北京理工大学毕业设计--机械设计制造

电焊焊接水管技术

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专    业：                         

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指导教师：                        

目  录

摘  要    2

ABSTRACT    2

1 绪论    3

1.1概论    3

1.1.1电弧焊    3

1.1.2焊接    3

1.1.3焊接种类    3

1.1.4焊接方法    3

1.2电焊作业事故的预防措施    3

1.3防触电原理分析    4

2 水管分析    5

2.1概述    5

2.2水管的分类    5

2.3水管材料-衡量指标    7

2.4水管压力测试    8

2.4.1 工具    8

2.4.2、准备    8

2.4.3试压    9

2.4.4、卸压    9

2.4.5、相关标准和注意事项    9

3 水管装配焊接工艺分析    9

3.1装配的基本条件    9

3.2工件的定位    10

3.2.1定位器    10

3.2.2零件的定位方法    10

3.2.3定位焊    10

3.3容器的装配焊接    11

3.3.1内筒筒节间的装配焊接    11

3.3.2内筒与内筒封头间的装配焊接    11

3.3.3下夹套与夹套封头的装配焊接    12

3.3.4夹套与内筒的装配焊接    12

3.4附件的装配焊接    13

3.5焊后热处理    13

3.6焊接工艺装备选用    13

3.6.1焊接滚轮架的选用    13

3.6.2焊接操作机    14

4 检验    14

4.1无损检验    14

4.2水压试验    14

4.3涂漆    15

5 冲压模具设计    15

5.1冲压模具的设计要求    15

5.2上模设计尺寸计算    15

5.2.1上模直径    15

5.2.2上模曲面部分高度    16

5.2.3上模直边高度    16

5.2.4上模壁厚    16

5.3下模设计尺寸计算    16

5.3.1下模直径    16

5.3.2下模的其它尺寸    17

5.4冲压模具制作材料    17

结  论    17

参考文献    18

致  谢    19

附录    20

水管施工尺寸要求    20

摘  要

近10年来，由于受到能源节约以及环境保护的巨大推动，焊接技术的发展比任何时期都快，从焊接方法、焊接材料到焊接设备等方面都不断有新的突破，为焊接生产向优质、高效、低成本的方向发展提供了前所未有的良好条件，并大大促进了产业化进程。

关键词：焊接技术

ABSTRACT

The past 10 years, due to the huge energy saving and environmental protection to promote, the development of welding technology faster than ever, from welding, welding equipment, welding material and other aspects to constantly break new ground for welding to the high quality and efficiency , the direction of low-cost development of unprecedented good condition, and greatly promote the industrialization process.

Key：Welding Technology

1 绪论

1.1概论

1.1.1电弧焊

目前常用的有以下几种：电弧焊是目前应用最广泛的焊接方法。它包括有：手弧焊、埋弧焊、钨极气体保护电弧焊、等离子弧焊、熔化极 气体保护焊等。 绝大部分电弧焊是以电极与工件之间燃烧的电弧作热源。在形成接头时，可以采用也可以不采用填充金属。所用 的电极是在焊接过程中熔化的焊丝时，叫作熔化极电弧焊，诸如手弧焊、埋弧焊、气体保护电弧焊、管状焊丝电 弧焊等；所用的电极是在焊接过程中不熔化的碳棒或钨棒时，叫作不熔化极电弧焊，诸如钨极氩弧焊、等离子弧 焊等。

1.1.2焊接

焊接就是通过加热或加压，或两种并用，用或不用填充质料，使焊件达到原子结合的一种加工方法。

1.1.3焊接种类

按照焊接过程中金属所处状态不同，可以把焊接方法分为熔焊、压焊、钎焊。熔焊是在焊接过程中，将焊件接头加热至熔化状态，不加压力完成的焊接方法。压焊是在焊接的同时对焊件施加压力(加热或不加热)，以完成焊接方法。钎焊是采用比母材熔点低的钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料且低于母材熔点的温度，利用液态钎料潮湿母材，填充接头间隙与母材相互扩散实现连接焊件的方法。

1.1.4焊接方法

这些焊接方法属于不同程度的专门化的焊接方法，其适用范围较窄。主要包括以电阻热为能源的电渣焊、高频焊 ；以化学能为焊接能源的气焊、气压焊、爆炸焊；以机械能为焊接能源的摩擦焊、冷压焊、超声波焊、扩散焊。

