iv 焊接件。
一零件概况。
1 零件名称。
液化石油气瓶体。
2 零件简图。
3 零件的技术要求与生产性质。
技术要求：壁厚3mm，设计压力4mpa
生产性质：大批量生产。
二零件选材分析。
1 工作条件。
1）内部工作环境为液化石油气，具有一定的腐蚀性，所以制造材料要具有一定的耐腐蚀性。
2）外部工作环境有一定的冷热变化，要有承受夏天高温和冬天低温的能力。
3）平时工作在高压环境中，需要承受一定的高压（≥4mpa）。
2 受力分析。
1）静载荷：重力、支座反力、贮存时的气体压力等。
2）动载荷：充、放气时带来的内部气体压力变化以及运输时带来的震动等。
3）温度载荷：高温、低温以及充、放气时做功等带来的温度变化。
3 失效形式。
1）过度变形失效：气瓶是薄壁容器，承受内压和外力共同作用，有可能由于过载产生鼓胀、弯曲、扭转、失稳等现象从而产生过度变形失效。
2）断裂失效：断裂失效主要包括韧性断裂，脆性断裂， 疲劳断裂，环境断裂，蠕变断裂五种，产生的主要原因如下：
韧性断裂：液化气体压力容器充装过量、压力容器在使用中超压、压力容器维护不良以致壁厚减薄。
脆性断裂：内因：结构中存在缺陷，材料的韧性差；外因：压力、温度和介质。
疲劳断裂：在交变应力的作用下，位于容器的某些局部区域，受力最大的金属晶粒将会产生滑移并逐渐发展成为微小裂纹，且裂纹两端不断扩展，最终导致容器的疲劳断裂失效。
环境断裂：介质与应力引起的应力腐蚀断裂。
蠕变断裂：由于气瓶温度大于0.4t熔/k。
4 选材方案。
方案一 ht300
ht300具良好的切削加工性。另外具有耐磨性和消震性良好，**低等优点。但其含炭量高、杂质多，并具有塑性低、焊接性差、对冷却速度敏感等缺点， 焊补后容易出现白口组织和产生裂纹。
再见内压大于0.8mpa。
方案二 1cr18ni9
奥氏体型的钢板的综合性能最好，既有足够的强度、良好的耐腐蚀性，又有极好的塑性同时硬度也不高，而且焊接性较好，焊接时一般不需要采取特殊的工艺措施，但**比较贵，而且当焊接工艺选择不当时，容易出现以下缺陷：
1）热裂纹。
2）晶间腐蚀：根据贫铬理论，焊缝和热影响区在加热到450-850℃敏化温度区时在晶界上析出碳化铬，造成贫铬的晶界，不足以抵抗腐蚀的程度。
3）应力腐蚀：开裂应力腐蚀开裂是焊接接头在特定腐蚀环境下受拉伸应力作用时所产生的延迟开裂现象。奥氏体不锈钢焊接接头的应力腐蚀开裂是焊接接头比较严重的失效形式，表现为无塑性变形的脆性破坏。
4）焊缝金属的低温脆化：对于奥氏体不锈钢焊接接头，在低温使用时，焊缝金属的塑韧性是关键问题。此时，焊缝组织中的铁素体的存在总是恶化低温韧性。
5）焊接接头的σ相脆化：焊件在经受一定时间的高温加热后会在焊缝中析出一种脆性的σ相，导致整个接头脆化，塑性和韧性显著下降。
方案三 16mn
16mnr是压力容器常用材料之一，其优点如下：
1）强度、韧性、耐腐蚀性等均比较好，具有优良的力学性能。
2）对焊接加热和冷却不敏感，焊缝和热影响区不容易产生裂纹，具有良好的焊接性能、工艺性能及低温冲击韧性。
3）能够减轻气瓶的重量 。
4）一般焊前不需要预热。
5）杂质少，偏析很小。
6）可采用交、直流电源，工艺简单。
16mn的缺点：
1）热影响区的淬硬倾向比较大。
