浅谈铝锰球罐制作中焊接变形的防止措施

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1、西安技师学院机械工程系西安技师学院10届焊接预备技师班毕业论文浅谈铝锰球罐制作中焊接变形的防止措施姓名：专业：焊接技术与自动化学号：10JHJ110指导老师：weeeeeeee时间：2010.04.15第11页共12页西安技师学院机械工程系目录内容摘要2前言3一.铝锰球罐制作材料结构分析31.1焊接材料31.1.1母材材料31.1.2焊丝材料41.1.3焊接方法41.2球罐结构形式4二.铝锰球罐变形产生原因52.1瓣片的制作52.2球体的装配焊接62.2.1装配62.2.2焊接6三.球罐制作防止措施73.1瓣片制作变形控制73.2装配焊

2、接变形控制73.3球罐焊接变形控制83.3.1内部加支撑83.3.2装配方法83.3.3顺序焊接9四.检测10五.结论10参考文献11第11页共12页西安技师学院机械工程系浅谈铝锰球罐制作中变形的防止措施内容摘要球罐是一种特殊压力容器，国外球罐制造业发展很快，我国的球罐制造在70年代才得到了高速发展．通常球罐作为大容量，有压贮存容器．在各工业部门中被用于贮存液化石油气、液化天然气液氧、液氮、液氢、液氨及其它中间介质；也被用于贮存压缩空气，压缩气体(氧气、氮气、城市煤气)．随着工业的发展．球罐的使用范围将越来越广，同时对球罐制造技术要求更

3、高、更苛刻．这就必然对球罐的制造带来更多，更大的困难和问题．我们学校为了让学生能够熟练的掌握学习的东西，加强我们的动手能力，通过简单的典型结构件的制作如：铝锰球罐的制作，通过在焊接时出现的问题让我们进行合理的分析，提出自己的解决方法。以此提高我们对一些典型结构件的制作中问题的分析能力，在制作过程中也是对自己学习知识的总结。本文主要介绍了直径为400mm的铝锰球罐在制作中变形的防止方法。【关键词】铝锰球罐焊接变形防止措施第11页共12页西安技师学院机械工程系前言从单位容积消耗材料量来看，球罐是最经济的容器形式。此外，球罐还具有耐压较高，占

4、地面积小等优点，在石化行业中被普遍采用。但球罐组装焊接的难度较大，要求较高，几何尺寸难以控制。在我们预备技师班典型结构件的制作中，我们对直径为400mm的球罐采用板厚为4mm的铝锰材料(3A21)进行了制作。下面就制作过程中焊接变形的防止方法作以简要介绍。一.铝锰球罐制作材料结构分析1.1焊接材料焊接材料采用4mm厚的铝锰合金3A21板，所用的焊丝为铝硅合金焊丝HS311或铝锰合金焊丝HS321。1.1.1母材材料化学成分（质量分数）%牌号旧牌号SiFeCuMnMgZnTi其他Al3A21LF210.60.70.21.0～1.60.05

5、0.10.150.1余量物理性能牌号密度/g.cm-3比热容(100℃)/J.Kg-1℃-1.热导率25℃/W.m-1.℃-1线膨胀系数20～100℃×100﹣6/℃-1电阻率×10-6/Ω.cm3A212.73100918023.23.45铝锰合金3A21的热导率和比热容均约为碳素钢和低合金钢的两倍多。铝的热导率则是奥氏体不锈钢的十几倍。在焊接铝及铝合金时，能量除用于熔化金属熔池外，还将有更多的热量无谓消耗于金属其他部位，这种无用能量的消耗要比钢的焊接更为显著，为了获得高质量的焊接接头，应当尽量采用能量集中、功率大的电源，有时也可采用

6、预热等工艺措施。第11页共12页西安技师学院机械工程系铝合金的线膨胀系数约为碳素钢和低合金钢的两倍。凝固时的体积收缩率较大，焊件的变形和应力较大，因此，需采取预防焊接变形的措施。在耐蚀性允许的情况下，可采用铝硅合金焊丝焊接除铝镁合金之外的铝合金。在铝硅合金中含硅0.5％时热裂倾向较大，随着硅含量增加，合金结晶温度范围变小，流动性显著提高，收缩率下降，热裂倾向也相应减小。1.1.2焊丝材料铝合金焊丝牌号、成分及用途名称型号主要化学成分W(%)牌号用途及特性铝硅合金焊丝SAlSi-1Si4.5～6.0Al余量HS311焊接除铝镁合金以外的铝

7、合金，特别对易产生热裂纹的热处理强化铝合金更合适，抗裂铝锰合金焊丝SAlMnMn1.0～1.6Al余量HS321焊接铝锰及其他铝合金，耐腐，抗裂1.1.3焊接方法采用钨极交流氩弧焊或钨极脉冲氩弧焊，保护气体采用大于99．9％纯氩气。1.2球罐结构形式球体采用的结构形式如图1为橘瓣式，大体分为四部分上下极、上下温带。球体内径Φ392mm、外径Φ400mm。球体由18片组成（2极板16个温带瓣）.瓣片如图2.图1图2第11页共12页西安技师学院机械工程系二.铝锰球罐变形产生原因在球罐制作过程中，每个瓣片的的几何尺寸（如弧度、环缝组对直径等）

8、以及焊接过程中产生的变形，是影响球罐成形质量的主要因素。在制作中这些部分也就是球罐成型好坏的关键因素。2.1瓣片的制作球体的瓣片是由一对模具压型而成的。铝锰合金的塑韧性非常好，但在在压型过程中，还会出现一定