1.2电焊作业事故的预防措施

电焊作业属于特种作业，对作业人员的作业资格有严格的培训及考核取证制度。虽然在取证换证时经培训掌握了一定的技能，但仍有不少焊工在电焊作业中安全意识淡薄，常有违反《安全操作规程》的不安全行为。由于多数焊工电气专业技术知识及安全用电常识有限，造成电焊作业现场事故隐患较多，如电焊机外壳不接地或接地不可靠、接线柱裸露不按规定做绝缘处理、焊把引线接头导体裸露不按规定做绝缘处理、焊把引线浸泡在水里等。 

由此可见，消除电焊作业现场的事故隐患是每个焊工应掌握的工作技能。作业期间不仅要保证自身的人身安全，还要保证他人的人身安全，焊工在电焊作业时必须做好以下防范措施。

1.使用合格的电焊工具

　　作业前应对电焊工具进行认真检查，检查项目如下： 

　1.）电焊机绝缘性能是否良好； 

　2.）电源线及电焊机引出线绝缘层有无破损老化、导线裸露的情况； 

　3.）电焊机一、二次侧接线柱有无松动、严重烧伤的情况； 

  4.）电焊钳及电焊专用手套有无破损漏电的可能，不合格者禁止使用。 

2.接线的程序

　1.）选一根绝缘良好的引出线与焊把线(电焊钳引线)可靠连接，接头要拧紧，使其接触良好，防止过热，并用绝缘胶布将接头裸露导体包扎数层使其绝缘良好。 

　2.）将引出线敷设至电焊机处并接于焊机二次侧接线柱上，应压紧螺丝使其牢固接触良好，禁止使用缠绕法连接。敷设引出线时避免焊把特别是接头从有水的地方经过，必要时应架空。焊把线经过金属栏杆或扶梯时，应用绝缘性能良好的细绳将其悬挂。 　　   

3.）将电焊机金属外壳可靠接地。即：用一根导线一端接至接地网，另一端连接在焊机外壳标有接地标记的螺丝上并拧紧，使其可靠接地，防止外壳带电造成触电事故。 

　4.）将电源线接至电焊机一次侧接线柱，压紧螺丝使其牢固接触良好，禁止使用缠绕法连接。 

　5.）将电源线、焊把线的接头及绝缘老化破损处用绝缘胶布包扎，导线绝缘严重老化者禁止使用，裸露的接线柱应加护罩，防止误碰发生触电事故。 

　6.）检查带熔丝的电源闸刀或带熔断器的断路器是否在断开位置，将电源线接至电源开关熔丝或熔断器下侧，严禁带电接线。 

7.）再次对所接电源线、引出线、外壳接地线进行仔细检查，确认无误后合上电源开关，合开关时应戴绝缘手套且另一只手不得触摸焊机。 

1.3防触电原理分析

　　外壳不接地的情况：在电焊机绝缘损坏时焊机外壳将带有电压，如果这时有人触及焊机外壳，人体与大地及电源中性点工作接地线(三相四线制系统中性点一般都接地)构成回路，如上图中带箭头虚线所示，电流将通过人体造成触电事故。 

　　外壳接地的情况：电焊机绝缘损坏焊机外壳带电时，焊机外壳经外壳接地线直接与大地接通构成短路回路(如上图中不带箭头的虚线)，这个短路电流将使电源的保护装置(自动开关、熔断器或熔丝)动作，使电焊机的电源断开。电源未切断之前，即使有人接触焊机外壳，由于外壳接地线的电阻几乎为零，几乎没有电流通过人体，也可起到保护人身安全的作用。 

　　1、进入金属容器、井下、地沟等处作业时，严禁将电焊机和照明用的行灯变压器带入，防止一次电压引发触电事故。 

　　2、作业期间特别是更换焊条时必须按规定戴好电焊绝缘手套。 

　　3、在潮湿环境作业应穿绝缘鞋或站在干燥的木板上。工作服、工作鞋、手套要保持干燥，才能保证绝缘性能不会降低。 

　　4、拆除电源线、消除电焊机故障、移动电焊机及焊工离开现场时切记将电源开关断开。 

　　5、焊接作业现场照明不足时应使用行灯，禁止使用220V照明灯，在潮湿环境或金属容器内使用的行灯电压不得超过12V。 

　　6、雨雪天必须在室外露天进行电焊作业时，一定要采取防雨雪措施(如防雨棚等)，防止雨水淋湿焊机、导线及焊把，造成漏电伤人事故。

2 水管分析

2.1概述

水管是供水的管道，现代装修水管都是采用埋墙式施工，水管的分类有三种，第一类是金属管，如内搪塑料的热镀铸铁管、铜管、不锈钢管等。第二类是塑复金属管，如塑复钢管，铝塑复合管等。第三类是塑料管，如PB、PP-R等。

