《焊接结构》课程设计指导书
焊接结构课程设计
焊接结构课程设计说明书学院:专业班级:姓名:学号:指导教师:年月日目录任务书 0前言 0第1章总体焊接结构分析 (1)1.1 泵站油箱的简介 (1)1.2 油箱的主要参数设计 (1)1.3 零件工艺分析 (2)1.4 焊缝位置的确定 (2)1.5 焊接结构装配分析 (2)第2章母材的基本数据及性能分析 (3)2.1母材的基本数据 (3)2.2母材的焊接性分析 (4)第3章焊接方法的选择和分析 (5)3.1焊接方法的确定 (5)3.2 埋弧焊的主要特点 (5)3.3 埋弧焊的冶金特点 (6)3.4 低碳钢焊接要点 (7)第4章焊料、焊接设备的选择 (7)4.1低碳钢埋弧焊焊丝和焊剂的配合 (7)4.2埋弧焊设备的选择 (8)第5章油箱焊接工艺设计 (9)5.1确定焊接顺序 (9)5.2下料、开孔、及表面处理 (10)5.3油箱埋弧焊工艺 (10)5.3.1焊前准备 (10)5.3.2焊接材料 (11)5.3.3焊接参数 (11)5.3.4焊后检验 (12)第6章焊接工艺规程 (13)第7章焊接工艺卡 (14)第8章个人心得 (15)参考文献 (16)1.总体焊接结构分析1.1泵站油箱的简介结构简图如下:1—液位计2—吸油管3—空气过滤器4—回油管5—侧板6—入孔盖7—放油塞8—地脚9—隔板10—底板11—吸油过滤器12—盖板泵站油箱的结构如图所示,主要是由是盖板、底板、左右侧板、前后板六块钢板焊接而成的长方体结构。
是用于液压系统中储放液压油的箱体,在液压系统中的主要作用有:1.贮存供系统循环所需的油液;2.散发系统工作时所产生的热量;3.释放混在油液中的气体;4.为系统中元件的安装提供位置。
1.2 零件工艺分析如零件图所示,其结构不复杂,是大量生产,体积适中,应选用焊接。
焊接制造该零件的过程中,虽然零件结构简单,在焊接过程中,主要考虑是零件的氧化和箱内表面防腐处理。
为减小氧化可点焊装配后尽快施焊,以防止长时间放置变形或定位焊缝被氧化或破坏。
焊接结构生产课程设计任务书及要求
焊接结构生产课程设计任务书及要求任务背景随着工业的发展和技术的进步,焊接技术在现代制造业中扮演着至关重要的角色。
焊接结构的生产是一个关键部分,它要求工程师能够设计、计划和生产高质量的焊接结构。
本课程设计要求学生利用所学知识,通过实践锻炼,掌握焊接结构生产的基本原理和技能。
任务目标本课程设计旨在培养学生的焊接结构设计、规划与生产能力,提高学生的实践操作能力、工作团队合作意识和问题解决能力。
任务要求1.学生应根据所学知识和实践经验,选择一个具体的焊接结构项目作为课程设计的对象。
2.学生需要对所选择的焊接结构项目进行详细的调研和分析,包括设计要求、使用环境、材料选择等方面。
3.学生应能够编制焊接结构的设计方案,并绘制出相应的工程图纸。
4.学生需要进行焊接工艺的分析和选择,包括焊接方法、焊接材料、焊接参数等。
5.学生应设定合理的焊接生产计划,并能组织实施焊接生产。
6.学生需要编制焊接结构的质量控制计划,包括焊接质量检验和评定标准。
7.学生应编写课程设计报告,内容包括项目背景介绍、调研分析、设计方案、焊接工艺分析、焊接生产计划、质量控制计划等。
8.学生应进行课程设计成果的展示和答辩,包括对设计方案、焊接工艺、生产计划和质量控制计划的解释,并回答评委的提问。
评分标准1.课程设计报告的完整性和准确性。
2.设计方案的合理性和可行性。
3.焊接工艺的分析与选择是否合理。
4.焊接生产计划的科学性和高效性。
5.质量控制计划的完备性和可行性。
6.课程设计成果展示和答辩的表达和解释能力。
提示与建议1.在开始课程设计之前,建议学生了解焊接结构生产的相关理论知识,并积累一定的实践经验。
2.在调研和分析阶段,学生应广泛收集相关信息,与相关领域的专家和从业人员进行交流,获得专业指导。
3.在设计方案阶段,学生应充分考虑实际生产条件和要求,选择合适的焊接方法和材料。
4.在焊接生产计划和质量控制计划的编制过程中,学生应合理安排工作顺序与时间,确保生产的高质量和高效率。
焊接结构课程设计
1前言本设计是针对《焊接结构学》这门课程所安排的一次课程设计,是对这门课程的一次总结,要综合运用所学的知识并查阅相关书籍完成设计。
设计基本思路:本设计综合考虑环境条件、介质的理化性质等因素,结合给定的工艺参数,机械按容器的选材、壁厚计算、强度核算、附件选择、焊缝标准的设计顺序,分别对压力容器的筒体、封头、人孔接管、人孔补强、接管、管法兰、液位计、鞍座、焊接形式进行了设计和选择。
设备的选择大都有相应的执行标准,设计时可以直接选用符合设计条件的标准设备零部件,也有一些设备没有相应标准,则选择合适的非标设备。
各项设计参数都正确参考了行业使用标准或国家标准,这样让设计有章可循,并考虑到结构方面的要求,合理地进行设计。
2总体结构分析及计算2.1设计计算2.1.1筒体及封头的几何尺寸确定查椭圆形封头标准(JB/T4737-95),初步取DN= 1100mm,则与之相对应的椭圆形封头的尺寸如下图:表椭圆封头标准假设该容器为圆柱体,则F D得L=4V/7iD2=4x2.5/3.4xl.l2=2.63m.验证:V 实际=(L-2111.112)*7t/4*D2+2x0.1980=(2.63-0.6) X7i/4x 1.12+2X0. 1980=2.325m2V实际VV,故不符合要求。
由于封头参数是查询标准的,故V-2x0.1980= (L-2hi.h2)*H/4*D2式中:V=2.5, hi=275mm,h2=25ninLD=l 100mm.计算得到,L=2.814m,圆整L=2.9m.此时计算容积V=2.58n9误差分析:w= (2.58-2.5) /2.5xl00%=3.2%<5%,在误差允许的范围之内。
