1 產(chǎn)品介紹

1.1 產(chǎn)品的技術(shù)條件

生產(chǎn)的產(chǎn)品為鋁容器，其容積為3m³，設(shè)計(jì)溫度為常溫，設(shè)計(jì)壓力為0.2MPa/cm²,工作介質(zhì)為濃酸，焊縫系數(shù)φ=0.85。

1.2 產(chǎn)品的裝配-焊接工藝要求

裝配-焊接順序要合理，盡量避免多余應(yīng)力的產(chǎn)生；由于鋁材的線膨脹系數(shù)大，焊接時(shí)要嚴(yán)格控制翹曲變形的產(chǎn)生；焊接參數(shù)的選擇要適當(dāng)，避免燒穿或未焊透現(xiàn)象的產(chǎn)生；焊前清理方法的選擇要正確合理，能夠地清楚掉坡口區(qū)的污漬及氧化物，避免氣孔的產(chǎn)生；在進(jìn)行鋁材的加工時(shí)，要嚴(yán)格控制加工應(yīng)力，避免鋁材發(fā)生變薄或拉穿。

1.3 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析

產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)滿足剛度和穩(wěn)定性的要求，結(jié)構(gòu)自重小，省材，降低成本，制造工藝性好，可在短時(shí)間內(nèi)制造安裝完成，便于安裝和維修，外形美觀，使用方便，性能優(yōu)良。1.4 產(chǎn)品材料的焊接性分析

1.4.1 LF3焊接性分析

化學(xué)分析： Cu：0.10%，Mg：3.2~3.8%，Mn：0.30~0.6%，F(xiàn)e：0.50%，Si：0.50~0.8%，Zn：0.20%，Ti：0.15% 牌號(hào)為03的防銹鋁，主要合金元素為Mg。

力學(xué)性能：供貨狀態(tài)：加工硬化狀態(tài)；試樣狀態(tài)：加工硬化狀態(tài);抗拉強(qiáng)度：≥225MPa;規(guī)定非比例伸長(zhǎng)應(yīng)力：≥195MPa；伸長(zhǎng)率：≥8%。

焊接性能：鋁及其合金的化學(xué)活性，表面易形成難熔氧化膜（Al2O3熔點(diǎn)約為2050℃，MgO熔點(diǎn)約為2500℃），加之鋁及其合金導(dǎo)熱性強(qiáng)，焊接時(shí)易造成不熔合現(xiàn)象。由于氧化膜密度與鋁的密度接近，也易成為焊縫金屬的夾雜物。同時(shí)，氧化膜(特別是有MgO存在的不很致密的氧化膜)可吸收較多水分而成為焊縫氣孔的重要原因之一。此外，鋁及其合金的線膨脹系數(shù)大，焊接時(shí)容易產(chǎn)生翹曲變形。這些都是焊接生產(chǎn)中頗感困難的問(wèn)題。

1.4.2 Q23鋼的焊接性分析

化學(xué)成分

C：0.14~0.22%  Mn：0.30~0.65  Si：≤0.30  S：≤0.050  P：≤0.045

力學(xué)性能

屈服強(qiáng)度: 235MPa（24kg/mm²）；抗拉強(qiáng)度： 375-460 MPa（38-47kg/mm²）；伸長(zhǎng)率：不大于26

焊接性能：

由于低碳鋼含碳量低，錳、硅含量也少，所以，通常情況下不會(huì)因焊接而產(chǎn)生嚴(yán)重硬化組織或淬火組織。低碳鋼焊后的接頭塑性和沖擊韌度良好，焊接時(shí)，一般不需預(yù)熱、控制層間溫度和后熱，焊后也不必采用熱處理組織，整個(gè)焊接過(guò)程不必采取的工藝措施，焊接性優(yōu)良。

2 備料加工工藝過(guò)程

2.1 壓力容器基本結(jié)構(gòu)

根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作要求，該圓筒形壓力容器主要由筒體、封頭、加固圈、不銹鋼法蘭、接管、錐管等組成。

2.2 筒節(jié)的加工工藝過(guò)程

2.2.1 備料

選用LF3鋁鎂合金，進(jìn)行化學(xué)成分和機(jī)械性能檢驗(yàn)。

2.2.2 下料

鋁板尺寸為長(zhǎng)1820mm，寬3.14×1200=3768mm，厚度 10mm。按照設(shè)計(jì)圖紙，在放樣平臺(tái)上1：1比例，繪出結(jié)構(gòu)圖，氧氣等離子弧切割下料。優(yōu)點(diǎn)：割后即可焊接，割縫寬度和熱變形較小，但電和壓縮噴嘴損耗快，因此要求操作者起弧后盡可能不中斷切割過(guò)程。

雙層氣體等離子弧切割，優(yōu)點(diǎn)：增強(qiáng)弧壓縮，提高電弧能量密度，切口質(zhì)量好，延長(zhǎng)電的工作壽命。

2.2.3 沖壓成形

采用空氣等離子弧切割下直徑為430mm的圓，在進(jìn)行沖孔直徑為450mm的卷邊，理論卷邊高度為10mm，由于加工過(guò)程中鋁發(fā)生變形，所以進(jìn)行修剪，把卷邊修剪成理論高度10mm。

2.2.4 卷制

鋁板加工前先用壓力機(jī)預(yù)先加以彎曲，以滾圓的直邊，再用三輥卷板機(jī)進(jìn)行冷卷制成形。卷制過(guò)程中要經(jīng)常用樣板檢查曲率，卷制后其縱縫處的棱角、徑縱向錯(cuò)邊量均符合規(guī)范中的有關(guān)技術(shù)要求。

筒體卷制加工過(guò)程

2.2.5 坡口加工（P202鋁及鋁合金）開(kāi)雙Y形坡口，坡口角度70，鈍邊4,根部間隙3mm。

坡口的加工方法：空氣等離子切割

2.2.6 縱縫組對(duì)

由于筒節(jié)直徑為1200mm，板厚為10mm，卷板后直接在卷板機(jī)上進(jìn)行組對(duì)。

2.2.7 焊前清理

容器施焊前，應(yīng)檢查圓筒的組裝質(zhì)量，坡口及其兩側(cè)20mm范圍內(nèi)的泥沙、鐵銹、油污、氧化皮及其他雜質(zhì)。

具體操作方式如下：

步先機(jī)械清理：用不銹鋼絲刷或刮刀清理。

步化學(xué)清理：堿洗%8NaOH ，50-60度溫水，5min ；冷靜水清洗；光化：30%硝酸，室溫2min，冷凈水清洗；100-110攝氏度烘干，在低溫干燥。