CN105479108A - 一种集箱的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种集箱的制备方法，在焊接过程中，利用每个第一支管均与两根主管焊接连接，每个第一支管的两端均有焊接点，利用该两根主管以及两个焊接点形成一个整体梯形结构，两根主管与所有的第一支管在焊接过程中相互制约、相互平衡、相互产生焊接变形，最终使得焊接完成后得到的梯形集箱装置的整体的焊接变形程度明显减小；且进一步的，在焊接过程中，主管、第一支管以及第二支管始终设置在专业工装上，并没有从专用工装上卸下，使得专用工装也会提供一个抵挡焊接变形的力，以上两点结合显著地减小了梯形集箱装置的焊接变形问题，从而显著地减小了最终产品集箱的焊接变形问题。

Description

一种集箱的制备方法

技术领域

本发明涉及光热发电系统设备技术领域，尤其是涉及一种集箱的制备方法。

背景技术

带储热功能的光热发电系统，具有阴雨天及夜间也能正常输出电能、可调度、对电网高度友好的特点，解决了传统光伏发电系统并网后难以调度、对电网容易造成冲击、光伏电池生产过程污染环境等问题。

集箱是光热发电系统中固体储热模块的重要零部件，起到分流和引导高压高温储热水的作用。

由于集箱结构特殊，主管较细，支管较多，在目前的制备工艺中，焊接完成后得到的集箱存在严重的焊接变形问题，用普通的焊接方法难以完成。

因此，如何改进集箱的制备方法，解决集箱的焊接变形问题是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种集箱的制备方法，该制备方法能够解决集箱的焊接变形问题。

为解决上述的技术问题，本发明提供的技术方案为：

一种集箱的制备方法，包括以下步骤：

1)预制成型多根第一支管；

预制成型两根第二支管；

取两根结构相同的主管，在每一个所述主管的相应位置钻设用于连通所述第一支管的孔洞，在每一个所述主管的相应位置钻设用于连通所述第二支管的孔洞，所述孔洞的数量与所述第一支管的数量以及所述第二支管的数量之和相同；

2)用专用工装将两根所述主管、多根所述第一支管以及两根所述第二支管组装拼接定位，使得两根所述主管相互平行且二者的轴向中心线位于同一个平面内，每一个所述第一支管的一端对接在一根所述主管上的相应的孔洞内且该所述第一支管的另一端对接在另外一根所述主管上的相应的孔洞内，多根所述第一支管均设置在两根所述主管之间，任一所述第一支管均垂直于所述主管，多根所述第一支管的轴向中心线相互平行且与两根所述主管的轴向中心线位于同一个平面内；

使得一个所述第二支管的一端对接在一根所述主管上的相应的孔洞内，另外一个所述第二支管的一端对接在另外一根所述主管上的相应的孔洞内，且每一个所述第二支管与多根所述第一支管位列相应的所述主管的两侧，且两根所述主管、多根所述第一支管以及两根所述第二支管的轴向中心线均在同一个平面内；

3)将多根所述第一支管的两端焊接固定在相应的所述主管上，以实现多根所述第一支管均与所述主管密封焊接连接；

将两根所述第二支管的一端焊接固定在相应的所述主管上，以实现两根所述第二支管均与所述主管密封焊接连接；

采用封头将一根所述主管的两端开口焊接封堵以实现所述封头与所述主管密封焊接连接，采用封头将另外一根所述主管的两端开口焊接封堵以实现所述封头与所述主管密封焊接连接，焊接完成后得到梯形集箱装置；

4)将步骤3)焊接完成后得到的梯形集箱装置从专用工装上卸下；

5)将步骤4)得到的梯形集箱装置进行热处理，消除焊接过程中产生的残余应力；

6)将一个所述第二支管的自由开口用可拆卸封头堵死，且将另外一个所述第二支管的自由开口与带压水供给装置连通以对所述步骤5)热处理后得到的梯形集箱装置进行水压试压试验，测试所述步骤5)热处理后得到的梯形集箱装置的质量是否达标合格；