2.1.2筒体壁厚计算查《压力容器材料使用手册-碳钢及合金钢》得16MnR的密度为7.85t/m3,熔点为1430℃,许用应力口了列于下表:表2.2 16M11R许用应力钢号板厚/mm<20在下列温度(°C)下的许用应力/Mpa 1001502002503006〜1617017017017015614416〜36163163163159147134 16M11R36〜60157157157150138125 >60〜100153153150141128116圆筒的计算压力为3 Mpa,容器筒体的纵向焊接接头和封头的拼接接头都采用双面焊或相当于双面焊的全焊透的焊接接头,取焊接接头系数为 1.00,全部无损探伤。
《焊接结构》课程设计说明、课程内容
《焊接结构》课程设计说明一、课程基本信息课程名称:焊接结构学时:60授课对象:焊接专业学分:2课程性质:专业必修课二、课程定位《焊接结构》是焊接技术专业的一门主干专业课程,主要介绍焊接结构生产及现场管理方面的知识,要求具备一定的管理水平,又有较强的焊接结构现场生产实践性。
本课程采用“项目导向、任务驱动”理论实践一体化的教学方法,不单独开设实验课程,强调围绕企业生产为主,积累经验,学会在生产现场进行独立分析、创新设计各种焊接辅助设备,主要内容包括:引导项目:焊接结构(梁、柱、桁架、支架)的生产与管理,主导项目:焊接接头的质量控制(包括变形与应力控制);焊接接头的结构设计;焊接结构件的装配、定位、检测、焊接的全过程;焊接工艺的审定;典型案例的分析等。
通过对焊接结构件的生产管理,学会钢结构类、承压类设备的焊接设计、焊接工艺思路与程序,注重焊前准备、焊接过程控制、焊后检测等环节,生产中体现各种准备要素(包括相应文件资料),焊接结构生产的装配与焊接之间的关系,保证学生的实际动手能力三、课程设计1.能力目标(1)熟悉焊接结构课程的主题框架(2)能对焊缝、焊接接头的各种类型进行优势比较(3)熟悉焊接梁、柱、桁架等结构件的生产流程(4)熟悉焊接生产中注意的问题(焊接应力与变形)进行分析与控制(5)熟悉焊接结构件生产的装配、定位、检测要求(6)熟悉焊接工艺性审查的主要内容2、知识目标(1)熟悉各种焊接接头、基本符号、各种焊缝特点的基本知识(2)掌握焊接结构生产的工作流程与步骤(3)掌握控制焊接应力与变形的方法,了解形成的主要原因(4)熟悉焊接结构件装配、定位器的使用3、态度目标(1)具有勤奋学习的态度,良好的职业道德和爱岗敬业精神(2)具有认真、严谨、耐心、细致的工作作风4、工作目标能进行焊接生产项目的管理,利用各种知识形成体系,具备生产中设计简单夹具、定位机构、旋转机构的能力,对各种焊缝、焊接接头的布局能严格按照工艺要求进行合理的装配—焊接的顺序选择,熟悉承压类设备焊缝的代码编号,焊接工艺编码语言,能根据焊接装配图纸掌握焊缝、焊接位置的全局关系。
《焊接结构》课程教学大纲
《焊接结构》课程教学大纲课程编号:08234111课程名称:焊接结构英文名称:Welding Structure课程类型:学科专业课程要求:必修学时/学分:32/2(讲课学时:32 实验学时:0)适用专业:焊接技术与工程,材料成型及控制工程一、课程性质与任务本课程的任务是使学生能熟悉焊接结构在制造及使用过程中的力学行为与特征,能从力学的角度出发,分析材料及接头选择的合理性,结构制作的工艺性以及焊接结构使用的可靠性,以利于学生在今后的工作中能对焊接结构的特点有较深刻地理解,能完成简单焊接结构件的设计与计算,对设计图纸和技术要求能以结构及焊接接头合理性以及制造工艺性能等方面提出有益的建议。
并能制定合理的焊接结构生产工艺,解决制造中可能出现的与其力学行为有关的问题,制造出性能可靠、经济合理的焊接结构。
二、课程与其他课程的联系先修课程为工程力学、金属材料及其焊接性、焊接原理,通过对焊接理论和材料力学方面的知识作为基础,使学生能够综合讨论焊接应力与变形、焊接接头的应力分布及静载强度计算、焊接结构的脆性断裂和疲劳等几个主要问题,并通过实例讨论了焊接结构的工艺性和合理的构造形式。
三、课程教学目标1.学习焊接接头特征与型式;焊接接头的力学行为;焊接接头的工作应力分布;焊接接头的表示方法,具有一定的工程基础知识;(支撑毕业能力要求1)2.掌握焊接接头的强度计算,能够计算出焊缝的许用应力,焊接接头的静载强度,焊接接头的组配等,能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理进行分析工程问题。
(支撑毕业能力要求2)3.掌握焊接结构的设计原则和程序,考虑焊接结构的合理性,对典型焊接结构元件进行设计与强度计算,了解设计过程中国家有关的经济、环境、法律、安全、健康、伦理等政策和制约因素,树立正确的设计思想。
(支撑毕业能力要求3和毕业能力要求6)4.掌握焊接结构脆性断裂和疲劳断裂的基本原理,理解从选材、结构设计、制造工艺等方面防止脆性断裂及疲劳断裂的措施,能够预测危险。
焊接结构课程设计
焊接结构课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握焊接结构的基本理论、方法和相关技术,培养学生具备焊接结构的设计、制造和检验能力。
具体目标如下:1.知识目标:(1)了解焊接结构的定义、分类和应用领域;(2)掌握焊接原理、焊接工艺和焊接方法;(3)熟悉焊接结构的应力分析、变形控制和质量检验。
2.技能目标:(1)能够根据工程需求选择合适的焊接工艺和方法;(2)具备焊接结构设计和制造的基本能力;(3)掌握焊接质量检验的方法和技巧。