2.2水管的分类

1、镀锌铁管 

镀锌铁管是目前使用量最多的一种材料，由于镀锌铁管的锈蚀造成水中重金属含量过高，影响人体健康，许多发达国家和地区的部门已开始明令禁止使用镀锌铁管。目前我国正在逐渐淘汰这种类型的管道。

 2、铜管 

一种比较传统但价格比较昂贵的管道材质，耐用而且施工较为方便。在很多进口卫浴产品中，铜管都是首位之选。价格是影响其使用量的最主要原因，另外铜蚀也是一方面的因素。

3、铝塑复合管 

铝塑复合管是目前市面上较为吃香的一种管材，由于其质轻、耐用而且施工方便，其可弯曲性更适合在家装中使用。其主要缺点是在用作热水管使用时，由于长期的热胀冷缩会造成管壁错位以致造成渗漏。

4、不锈钢管 

不锈钢管是一种较为耐用的管道材料。但其价格较高，且施工工艺要求比较高，犹其其材质强度较硬，现场加工非常困难。所以，在装修工程中被选择的机率较低。

5、PVC管 

VC(聚氯乙烯)塑料管是一种现代合成材料管材。但近年内科技界发现，能使PVC变得更为柔软的化学添加剂酞，对人体内肾、肝影响甚大，会导致癌症、肾损坏，破坏人体功能再造系统，影响发育。一般来说，由于其强度远远不能适用于水管的承压要求，所以极少使用于自来水管。大部分情况下，PVC管适用于电线管道和排污管道。

6、不锈钢复合管 

不锈钢复合管与铝塑复合管在结构上差不多，在一定程度上，性能也比较相近。同样，由于钢的强度问题，施工工艺仍然是一个问题。

7、PP管 

PP(Poly Propylene)管分为多种，分别有： 

1）PP-B(嵌段共聚聚丙烯)由于在施工中采用溶接技术，所以也俗称热溶管。由于其无毒、质轻、耐压、耐腐蚀，正在成为一种推广的材料，但目前装修工程中选用的还比较少，一般来说，这种材质不但适合用于冷水管道，也适合用于热水管道，甚至纯净饮用水管道。→相关阅读：怎样直接从外观来辨别PPR水管的好坏。

2）PP-C(改性共聚聚丙烯)管，性能基本同上。 3）PP-R(无规共聚聚丙烯)管，性能基本同上。 相关资料：PPR水管简介 

PP-C（B）与PP-R的物理特性基本相似，应用范围基本相同，工程中可替换使用。主要差别为PP-C（B）材料耐低温脆性优于PP-R；PP-R材料耐高温性好于PP-C（B）。在实际应用中，当液体介质温度≤5℃时，优先选用PP-C（B）管；当液体介质温度≥65℃时，优先选用PP-R管；当液体介质温度5℃-65℃之间区域时，PP-C（B）与PP-R的使用性能基本一致。

2.3水管材料-衡量指标

(1)、卫生性能 

　　优质水管材料不会给水造成污染，不会发生“红水、蓝水、隐患水”等问题，满足了人们“健康第一”的要求。 

(2)、产品寿命 

产品寿命是经济性能的关键。水管和管件产品如果不能与建筑物等寿命，会给消费者带来水管第一次投资10倍以上的损失(主要是多次的装潢材料的损失)，还可能造成家庭的财产损失，增加维护费用。优质的水管材料在建筑物的使用期内应该是免维护的。 

　(3)、材料强度 

　　经统计资料表明，60％以上的水管漏水的起因是受外力作用。如：受外力撞击、铁钉进入等。所以，材料强度是优质水管材料关键性的指标，对水管材料的安全使用起着重要作用。水管材料强度不足是家庭财产损失的主要因素。 

　(4)、耐腐蚀性能 

　　水管材料必须有良好的耐腐蚀性能。主要包括：耐水流腐蚀问题、耐水质腐蚀、耐空气腐蚀等。腐蚀是水管漏水的第二位因素，但却是造成水管污染水源的第一位因素。 

　(5)、经济性能 

水管经济性能不能用第一次投资来衡量，因为它是个“投资小，损失大”产品。长寿命、免维护、无损失，才是水管经济性能的关键所在。水管的第一次投资在它的经济因素中只能排在第4位。用第一次投资衡量水管的经济性能吃亏的首先是消费者。

