课题名称

特种焊在超厚不锈钢板焊接中的应用研究

学生姓名

 

专业班级

焊接四班

课题类型

论文

指导教师

 

职称

教授

课题来源

自拟

1、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义

   1.1国内外研究动态

   近年来，国内石油化工和煤化工得到了空前发展。为追求最佳经济规模，装置持续大型化发展。目前1000万吨炼油、100万吨乙烯等大型石化装置已建成并投产多套，为国内石化机械制造业的发展客观上提供了巨大的需求。反应器作为石化装置的核心设备，大型化、高参数化的倾向十分明显。2007年，上最大的煤制油加氢反应器，重达2044吨的煤制油加氢反应器在神华马家塔年产煤制油500万吨的煤液化工程现场制造完成；2007年在独山子石化改扩建工程60万吨/年全密度聚乙烯装置2台高达43m最大直径为8m的全密度聚乙烯反应器现场制造完成；2008年世界上炼油装置最大的加氢裂化反应器，单台运输重量1703吨（包括裙座重量，不含内件重量）的中国石油广西石化1000万吨炼油220万吨/年蜡油加氢裂化反应器在大连棉花岛滚装上船。装置的大型化给中国石化机械制造业带来机遇的同时，也在悄然的改变着中国大型压力容器制造厂的装备水平和制造方式。压力容器是一个涉及多行业、多学科的综合型产品，其制造技术涉及到冶金、机械加工、腐蚀与防腐、无损检测、安全防护等众多行业。随着冶金、机械加工和焊接等技术的不断进步，特别是计算机技术为代表的信息技术的飞速发展，带动了相关产业的发展，在世界各国投入了大量人力物力财力进行深入研究的基础上，压力容器技术领域也取得了相应的进展。为了生产和使用更安全。更具有经济性的压力容器产品，而冶金、机械加工、焊接等压力容器相关行业的技术进步，是压力容器行业整体技术水平提高的前提条件。

进入20世纪60年代后，随着新能源焊接的出现对新的焊接工艺的研究，激光焊、电子束焊、等离子弧焊、扩散焊、摩擦焊和超声波焊等技术也应用到各工业部门，是焊接水平达到一个新的高度。尤其是近年以来航空、航天、原子能、化工石油、天然气等尖端工业的发展需求，不断提出了对具有特殊性能的材料的焊接问题，如高强钢、超高强钢、高强不锈钢、特种合金、复合材料、难熔金属及异种材料焊接问题。高能束焊接技术以其与其它熔化焊相比具有功率密度大、深宽比大、焊接区变形小、能耗低、易于控制实现自动化等优点。在航空、航天、原子能工业和其他军用、民用制造业中得到高度重视和应用发展。所以，系统全面的了解当今高能束焊接技术的国内外发展研究现状，及高能束焊接技术相关工艺应用的成果，对于特种焊接技术领域研究发展方向的准确把我及其展开进一步的工作有极大意义。目前我国在石化行业不断的发展.，需要拥有更高性能的压力容器在复杂环境中使用。特种焊接技术中尤其是高能束焊焊接技术的不断发展，与常规电弧焊相比较具有明显有点，可以焊接很多原来难以焊接的材料，在石化、汽车、航空航天、核工业等部门中得到应用。是21世纪里将有重大发展的连接技术，特种焊接技术的应用产生了明显的经济的社会效益，符合优质、搞笑、低耗、无污染的发展方向，是值得大力推广的先进焊接技术 。

   1.2选题的依据和意义

  本研究论文主要是研究在石化等行业耐高温、高压压力容器的制造工艺特别是焊接工艺的研究，重点是高能束焊在复杂环境里使用的压力容器用超厚钢板的焊接应用。焊接技术是随着生产和技术不断发展的，超厚不锈钢板是石化行业压力容器的主要材料，焊接技术在压力容器的制造工艺中占有主要地位。在众多焊接结构中，压力容器是质量要求最高、技术难度最大、先进的焊接工艺方法应用最全、采用钢材品种最多的全焊结构。压力容器的使用具有一定的危险性，为了保证压力容器的安全性，在设计生产中要保证压力容器在使用过程中所能遇到的各种载荷。特种焊接技术具有常规焊接方法没有的优点，可以在超厚板焊接中实现一次性成功，速度快、深度大、变形小，在焊接生产在压力容器的制造中有具有生产效率高，可实现快速生产，节约原材料，产品质量稳定等优点。特种焊接技术在超厚板的焊接中应用将相当广泛。因此，本课题的研究可以提高超厚板压力容器的性能提高，在使用中的安全性，实用性有重要意义。

