CN105382486A - 车载铝合金罐生产工艺 - Google Patents

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刘宪福
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Abstract

本发明公开了一种车载铝合金罐生产工艺，包括以下步骤：①筒体板材加工、②隔板、封头加工、③定位吊装转运、④包罐成型、⑤纵缝整形、纵缝焊接、⑥内环缝焊接、⑦外环缝焊接。本工艺针对罐体加工的特点，设计成便于机化械流水作业的制作方法，可大幅提高制作的精度和效率。经多年经验摸和总结，本工艺中，其直筒罐体两个封头边缘铣边成为直边以便与罐体边缘铣成的直边配合，以保证封头边缘与罐体的边缘对接严密结合，再用tig侧面焊接单面焊双面成型达到探伤100%的通过率。变径罐体中间变径部分用模具成型，端头铣边，已达到与罐体对接严密的目的，再用tig自动焊单面焊双面成型已达到100%探伤通过率的目的。

Description

车载铝合金罐生产工艺
技术领域
本发明涉及一种大型罐的制作方法，特别是涉及一种车载铝合金罐生产工艺。
背景技术
　　目前，多数生产厂家还在使用老工艺制作罐体，老工艺生产费用高，一个罐体人工费2万到5万；探伤通过率极低，只有60%以下；老工艺一个焊缝人工工作一天，由于体力和精力原因，中间停顿不少于200次，因此，节点冷热变化引发的焊接缺陷对罐体的焊接质量是致命的。
发明内容
　　本发明的目的，是提供了一种车载铝合金罐生产工艺，它用于取代老生产工艺，易于采用机械化流水作业，其效率是老工艺的三倍到五倍；新工艺生产费用低，一罐体的人工费仅有6000元；新工艺探伤通过率高，可达95%以上。
　　本发明的目的是通过以下技术方案实现的：车载铝合金罐生产工艺，包括以下步骤：
①筒体板材加工：
A制备板材：把板料切割成数块规定尺寸形状的板材，该板材用于制作筒体；
B齐边：对步骤①A切割出的板材的边沿进行铣边处理，以去除边沿上的氧化层并保证其直线度；
　　C拼板焊接：将经步骤①B铣边后的所有板材依次拼接，并在各拼接处进行单面焊接双面成型，所有板材经焊接制成一张筒体板材；
D板材翻转180度：把步骤①C焊接完成的筒体板材翻转180度，以使筒体板材弯折制作成筒体后，其焊接成型面为筒体外表面；
　　②隔板、封头加工
A隔板制作：将板料切割成隔板，隔板的形状尺寸与步骤①所述筒体内部形状和尺寸相同；
B封头制作：将板料按步骤①所述筒体端部形状和尺寸裁切出封头板材，再将封头板材进行折边处理以制成封头，以使封头的折边的端面与筒体端部形状和尺寸相同；
C封头齐边：对封头的折边进行打磨整理，使折边的端面在同一平面内，以便于封头与筒体对接；
步骤②既能与步骤①同时分别进行，又能在步骤①之前或之后进行；
③定位吊装转运：将步骤②制成的封头、隔板放置于转运工装内定位；转运工装由定位杆、连接架和定位件连接构成；
④包罐成型：先将步骤①D翻转后的筒体板材和步骤③所述的装有封头、隔板的转运工装放于罐体卷轧成型机上定位、压紧；再将封头和隔板分别与筒体板材点焊在一起，之后把转运工装拆除，罐体卷轧成型机上仅有封头、隔板分别和筒体板材；然后，罐体卷轧成型机把筒体板材沿隔板或封头的形状逐渐弯折成筒状，即将筒体板材制成筒体；在筒体板材弯折过程中，把筒体板材与隔板接触的部分与隔板点焊在一起，以固定筒体板材和隔板位置关系；随着弯折的进行，边弯折弯点焊，直至将筒体板材弯折成筒状；封头和罐体对接缝隙均匀；
⑤纵缝整形、纵缝焊接：筒体板材经步骤④弯折成筒状后，其弯折两端间形成纵缝，对纵缝进行整形纵缝整形后再进行焊接；
⑥内环缝焊接：筒体上设有进入孔，工人由出入孔进入筒体内，将隔板与筒体连接处，沿隔板边沿进行环形焊接，将隔板与筒体焊接牢固。
⑦外环缝焊接：在筒体外，将封头与筒体间的环形焊缝进行焊接，从而将筒体和封头焊接成罐体。