　(6)、施工性能 

　　优质的水管和管件方便安装，无需铰丝、无需焊接，没有施工污染，无有施工风险，连接迅速完成。 

　(7)、热膨胀性能 

　　我们会使用冷水，也会使用热水；我们生活的环境也会发生一年的四季变化。所以优质的水管材料应该是热膨胀系数较小。对环境温度和使用温度适应性较强。热膨胀系数过高也是漏水的原因之一。 

　(8)、保温性能 

　　优质的水管材料的不应该是导热材料，因为在输送热水过程中会造成能源的损失，还会造成家庭装饰瓷砖的开裂。这是能源和家庭环境的双重损失。 

　(9)、环保性能 

　　优质的水管材料应该是可以循环往复使用的，没有再使用的顾虑，不会给子孙后代留下一大堆污染的垃圾而没有好办法处理，我们要为后代着想。

2.4水管压力测试

机械连接的塑料管道需要做耐内压试验、热循环试验、弯曲试验、耐拉拔试验、循环压力冲击试验和真空试验六项系统适应性试验，热熔连接的塑料管道只需做前两项。 耐内压试验是最常用的试验，一般由安装公司、业主和项目负责人共同完成。 

2.4.1 工具

简易试压工具

测试工具包括试压泵、活动扳手、六角外丝、生料带、堵头等。左图是一个30cm见方的简易试压工具，包括千斤顶、压力表、水箱和连接软管。 

2.4.2、准备 

　　1、用软管将所试冷热水管连通形成一个圈，这时的压力为0。 

　　2、将除试压管道最低一个出水口以外的其它出水口用堵头严密封堵，推荐使用坚实耐用的铜堵头等金属堵头。 

管道试压示意图

2.4.3试压

　　1、打开进水阀，从管道最低出水口缓慢注水，充分排出管道内气体后拧紧试压泵开关。 

　　2、关闭总进水阀，对管道缓缓升压，升压至规定的试验压力后，观察接头、堵头是否漏水。 

3、PPR、铝塑PPR、钢塑PPR等焊接管保持30分钟以上，铝塑管、镀锌管等非焊接管保持4个小时。测试时间结束，压力下降不超过0.05MPa为合格。

2.4.4、卸压 

确认试压合格后，将管端接上配水件，以工作压力供水，分批开启配水件，检测各出水口是否畅通。 

2.4.5、相关标准和注意事项 

　 1、试验压力应为管道系统工作压力的1.5倍，且不得小于0.6MPa，压力值一般在0.8MPa-1.5MPa之间，不是越大越好，加压时间也不是越长越好。 

　 2、埋在地坪面层和墙体内的管道，封槽前必须进行水压试验。 

　3、试压时管道应固定，管道接头需明露，管道各出水口不得连接配水器具。 

　 4、采用热熔连接的管道，水压试验应在管道安装完成24小时后进行。 

　 5、测试不合格的其他原因：堵头没有装好、截止阀型总进水阀有质量问题。

3 水管装配焊接工艺分析

在焊接结构制造中，将组成结构的各个零件按照一定的位置、尺寸关系和精度要求组合起来的工序，称为装配。装配在焊接结构制造工艺中占有很重要的地位，这不仅是由于装配工作的质量好坏直接影响着产品的最终质量，而且还因为装配工序的工作量大，约占整个产品制造的30%~40%。因此，应正确的选用工装夹具定位并夹紧工件；选用适合的变位机调整焊件、焊机或焊工的位置，可提高装配工作的效率和质量，缩短产品制造工期、降低生产成本、保证产品质量。

3.1装配的基本条件

进行焊接结构的装配，必须具备定位、夹紧和测量三个基本条件。

定位就是将带装配的零件按图样的要求保持正确的相对位置的方法。夹紧就是借助于外力是零件准确到位，并将定位后的零件固定。测量是指在装配过程中对零件间的相对位置和各部位尺寸进行一系列的技术测量，以衡量定位的准确性和夹紧的效果，以指导装配工作。

