CN1032576C - 金属筒体封头无横爆炸成形方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及的是金属容器制造中的封头无模爆炸成型方法，其步骤是直接在筒体两端各焊接一个多面体，将炸药放置在筒体内，用水作传压介质，水将炸药爆炸时产生的能量转递给筒体两端多面体的金属板上，使其成型为不同形式的封头；依此方法还可使异种材料复合与不同形式封头的成型同步完成；此发明兼有消除封头和筒体焊接应力和对容器整体进行校形的作用。

Description

金属筒体封头无横爆炸成形方法

本发明涉及的是金属容器制造领域中的封头无模爆炸成形方法，此发明尤其适合制造一种或一种以上材料复合与不同形式封头的成形同步完成各种形式的复合金属封头；此发明还兼有消除封头与筒体焊接应力和对容器整体进行校形的作用。

目前，采用无模爆炸成形金属封头的方法是：“首先将两个焊在一起的截头圆锥作为预制件，在预制件中盛满水，将炸药放入工件内，炸药爆炸后产生球形冲击波，使预制焊件不用模具便可形成一个球，再将这个球割成两半，即得到两个半球，用作压力容器封头”。参见资料：〔美国〕A.A.埃拉兹著《金属爆炸加工的原理与实践》。这种制造封头方法的缺点是生产封头过程和封头与筒体连接过程是分步进行的，即先将封头生产出来，再将封头与筒体对接，这样做不但生产周期长而且筒体与封头对接时往往会产生错边量超差，质量难以保证等间题；只是简单地将两个焊在一起的截头圆锥作为预制件再经过爆炸成形是无法得到椭圆形封头、碟形封头和锥形封头等外形较复杂的封头的，另外采用这种封头的制造方法生产异种材料复合与不同形式封头的成形同步完成的复合金属封头也未见到报导。

本发明的目的是：克服上述现有制造封头技术的缺点，提出一种直接使用爆炸成形方法制得带封头金属筒体成品的方法。

首先将不同材质的金属板分别下料成用以拼装构成可依次套叠的与预定封头曲面外形相内接的曲面内接多面体形壳体的毛坯材料，所述曲面是有折边球面或无折边球面或椭球面或碟形面或锥面，该曲面为内接多面体侧表面由若干截头圆锥体侧面组成或由若干截头圆锥体侧面与一个圆柱面组成，而顶端为圆形平面；将一种材料的毛坯组焊成上述曲面内接多面体形壳体，再将其它各种材料的毛坯依次从壳体内部或外部组焊在已成形的壳体上，将组焊完毕的曲面内接多面体壳体作为待成形的封头毛坯焊接在材料组成种类、层数和顺序均与该毛坯相同且对接部分尺寸相同的金属筒体上，并在对接处套放加强圈，该筒体中间开孔，该孔表面加焊加强板，从孔中用水灌满壳体，再将炸药通过该孔定位于筒体内，引爆炸药使上述封头毛坯成形为封头，得到具有封头的金属筒体。按上面所述的生产过成还可生产出一种金属材料筒体封头无模爆炸成形的具有封头的金属筒体。

本发明解决了无模整体成形封头和无模整体成形复合封头中的多个关键技术。

其优点是：1).可生产多种金属材料之间的任意组合复合(铝、铜、低合金钢、碳钢、不锈钢和钛等金属之间任意组合复合均可以完成)、多层数、任意壁厚和任意封头直径的异种材料复合与各种类型封头无模爆炸成形同步完成的复合材料封头；2).复合材料封头成形时金属性能不受影响，金属材料的塑性指标没有明显损耗；3).爆炸成形后直接得到成品容器，即具有封头的金属筒体，复合与成形过成还可以消除焊接应力，改善封头和筒体的焊缝受力情况，同时还有对整体容器进行校形的作用；4).封头成形后壁厚减薄量小；5).本发明是先将成形前的与封头外形曲线相同的内接多面壳体与筒体对接，然后再进行成形、材料复合、消除应力和校形等过程，这样使封头与筒体对接尺寸容易控制，整个工艺过程简单易行。6).生产过程所需设备简单，一般中小型压力容器制造厂和金属结构厂均具备生产条件，并适合现场施工和安装。

图1为本发明技术实施示意图。

图2是多层异种材质金属复合与封头无模爆炸整体成形同步完成后的容器。

图3是单层一种材质金属的封头无模爆炸整体成形后的容器。

本发明可以按以下过程实现：1).将不同材质的金属板料经计算分别下料，并卷制成一节圆柱体所需的矩形板料和若于块卷制成截头圆锥体的扇形料(根据需要也可以将金属板全部下料成若干块卷制成截头圆锥体所需的扇形板料)，而后根据设计结构的要求先将一种材质卷制好的金属板组焊成与预定封头外形曲线相同的内接多面壳体，再将第二种、第三种......，材质的金属依次组焊在上一层的封头外形曲面内接多面金属壳体上，从壳体的里层或外层进行组焊均可以。首先得到一个由异种材料分层组成的多层与封头外形曲面相同的内接多面金属壳体(2、9)；2).然后用两个金属圆板分别组焊在壳体两端，(3、10)；3).在筒体中间开一一定尺寸规格的圆孔(12)，通常情况下该孔为人孔，筒体金属板材料的组成种类、层数和顺序应与筒体两端的金属壳体材料组成的种类、层数和顺序相同；3).在筒体人孔表面加焊一块工艺加强板(13)；4).从上孔将水把壳体灌满，作为传压介质(4)；5).把经过严格计算后的一定参数的炸药，(6、8)，通过炸药架(5)，定位于筒体内；6).经过电线(7)给雷管通电使其爆炸，雷管爆炸引爆炸药，由此产生异种材料之间复合与封头的无模整体成形所需要的能量。经过消除成形前整体筒体焊接应力、异种材料复合、封头的整体无模成形和校形等过程最终得到异种材料复合封头的筒体容器。对于单层一种材质金属的无模爆炸整体成形封头的技术，只需在上述的多层异种材质金属复合与无模爆炸整体成形封头的技术实施过程中减少多层异种金属叠加组焊一道工序即可，其他工序相同。

Claims (1)

1.金属筒体封头无模爆炸成形方法。其步骤为：

1).将一种或一种以上的金属板分别下料成用以拼装构成可依次套叠的与预定封头曲面外形相内接的曲面内接多面体形壳体的毛坯材料，所述曲面是有折边球面或无折边球面或椭球面或碟形面或锥面，该曲面为内接多面体侧表面由若干截头圆锥体侧面组成或由若干截头圆锥体侧面与一个圆柱面组成，而顶端为圆形平面；

2).先将一种材料的毛坯组焊成上述曲面内接多面体形壳体，再将其它各种材料的毛坯依次从壳体内部或外部组焊在已成形的壳体上，将组焊完毕的曲面内接多面体壳体作为待成形的封头毛坯焊接在材料组成种类、层数和顺序均与该毛坯相同且对接部分尺寸相同的金属筒体上，并在对接处套放加强圈，该筒体中间开孔，该孔表面加焊加强板，从孔中用水灌满壳体，再将炸药通过该孔定位于筒体内，引爆炸药使上述封头毛坯成形为封头，得到具有封头的金属筒体。

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