为进一步实现本发明的目的，还可以采用以下技术方案：步骤①C中，板材厚度大于8mm时，板材边沿处铣出45度倒角。步骤①C中采用TIG自动焊接机进行拼板焊接。在步骤②C后和步骤③之间增加封头、隔板筛选步骤：先出与罐体相同尺寸或相对误差小于1mm的封头、隔板，使用在同一罐体上，以减小罐体成型后的直线度误差。变径罐体中间的变径部分用扇形板材沿变径模具成型弯折而成；采用步骤①至⑦分别制做大直径等径筒体和小直径等径筒体；变径部分的大小两端头铣边，以达到分别与上述大直径等径筒体和小直径等径筒体对接严密的目的，再用tig自动焊单面焊双面成型已达到100%探伤通过率的目的。所述步骤①A中采用数控切割机切割板料成板材。所述转运工装有四根定位杆分两组并排分布，每组有两根定位杆上下排列，四根定位杆的两端分别与连接架连接，同组的上下两根定位杆之间安装若干个定位件，两组中相应的一对定位件固定一个封头或隔板。步骤①A所述制作罐体的板材为矩形板材。步骤①B中板材的铣边工作由铣边机完成。
　　本发明的优点在于：本工艺针对罐体加工的特点，设计成便于机化械流水作业的制作方法，可大幅提高制作的精度和效率。经多年经验摸和总结，本工艺中，其直筒罐体两个封头边缘铣边成为直边以便与罐体边缘铣成的直边配合，以保证封头边缘与罐体的边缘对接严密结合，再用tig侧面焊接单面焊双面成型达到探伤100%的通过率。变径罐体中间变径部分用模具成型，端头铣边，已达到与罐体对接严密的目的，再用tig自动焊单面焊双面成型已达到100%探伤通过率的目的。
附图说明
图1是本发明所述图1a是本发明所述封头与筒体连接位置示意图；图1b是封头与筒体对接后的示意图；图2是所述罐体卷轧成型机配合变径模具成型(14)制作变径部分的示意图；图3是所述变径模具成型(14)的结构示意图；图4是所述转运工装的结构示意图，图中转运工装上固定封头(1)和隔板(2)；图5是封头和筒体，两者间的对接间隙为D；图6是封头1与筒体8对接配合的示意图,图中显示错边量d的位置；图7是所述外环缝焊接的示意图；图8是本发明的工艺流程图；图9是图4的主视结构示意图；图10是图9的左视结构示意图；图11是图4的I局部放大结构示意图；图12是所述罐体的结构示意图，图中罐体尚未进行纵缝整理和焊接；图13是图12的II局部放大结构示意图；图14是图3的主视结构示意图；图15是图14的左视结构示意图。
　　附图标记：1封头2隔板3通孔4定位杆5定位件6连接架7定位槽8筒体9变径部分10纵缝11进入孔12TIG自动焊接机13罐体卷轧成型机14变径模具成型15第一支撑环16第二支撑环17连杆。
具体实施方式
本发明所述车载铝合金罐生产工艺，包括以下步骤：
①筒体板材加工：
A制备板材：把板料切割成数块规定尺寸形状的板材，该板材用于制作罐体；制作等径筒体时切割出的板材仅为矩形，变径筒体的板材为扇形。通常裁切5块，由5块板材拼成一块筒体板材，制成一个筒体。所述规定尺寸根据罐体的大小而定。
B齐边：对步骤①A切割出的板材的边沿进行铣边处理，以去除边沿上的氧化层并保证其直线度；铣边可以用手持铣边机，但直线度不易控制，因此，铣边工作可由铣边机完成。
　　C拼板焊接：将经步骤①B铣边后的所有板材依次拼接，并在各拼接处进行单面焊接双面成型，所有板材经焊接制成一张筒体板材；所有焊缝一次焊接，无接头；确保整条焊缝无偏离，焊缝直线度小于0.5mm/M，焊缝全长小于2mm，探伤通过率100%
D板材翻转180度：把步骤①C焊接完成的筒体板材翻转180度，以使筒体板材弯折制作成罐体后，其焊接面为筒体外表面，以增强缸体的强度；
　　②隔板、封头加工
A隔板制作：将板料按规定形状尺寸切割成隔板，隔板的形状尺寸与步骤①所述罐体内部形状和尺寸相同；
B封头制作：将板料按步骤①所述筒体端部形状和尺寸裁切出封头板材，再将封头板材进行折边处理以制成封头，以使封头的折边的端面与筒体端部形状和尺寸相同，便于封头1与筒体端部对接及焊接；可利用旋边机对进行旋边处理。
C封头齐边：对封头的折边进行打磨整理，使折边的端面在同一平面内，以便于封头与筒体对接；
步骤②既能与步骤①同时分别进行，又能在步骤①之前或之后进行；