 

2、课题的基本内容，拟解决的主要问题

   2.1研究的基本内容

这次研究的主要内容是特种焊里的高能束焊在复杂环境使用的压力容器用不锈钢板的焊接应用研究。

   (1) 查阅和专业相关的英文资料，并翻译成中文；

  （2）熟悉课题，撰写开题报告；

  （3）完成压力容器用不锈钢板焊接工艺的制定；

  （4）进行焊接工艺分析，制定工艺方案，绘制焊接工艺方案图，进行高能束焊在焊接中的实验研究；

  （5）按要求撰写毕业论文

2.2拟解决的主要问题

(1) 超厚板焊接中存在接头组织粗大应力集中大等问题；

(2) 高能束焊不适用于大体积压力容器的焊接、采用局部焊接的方法

(3) 根据压力容器的使用环境考虑厚不锈钢板的焊接工艺参数及热处理方式；

(4) 根据产品工艺特点，制定所给产品的焊接工艺流程。 

3、 研究步骤、方法及措施

(1) 通过图书馆互联网查阅特种焊接技术、超厚不锈钢板焊接和压力容器设计的相关文献教案和参考书，对高能束焊接和压力容器用厚不锈钢板的焊接有一定的深度了解，掌握需要确定的焊接工艺方案和厚不锈钢板焊接的方法与原则，并整理相关的资料。

(2) 分析不锈钢板焊接结构，精确确定产品结构尺寸。

(3) 根据焊接工艺分析，选定材料种类，确定焊接工艺参数。

(4) 绘制焊接工艺方案图。

(5) 根据焊接工艺方案研究耐高温、高压不锈钢板高能束焊接工艺设计。

(6) 撰写毕业论文。

 

4、研究工作进度

(1). 1-7周：查阅相关资料，学习超厚不锈钢板接头焊接的设计方法，编写开题报告并进行答辩。

(2). 8-9周：根据任务书要求，对容器用不锈钢板进行分析，分析焊接的工艺方案，进行论证、确定工作。

(3). 10-11周：通过焊接工艺试研究，找出最佳工艺路线，绘制耐高温、高压不锈钢板焊接工艺方案图

(4). 12-13周：设计耐高温、高压不锈钢板高能束焊接工艺的设计。

(5). 14-15周：撰写毕业论文。

(6). 17周：准备进行毕业答辩。

 

5.主要参考文献

[1] 张其枢 堵耀庭 不锈钢焊接 .北京：机械工业出版社，2000.3

[2] 陈裕川 焊接结构制造工艺使用手册. 北京：机械工业出版社，2012.5

[3] 张柯柯，涂益民 特种先进连接方法.北京： 哈尔滨工业大学出版社，2012.7 

[4] 李亚江 焊接材料的选用.北京：化学工业出版社，2004.2  

[5] 英若彩 熔焊原理及金属材料焊接.北京： 机械工业出版社，2000

   [6] 覃耀春,崔忠圻 金属学与热处理.北京：机械工业出版社，2007.5

[7] 方宏渊 焊接结构学.北京：机械工业出版社，2008.4

[8] 周文瑛 钢结构工程先进焊接技术.北京 ：中国建筑工业出版社 2014.3

[9] 伍广 焊接工艺.北京：化学工业出版社 ，2002.6

[10] 段斌，马德志，刘景凤 钢结构焊接规范.北京：化学工业出版社，2013.1

[11] 才鸿年，赵宝荣  金属材料手册.北京： 化学工业出版社，2011

[12] 刘爱国 材料科学与工程专业英语.北京： 哈尔滨工业大学出版社，2007.5

[13] 周浩森 焊接结构生产及装备.北京：机械工业出版社，1990.10 （2008.8重印）

[14] 许德珠 机械工程材料 .北京：高等教育出版社，2001.6 

[15] 李亚江,王娟 特种焊焊接技术及应用 .北京：化学工业出版社，2011.3

16 杨玉坤：焊接方法与设备，中南大学出版社，2010 

17 曹朝霞：特种焊接技术，北京：机械工业出版社，2004

18 周振丰：焊接冶金与金属焊接性，北京：机械工业出版社，2000

19 田锡唐：焊接结构，北京：机械工业出版社，1999

20 吴世凯 肖荣诗 陈铠；大厚度不锈钢板的激光焊接.中国激光，2009.9