CN103192233A - 封头冷冲压工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种封头冷冲压工艺，其特征在于包括以下步骤：（1）切圆：根据图纸形状在钢板上画好，使用等离子切割，切割面无缺口、毛刺，打坡口时要对坡口尺寸进行检查确认，将切割好的圆片按单件号顺序堆放整齐；（2）焊接：将圆片放置于埋弧龙门焊机工作平台，焊缝进行点固，然后进行焊接；（3）冲压：冲压前将圆片置于压机工作平台均匀涂抹石墨油进行冲压；（4）坡口：根据要求的坡口形式，内、外总高，确定划线高度并确认无误后进行坡口；（5）无损探伤：（6）酸洗：用硝酸盐对封头进行涂抹，然后用清水冲洗干净；（7）入库。本发明工艺未经加热，材质不会劣化。
Description
技术领域
本发明涉及冷冲压技术领域，具体是一种封头冷冲压工艺。
背景技术
封头是压力容器的两个端盖，是压力容器的主要承压部件。封头的品质直接关系到压力容器的长期安全可靠的运行。而传统的封头大部分采用热冲压工艺完成，热冲压工艺存在很多缺点，因加热，会发生材质劣化，导致不锈钢封头耐腐蚀性能下降，不适合不锈钢封头加工；加热成形，导致模具受热膨胀和封头冷却收缩，尺寸难以控制且一致性差；因加热，封头成形后的表面氧化严重，且难以去除；热冲压需要加热消耗燃料，大量消耗宝贵的资源；加热会产生大量有害气体，污染环境，产生公害，与中国国策相违背。
冷冲压加工是通过制定正确、合理冲压工艺、材料性能、下料、模具选择等方面考虑，在常温下，借助于冲压设备（压力机）所提供的压力，使各种不同规格的圆片发生塑性变形，制成我们所需的各种不同的形状封头的一种加工方法。以冷冲压代替热冲压，不仅能节约大量能源，同时加工出来的封头不会发生材质变化，对封头的后续加工无影响，因此冷冲压工艺的出现是发展的必然趋势。
发明内容
本发明的目的在于提供一种封头冷冲压工艺。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种封头冷冲压工艺，其特征在于包括以下步骤：（1）切圆：根据图纸形状在钢板上画好，使用等离子切割，切割面无缺口、毛刺，当缺口深度小于5mm时进行打磨圆滑过渡，超过5mm则补焊处理；毛刺应打磨干净，打坡口时要对坡口尺寸进行检查确认，将切割好的圆片按单件号顺序堆放整齐；（2）焊接：将圆片放置于埋弧龙门焊机工作平台，焊缝进行点固，然后进行焊接；（3）冲压：冲压前将圆片置于压机工作平台均匀涂抹石墨油进行冲压；（4）坡口：根据要求的坡口形式，内、外总高，确定划线高度并确认无误后进行坡口；（5）无损探伤：（6）酸洗：用硝酸盐对封头进行涂抹，然后用清水冲洗干净；（7）入库。
所述步骤（3）中冲压温度为-10℃~40℃，无需加温。
所述步骤（1）中等离子切割的工艺条件为：
等离子切割电源，必须具有足够高的空载电压，才能容易引弧和使等离子弧稳定燃烧，空载电压一般为120-600V。而弧柱电压一般为空载电压的一半，提高弧柱电压，能明显增加等离子弧的功率，因而能提高切割速度和切割更大厚度的金属板材，弧柱电压往往通过调节气体流量和加大电极内缩量来达到，但弧柱电压不能超过空载电压的65%，否则会使等离子弧不稳定。本发明选用的空载电压为160-240V。
增加切割电流同样能提高等离子弧的功率，但它受到最大允许电流的限制，否则会使等离子弧柱变粗，割缝宽度增加，电极寿命下降。本发明选用的切割电流为185-340A，切割电压为120-145V。
增加气体流量既能提高弧柱电压，又能增强对弧柱的压缩作用而使等离子弧能量更加集中，喷射力更强，因而可提高切割速度和质量，但气体流量过大，反而会使弧柱变短，损失热量增加，使切割能力减弱，直至使切割过程不能正常进行。本发明选择的气体流量为2100-2800Lh-1。
所谓内缩量是指电极到割嘴端面的距离，合适的距离可以使电弧在割嘴内得到良好的压缩，获得能量集中、温度高的等离子弧而进行有效的切割。距离过大或过小，会使电极严重烧损、割嘴烧坏和切割能力下降。内缩量一般取8-11mm。
割嘴高度是指割嘴端面至被割工件表面的距离。该距离一般为4~10mm。它与电极内缩量一样，距离要合适才能充分发挥等离子弧的切割效率，否则会使切割效率和切割质量下降或使割嘴烧坏。
以上各种因素直接影响等离子弧的压缩效应，也就是影响等离子弧的温度和能量密度，而等离子弧的高温、高能量决定着切割速度，所以以上的各种因素均与切割速度有关。在保证切割质量的前提下，应尽可能的提高切割速度。这不仅提高生产率，而且能减少被割零件的变形量和割缝区的热影响区域。若切割速度不合适，其效果相反，而且会使粘渣增加，切割质量下降。本发明的切割速度选择20-45m/h。
