水力发电转轮室备料及装焊工艺

1水力发电转轮室备料及装焊工艺题目：水力发电转轮室备料及装焊工艺一.设计内容及要求本次课程设计的内容主要是水力发电轮转室备料及装焊工艺的编制，同时编写设计说明书一份，内容包括上述产品的结构特点和备料及装焊工艺的编制的过程，所选择的备料工艺，确定的焊接工艺，选择的焊接材料，确定的焊接规范；焊接辅助设备及焊接操作要点等。设计要求如下：1.设计根据给定的焊接结构几何尺寸，绘制装配图，零件图，放样图等；选用材料，校核许用应用应力，进行强度计算等；进行制造工艺分析。2.编制下料；装配；焊接的工艺。并编制工艺卡。3.单独绘制焊接总装图(A3)和零件图(A4)（可以计算机绘图）4.编制设计说明书一份。要求说明书能以“工程语言和格式”阐明自己的设计观点，设计方案的优劣及设计数据的合理性；按照设计步骤，进程，科学的编排设计说明书的格式与内容，书写工整，可以打印，叙述阐明，约20页左右。二.提交内容绘制的焊接结构（总装图和零件图），编制的备料工艺和装焊工艺说明书。三.进度安排进度要求日期主要指导内容6.25上午课程设计任务安排，下发任务书；讲解焊接结构设计的思路6.25下午查阅文献资料，熟悉焊接结构设计的思路，计算设计工艺流程6.26~27绘制设计的焊接结构（包括总装图和零件图）6.28对设计的结构进行工艺性审查，并选择合适的加工制造方案，编写设计说明书6.29答辩，并上交课程设计说明书2摘要本次课程设计的主要内容是水力发电轮转室备料及装焊工艺的编制，备料对保证产品的质量、缩短生产周期、节约材料等方面有重要影响。装配-焊接工艺的编制，在现代焊接结构生产中，对提高产品质量，加速焊接生产等诸方面起着非常重要的作用，其中焊接工艺过程包括：放样、划线、下料、成形、坡口加工、装配焊接。关键词：备料装配焊接工艺编制放样下料【正文】焊接工艺装备简称焊接工装，它是用以安装焊接构件，使之占有正确位置的辅助器具。焊接工装设计是焊接工艺的重要组成部分，在结构件生产中起着举足轻重的作用，可以说没有焊接工装就没有好的产品。焊接工装是焊接生产工艺设计的主要任务之一，也是有效保证产品质量、提高生产效率的前提。一.焊接工艺装备的作用提高生产效率，降低制造成本。焊接构件的生产过程一般包括：焊前准备、装配、焊接、清理、校正、检验等工序，其焊前备料、装配及焊后等辅助工序所用时间远远超过工件焊接本身，因此针对焊接构件，提高其工效的最有效措施就是减少辅助工序的时间。除采用自动化焊接工艺，提高焊接自身的效率外，还要采用先进的装配工艺，即使用灵活高效的焊接工装。操作者可以直接在工装上快速装配、对位，免去了划线、弯尺对位等手工操作，节省了焊件装配定位和夹紧的繁锁工作，并可能减免焊后矫正变形和修补工序，同时也能简化检验工序，缩短了产品的生产周期。尤其对于批量生产，会使产品的制造成本大辐度降低。二.备料工艺的编制焊接结构的备料（零件加工）对保证产品质量、缩短生产周期、节约材料等方面均有重要影响。下面根据轮转室的零件加工工序为顺序，进行备料工艺的编制。2.1零件的放样3图1从轮转室总装图及明细表可知，零件1，件2，件6，材料牌号，规格相同，它们可以分别放样，分别放样后，再一起排料，可以提高材料的利用率。图2如图2一样的零件图有件4，件12，则按零件的牌号，规格，各自放样（1）零件的下料尺寸确定下面以图2为例，说明该零件的下料尺寸确定过程（见附图1）先计算中性层半径；该零件是平台圆锥体，取小端半径计算。因为r2/δ=1980.5/55=365.5所以中性层的位置在材料板厚中间，中性层与中心层重合。中性层半径为大端R1=r1+27.5=2071.5+27.5=2099.5小端R2=r2+27.5=1980.5+27.5=2008.5b=2099.5-2008.5=91c2=b2+h2c=552.5cos𝑎=b/cR1=r2/b=12747R2=R1-c=12747-525.5=12194.5β=r2/R1X360°=59.3°4附图1用同样的方法可以计算出：件2:R1=4571R2=4842β=162°件4：R1=24351R2=24836β=30°件9：R1=10689R2=11615β=68°（2）坡口加工及质量要求边缘加工是将工件的边缘或端面加工成符合工艺要求的形状和尺寸及精度要求的加工工序。