3.情感态度价值观目标:(1)培养学生的创新意识和团队合作精神;(2)增强学生对焊接技术的兴趣和热情;(3)培养学生对工程安全和质量的重视。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个方面:1.焊接结构的基本概念和分类;2.焊接原理和焊接工艺;3.焊接方法及其应用;4.焊接结构的应力分析与变形控制;5.焊接质量检验与评估。
具体安排如下:第1周:焊接结构的基本概念和分类;第2周:焊接原理和焊接工艺;第3周:焊接方法及其应用;第4周:焊接结构的应力分析与变形控制;第5周:焊接质量检验与评估。
三、教学方法为了实现课程目标,我们将采用以下教学方法:1.讲授法:通过教师的讲解,使学生掌握焊接结构的基本理论和方法;2.案例分析法:通过分析实际案例,使学生了解焊接结构的实际应用和问题解决;3.实验法:通过实验操作,使学生掌握焊接工艺和质量检验方法;4.讨论法:通过小组讨论,培养学生的团队合作精神和创新意识。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,我们将准备以下教学资源:1.教材:选用权威、实用的焊接结构教材;2.参考书:提供相关的焊接技术书籍,供学生拓展阅读;3.多媒体资料:制作课件、视频等多媒体资料,丰富教学手段;4.实验设备:准备齐全的焊接设备和材料,为学生提供实践操作的机会。
五、教学评估本课程的评估方式包括以下几个方面:1.平时表现:通过课堂参与、提问和讨论等方式,评估学生的学习态度和积极性;2.作业:布置适量的作业,评估学生的理解和应用能力;3.考试:进行期中和期末考试,评估学生对课程知识的掌握程度。
焊接结构生产课程设计安排
《焊接结构生产》课程设计安排计划
一、设计班级:焊接0801班
二、设计时间:10~11学年第一学期,第14周,2010-11-29~2010-12-4
三、设计地点:本学校I303教室,
四、课程设计的目的
1.培养学生综合运用所学基础课、专业基础课的基本知识和理论,选择和论证技术方案,并论证方案的合理性;
2.巩固、深化和扩大学生所学的基础理论知识,加强理论与实践的结合;
3.学习工程设计中技术方案的论证和思维方法;
4.培养学生独立思维和思考的能力。
五、设计内容及工作量
1.完成技术方案的论证;
2.进行必要结构件的强度计算;
3.绘制设计施工图;
4.撰写设计说明书。
设计说明书按照统一封面,统一格式书写。
内容包括设计要求、焊接工艺方案选择与确定、承力结构件尺寸的确定与校核、驱动器件和传力部件的计算选择等。
七、时间安排
1.搜集资料,根据设计要求进行初步设计计算,拟定技术方案1天
2.必要结构件的强度计算0.5天
3.绘制设计施工图 2.5天
4.对设计方案进行论证,撰写设计说明书。
1天
附、课程设计的题目及要求。
焊接结构课程设计任务书
前言本课程是依据标准GB 150—1989进行设计的。
乙炔压力容器焊接结构的品种较为繁多,应用十分广泛。
乙炔气瓶属于一种全焊结构,工艺严格,性能要求高。
本次“乙炔气瓶的焊接结构工艺设计”涉及多种焊接相关知识,包括焊接结构、焊接材料、焊接方法及焊接工艺制定等各方面内容。
其中还附有设计的结构图和总装图。
本次设计理论和实践结合极为紧密。
对专业的学习和以后的工作打下了良好的基础。
在设计过程中,参阅了有关同类资料、书籍和网络资料。
并得到老师的指导和帮助,在此致以深深的谢意!由于编者水平有限,设计难免存在某些需要进一步完善和改进的地方甚至错误,恳请老师批评指正。
设计者目录前言一、乙炔气瓶焊接结构设计的简介 (4)1、乙炔容器瓶的组成 (4)2、容器的简介及设计要求 (4)二、材料的焊接性分析 (4)三、乙炔气瓶材料的选择 (5)1、乙炔气瓶材料的性能要求 (6)(1)对强度性能的要求 (6)(2)对塑性的要求 (6)(3)对冲击韧度的要求 (6)(4)对变形性能的要求 (7)(5)对耐蚀性的要求 (7)1)抗氢腐蚀 (7)2)介质的电化学腐蚀 (7)2、材料的确定 (8)四、确定焊缝的位置 (8)五、焊缝接头形式的设计 (9)1、焊接接头的选择 (10)(1)筒体与封头的接头选择 (10)(2)封头与附件的接头选择 (10)2、坡口的设计 (10)六、焊接方法的选择 (11)1、瓶颈、易熔座与瓶体的焊接方法 (11)2、筒体上的环焊缝和纵焊缝的焊接方法 (12)七、焊接材料的选择 (12)八、结构设计的工艺过程 (13)九、焊接工艺卡片的编制 (14)十、课程设计总结 (14)十一、参考文献 (14)附图一焊接接头及坡口的示意图 (17)附图二乙炔容器的总装图 (18)附表一焊条电弧焊的工艺卡片 (19)附表二二氧化碳气体保护焊焊的工艺卡片 (20)一、乙炔气瓶焊接结构设计的简介1、乙炔容器瓶的结构组成及制造关键点(1)组成:主要有筒体(瓶体)、封头及附件(瓶颈、易熔座)等组成,其中筒体、封头是乙炔压力容器制造的关键部分。
焊接结构课程设计
课程编号:02044807课程名称:焊接结构课程设计/ Course-design of welded structure学分:1学时:1周(课内实验(践):上机:课外实践:)适用专业:焊接技术与工程专业本科学生建议修读学期:6开课单位:材料科学与工程学院,材料加工工程系课程负责人:尹孝辉先修课程:焊接结构、焊接方法、焊接冶金学、金属焊接性等。
考核方式与成绩评定标准:根据学生提交的图纸、说明书等资料进行综合等级评判。
教材与主要参考书目:主要教材:《焊接结构学》,方洪渊,机械工业出版社,2008参考书目:1、《焊接结构》,田锡唐,机械工业出版社,19972、《焊接热效应》,D.拉达伊,机械工业出版社,1997,3、《连接结构分析》,游敏,郑小玲,华中科技大学出版社,20044、《焊接手册3-焊接结构》第三版,中国机械工程学会焊接学会,机械工业出版社,2008 内容概述:《焊接结构课程设计》是在完成焊接结构理论教学课程后,进行的综合运用所学基本知识和技能的一个非常重要的教学环节。