3.2工件的定位

3.2.1定位器

定位器是将装配零件在装焊夹具中固定在正确位置的器具。在装焊工装夹具中常用的定位器主要有挡铁、支撑钉、定位销、定位槽、V形铁、定位样板等。装焊夹具在使用前，应按规定的程序校验定位器与基准面之间的形位公差，是否符合夹具设计图样的要求。在安装基面上的定位器要承受焊件的重力，并与焊件表面接触。

3.2.2零件的定位方法

根据零件的具体情况，选取零件的定位方法。根据定位方法的不同可分为划线定位、样板定位、定位元件定位、台卡具定位。本设计中采用的是划线定位的方法[18]。

3.2.3定位焊

    定位焊是用来固定各焊接零件之间的相互位置，以保证整个结构件得到正确的几何形状和尺寸，它是装配常用手段之一。进行定位焊时应注意：定位焊的起头和结尾处应圆滑，否则在焊接时容易在该处造成未焊透；定位焊应与该构件的焊接工艺相同(如预热、焊材等)；定位焊由于是间断焊，工件温度较正式焊接时低，因热量不足而容易产生未焊透和淬硬组织，因此定位焊的焊接电流应较正式焊接时高10%~15%；在焊缝交叉处和焊缝方向急剧变化处，不要进行定位焊；局部强行组对的结构，其定位焊缝长度可视其情况适当加长[19]。

因为水管各部分板厚都大于9mm，故定位焊缝长度35~45mm，间距250~350mm。

3.3容器的装配焊接

3.3.1内筒筒节间的装配焊接

内筒筒节对接装配首先应定位准确、可靠，符合施工图样规定的尺寸和公差要求。为使筒节易于获得同轴度及便于装配中翻转，装配前筒节已进行了矫圆，为了防止筒体变形可以在筒体内使用径向推撑器撑圆。

本设计中筒节间的装配采用的是卧式装配的方法，装配是在焊接滚轮架上进行的。将两筒节置于滚轮架上按要求预留出焊缝间隙，进行定位焊。接头装配后，错边量不应超过壁厚的15%，最大不超过5.0mm。

内筒筒节间的环焊缝焊接采用双面埋弧自动焊，坡口形式为对称的X形坡口，如图a所示。埋弧焊机型号：MZ-1000，工艺参数同表3-1和表3-2。

图a  内筒筒节间的环焊缝坡口形式

3.3.2内筒与内筒封头间的装配焊接

内筒与内筒封头装配时，内筒放置在滚轮架上，封头则是用吊车吊至装配处。定位焊方法及焊接工艺均与筒节间的装配焊接相同。

3.3.3下夹套与夹套封头的装配焊接

下夹套与夹套封头的环焊缝坡口如图b所示。

图b 下夹套与夹套封头的环焊缝坡口形式

装配时，定位焊采用焊条电弧焊，工艺参数如表3-1所示。定位焊缝长度20~25mm，间距150~200mm。 

表3-1  焊条电弧焊接工艺参数

表3-2  埋弧焊接工艺参数

内筒各环焊缝装配焊接后，进行夹套与内筒的装配。夹套与内筒的装配也是在滚轮架上进行的。应注意确定夹套的装配位置，用夹具夹紧固定，然后进行定位焊。装配及焊接工艺如下夹套与夹套封头的装配焊接工艺。

3.4附件的装配焊接

容器的其它部件，如接管、法兰、吊架及支座等，在定位后采用焊条电弧焊进行定位焊，然后焊接。

3.5焊后热处理

为了消除焊缝附近的残余应力，需进行焊后热处理。焊后热处理采用的方法是整体消除应力处理，即对槽体进行高温回火[12]。由于内筒部分的母材为16MnR，回火温度在650℃左右保温时间按每毫米板厚保温1~2分钟计算，本水管加热后的保温时间需30分钟[16]。

3.6焊接工艺装备选用

3.6.1焊接滚轮架的选用

焊接滚轮架是借助主动滚轮与焊件之间的摩擦力，带动焊件旋转的变位机。

焊接滚轮架主要用于筒形焊件的装配与焊接，焊件也可以在滚轮架上进行修整、翻孔及探伤等作业[13]。本设计中选用的是自调心式的滚轮架如图c所示，自调心式的滚轮架可根据焊件的直径自动调整滚轮之间距离。

