业的发展速度是世界上前所罕见的。在近20~30年间，合金钢的出现和大量的使用，推动了合金钢工业的进程。合金钢由于具有优良的耐蚀性、耐磨性、强韧性和良好的可加工性，外观的精美性，以及无毒无害性，广泛地应用与宇航、海洋、军工、化工、能源等方面，以及日用家具、建筑装潢、交通车辆的装饰上。合金元素多、组织结构复杂且多变给合金钢及耐蚀耐热合金焊接带来很大的困难。焊接接头的性能好坏，直接关系着设备使用的安全性。国内外对合金钢及耐蚀耐热合金的焊接做了大量的研究工作，其焊接性、焊接材料及焊接工艺的研究几乎与母材的研究同步，促进了合金钢及耐蚀耐热合金的发展。有关这方面的研究成果和文献资料虽然很多，但较为系统的还是寥寥无几，在实际工作中，一部分有关的焊接技术人员和焊工，对合金钢及耐蚀耐热合金的焊接知识了解不多，有的甚至直接照搬低合金钢的工艺和方法。虽然我国在这几年在合金钢上的努力有目共睹，但与世界先进国家相比，差距还是很大的。为了尽快弥补这一差距，需要我们现代化的科技人才而我们也需要付出更多。随着社会主义革命和现代化建设事业的迅猛发展以及人们对高品质的生活的要求，合金钢极其相关的技术科学将得到不断地发展和完善。在世界上45％的钢的连接是用焊接方法来完成的，手工电弧焊又是我们生活生而中不可缺少的一部分。我做这篇论文就是从手工电弧焊方面来研究16Mn的焊接。主要从材料的力学性能化学成分，和通过焊接性的分析来讨论16Mn的焊接性能。最能直观表现16Mn焊接性能的就是焊接工艺知道书，我们通过焊接工艺指导书的编制来反应16Mn的焊接性能。6摘要钢是我们现代社会中不可缺少的一种材料，它可以看作一个国家工业化水平的标志。钢的产量越高就代表这个国家的工业化水平越高。合金钢是钢中非常重要的一种，由于合金钢具有特殊的使用性能和力学性能，在现在的各行各业中已经被越来越多的使用。在合金钢中16Mn又是其中非常重要的一种，在发达国家每年消耗的合金钢中有70％的是合金钢，在我国也达到了65％左右。因此开发和使用好16Mn对我国的工业话来说已经越来越重要了。716Mn就是合金钢，我做的这个课题就是探讨16Mn在低温贮罐制造中的性能。低温贮罐是用来储存液N液Ar液态的CO2等低温液体的容器，液态介质的特殊性能就决定了制造材料需要特殊性能，而16Mn就具有这样的性能。低温贮罐在现在的生活、生产中使用已经越来越广泛，因此对16Mn的探讨就显得越来越重要。在这篇论文中我会着重为大家阐述16Mn在低温压力容器制造中的焊接性能，力学性能，使用性能和焊接工艺。在这篇论文中我会通过一个焊接性试验来探讨16Mn在低温压力容器中的各项性能。我的这个试验就是规格为6×150×300mm的两块16Mn扳水平对接焊接方法就是手工电弧焊。针对这个试验做出完整的焊接工艺评定，并且根据评定要求对式样做相应的无损检验和力学性能的检验，从而来判定16Mn的各项性能。关键词：焊接性能力学性能使用性能焊接工艺AbstractSteelisindispensabletoourmodernsocietyofakindofmaterial,itcanbeseenasasymbolofnationalindustrializationlevel.Theoutputofsteelastherepresentativeofthecountryindustrializedlevelishigher.Steelalloyisoneofthemostimportantinsteel,thealloysteelwithspecialperformanceandmechanicalproperties,nowinallwalksoflifeinthehasbeenmoreandmoreused.Inthe16Mnsteelisveryimportantoneamongthem,indevelopedcountriesconsumedeveryyear70%ofthealloysteelisalloysteel,inourcountryhavealsoreached65%.Sothe8developmentanduseofgood16Mnofourcountry'sindustrywordshavemoreandmoreimportant.16Mnisalloysteel,Idothistopicisdiscussedinthelowtemperaturestoragetank16Mnproductionofperformance.LowtemperaturestorageisusedtostorealiquidN、liquidAr、liquidCO2andotherlowtemperatureoftheliquidcontainers,liquidmediumthespecialperformancetomanufacturematerialsneedspecialproperties,and16Mnhassuchperformance.Lowtemperaturestoragetanksinthepresentlife,hasbeenmoreandmorewidelyusedinproduction,sothe16Mndiscussionbecomesmoreimportant.InthispaperIwillfocusonthisforall16Mninthefabricationofthelowtemperaturepressurevesselsweldingperformance,mechanicalproperties,theuseofperformanceandweldingprocess.InthispaperIwillpassatesttoexploretheweldability16Mnofthelowtemperaturepressurevesselsoftheperformance.Thistestisaspecificationof6x150x300mmoftwopiecesof16Mnpullleveldockingweldingmethodismanualarcwelding.Accordingtothetestmakefullofweldingprocedurequalification,andaccordingtotheevaluationofstyleofthecorrespondingrequirementsdonondestructiveexaminationandmechanicalpropertiesofinspection,andtodetermine16Mnofvariousperformance.Keyword:WeldingperformanceMechanicsperformanceWeldingcraftOperationalperformance.9第一章课题的背景第1节.概述1.1压力容器的分类及应用1按工艺用途分类（1）反应压力容器：用于完成介质的物理、化学反应。（2）换热压力容器：用于完成介质的热量交换。10（3）分离压力容器：用于完成介质的流体压力平衡和气体净化分离等。（4）储存压力容器：用于盛装生产用的原料气体、液体、液化气体等。2按设计压力分类（1）低压容器（代号L），0.1MPa≤P＜1.6MPa。（2）中压容器（代号M），1.6MPa≤P＜10MPa。（3）高压容器（代号H），10MPa≤P＜100MPa。（4）超高压容器（代号U），P≥100MPa。本课题我们讨论的是按设计压力分类的低压容器，即压力范围为0.1MPa≤P＜1.6MPa（代号L）的容器。第2节压力容器的焊接结构压力容器的结构形式虽然很多，但最基本的结构就是一个密闭的焊接壳体。根据压力容器壳体的受力特点，最适合的形状是球形，但球形容器制造相对比较困难，成本高，因此在工业生产中，中、低压容器多数采用圆筒形结构。圆筒形容器由筒体、封头、法兰、密封元件、开孔接管以及支座等六大部件组成，并通过焊接构成一个整体。一般用途的压力容器工作压力低，焊接结构比较简单。如载货汽车的刹车储气筒，采用Q235钢材制成。筒体由钢板弯制，纵向焊缝采用埋弧焊一次完成，两封头采用冲压成形工艺，封头与筒体之间采用对接接头。为了保证焊接质量，在焊缝底部设置残留垫板（又称衬环）。对于大型储存容器，在结构上和设计上有许多特别的地方。如铁路运输是有产品用的油罐。油罐承受的内压力不高，但在运输车辆起动和刹车时有较大的惯性力，因此要求罐体应有适当的厚度，以保证其刚度。油罐罐体一般用低碳钢制造，筒体由上下两部分组成，上半部分占整个筒体的3/4，由8—12mm厚的钢板成形后11拼焊而成。筒体下部分占1/4，要求有较大的刚度，采用较厚的钢板弯制。筒体上下两部分用对接焊缝连接。