边缘加工的目的：边缘加工可消除前道工序所产生的加工硬化层和热影响区；根据工艺要求完成坡口加工；采用边缘加工来消除装配，焊接工件边缘或自由边的各类缺陷，以提高结构的整体质量；边缘加工可提高结构的表面质量，也可为产品的后期制作创造条件。图3开坡口及钝边（3）零件成形过程从轮转室焊接图可知，件4锥筒I的材料是奥氏体不锈钢1Cr18Ni9Ti，厚度55mm，与之对接的件1锥筒，件6锥筒Ⅱ均为低碳钢，与之角接的件3立肋1，5件5环肋I，件12把合板也是低碳钢，属于异种钢的焊接，它们成型后，都需先堆焊一层过渡层，然后在进行焊接。因此，在放样下料时，要留出过渡层堆焊的厚度。（4）结构组焊工艺该轮转室是大型结构件，展开板样后，要根据钢板长度与宽度的尺寸进行分割排料，件1，件2，件6厚度相同。依据先大后小，先重要后次要，先难后易的原则错开排料，达到节约板材的目的。下料开坡口后，会产生较大的变形。矫平后要放地样进行修正，在组对。锥筒在分割下料开坡口校平后按放样图分别画出地样，修正组对。卷制成形后在两端预弯处，割去80mm把合板厚度的余量，在分半制作。为了防止各锥筒对接时出现十字交叉焊缝，放样排料时要预先予以考虑。三.转轮室制作的工艺过程表1转轮室备料工艺产品名称轮换室零件名称锥筒材料牌号Q235材料质检号产品图号零件图号材料规格δ=55mm产品编号序号工序名称简图工艺过程与技术要求设备及工具操作者检验员1放样按件6放样图放样2领料1.操作者依据图样和领料单领料，核对材料出厂质量证明书，材料进场质检书与实物的牌号规格相一致2.清扫钢材表面质量，不得有裂纹，疤痕，夹渣，凹坑3.检查厚度测厚仪3划线根据钢板规格排料划线4下料按线下料并开出坡口割炬5矫平检查平直度并矫正油压机6画地样按放样图画地样7组对按地图样组对，不适之处予以修正，焊接规范割炬电焊机6参数与正式焊接相同，定位焊长度30~40mm，间隔100mm8焊接按工艺工艺规程焊接二氧化碳气体保护焊机9预弯展开扇形的两端预弯，长度不小于300mm模具油压机10卷圆用r=1981mm，r=2072mm样板检查椎体两端内壁圆弧，样板弦长≧500mm卷板机11堆焊在∅4144mm端坡口处用不锈钢焊条堆焊过渡层12切割在预弯处各割去80mm长斜头余量，同事等分圆椎体13开坡口在切割出按图样要求开坡口14检验检验椎体高度，坡口形式和椎体内壁圆弧半径其余各锥筒按上述工艺过程制作，注意件2锥筒R2031mm处要用不锈钢焊条堆焊过渡层。四.水力发电轮转室装配工艺过程装配-焊接工艺装备的类型及特点，工艺装备是装配-焊接夹具（也称焊接工装夹具）与焊接变位设备在焊接结构生产中的总称。其中工装夹具包括定位器，夹紧器，推拉装置等；变位设备主要包括各种焊件，焊机，焊工变位设备等装置。在现代焊接结构生产中起着很重要的作用。工艺装备的正确使用，是生产合格焊接结构的重要保证。其主要作用还表现在以下几个方面：（1）准确，可靠的定位和夹紧，可以减轻甚至取消下料和装配时的划线工作。减小制品的尺寸偏差，提高零件的精度和互换性。（2）有效地防止和减小焊接变形，从而减轻焊接后的矫正工作量，达到减少工时消耗和提高劳动生产率的目的。7（3）能够保证最佳的施焊位置，焊缝的成形优良，工艺缺陷明显降低，焊接速度提高，可以获得满意的焊接接头。（4）采用工艺装备，实现以机械装置取代装备零部件的定位，夹紧及工件翻转等繁重的工作，改善了工人的劳动条件。（5）可以扩大先进的工艺方法和设备的适用范围，促进焊接结构生产机械化和自动化的综合发展。4.1工件装配的基本条件在金属结构装配中，将零件装配成部件的过程称为部件装配；将零件或部件总装成产品则称为总装配。