焊接结构制造技术与装备第23讲 第6章 典型焊接结②6.1.2

6.1.2 薄壁圆柱形容器的制造
⑵ 组合式筒体 一般由多层包扎、多层热套、多层绕板等方法来 制作；多层包扎容器应用最为广泛。 ① 多层包扎容器 选用13～20mm厚钢板卷制内筒再将6～12mm的 层板预弯成半圆形或瓦块形，用钢丝绳扎紧定位施 焊，使其固定在内筒上，经多层包扎达到设计厚 度，最后将筒节和封头相互组焊成容器。
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② 多层热套容器 用25～50mm的中厚板制作内筒和各外筒，将外 层筒加热膨胀后套入内筒，达到过盈配合，依次套 入各层，直至达到设计厚度。再将筒体与封头组焊 成容器，后经退火热处理，消除套合应力和焊接应 力。
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组合式筒体的特点： Ⅰ 同样厚度条件下，比整体式安全性高； Ⅱ 纵焊缝错开分布，单条焊缝缺陷对整体影响 小； Ⅲ 内外筒体中用不同的材料制作，故可节省贵 重材料； Ⅳ 多层容器之厚度不受原材料规格的限制。
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5. 筒节纵缝装配焊接 筒节卷制完成后，进行纵焊缝的装配焊接。 ⑴ 筒节纵缝的装配 ① 筒节的装配一般在V形铁或焊接滚轮架上进 行，若成批生产，可设计或选用专门的装配装置来 提高生产率。
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② 通过采用夹具保证纵缝边缘平齐，且沿整个 长度方向上间隙均匀一致后，可进行定位焊，定位 焊多采用焊条电弧焊，焊点要有一定尺寸，且焊点 间距应在200～300mm左右。 ③ 为防止纵缝装配后在吊运和存放过程中筒节 产生变形而导致不圆度，往往可在筒内点焊临时支 承。
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划线后进行下料加工。 薄板和宽度较小的毛坯料可用剪板机剪切下料； 中厚板（8mm～30mm ）的低碳钢和低合金钢 板多采用气体火焰切割。 奥氏体不锈钢板和铜、铝等有色金属及其合金， 则需采用等离子弧切割。
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现在，由于数控切割机的普及，实际上人工划线 工序已被省略，只需将尺寸数据输入数控切割机即 可完成划线工序的工作。 毛坯料切割好后，要进行坡口的加工，一般采用 刨边机完成此工作。
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㈡ 薄壁圆柱形容器的制造
图6-4典型薄壁圆柱形容器结构
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薄壁容器一般是指壁厚与直径之比很小的容器。 此类容器具有结构成熟、设计理论较完善；工艺 成熟，工艺路线（流程）简单；可利用热处理方法 提高材料的性能等优点。 薄壁容器的制造难点是：焊接变形的控制，尤其 是壳体的波浪变形和焊接区的棱角（失稳变形）； 焊缝质量要求高；重要结构（如航天用壳体等）还 要求很高的密封性。
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⑵ 封头的成形 封头的成形方法主要有三种，即： ① 借助于胎、模具的冲压成形； ② 旋压成形； ③ 爆炸成形。 以使用冲压成形（也称压制或压延）方法具多。
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对于直径3000mm左右的低碳钢和低合金钢中厚 板封头，常采用1000t～1500t四柱式液压机进行压 制。 考虑到常温下压制（冷压）时母材变形抗力较大 等因素，多采用加热后压制（热压）的方法来加工 封头，加热温度为母材金属的 A3 线以上。 封头压制成形后，进行二次划线，并借助于焊接 回转台进行二次切割。经验收合格后待装配。
6.1.2 薄壁圆柱形容器的制造
6.1.2 薄壁圆柱形容器的制造
3. 备料加工 备料加工就是各种零、部件毛坯料的准备过程。 ⑴ 筒节的备料加工 首先应对所用母材进行复检，内容包括化学成 分、各种力学性能、表面缺陷及外形尺寸（主要是 厚度）的检验。一般采取抽检的方法，抽检的百分 比由容器的种类决定。 钢板的选用、复检内容和比例，请参阅GB150－ 1998之“4 材料”部分的规定。
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薄壁卷制容器的生产过程主要有： 1.焊前准备； 2.制定工艺流程； 3.备料加工； 4.装配和焊接； 5.检验及成品加工等。
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1.焊前准备 ⑴ 产品加工前应熟悉图纸和技术要求。 ⑵ 压力容器用钢一般均经过各种焊接性试验， 以确定与之匹配的焊接材料和焊接工艺的适应性。 ⑶ 压力容器用钢还应当具有适应各种形式热处 理的特性。 ⑷ 沸腾钢一般不允许作为压力容器用钢。 ⑸ 所有焊接工艺规范参数均应由焊接工艺评定 来确定。
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㈠ 圆柱形容器的结构特点 1.筒体 筒体是压力容器的主要组成部分，对圆柱形筒体 来说，其结构方式又可分为整体式和组合式两种。 ⑴ 整体式筒体 结构形式：单层卷焊、整体锻造、电渣重熔等。 特点：结构简单，制造方便，材料利用率和生产 的自动化程度高；用于低压、中压容器上。
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划线前要进行展开，可采用计算展开法，考虑壁 厚因素，一般按中径展开。具体展开公式如下：
L π( Dg ) S
式中 L——筒节毛坯展开长度（mm）； Dg——容器公称直径（mm）； δ——容器壁厚（mm）； S——加工余量（包括切割余量、刨边余量和 焊接收缩量等）（mm），如两侧均需刨边，则取 10mm～15mm。
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2.制定工艺流程图 典型产品的工艺流程一般如图6-5所示。 值得注意的是，除了无损探伤外，其实每个生产 环节也都应贯穿着质量控制（检验）工作。另外， 封头直径较小时，可用一块钢板制成，无需拼接工 艺。
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图6-5 典型单层卷制薄壁容器生产工艺流程图
பைடு நூலகம்
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⑵ 封头的备料加工 母材的复检合格后，进行划线下料。 倘若封头毛坯直径较大，由于板材宽度的限制， 需进行毛坯料的拼接，要求拼接焊缝必须焊透。
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4. 成形加工 ⑴ 筒节的卷制 可选用三辊或四辊卷板机，对已加工好的筒节毛 坯料进行卷制加工。 对厚度超过20mm的高强钢可考虑热卷。要保证 筒节的卷制质量，不可以产生错口、鼓形、锥形及 椭圆等缺陷。