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压力容器制造焊接基础知识山东省安泰化工压力容器检验中心张鹏程13505409001,一、压力容器制造工艺简介,1.压力容器筒体加工制造型式：一般有三种 钢管（小直径）锻造（厚壁、超高压容器）卷焊2.压力容器封头加工制造型式：冲压 锻造 拼焊,一、压力容器焊接制造工艺简介,3.压力容器制造的一般过程1)划线 2)下料与坡口制备 3)板料拼接 4)筒节预弯、卷圆 5)拼接焊缝的焊接 6)筒节矫圆 7)拼接焊缝的检验和无损检测 8)封头、管板、法兰、换热管等制作 9)容器总装,二、压力容器制造连接,材料的连接可分为两类：可拆式连接：螺纹联接、摩擦联接不可拆式连接：焊接、粘接、铆接,二、压力容器制造连接,1、粘结用胶粘剂把两个零件连接在一起，并使接合处有足够强度的连接工艺。粘接的的特点：可用于多种不同形状的接头和各种不同材料（如各种金属、非金属以及金属与非金属）的连接。可实现大面积连接。接头的应力分布较均匀，耐疲劳性能好。接头的密封性能好，并具有耐腐蚀和绝缘等性能。工艺简便，无焊接的高温，又无螺纹连接和铆接所需的多种机械紧固件（如螺钉、螺母、垫圈、销钉等），生产率高。粘接的不足之处：粘接接头的强度不及焊接接头高。接头的耐热性较低(一般在300以下)。使用中胶粘层易发生老化，接头强度性能不稳定，影响结构使用寿命,二、压力容器制造连接,2、铆接采用铆钉将两个零件连接成一个整体的连接工艺。1)特点 一般不需对接头加热，可保持材料原有的组织和性能，无热应力和变形等问题。可以对同种材料或导种材料进行连接。2)铆接的缺点 铆接通常要加垫板，铆钉等附件，增加结构自重和钻孔、加工等工序；接头处截面增加，易形成较大的应力集中；较难实现接头的密封性连接。,二、压力容器制造连接,3、螺纹连接 用螺纹压紧力将分离的零件连接成一个整体的方法 特点 具有可拆御性 连接强度根据需要可在较大范围内调整。螺纹连接是各种机械、仪器、仪表中应用最广泛的可拆卸连接方法。,二、压力容器制造连接,4、焊接 焊接是利用加热或加压或二者并用的方法，将两种或两种以上的同种或异种材料，通过原子或分子之间的结合和扩散连接成一体的工艺过程。特点：焊接结构产品的质量轻，生产成本低。整体性好，具有良好的气密性、水密性 投资少、见效快 适用于几何尺寸大而材料较分散的制品 简化金属结构的加工工艺，缩短加工周期,二、压力容器制造连接,不足：结构无可拆性。焊接时局部加热，焊接接头的组织和性能与母材相比发生变化，产生焊接残余应力和焊接变形。焊接缺陷的隐蔽性，易导致焊接结构的意外破坏。,三、压力容器焊接知识,金属焊接的本质 原子之间距离（晶格）非常小形成了牢固的结合力固态金属保持固定的形状施加足够的外力破坏原子间结合变形或分离成两块的 金属焊接的困难 表面粗糙度和表面存在的氧化膜及其它污染物，阻碍不同构件表面金属原子之间接近到晶格距离并形成结合力。,三、压力容器焊接知识,焊接过程的本质 通过适当的物理化学过程克服上述困难，使两个分离的固态物体表面的原子接近到晶格距离（即0.3-0.5nm），产生原子（或分子）间结合而连接成一体的加工方法。,三、压力容器焊接知识,1、焊接的分类熔化焊 将焊件接头加热至熔化状态，然后冷却结晶成一体的方法。熔化焊最容易实现原子结合，是金属焊接的最主要方法。固相焊接 利用摩擦、扩散和加压等物理作用，克服表面不平度，除去氧化膜及其它污染物，使两个连接表面的原子相互接近到晶格距离，从而在固态条件下实现连接。钎焊 采用熔点低于焊件(母材)的钎料与焊件一起加热，使钎料熔化(焊件不熔化)后，依靠钎料的流动充填接头预留空隙中，并与固态的母材相互扩散、溶解，冷却后实现焊接的方法。,三、压力容器焊接知识,2、焊接发展概况公元前2000多年中国的殷朝采用铸焊制造兵器。公元前200年前，中国已经掌握了青铜的钎焊及铁器的锻焊工艺。1801年：英国H.Davy发现电弧。1881年：法国人 De Meritens 发明了最早期的碳弧焊机。1888年：俄罗斯人H.C发明金属极电弧焊。18891890年：美国人C.L.Coffin首次使用光焊丝作电极进行了电弧焊接。1890年：英国人Brown 第一次使用氧加燃气切割进行了抢劫银行的尝试。1900年：英国人Strohmyer发明了薄皮涂料焊条。1907年10月 瑞典人O.Kjellberg 完善了焊条,1930年：前苏联罗比诺夫发明埋弧焊。1956年：前苏联楚迪克夫发明了摩擦焊技术。1957年：法国施吉尔发明电子束焊。1957年：前苏联卡扎克夫发明扩散焊。1990年左右：逆变技术得到了长足的发展，其结果使得焊接设备的重量和尺寸大大的下降。1991年：英国焊接研究所发明了搅拌摩擦焊，成功的焊接了铝合金平板。1996年：以乌克兰巴顿焊接研所B.K.Lebegev院