通过课程设计,可以培养学生解决焊接生产实际问题的能力,检验学生对所学基本知识的综合运用能力;使学生进一步了解典型焊接结构的基本知识及相关焊接工艺,掌握焊接结构的整体设计、焊接工艺规程、焊接工艺卡的编制要领。
The course design of welded structure is an important practice teaching links after completing the academic education of welded construction. This course enables students to master deeply the basic theoretical knowledge of welding and apply theory to practice. Students should grasp the essentials of the overall design of welded construction, and formulate the welding procedure specification (WPS) and welding procedure card expertly.课程编号:02044807课程名称:焊接结构课程设计/ Course-design of welded structure学分:1学时:1周(课内实验(践):上机:课外实践:)适用专业:焊接技术与工程专业本科学生建议修读学期:6开课单位:材料科学与工程学院,材料加工工程系课程负责人:尹孝辉先修课程:焊接结构、焊接方法、焊接冶金学、金属焊接性等。
焊接结构设计与制造作业指导书
焊接结构设计与制造作业指导书第1章焊接结构设计基础 (4)1.1 焊接工艺概述 (4)1.1.1 焊接基本概念 (4)1.1.2 焊接分类 (4)1.1.3 焊接工艺流程 (4)1.2 焊接材料与设备选择 (4)1.2.1 焊接材料 (4)1.2.2 焊接设备 (4)1.3 焊接接头设计 (4)1.3.1 焊接接头类型 (5)1.3.2 焊接接头设计原则 (5)1.3.3 焊接接头设计要点 (5)第2章焊接结构材料 (5)2.1 常用焊接材料功能及选用 (5)2.1.1 焊条 (5)2.1.2 焊丝 (5)2.1.3 焊剂 (5)2.2 焊接材料的热处理 (6)2.2.1 焊后热处理 (6)2.2.2 预热处理 (6)2.2.3 焊接过程中的热处理 (6)2.3 焊接材料的储存与保管 (6)2.3.1 焊接材料的储存 (6)2.3.2 焊接材料的保管 (6)2.3.3 焊接材料的有效期 (6)第3章焊接接头设计要求 (6)3.1 焊接接头类型及特点 (6)3.1.1 对接接头 (6)3.1.2 角接接头 (7)3.1.3 搭接接头 (7)3.1.4 T型接头 (7)3.2 焊接接头设计原则 (7)3.2.1 保证焊接接头强度 (7)3.2.2 减小应力集中 (7)3.2.3 便于施焊和检验 (7)3.2.4 符合经济性原则 (7)3.3 焊接接头应力集中分析 (7)3.3.1 焊接接头应力集中的原因 (7)3.3.2 焊接接头应力集中的影响 (7)3.3.3 焊接接头应力集中控制措施 (7)第4章焊接工艺参数选择 (8)4.1.1 焊接方法选择 (8)4.1.2 焊接工艺参数 (8)4.2 焊接工艺评定 (8)4.2.1 焊接工艺评定目的 (8)4.2.2 焊接工艺评定内容 (8)4.2.3 焊接工艺评定方法 (8)4.3 焊接工艺规程制定 (9)4.3.1 焊接工艺规程内容 (9)4.3.2 焊接工艺规程制定原则 (9)4.3.3 焊接工艺规程的实施与监督 (9)第5章焊接结构制造工艺 (9)5.1 焊前准备 (9)5.1.1 材料检验 (9)5.1.2 材料预处理 (9)5.1.3 焊接工艺评定 (9)5.1.4 焊接工装及设备准备 (10)5.2 焊接过程控制 (10)5.2.1 焊接方法选择 (10)5.2.2 焊接参数控制 (10)5.2.3 焊接操作规范 (10)5.2.4 焊接质量检验 (10)5.3 焊后处理 (10)5.3.1 焊接应力消除 (10)5.3.2 焊缝清理 (10)5.3.3 尺寸检查 (10)5.3.4 表面处理 (11)第6章焊接应力与变形控制 (11)6.1 焊接应力与变形的产生 (11)6.1.1 焊接过程中的热输入 (11)6.1.2 材料性质的影响 (11)6.1.3 焊接顺序和焊接方法 (11)6.2 焊接应力与变形的控制方法 (11)6.2.1 焊接工艺参数的选择 (11)6.2.2 焊接顺序的优化 (11)6.2.3 预热和后处理 (11)6.2.4 焊接支撑和夹具的使用 (11)6.3 焊接残余应力消除与调整 (11)6.3.1 焊后热处理 (11)6.3.2 机械消除应力 (11)6.3.3 激光消除应力 (12)6.3.4 焊接残余应力的检测与评估 (12)第7章焊接结构检验 (12)7.1 焊接缺陷及成因 (12)7.1.2 成因分析 (12)7.2 焊接检验方法 (12)7.2.1 外观检验 (12)7.2.2 无损检测 (12)7.2.3 力学功能检测 (12)7.2.4 金相检验 (12)7.3 焊接检验程序及标准 (12)7.3.1 检验程序 (12)7.3.2 检验标准 (13)7.3.3 检验记录与报告 (13)第8章焊接结构疲劳设计 (13)8.1 焊接结构疲劳概述 (13)8.2 焊接结构疲劳设计方法 (13)8.2.1 疲劳设计原则 (13)8.2.2 疲劳设计方法 (13)8.3 焊接结构疲劳寿命评估 (13)8.3.1 疲劳寿命评估方法 (14)8.3.2 疲劳寿命评估步骤 (14)第9章焊接结构断裂控制 (14)9.1 焊接结构的断裂模式 (14)9.1.1 脆性断裂 (14)9.1.2 韧性断裂 (14)9.1.3 疲劳断裂 (14)9.1.4 气孔和夹杂物导致的断裂 (15)9.2 断裂控制方法 (15)9.2.1 材料选择 (15)9.2.2 焊接工艺优化 (15)9.2.3 焊接结构设计改进 (15)9.2.4 预防措施 (15)9.3 焊接结构安全评定 (15)9.3.1 安全评定方法 (15)9.3.2 安全评定标准 (15)9.3.3 安全评定程序 (15)9.3.4 案例分析 (15)第10章焊接结构典型应用案例 (15)10.1 桥梁焊接结构设计与制造 (15)10.1.1 案例概述 (16)10.1.2 结构设计 (16)10.1.3 制造过程 (16)10.2 船舶焊接结构设计与制造 (16)10.2.1 案例概述 (16)10.2.2 结构设计 (16)10.2.3 制造过程 (16)10.3 压力容器焊接结构设计与制造 (17)10.3.1 案例概述 (17)10.3.2 结构设计 (17)10.3.3 制造过程 (17)10.4 电站焊接结构设计与制造 (17)10.4.1 案例概述 (17)10.4.2 结构设计 (17)10.4.3 制造过程 (17)第1章焊接结构设计基础1.1 焊接工艺概述1.1.1 焊接基本概念焊接作为一种永久性连接金属的方法,是通过加热或加热与压力相结合的方式,使金属材料局部熔化并形成连接的过程。
焊接结构课程设计
目录一:总体焊接结构分析 (2)1. 外形结构分析 (2)2. 焊缝布置及焊接次序分析 (2)3. 焊接接头形式分析 (2)4. 焊接可靠性分析 (2)5. 焊缝的可焊到性分析 (3)二:母材的选用与母材的焊接性分析 (3)1. 母材的选用 (3)2. 母材的焊接性 (3)三:焊料分析 (9)四:焊接方法选择 (10)1. 埋弧焊的优点: (11)2. 埋弧焊的缺点: (12)3. 埋弧焊的冶金特点 (12)五:接头坡口形式及尺寸与焊接工艺参数 (13)1. 接头坡口形式及尺寸 (13)2. 焊接工艺参数 (14)六:焊接工艺卡片: (15)一:总体焊接结构分析1.外形结构分析该容器为受内压的常温中压压力容器,圆柱段长(L)1600mm,直径(D)900m,壁厚(t)8mm。
由图可知,筒体两端焊有凸型封头,筒体及封头上均焊有连接管道,外接法兰盘连接管道。
主要加工手段为焊接,此外还有冲压、卷弯、机加工等辅助工艺。
2.焊缝布置及焊接次序分析根据焊接的基本原则,尽量减少焊缝数量和长度,尽量对称施焊。
在两块U型钢板上使用线切割切出孔,分别焊接上接头及法兰盘。
再将U型钢板对称焊接合体,得到筒体。
在凸形封头上焊接管道接头及法兰盘,再与筒体焊合,内衬垫板,单面焊,双面成型。
3.焊接接头形式分析综合考虑焊接原则,将该容器的焊缝分为以下几种:U型钢板与视镜孔及手孔接头的焊缝、U型钢板之间的焊缝、凸形封头与管接头的焊缝、凸型接头与筒体之间的焊缝、法兰盘与接头之间的焊缝。
其接头形式分别是:角接接头、对接接头、角接接头、对接接头。
4.焊接可靠性分析该压力容器为中压容器,对焊缝要求较高。
对焊接接头性能要求的总原则是等强度、等塑性、等韧性和等耐腐蚀性。
结合压力容器的性质及要求,四个接头处焊缝质量最难保证,使用过程中最易出现问题。
该接头处焊缝连续较多、应力集中、热输入大、热影响区大、焊后易变形。
焊接时应严格按照焊接参数及技术施焊,最大限度保证焊接质量、减少焊接变形。
焊接课程设计说明书
1 前言本次课程设计主要是尾气回收塔外壳的焊接生产工艺设计,包括材料的焊接性分析、焊接工艺方案分析及工艺评定、确定焊接结构生产工艺流程、确定产品外壳主要零件的加工工艺及检验、绘制焊接结构简图、确定部件的装焊工艺等。
通过设计,初步掌握根据产品图样及技术要求制定焊接工艺规程的方法、焊接工艺设计的步骤,提高分析焊接生产实际问题、解决问题的能力。
2 焊接生产工艺性分析2.1 焊接结构工艺性审查2.1.1 产品图样结构审查此次设计的设备为尾气回收塔壳体,筒体直径800mm,容器总长9292mm,壁厚8mm。
由图2-1可知:筒体之间通过容器法兰螺栓连接,筒体左端接椭圆形封头,筒体上有接管,筒体右端连接件整体参与固定。
图2-1硫化仓结构图主要加工手段为焊接,此外还采用冲压、卷弯、机加工等辅助工艺。
焊接方法采用CO2气体保护焊,接头形式为对接、角接。
2.1.2 产品技术特性及检验要求尾气回收塔壳体技术特性如表2-1所示:表2-1 硫化仓壳体技术特性表2.2 母材的焊接工艺性分析2.1 15CrMoR钢焊接性分析甲烷化炉主体的材质为15CrMoR钢,15CrMoR钢属于珠光体耐热钢中的Cr-Mo合金系列。
该钢具有良好的抗氧化性能、热强性能和较强的耐腐蚀性能。
15CrMoR钢的力学性能如表=0.61%其碳当量较大,1所示、化学成分如表2所示。
经计算,15CrMoR钢的碳当量Ceq且含有某些热裂倾向较大的元素如S,P,Cr,Mo等,焊接时若采用较大的线能量输入以及焊后冷却速度过快,容易在焊缝处形成树枝状的热裂纹,因而该钢具有较大的热裂倾向,同时,当焊件刚性较大而且冷却速度较快时,在焊接接头近缝区和焊接热影响区容易产生淬硬组织,当热输入量较大时,在热影响区的Ac1附近,容易出现硬度降低的软化现象。
此外,15CrMoR钢焊后的再热裂敏感性也较大,在焊后热处理过程中或长期高温使用中容易形成碳化物夹杂,从而易产生再热裂纹。