图c 自调心式焊接滚轮架

3.6.2焊接操作机 

焊接操作机是在焊接作业中将焊件回转或倾斜，使焊件上的焊缝置于有利施焊位置的焊接变位机械。焊接操作机按结构形式可分为伸缩臂式焊接操作机、平台式焊接操作机、门架式焊接操作机三种。本次设计选用的是伸缩臂式焊接操作机，其焊接机头和工作台安装在伸臂的一端，伸臂可水平伸缩。与所选用的焊接滚轮架配合，可以焊接水管的内、外环缝和纵缝。

4 检验

 焊接检验工作必须贯穿于水管的整个焊接生产过程中。焊接检验主要是为了检查出焊接接头中的缺陷，检查是否存在可能影响焊接接头质量的工艺，以确保水管的制造质量。在各部件整体装配焊接完成后，还需要对水管进行耐压试验。耐压试验的目的是检验容器的密封性能和强度，它是水管设计和制造质量的综合性检验。

4.1无损检验

本水管采用X射线探伤的方法进行焊接缺陷的无损检验。无损检验是指不使焊接结构受伤、分离或者破坏，而了解其内部结构的均匀性和完整性所进行的各种检验，是保证焊接产品质量的有效方法。射线探伤是利用射线可穿透物质和在物质中有衰减的特性来发现缺陷的一种检验方法。按所使用的射线源种类不同，可分为X射线探伤、射线探伤和高能射线探伤等。

X射线探伤又分为射线照相法、荧光屏检测法、工业电视检测法、射线剂量检测法等。在焊接结构制造中多采用射线照相法。射线照相法的探伤原理是利用了射线在穿过物质时的衰减规律及对某些物体产生荧光和光化作用为基础实现的。射线透照工件时，因为有、无缺陷部位对射线的吸收比不同，因而透过的射线能量大小也不同，就会在底片上引起不同的感光度。X射线探伤 适用于检查水管各对接焊缝的内部缺陷。对气孔、夹渣等体积性缺陷，具有较高的检测灵敏度[14]。

水管上的对接焊缝检测长度为100%焊缝长度，其检验结果必须符合GB3323—87中规定的级合格，并辅以20%的超声波探伤。

4.2水压试验

 耐压试验是用水或其它适宜的液体作为加压介质（极少数情况用气体作加压介质），对容器进行强度和密封性的综合检验，在绝大多数场合耐压试验用水作为加压介质的耐压试验又称为水压试验。水压试验的主要目的是检验容器受压部件的结构强度，验证其是否具有在设计压力安全运行所需的承压能力，在耐压试验时，对于高压或小容器还可进行残余变形测定，以判明材料是否出现整体屈服。容器耐压试验的压力应符合图样要求，且不小于表9中规定。

表9  容器耐压试验的压力要求

考虑稳定因素，本产品的试验压力为2.2兆帕。对16MnR钢制容器液压试验时，液体温度不得低于5℃，而水压试验的温度上限一般宜在40℃以下不超过60℃。

对夹套容器的压力试验要先进行内筒压力试验，合格后再焊夹套，然后再进行夹套内的压力试验。容器灌满水后用水泵加压，达到规定试验压力后，在试验压力下持续不少于30分钟。然后降至试验压力的80%，保持足够的时间，检查焊接接头和连接部位。

4.3涂漆

涂漆工作是焊接结构生产的最后环节，产品涂漆主要是为了保护产品表面质量，另外还可以增加产品的美观。为了保证质量，涂漆前必须仔细清理焊件上的氧化皮、铁锈、油污、飞溅等，清锈后应及时涂漆。涂漆的方法有手工刷涂、滚涂与喷涂(静电喷漆)，本设计采用喷涂的方法，喷涂时应注意薄厚均匀。产品涂漆后还需及时烘干。最后，应在涂漆后的焊接产品上作出必要的标记，如制造厂名等。

5 冲压模具设计

5.1冲压模具的设计要求

(1)热压模具应考虑工件的收缩量，冷压模具应考虑工件的回弹量；

(2)上模应有脱模斜度，脱模方法应简单、方便、可靠；

(3)模具结构应考虑防止受热变形而损坏；

(4)模具结构应考虑进出料方便、省力、坯料定位装置简单、迅速、准确。

5.2上模设计尺寸计算

5.2.1上模直径

上模直径的计算公式为：

                                               (5-1)

式中， ----封头内径，mm；

       ----热压收缩率。

    本水管内筒封头的直径为2000 mm，所以热压时收缩率δ取0.80%。计算出上模直径

5.2.2上模曲面部分高度

上模曲面部分高度可以利用封头的曲面高度来计算，计算公式为：

                           (5-2)