所述步骤（6）中硝酸盐的pH值为1，质量浓度为15%，硝酸盐的用量为每平方米封头用硝酸盐100ml。
本发明的有益效果：本发明的优点在于：（1）未经加热，材质不会劣化，特别适合不锈钢封头加工；（2）不会产生冷却收缩导致的尺寸变化，形状规整，尺寸精确且一致性好；（3）封头形成后表面维持原有材料的光洁表面，外观漂亮；（4）无需消耗燃料，节约能源,也就不会产生有害气体和烟雾，避免环境污染和地球变暖。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细描述。
一种封头冷冲压工艺，其特征在于包括以下步骤：（1）切圆：根据图纸形状在钢板上画好，使用等离子切割，切割面无缺口、毛刺，当缺口深度小于5mm时进行打磨圆滑过渡，超过5mm则补焊处理；毛刺应打磨干净，打坡口时要对坡口尺寸进行检查确认，将切割好的圆片按单件号顺序堆放整齐；（2）焊接：将圆片放置于埋弧龙门焊机工作平台，焊缝进行点固，然后进行焊接；（3）冲压：冲压前将圆片置于压机工作平台均匀涂抹石墨油进行冲压，冲压温度为-10℃~40℃；（4）坡口：根据要求的坡口形式，内、外总高，确定划线高度并确认无误后进行坡口；（5）无损探伤：（6）酸洗：用硝酸盐对封头进行涂抹，然后用清水冲洗干净，硝酸盐的pH值为1，质量浓度为15%，每平方米封头用硝酸盐100ml；（7）入库。
步骤1中的等离子切割满足一下工艺条件:
等离子切割电源，必须具有足够高的空载电压，才能容易引弧和使等离子弧稳定燃烧，空载电压一般为120-600V。而弧柱电压一般为空载电压的一半，提高弧柱电压，能明显增加等离子弧的功率，因而能提高切割速度和切割更大厚度的金属板材，弧柱电压往往通过调节气体流量和加大电极内缩量来达到，但弧柱电压不能超过空载电压的65%，否则会使等离子弧不稳定。本发明选用的空载电压为160-240V。
增加切割电流同样能提高等离子弧的功率，但它受到最大允许电流的限制，否则会使等离子弧柱变粗，割缝宽度增加，电极寿命下降。本发明选用的切割电流为185-340A，切割电压为120-145V。
增加气体流量既能提高弧柱电压，又能增强对弧柱的压缩作用而使等离子弧能量更加集中，喷射力更强，因而可提高切割速度和质量，但气体流量过大，反而会使弧柱变短，损失热量增加，使切割能力减弱，直至使切割过程不能正常进行。本发明选择的气体流量为2100-2800Lh-1。
所谓内缩量是指电极到割嘴端面的距离，合适的距离可以使电弧在割嘴内得到良好的压缩，获得能量集中、温度高的等离子弧而进行有效的切割。距离过大或过小，会使电极严重烧损、割嘴烧坏和切割能力下降。内缩量一般取8-11mm。
割嘴高度是指割嘴端面至被割工件表面的距离。该距离一般为4~10mm。它与电极内缩量一样，距离要合适才能充分发挥等离子弧的切割效率，否则会使切割效率和切割质量下降或使割嘴烧坏。
以上各种因素直接影响等离子弧的压缩效应，也就是影响等离子弧的温度和能量密度，而等离子弧的高温、高能量决定着切割速度，所以以上的各种因素均与切割速度有关。在保证切割质量的前提下，应尽可能的提高切割速度。这不仅提高生产率，而且能减少被割零件的变形量和割缝区的热影响区域。若切割速度不合适，其效果相反，而且会使粘渣增加，切割质量下降。本发明的切割速度选择20-45m/h。
Claims (4)
1.一种封头冷冲压工艺，其特征在于包括以下步骤：（1）切圆：根据图纸形状在钢板上画好，使用等离子切割，切割面无缺口、毛刺，当缺口深度小于5mm时进行打磨圆滑过渡，超过5mm则补焊处理；毛刺应打磨干净，打坡口时要对坡口尺寸进行检查确认，将切割好的圆片按单件号顺序堆放整齐；（2）焊接：将圆片放置于埋弧龙门焊机工作平台，焊缝进行点固，然后进行焊接；（3）冲压：冲压前将圆片置于压机工作平台均匀涂抹石墨油进行冲压；（4）坡口：根据要求的坡口形式，内、外总高，确定划线高度并确认无误后进行坡口；（5）无损探伤；（6）酸洗：用硝酸盐对封头进行涂抹，然后用清水冲洗干净；（7）入库。
2.根据权利要求1所述的封头冷冲压工艺，其特征在于所述步骤（3）中冲压温度为-10℃~40℃。
3.根据权利要求1或2所述的封头冷冲压工艺，其特征在于所述步骤（1）中等离子切割的工艺条件为：空载电压为160-240V，切割电流为185-340A，切割电压为120-145V，气体流量为2100-2800Lh-1，切割速度为20-45m/h。
4.根据权利要求1所述的封头冷冲压工艺，其特征在于所述步骤（6）中硝酸盐的pH值为1，质量浓度为15%，硝酸盐的用量为每平方米封头用硝酸盐100ml。
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