,此时若在拘束应力和扩散氢的共同作用下,容易在焊接热影响区和近缝区产生冷裂纹。
焊接结构课程设计说明书
课程设计说明书1、前言箱形截面具有良好的结构性能,在现代各种桥梁中得到广泛应用,尤其是各种结构形式的预应力混林土桥梁板,采用箱形截面更能适应构造和施工要求。
箱形梁抵抗弯曲变形的能力很强,空间抗弯刚度、抗剪刚度都远大于单梁的抗弯、抗剪刚度;但箱形梁一旦发生扭曲变形就很难矫正而降低其稳定性,因此如何控制和减小各种变形便成了首要问题。
箱形梁是一个整体,上下盖板、腹板、隔板及筋板间都互相联系,相互制约,在焊接过程中会产生应力而变形,因此必须在各道工序制作过程中有效控制各种变形,尤其是扭曲变形。
箱形梁变形主要有扭曲变形、弯曲变形和角变形,预防变形需要正确选定焊接次序、反变形法、刚性固定法和锤击焊缝法。
本次课程设计基本要求:采用Q390材料,设计板厚为6-12mm的带加强筋及安装端面的箱型梁。
选择合适的坡口加工方法,合理的焊接顺序、焊接方法以及焊接材料,制作焊接工艺规程和焊接工艺卡。
2、焊接结构总体设计2.1、基本工作原理箱形梁的结构具有良好的结构性能,箱形梁有很强的抵抗弯曲变形能力,空间抗弯刚度和抗剪刚度都远大于单梁的抗弯和抗剪刚度,其具有如下特点:(1)截面抗扭刚度大,具有良好的稳定性;(2)顶板和底板能有效地抵抗正负弯矩并满足配筋的要求,适应正负弯矩的结构;(3)可采用悬臂施工法、顶推法等施工方法;(4)承重结构与传力结构相结合,使各部件共同受力,截面效率高,并适合预应力混凝土结构空间布束;2.2、焊接结构总体设计1、箱型梁组成部分:箱型梁主要组成部分有:底板、腹板、隔板、盖板、牛腿以及安装端面等。
课程设计箱型梁尺寸设计:盖板500mm×500mm×2000mm,翼板500mm×500mm,腹板500mm×2000mm,安装端面500mm×800mm,其他形状尺寸及定位尺寸见图纸。
2、箱型梁加工工序:(1)下料:下料前对材料检查。
连接材料和涂料均应具有质量合格证,并应符合设计要求和合同规范。
焊接结构生产及装备课程设计
焊接结构生产及装备课程设计设计背景焊接是一种广泛运用于制造业中的加工方法,特别是在金属结构的制造过程中。
随着制造业的快速发展,焊接技术也得到了越来越多的应用和推广。
因此,掌握焊接技术和焊接结构的设计和制造过程对于工程学生具有重要意义。
本篇文档将介绍焊接结构生产及装备课程设计的教学内容及设计流程。
设计目标本课程设计的目标是让学生掌握焊接结构的设计与生产流程,并深入了解焊接工艺的原理、选材及装备的选择和维护等方面,同时,结合实际工程案例和模拟实验,培养学生团队协作及问题解决的能力,使其掌握焊接结构生产与装备的工程实践能力。
设计内容1. 焊接结构的设计学生需要先了解焊接结构的设计要求,如结构强度、稳定性、承载能力等,并学会使用SolidWorks等软件进行结构设计,掌握CAD技能。
课程通过讲授相关理论知识及实例分析引导学生进行独立设计。
2. 焊接工艺的原理及选材了解焊接原理和焊接方式,理解不同种类焊接设备和焊接接头的特点,应用相关知识对焊接设备进行选型和选材。
3. 焊接设备的选择和维护学习焊接设备的原理、功能和使用,包括焊接机、气体保护设备、夹具、切割设备等,以及相关维护与保养常识。
4. 实验操作学生需要在实验室中进行焊接实验,对不同材料的焊接进行实际操作,熟悉焊接过程中相关设备和技术的应用和操作,并不断调整和改进焊接工艺。
5. 工程实践在课程最后,学生将参加实际生产过程中的工程案例,通过团队协作完成焊接工艺的设计、调试和维护,并掌握产品质量控制和管理方法。
设计流程1.设计任务发布:介绍焊接结构生产及装备课程设计的基本任务要求,对学生作业进行布置和指导。
2.焊接结构设计:通过课堂讲授及教师指导,每个学生团队自行设计一种焊接结构。
3.设计评审:教师对学生的设计方案进行评审,并对设计存在的问题和不足进行指导和启发。
4.焊接工艺讲解:对焊接工艺所涉及的焊接知识进行讲解,包括焊接原理、焊接设备和焊接接头等。
5.实验操作:通过实验操作,学生实践运用所学知识,进行焊接实验测试。
焊接结构课程设计
目录前言 (3)第一章设计参数的选择 (4)一、乙烯的特性 (4)二、设计要求与数据 (5)第二章设备结构设计 (7)二、封头厚度的计算 (8)三、核算承载能力并选择鞍座 (8)四、人孔的选择 (10)五、接管、法兰、垫片和螺栓(柱) (10)六、选配工艺接管 (12)第三章贮罐制造工艺 (13)一焊接方法的确定 (13)二焊接工艺流程 (16)第4章埋弧自动焊机及其他装置的确定.18 一埋弧自动焊 (18)二焊接其他装置 (18)设计体会 (19)参考文献 (20)前言储罐是焊接压力容器的一种,它在生产中很常见,对于目前的社会生活条件来说,储罐在生产中的使用还是不可取代的,同时作为一种压力容器,在使用过程中的安全问题非常的重要,在焊接生产一定要严格要求。
因此,储罐结构设计和自动化生产焊接装置的设计还是有着重要的意义。
本次课程设计主要是进行乙烯储罐结构的特点分析、储罐设计方案的选定、焊接方法和参数的制定、焊接工艺的制定以及焊接装置的分析设计等,从而对焊接结构生产及装备特点及应用有初步的了解,对焊接生产实践有一定的认识,为以后的学习和工作做一定的铺垫。
因此,做好本次课程设计是非常有必要的,不仅是对本学期以及以前知识的巩固,而且也相当于一次工作的实践。
第一章设计参数的选择一、乙烯的特性乙烯是由两个碳原子和四个氢原子组成的化合物。
两个碳原子之间以双键连接。
乙烯是合成纤维、合成橡胶、合成塑料(聚乙烯及聚氯乙烯)、合成乙醇(酒精)的基本化工原料,也用于制造氯乙烯、苯乙烯、环氧乙烷、醋酸、乙醛、乙醇和炸药等.外观与性状:无色气体,略具烃类特有的臭味。