式中， ----封头曲面部分高度；

      ----热压收缩率。

所以计算出， 

5.2.3上模直边高度

                           (5-3)

式中， ----封头直边高度，mm；

      ----封头高度修边余量，15~40mm；

      ----卸料板厚度，一般为40~80mm；

      ----保险余量，40~100mm。

根据以上所示，自定义出各个余量。因此， 

5.2.4上模壁厚

当压力机吨位≤400吨时，；压力机吨位≥1500吨时，。本设计中采用的是500t四柱式油压机。所以取为60 mm。

5.3下模设计尺寸计算

5.3.1下模直径

下模直径的计算公式为：

                                             (5-4)

式中， ----模具直径间隙mm，热压时。

间隙选择原则：

(1)薄壁封头取较小值，厚壁封头取较大值；

(2)球形封头或直边较长的椭圆形封头取较大值；

(3)设备能力偏小时取大值，并可适当加大间隙范围。

根据上述间隙选择的原则，本水管的模具直径间隙取较大值，即取0.2。所以，。

5.3.2下模的其它尺寸

下模圆角：采用压边装置时，；

下模直边高度：，取；

下模总高度：，取；

下模外径：，；

压边圈内径：，。

5.4冲压模具制作材料

本次设计的冲压模具的制作材料为35﹟铸钢。

结  论

通过本次设计得出以下结论：

(1) 要严格制定焊接工艺，以便焊工能够正确操作

(2) 如何用更好的方法进行封头冲压，提高冲压质量，有待今后研究解决。

(3) 计算机技术在机械行业有广泛的应用前景。

(4) 多处运用自动焊、自动切割技术，大大提高了工作效率。

致  谢

本论文是在邓老师悉心指导下完成的。导师渊博的专业知识，深厚的学术造诣，严谨的治学态度，精益求精的工作作风，诲人不倦的高尚师德，严以律己、宽以待人的崇高风范，朴实无华、平易近人的人格魅力对我影响深远。在这3年大学生涯中，作为我的毕业设计导师，不仅使我树立了远大的学术目标、掌握了基本的研究方法，还使我明白了许多待人接物与为人处世的道理，这些都使我终生受益。本论文从选题到完成，每个细节，都离不开导师的细心指导和不懈的支持，倾注了导师大量的心血。在此，谨向导师表示崇高的敬意和衷心的感谢！

                                         罗思义

                                       2011年4月29

参考文献

[1]中国机械焊接学会. 焊接手册[M]. 北京: 机械工业出版社, 2005.7：662-671 

[2]董大勤，袁凤隐. 压力容器设计手册[M]. 北京: 化学工业出版社, 2006.1：93-95

[3]张文钺. 焊接冶金学(基本原理)[M]. 北京: 机械工业出版社, 1999.6：221-230 

[4]周振丰. 焊接冶金学(金属焊接性)[M]. 北京: 机械工业出版社, 2001.5：20-30 

[5]杜国华. 实用工程材料焊接手册[M]. 北京: 机械工业出版社, 2004.9：206-207

[6]周浩森. 焊接结构生产及装备[M]. 北京: 机械工业出版社, 1999.10：8-17 

[7]宗培言. 焊接结构制造技术与装备[M]. 北京: 机械工业出版社, 2007.3：41-52

[8]梁桂芳. 切割技术手册[M]. 北京: 机械工业出版社, 1997.3：205-207

[9]张述仁,宇永福.焊接结构制造[M]. 沈阳: 沈阳冶金机械专科学校, 19.7: 38-62 

[10]李亚江, 孙 俊. 实用焊接技术手册[M]. 河北, 河北科学技术出版社, 2002.9：109-112

附录

水管施工尺寸要求

　　一、台盘冷热水高度： 50cm 

　　二、墙面出水台盘高度： 95cm 

　　三、拖把池高度： 60-75cm 

　　四、标准浴缸高度： 75cm 

　　冷热水中心距： 15cm 

　　五、按摩式浴缸高度： 15-30cm 

　　六、冲淋高度： 100-110cm 

　　冷热水中心距： 15cm 

　　七、热水器高度（燃气）： 130-140cm 

　　热水器高度（电加热）： 170-190cm 

　　八、小洗衣机高度： 85cm 

　　标准洗衣机高度： 105-110cm 

　　九、坐便器高度： 25-30cm 

　　十、蹲便器高度： 100-110cm