通常装配后的部件或整体结构直接送入焊接工序，但有些产品先要进行部件装配焊接，经矫正变形后再进行总装配。无论何种装配方案都需要对零件进行定位、夹紧和测量，这就是装配的三个基本条件。（1）定位定位就是确定零件在空间的位置或零件间的相对位置。图4所示为在平台6上装配肋板。件6的两翼板4的相对位置是由腹板3和挡铁5来定位，它们的端部是由档铁7来定位。平台6的工作面既是整个件6的定位基准面，又是结构的支承面。图4两零件图进行定位4.2夹紧夹紧就是借助通用或专用夹具的外力将已定位的零件加以固定的过程。图4中翼板与腹板间相对位置确定后，是通过调节肋板来实现夹紧的。（1）测量测量是指在装配过程中，对零件间的相对位置和各部件尺寸进行一系列的技术测量，从而鉴定定位的正确性和夹紧力的效果，以便调整。上述三个基本条件是相辅相成的，定位是整个装配工序的关键，定位后不进行夹紧就难以保证和保持定位的可靠与准确；夹紧是在定位的基础上的夹紧，如8果没有定位，夹紧就失去了意义；测量是为了保证装配的质量，但在有些情况下可以不进行测量（如一些胎夹具装配，定位元件定位装配等）。零件的正确定位，不一定与产品设计图上的定位一致，而是从生产工艺的角度，考虑焊接变形后的工艺尺寸。如图4所示的零件图，设计尺寸应保持两肋板平行，而在考虑焊接收缩变形后，工艺尺寸为483，使槽板与底板有一定的角度，正确的装配应按工艺尺寸进行。（2）装配的基本方法装配前的准备装配前的准备工作是装配工艺的重要组成部分。充分、细致的准备工作，是高质量高效率地完成装配工作的有力保证。通常包括如下几方面：（1）熟悉产品图样和工艺规程要清楚各部件之间的关系和连接方法，并根据工艺规程选择好装配基准和装配方法。（2）装配现场和装配设备的选择依据产品的大小和结构的复杂程度选择和安置装配平台和装配胎架。装配工作场地应尽量设置在起重设备工作区间内，对场地周围进行必要清理，使之达到场地平整、清洁，人行道通畅。（3）工量具的准备装配中常用的工、量、夹具和各种专用吊具，都必须配齐组织到场。此外，根据装配需要配置的其它设备，如焊机、气割设备、钳工操作台、风砂轮等，也必须安置在规定的场所。（4）零、部件的预检和除锈产品装配前，对于从上道工序转来或从零件库中领取的零、部件都要进行核对和检查，以便于装配工作的顺利进行。同时，对零、部件的连接处的表面进行去毛刺、除锈垢等清理工作。（5）适当划分部件对于比较复杂的结构，往往是部件装焊之后再进行总装，这样既可以提高装配—焊接质量，又可以提高生产效率，还可以减小焊接变形。为此，应将产品划分为若干部件。4.3零件的定位方法在焊接生产中，根据零件的具体情况选取零件的定位和装配方法。常用的定位方法有划线定位、销轴定位、挡铁定位和样板定位等。（1）划线定位就是在平台上或零件上划线，按线装配零件。通常用于简单的单件小批装配或总装时的部分较小零件的装配。（2）销轴定位是利用零件上的孔进行定位。如果允许，也可以钻出专门用于销轴定9位的工艺孔。由于孔和销轴的精度较高，定位比较准确。（3）挡铁定位应用得比较广泛，可以利用小块钢板或小块型钢作为挡铁，取材方便。也可以使用经机械加工后的挡铁，可提高精度。挡铁的安置要保证构件重点部位（点、线、面）的尺寸精度，也要便于零件的装拆。（4）样板定位是利用样板来确定零件的位置、角度等的定位方法，常用于钢板之间的角度测量定位和容器上各种管口的安装定位。4.4零件的装配方法焊接结构生产中应用的装配方法很多，根据结构的形状尺寸、复杂程度以及生产性质等进行选择。装配方法按定位方式不同可分为划线定位装配，工装定位装配；按装配地点不同可分为工件固定式装配，工件移动式装配。下面分别进行简单的介绍：（1）划线定位装配法划线定位装配法是利用在零件表面或装配台表面划出工件的中心线、接合线、轮廓线等作为定位线，来确定零件间的相互位置，以定位焊固定进行装配。（2）工装定位装配法主要有下列几种方法：1）样板定位装配法。它是利用样板来确定零件的位置、角度