③定位吊装转运：将步骤②制成的封头1、隔板2放置于转运工装内定位；转运工装由定位杆4、连接架6和定位件5连接构成。如图4所示，所述转运工装可由四根定位杆4分两组并排分布，每组有两根定位杆4上下排列，四根定位杆4的两端分别与连接架6连接，同组的上下两根定位杆4之间安装若干个定位件5，两组中相应的一对定位件5可固定一个封头1或隔板2。为增加固定的稳定性和牢固性，如图11，每个定位件5上设有定位槽7，封头1或隔板2可位于定位槽7内，以防止转运过程中滑落。
④包罐成型：先将步骤①D翻转后的筒体板材和步骤③所述的装有封头1、隔板2的转运工装放于罐体卷轧成型机上定位、压紧；再将封头和隔板分别与筒体板材点焊在一起，之后把转运工装拆除，罐体卷轧成型机上仅有封头、隔板分别和筒体板材；然后，罐体卷轧成型机把筒体板材沿隔板或封头的形状逐渐弯折成筒状，即将筒体板材制成筒体8；在筒体板材弯折过程中，把筒体板材与隔板接触的部分与隔板点焊在一起，以固定筒体板材和隔板位置关系；随着弯折的进行，边弯折弯点焊，直至将筒体板材弯折成筒状。包罐成型后的筒体板材和隔板贴合紧密，方便后续焊接；封头和罐体对接缝隙均匀，如图5所示，可保证缝隙D为0.5mm左右。如图6所示，错边量d小于0.2mm。包罐成型的罐体可保证罐体长度小于等于13米时直线度小于5mm；所述罐体卷轧成型机可以是专利号为201010190203.3，名称为异形罐体成型机的设备。隔板相当于是卷扎成型的模具，筒体8的断面形状和大小由隔板决定。
⑤纵缝整形、纵缝焊接：筒体板材经步骤④弯折成筒状后，如图12和图13所示，其弯折两端间形成纵缝10，为确保焊接质量对纵缝10进行整形；纵缝10整形后再进行纵缝焊接，以确保直线度全长小于5mm，可保证纵缝10间隙在0.5mm左右，纵缝10的错边量小于0.2mm；焊接可采用TIG自动焊接，实现高效优质地单面焊接双面成型，整条焊缝一次焊接，无接头；整条焊缝无偏离，确保全长直线度小于2mm，探伤通过率95%以上；通常罐体全长为9米。上述整形是由于筒体板材弯折成筒状后纵缝处存在应力，如图13所示，筒体板材弯折端是翘起的，因此，工人需沿纵缝依次将筒体板材弯折端压平，并在上面点焊以保持压平状态，如此，压平一部分点焊一部分，直至将整条焊纵缝压平并点焊住最终完成整形工作，以确保后续纵缝焊接的质量。
⑥内环缝焊接：如图12所示，筒体8上开设进入孔11，工人由出入孔11进入筒体8内，将隔板2与筒体8连接处，沿隔板边沿进行环形焊接，将隔板2与筒体8焊接牢固。
⑦外环缝焊接：如图14所示，在筒体外，将封头与筒体8间的环形焊缝进行焊接。外环缝焊接可采用伺服电机传动，高度传感为弧压自动跟踪方式，旋转传感采用先进的激光传感技术；焊接采用TIG自动焊接机，可以做到单面焊接双面成型，整条焊缝一次焊接，无接头；整条焊缝无偏离，全长直线度小于2mm，探伤通过率95%以上。所述TIG自动焊接机可选用第201420389459号罐体TIG焊机。
在步骤①C中，当板材厚度大于8mm时，厚板不容易焊透，为确保焊接质量，板材边沿处应铣出45度倒角，倒角使焊接处变薄，焊接时填满。
步骤①C中采用TIG自动焊接机进行快速高效地拼板焊接。
为提高焊接质量，在步骤②C后和步骤③之间增加封头、隔板筛选步骤：封头或隔板加工完成后存在误差，需要先出与筒体8相同尺寸或相对误差小于1mm的封头、隔板，使用在同一罐体上，以减小罐体成型后的直线度误差。隔板的作用防止罐体里面的液体在运输过程中产生剧烈运动及与罐体的连接关系隔板与罐体是焊接在一起的，为不防碍罐体内液体流动，隔板2上可开设通孔3。
若罐体为变径罐体，制作时，一方面，如图2所示，变径罐体中间的变径部分9用扇形板材沿变径模具成型14弯折而成；另一方面，采用步骤①至⑦分别制做如图12所示的大直径等径筒体和小直径等径筒体，图中大直径等径筒体和小直径等径筒体分别位于变径部分9两侧；变径部分的大小两端头铣边，以达到分别与上述大直径等径筒体和小直径等径筒体对接严密的目的，再用tig自动焊单面焊双面成型已达到100%探伤通过率的目的。所述变径模具成型14由第一支撑环15和第二支撑环16通过连杆17连接构成。
所述步骤①A中采用数控切割机切割板料成板材。
步骤①A所述制作罐体等径筒体的板材为矩形板材，制作变径部分的板材为扇形板材。