少量乙烯具有淡淡的甜味。
pH:水溶液是中性熔点(℃):-169.4沸点(℃):-103.9相对密度(水=1):0.61相对蒸气密度(空气=1):0.98饱和蒸气压(kPa):4083.40(0℃)燃烧热(kJ/mol):1411.0临界温度(℃):9.2临界压力(MPa): 5.04辛醇/水分配系数的对数值:无资料闪点(fp):无意义引燃温度(℃):425爆炸上限%(V/V):36.0爆炸下限%(V/V): 2.7溶解性:不溶于水,微溶于乙醇、酮、苯,溶于醚。
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焊接结构课程设计指导书机电工程系洛阳理工学院目录前言 (2)一.课程设计的性质和目的 (3)二.课程设计的基本任务 (3)三.课程设计的基本要求 (3)四.课程设计的基本步骤 (4)五.课程设计说明书要求 (4)六.课程设计内容简介 (4)七.附录 (6)前言课程设计是焊接结构生产课程教学的最后一个环节,是对学生进行全面系统的训练。
课程设计可以让学生将学过的零碎知识系统化,真正地把学过的知识落到实处,进一步激发学生学习的热情,因此课程设计是必不少的,是非常必要的。
但是,在教学实践中,一方面,我们感到学生掌握的理论知识和实践知识有限;另一方面课程设计的时间有限。
要想学生在规定时间内,运用自己有限的知识去独立完成某一焊接结构的全部设计是不现实的。
因此,在两周的课程设计时间内,除了让每个学生清楚地了解焊接结构的整个设计、装配过程外,更应该注重焊接结构设计的某一细节,完全弄懂、弄透,能够达到举一反三的目的,从而培养学生设计焊接结构的初步能力。
基于以上认识,作者编写了《焊接结构课程设计指导书》。
编者一、课程设计的性质、目的焊接作为先进制造技术的重要组成部分,在国民经济的发展和国家建设中发挥了重要的作用。
焊接技术在航空航天、核能、船舶、电力、海洋钻探、高层建筑等领域得到了广泛的应用。
焊接结构是焊接技术应用于工程实际产品的主要形式,也是在许多部门中应用最为广泛的金属结构。
焊接结构学作为焊接专业基础课,对学生的专业知识和技能的培养具有重要的作用。
《焊接结构》课程设计是在完成焊接结构理论教学课程后,进行的综合运用所学基本知识和技能的一个非常重要的教学环节。
本周开展了焊接结构学的课程设计,主要目的:进一步加深学生对焊接结构学理论知识的回顾和焊接结构在实际生产中的应用;通过本次课程设计,使学生将理论知识与实际的焊接构件设计相结合,培养学生的理论联系实际的能力;本次课程设计可以采用计算机绘图和手工试图,使学生加深绘图要点和培养计算机绘图技能;通过本次课程设计培养学生的查阅技术资料、团队协作和独立创新能力。
二、课程设计的主要内容和基本任务了解焊接结构、工况环境、制造过程的特点,掌握焊接结构的整体设计、焊接工艺规程、焊接工艺卡的编制要领。
最终能根据实际需要独立研究设计相应的焊接结构,制定相关的焊接工艺。
设计主体可以是梁柱桁架类和压力容器结构,对选择构件进行结构的设计,焊接接头(对接、搭接、T形和角接头)合理性分析,对相关接头的强度进行简单的计算,对易产生的应力应变特征进行分析,绘制部分结构的草图,最后绘制一张A1焊接结构图纸,并编写课程设计说明书一份。
三、课程设计的基本要求熟悉焊接结构(梁柱桁架类和压力容器结构)的结构特点,了解焊接结构(梁柱桁架类和压力容器)各部分的受力及运行状态、结构特点以及影响制造工艺的因素并能按实际情况具体制定相应的工艺流程卡和工艺卡(具体要求见附录)。
具体要求:1) 要充分认识课程设计对培养自己的重要性,认真做好设计前的各项准备工作;2) 既要虚心接受老师的指导,又要充分发挥主观能动性。
结合课题,独立思考,努力钻研,勤于实践,勇于创新;3)独立按时完成规定的工作任务,不得弄虚作假,不准抄袭他人内容,否则成绩以不及格计;4)无论在校外、校内,都要严格遵守学校和所在单位的学习和劳动纪律、规章制度,学生有事离校必须请假。
课程设计期间,无故缺席按旷课处理;缺席时间达四分之一以上者,其成绩按不及格处理;5)在设计过程中,要严格要求自己,树立严肃、严密、严谨的科学态度;6)认真阅读设计任务书,保质保量地完成任务书的规定的工作。
7)焊接结构装配图用A1纸绘制或打印,必须符合国家有关标准的规定。
8)每组合作完成一套焊接结构(梁柱桁架类和压力容器)的整体装配图;10)编写课程设计说明书,说明书要求文字通顺,简炼。
不少于5000字。
四、课程设计的基本步骤1)选题与搜集资料:设计开始之前,每位同学应进行系统调查,搜集资料;2)分析设计、画装配图:根据搜集的资料,进行分析,了解焊接结构(梁柱桁架类和压力容器)的基本构造和工作原理,并绘制相应结构的装配图;3)制定焊接工艺:制定相关部件的制造工艺流程。
4)验收与评分:指导教师对每位同学设计的焊接及相关工艺流程,结合课程设计说明书,根据课程设计成绩的评定方法,评出成绩。
五、课程设计说明书要求1)写出课程设计的基本步骤及方案;2)简单说明焊接结构(梁柱桁架类和压力容器)的基本构造和工作原理,并绘制相应的装配图;3)设计相关部件的焊接及相关工艺流程;4)设计者的心得体会。
六、课程设计内容简介梁柱桁架结构和容器结构一、梁柱桁架结构1、焊接梁焊接梁主要工作在横向弯曲载荷下,有时还可承受弯扭的联合作用。
是焊接结构中最主要的一种构件形式,是组合各种建筑钢结构的基础。
例如:可用来组合桥梁及栈桥主梁;可用梁组合成格栅的工作平台;制作钢结构的盖子等。
焊接梁还是机器构件的主要组成部分。
2、焊接柱柱是主要承受压应力的构件。
压力载荷通过轴心或不通过轴心,则分别称为轴心受压和偏心受压柱。