2）容易出现冷裂纹。
3）工艺选择不当，热影响区的晶粒会长大。
结合力学性能的分析，铸铁焊接性差首先淘汰；对于奥氏体不锈钢1cr18ni9和低合金钢16mn，性能都符合要求，但奥氏体不锈钢**比较昂贵，所以选择低合金钢16mn。
5 毛坯选择。
液化石油气瓶形状比较简单，而且是薄壁容器，有一定的性能要求，铸锻不好满足，就算满足，代价太大，不可取再加之，安全性要求比较高，而且是大批量生产，所以可采用冲压与焊接的方法。
三焊接设计。
1 焊接方法、材料选择及工艺参数。
焊接方法和材料。
焊接方法的选择应充分考虑材料的焊接性、焊接厚度、焊缝长短、生产批量及焊接质量的因素。
液化石油气瓶选材16mn为低合金结构钢，属于q345，具有良好的综合力学性能，焊接性能，工艺性能及冲击性能。
16mn低合金结构钢的化学成分（%）
16mn低合金结构钢的力学性能。
1）焊条：由于16mn钢的冷裂纹倾向较大，应选用低氢型的焊接材料，同时考虑到焊接接头应与母材等强的原则，选用e5015（j507）型电焊条。
2）焊接方法：
瓶体：由于瓶体在运输和使用过程中均需承受一定冲撞和压力，质量要求较高且为批量生产，因此选用焊接质量稳定，生产率高的埋弧焊。
瓶嘴：瓶嘴因焊缝直径小，用手弧焊焊接，比较方便、精准，工艺参数。
焊接时，为保证焊接质量，必须选择合理的工艺参数，所选定的焊接工艺参数总称为焊接工艺规范。例如，手工电弧焊的焊接工艺规范包括：焊接电流、焊条直径、焊接速度、电弧长度（电压）和多层焊接层数等，其中电弧长度和焊接速度一般由操作者在操作中视实际情况自行掌握，其他参数均在焊接前确定。
1）焊条直径。
焊条直径根据焊件的厚度和焊接位置来选择。一般，厚焊件用粗焊条，薄焊件用细焊条。立焊、横焊和仰焊的焊条应比平焊细。平焊对接时焊条直径的选择如下表所示：
焊条直径的选择（mm）
2）焊接电流和焊接速度。
焊接电流是影响焊接接头质量和生产率的主要因素。电流过大，金属熔化快，熔深大、金属飞溅大，同时易产生烧穿、咬边等缺陷；电流过小，易产生未焊透、夹渣等缺陷，而且生产率低。确定焊接电流时，应考虑到焊条直径、焊件厚度、接头形式、焊接位置等因素，其中主要的是焊条直径。
一般，细焊条选小电流，粗焊条选大电流。
焊接速度是指焊条沿焊缝长度方向单位时间移动的距离，它对焊接质量影响很大。焊速过快，易产生焊缝的熔深浅、熔宽小及未焊透等缺陷；焊速过慢，焊缝熔深、熔宽增加，特别是薄件易烧穿。确定焊接电流和焊接速度的一般原则是：
在保证焊接质量的前提下，尽量采用较大的焊接电流值，在保证焊透且焊缝成形良好的前提下尽可能快速施焊，以提高生产率。
3）焊接工艺参数对焊缝形状的影响。
焊接时，为保证焊接质量而选定的诸物理量（例如，焊接电流、电弧电压、焊接速度、线能量等）的总称为焊接工艺参数。工艺参数对焊缝形状的影响如下：
焊接电流当其它条件不变时，增加焊接电流，焊缝厚度和余高都增加，而焊缝宽度则几乎保持不变（或略有增加）。
电弧电压当其它条件不变时，电弧电压增大，焊缝宽度显著增加，而焊缝厚度和余高略有减少。
焊接速度当其它条件不变时，焊接速度增加，焊缝宽度、焊缝厚度和余高都减少。
焊接电流、电弧电压和焊接速度是焊接时的三大焊接工艺参数，选用时，应当考虑到这三者之间的相互适当配合，才能得到形状良好，符合要求的焊缝。