本发明未详尽描述的技术内容均为公知技术。

Claims (9)

1.车载铝合金罐生产工艺，其特征在于：包括以下步骤：
①筒体板材加工：
A制备板材：把板料切割成数块规定尺寸形状的板材，该板材用于制作筒体；
B齐边：对步骤①A切割出的板材的边沿进行铣边处理，以去除边沿上的氧化层并保证其直线度；
　　C拼板焊接：将经步骤①B铣边后的所有板材依次拼接，并在各拼接处进行单面焊接双面成型，所有板材经焊接制成一张筒体板材；
D板材翻转180度：把步骤①C焊接完成的筒体板材翻转180度，以使筒体板材弯折制作成筒体后，其焊接成型面为筒体外表面；
　　②隔板、封头加工
A隔板制作：将板料切割成隔板，隔板的形状尺寸与步骤①所述筒体内部形状和尺寸相同；
B封头制作：将板料按步骤①所述筒体端部形状和尺寸裁切出封头板材，再将封头板材进行折边处理以制成封头，以使封头的折边的端面与筒体端部形状和尺寸相同；
C封头齐边：对封头的折边进行打磨整理，使折边的端面在同一平面内，以便于封头与筒体对接；
步骤②既能与步骤①同时分别进行，又能在步骤①之前或之后进行；
③定位吊装转运：将步骤②制成的封头(1)、隔板(2)放置于转运工装内定位；转运工装由定位杆(4)、连接架(6)和定位件(5)连接构成；
④包罐成型：先将步骤①D翻转后的筒体板材和步骤③所述的装有封头(1)、隔板(2)的转运工装放于罐体卷轧成型机上定位、压紧；再将封头和隔板分别与筒体板材点焊在一起，之后把转运工装拆除，罐体卷轧成型机上仅有封头、隔板分别和筒体板材；然后，罐体卷轧成型机把筒体板材沿隔板或封头的形状逐渐弯折成筒状，即将筒体板材制成筒体(8)；在筒体板材弯折过程中，把筒体板材与隔板接触的部分与隔板点焊在一起，以固定筒体板材和隔板位置关系；随着弯折的进行，边弯折弯点焊，直至将筒体板材弯折成筒状；封头和罐体对接缝隙均匀；
⑤纵缝整形、纵缝焊接：筒体板材经步骤④弯折成筒状后，其弯折两端间形成纵缝(10)，对纵缝(10)进行整形纵缝整形后再进行焊接；
⑥内环缝焊接：筒体(8)上设有进入孔(11)，工人由出入孔(11)进入筒体(8)内，将隔板(2)与筒体(8)连接处，沿隔板边沿进行环形焊接，将隔板(2)与筒体(8)焊接牢固；
⑦外环缝焊接：在筒体外，将封头与筒体(8)间的环形焊缝进行焊接，从而将筒体和封头焊接成罐体。
2.根据权利要求1所述的车载铝合金罐生产工艺，其特征在于：步骤①C中，板材厚度大于8mm时，板材边沿处铣出45度倒角。
3.根据权利要求1所述的车载铝合金罐生产工艺，其特征在于：步骤①C中采用TIG自动焊接机进行拼板焊接。
4.根据权利要求1所述的车载铝合金罐生产工艺，其特征在于：在步骤②C后和步骤③之间增加封头、隔板筛选步骤：先出与罐体相同尺寸或相对误差小于1mm的封头、隔板，使用在同一罐体上，以减小罐体成型后的直线度误差。
5.根据权利要求1所述的车载铝合金罐生产工艺，其特征在于：变径罐体中间的变径部分(9)用扇形板材沿变径模具成型(14)弯折而成；采用步骤①至⑦分别制做大直径等径筒体和小直径等径筒体；变径部分的大小两端头铣边，以达到分别与上述大直径等径筒体和小直径等径筒体对接严密的目的，再用tig自动焊单面焊双面成型已达到100%探伤通过率的目的。
6.根据权利要求1所述的车载铝合金罐生产工艺，其特征在于：所述步骤①A中采用数控切割机切割板料成板材。
7.根据权利要求1所述的车载铝合金罐生产工艺，其特征在于：所述转运工装有四根定位杆(4)分两组并排分布，每组有两根定位杆(4)上下排列，四根定位杆(4)的两端分别与连接架(6)连接，同组的上下两根定位杆(4)之间安装若干个定位件(5)，两组中相应的一对定位件(5)固定一个封头(1)或隔板(2)。
8.根据权利要求1所述的车载铝合金罐生产工艺，其特征在于：步骤①A所述制作罐体的板材为矩形板材。
9.根据权利要求1所述的车载铝合金罐生产工艺，其特征在于：步骤①B中板材的铣边工作由铣边机完成。
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