焊接柱广泛用于机器结构和建筑工程结构,如起重机的支撑臂、龙门起重机的支腿、支撑梁和桁架等金属结构或建筑工程结构中。
3、焊接桁架桁架结构又称为杆系结构,是指由长度远大于七宽度和厚度的杆件在节点处通过焊接工艺相互连接组成的能够承受横向弯曲的结构,其杆件按照一定的规律组成几何不变结构。
桁架结构其材料得到充分的应用,重量轻,节省材料,制造易于控制变形等优点,焊接桁架结构广泛应用于建筑、桥梁、起重机、高压输电线路等的一般桁架,以及用于塔架结构做柱使用。
二、容器结构随着工程焊接技术的迅速发展,现代压力容器也已发展成典型的全焊结构。
压力容器的焊接成为压力容器制造过程中最重要最关键的一个环节,焊接质量直接影响压力容器的质量。
焊接容器是主要的壳体结构,它通常由板材成形加工并装配焊接而成。
焊接容器多承受内压,少数承受外压的结构,它是应用广泛的焊接结构之一。
焊接容器主要用于供热、供电、贮存和运输各种工业原料及产品,完成工业生产过程必需的各种物理化学过程。
焊接容器一旦出现事故,危害极大、损失严重,因此对焊接容器的设计、制造、使用和维护,有严格的要求和规定。
三、焊接实例1 低合金钢焊接梁焊接实例如图1所示,焊接梁,材料为20钢,现有钢板最大长度为2500mm,设计要求:确定腹板、上、下翼板、筋板的焊缝位置;选择焊接方法;画出各条焊缝的接头形式;确定各条焊缝的焊接次序。
图1 焊接梁示意图(1)焊接位置应考虑到焊缝避免交叉密集、焊缝尽量中心对称、焊缝避开最大应力和应力集中处,另外还要考虑板材规格确定拼接方式。
因此确定如下图所示焊接位置(涂黑处表示上下翼板和腹板的焊缝),中心应力最大不布置焊缝,焊件左右对称抵消焊接变形,板材拼接时焊缝不交叉密集。
图2 焊接位置示意图(2)焊接方法大批量生产时翼板和腹板分别采用埋弧焊焊接然后用焊条电弧焊连在一起,焊接筋板时同样用焊条电弧焊,小批量生产全部使用焊条电弧焊(3)焊接接头翼板腹板分别用对接接头拼接,然后T形接头组装,筋板同样采用T形接头。
同时注意翼板和腹板、翼板和筋板厚度不同,为避免较大应力集中,焊接前在翼板开凹槽。
图3 翼板凹槽示意图焊接筋板时在与腹板翼板相交处避免应力集中应有倒角图4 腹板翼板相交处倒角示意图(4)焊接次序焊接时首先将翼板腹板各自焊接起来(下翼板还需先弯曲),然后将上翼板与腹板焊在一起,焊接时注意前后对称的焊,以免变形,再将下翼板与腹板焊接同样注意前后对称焊接,最后焊接筋板,焊接时前后对称左右对称焊接,抵消变形量。
此外,每条焊缝焊接时采用对称法安排顺序。
2 低合金高强钢压力容器焊接实例直径为2000mm,壁厚为32mm的缓冲罐(图1-1),壳体材质为16MnR,其主要承压焊缝的焊接工艺见表1-1。
表1-1 缓冲罐焊接工艺①封头拼缝在平板状态下焊接完成后,需再经过950 ~ 1000℃的加热后进行冲压成形,故拼缝要经过Ac3以上温度的加热,焊缝的力学性能不仅取决于化学成分,而且和焊缝的组织状态有很大关系。
虽然焊缝的含碳量要比母材低很多,但由于焊接是一个局部加热过程,冷却速度很大,因此焊缝呈现为一种柱状晶的特殊的过饱和铸造组织,其中少量的马氏体主要靠碳的固溶强化存在,而低碳马氏体的亚结构存在许多位错,过饱和的固溶的碳就聚集在位错周围,起着钉扎位错的作用,使位错难于运动,马氏体便不易变形而呈现强化焊缝的作用。
经过Ac3以上的温度加热后,焊缝组织从柱状晶变成了等轴晶,打破了原来的亚结构状态,使过饱和程度降低,其碳的固溶强化作用也随之降低了,所以势必焊缝强度降低。
为了弥补上述情况造成的焊缝强度降低,只有调整焊缝的化学成分,使用合金元素更多一些的、强度高一档的焊丝来焊接热压封头拼缝。
②壳体纵、环缝焊接条件好,考虑到板厚因素,从提高效率、保证焊接质量出发,选用双面埋弧焊,焊丝啊等强度原则选用。
③设备大合拢焊缝,考虑到设备因素,内焊缝采用埋弧焊较困难,故内侧采用焊条电弧焊、外侧采用碳弧气刨清根后再进行外环缝埋弧焊。
B2焊缝据人孔较近,故将其为大合拢焊缝。
④人孔接管与人孔法兰环缝,由于人孔直径较大,故采用焊条电弧焊进行双面焊。
对于人孔、小接管与壳体角焊缝,鉴于此部位焊缝形状和焊接条件,一般选用焊条电弧焊进行双面焊。
⑤对于小直径接管环缝,由于只能单面焊,又要保证质量,选用TIG焊打底是保证焊缝质量最有效的方法。
TIG-50为焊材牌号,其焊材型号为ER70S-G (AWS A5.18)。
⑥鞍座与壳体焊接角焊缝属非承压焊缝,采用熔化极气体保护焊(保护气体为纯CO2),效率高,焊缝成形好。
TWE-711为焊材牌号,其焊材型号为E71T-1(AWS A5.20)。
七、附录附录一焊接结构课程设计任务书一、课程设计班级、时间B090303 第17周二、指导教师安俊超三、课程设计题目1、梁柱桁架类结构设计2、压力容器结构设计四、课程设计内容1、设计说明书一份(不少于5000字)2、焊接结构装配图(A1)五、课程设计要求1、梁柱桁架类结构设计具体要求:(1)每组同学讨论选择不同的梁柱桁架类结构,并合作完成整体装配图;(2)将梁柱桁架类结构结构划分成几个不同部分,每组同学按照课题设计相应的焊接工艺流程;(3)编写课程设计说明书(参考附件二)。
2、压力容器结构设计具体要求:(1)每组同学讨论选择不同的压力容器结构,并合作完成整体装备图;(2)将压力容器结构划分成几个不同部分,每组同学按照课题设计相应的焊接工艺流程;(3)编写课程设计说明书(参考附件二)。
六、课程设计进度安排周一布置任务、讲课、查阅有关资料,熟悉焊接结构设计思路,初步了解梁柱桁架类和压力容器设计方法及程序;周二对结构进行合理设计并进行相关计算;周三~周五设计图纸绘制,选材及可焊性分析;确定合理的焊缝位置及接头形式,并选择合适的焊接方法及材料;制定结构设计的工艺流程,撰写设计说明书。