换热器的焊接性分析与工艺过程设计

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目录
摘要 II
前言 1
1.1 压力容器用钢的发展 1
1.2 压力容器焊接工艺方法的新发展 2
1.2.1 厚壁壳体窄间隙埋桓技术 2
1.2.2 接管、法兰药芯焊丝气体保护堆焊技术 3
1.2.3 壳体内壁带极堆焊技术 3
1.3 焊接过程机械化和自动化 4
2 产品的结构及材料的性能 5
2.1 产品介绍 5
2.2 母材性能分析 5
2.2.1 Q345R的焊接性分析 5
2.2.2 20g的焊接性分析 7
3焊接工艺方案的选择 7
3.1 焊接方法的比较 7
3.1.1 埋桓的特点 7
3.1.2 CO2保护焊的特点 8
3.1.3 手工电桓的特点 8
3.2 焊接工艺方案的选择 9
3.2.1 环焊缝焊接工艺方案选择 9
3.2.2 筒节纵焊缝焊接工艺方案选择 10
3.2.3 浮头盖与浮头法兰的环焊缝焊接工艺方案选择 10
3.2.4管板的焊接工艺方案的选择 10
3.2.5 管板与换热管的焊接工艺方案的选择 11
3.2.6焊接工艺评定 11
4 产品制造规程的设计 12
4.1 装焊工艺流程图的编制 12
4.2 产品零件加工工艺过程设计 12
4.2.1 封头加工工艺过程设计 12
4.2.2 筒体成形工艺过程设计 14
4.3 装焊工艺过程设计 17
5 焊接工序卡的编制 18
5.1 焊工资格的确定 18
5.2 焊材用量的确定 18
6 结语 20
致谢 21
参考文献 22
附录A(译文) 23
参考文献 31
附录B(原文) 32
前言
换热器是压力容器的-种，由于压力容器的工作条件、工作地点和它使用的广泛性等等因素导致了我们对其进行了深入的研究↑10年来，国内外压力容器的焊接技术取得了引人注目的新发展。随着压力容器工作参数的大幅度提高及应用领域的不断扩展，对焊接技术提出了越来越高的要求。所选用的焊接方法、焊接工艺、焊接材料和焊接设备相比以前都有大幅度的改变。鉴于压力容器涉及到许多重要的工业部门，包括石油化工装置、煤液化装备、输油、输气管线、液化气储藏和运输设备等，同时压力容器的成形特点和技术要求决定了焊接技术的知识在此方面应用相当广泛。由于知识容量所限，本文仅从压力容器用钢、先进的焊接工艺方法以及焊接过程机械化和自动化三方面的新发展和产品的焊接工艺过程设计步骤做概括的介绍。
1.1 压力容器用钢的发展
近年来，压力容器用钢的发展与锅炉用钢不同，其主要的发展方向是提高钢的纯净度，即采用各种先进的冶炼技术，最大限度地降低钢中的有害杂质元素，如硫、磷、氧、氢和氮等的含量。这些冶金技术的革新，不仅明显地提高了钢的冲击韧性，而且可大大改善其加工性能，包括焊接性我和热加工性能。
下表对比了采用常规冶炼方法和现代熔炼方法轧制的Q345(Q345R)钢板的化学成分、不同温度下的缺口冲击韧度和应变时效后的冲击韧度。表中所示数据表明，超低级的硫、磷、氮含量显著地提高了普通低合金钢的低温冲击韧度和抗应变时效性。

表1.1 不同条件下Q345R的冲击韧度
板厚及状态/mm 化学成分（质量分数，%） 不同温度下的冲击功
元素 C Si Mn P S N 20℃ 0℃ -20℃ -40℃ -60℃
24
正火 0.17 0.44 1.34 0.019 0.010 0.048 62
35 - 36
10 - -
40
正火 0.14 0.43 1.41 0.011 0.003 0.0123 253
235 236
218 224
212 171
150 145
126
Table 1.1 impact toughness of Q345R under different conditions

近期的大量研究证明，铬钼钢的回火脆性主要起