综上，焊接相关参数如下：
2 焊缝位置确定。
方案一：将筒体布置成两条环形焊缝和一条轴向直焊缝且均为对接焊缝。
方案二：仅在中部设有一条环焊缝。
方案选择：方案一上下封头拉深变形较小，容易成形，但焊缝多，焊接工作量大，且轴向焊缝处于拉应力最高位置（根据材料力学径向拉应力为轴向拉应力的两倍），则瓶体受到破坏的可能性很大。方案二则避免了这一缺点，所以选择方案二。
3 焊接接头及坡口设计。
1）焊接接头形式：根据施焊金属件的空间位置，常见的焊接接头型式有：对接接头、搭接接头、角接接头和丁字接头等。
其中对接接头受力均匀，是应用最多的接头型式。搭接接头受力时将产生附加弯矩，而且消耗金属量大，但不需开坡口，装配尺寸要求不高。
2）焊件坡口：根据设计或工艺需要，在焊件的待焊部位加工出一定几何形状的沟槽称为坡口。
3）角焊缝：两焊件接合面构成直交或接近直交所焊接的焊缝。
连接瓶体与瓶嘴的焊缝，一般采用不开坡口的角焊缝即可。而瓶体主环缝的接头形式，宜采用衬环对接或缩口对接，这样不仅可以防止烧穿，而且便于上下封头的定位装配。下图为衬环对接。
同时为确保环焊缝和直焊缝焊透，尽管焊件厚度不大，仍应按对接形式并开设v形坡口。并且瓶体环缝上装焊的内衬环或缩口厚度及宽度，均应根据v形坡口尺寸确定。
图一甁嘴与瓶体的连接（不开破口的角焊缝图二衬环对接。
4 焊接工艺措施及要求。
1）瓶体上下封头拉伸成形后，由于开口端变形大，冷变形强化严重，加上板材纤维组织的影响，在残余应力作用下很容易发生裂纹。为防止裂纹的产生，拉伸后应立即进行再结晶退火工艺。
2）为减少焊缝气孔和夹渣等焊接缺陷，焊接接缝附近必须严格清除氧化皮，铁锈及油污等。
3）为去除焊接残余应力，并改善焊接接头的组织与性能，这类瓶体焊后应立即进行整体正火处理，至少要进行去应力退火。
5 焊接工艺卡。
四总流程。落料→拉伸→再结晶退火→冲孔→除锈→装焊衬环、瓶嘴→装配上下封头→除锈。
焊接主环缝→正火→水压试验→气密试验。
工程材料课程设计III锻造件
iii 锻造件。一零件概况。1 零件名称。双联齿轮。2 零件简图。3 零件的技术要求与生产性质。技术要求 齿表面耐磨，心部有一定强度 韧性，b 500mpa，s 300mpa，k 30j cm2，硬度240 250hbs。生产性质 小批量生产。二零件选材分析。1 工作条件。工作环境比较复杂，用于连续...
工程材料课程设计II铸造件
iii铸造件。一零件概况。1 零件名称。支撑台。2 零件简图。3 零件的技术要求与生产性质。技术要求 承受中等静载荷，起支撑作用，处于应压力状态，b 150mpa。生产性质 40件。二零件选材分析。1 工作条件。机器支撑台零件主要用于承受中等静载荷，即在工作时起支撑机器上其他部件的作用，而经常处于压...
焊接结构课程设计
目录。一 总体焊接结构分析 2 1.外形结构分析 2 2.焊缝布置及焊接次序分析 2 3.焊接接头形式分析 2 4.焊接可靠性分析 2 5.焊缝的可焊到性分析 3 二 母材的选用与母材的焊接性分析 3 1.母材的选用 3 2.母材的焊接性 3 三 焊料分析 9 四 焊接方法选择 10 1.埋弧焊的优...