7)若步骤6)中梯形集箱装置经水压试压试验后达标合格，用金属切割机将两根所述主管之间的全部所述第一支管切分断开，所有所述第一支管的切断面均与所述主管的轴向中心线平行且所有所述第一支管的切断面均在同一个平面内；

切分断开后得到两个集箱，所述集箱包括由所述第一支管切分断开后的得到的第三支管。

优选的，所述步骤3)中，在焊接所述第一支管的过程中，对于每一个所述第一支管的两端同时焊接以减小焊接变形程度；且对于全部的所述第一支管的焊接顺序，先同时焊接最外侧的两个所述第一支管和最中间的所述第一支管，然后再同时焊接以中间的所述第一支管为对称中心线的任意两个所述第一支管以减小焊接变形程度。

优选的，在所述步骤5)中，首先利用专用矫正工装将梯形集箱装置进行矫正，对梯形集箱装置进行冷态微整形，然后开始热处理，在热处理的保温过程中，控制专用矫正工装加大矫正力度对梯形集箱装置进行热态微整形，以使得热态微整形后的梯形集箱装置的结构满足两根所述主管相互平行且二者的轴向中心线位于同一个平面内，任一所述第一支管均垂直于所述主管，多根所述第一支管的轴向中心线相互平行且与两根所述主管的轴向中心线位于同一个平面内，且两根所述主管、多根所述第一支管以及两根所述第二支管的轴向中心线均在同一个平面内；然后保持专用矫正工装的矫正力度不变且维持热态微整形后的梯形集箱装置的结构不变，直至热处理过程整体结束。

优选的，所述步骤3)中采用氩弧焊打底，手工焊盖面的焊接工艺，实现全焊透的焊接结构。

优选的，所述步骤5)中，将步骤4)得到的梯形集箱装置装入退火炉中，升温到620℃，保温4h～6h后，随炉冷却。

优选的，所述步骤6)中，水压试压试验过程中的水压为24MPa，水温为15℃。

与现有技术相比，本发明提供了一种集箱的制备方法，本发明首先利用专用工装组装拼接使得两根所述主管相互平行且二者的轴向中心线位于同一个平面内，多根所述第一支管均设置在两根所述主管之间，任一所述第一支管均垂直于所述主管，多根所述第一支管的轴向中心线相互平行且与两根所述主管的轴向中心线位于同一个平面内，然后焊接得到梯形集箱装置，在焊接过程中，利用每个第一支管均与两根主管焊接连接，每个第一支管的两端均有焊接点，利用该两根主管以及两个焊接点形成一个整体梯形结构，两根主管与所有的第一支管在焊接过程中相互制约、相互平衡、相互产生焊接变形，最终使得焊接完成后得到的梯形集箱装置的整体的焊接变形程度明显减小；且进一步的，在焊接过程中，主管、第一支管以及第二支管始终设置在专业工装上，并没有从专用工装上卸下，由于主管、第一支管以及第二支管是在发生焊接变形前装入专用工装内的，使得专用工装也会在当主管、第一支管以及第二支管在发生焊接变形倾向时，向主管、第一支管以及第二支管提供一个抵挡焊接变形的力，以上两点结合显著地减小了梯形集箱装置的焊接变形问题，从而显著地减小了最终产品集箱的焊接变形问题。

进一步的，由于主管细长，且第一支管数量较多，本发明优化了每一个第一支管的焊接方式，对于每一个所述第一支管的两端同时焊接以减小焊接变形程度；进一步的，优化了全部第一支管的焊接顺序，先同时焊接最外侧的两个所述第一支管和最中间的所述第一支管，然后再同时焊接以中间的所述第一支管为对称中心线的任意两个所述第一支管以减小焊接变形程度；以上两点结合从而显著地减小了梯形集箱装置的焊接变形问题，从而显著地减小了最终产品集箱的焊接变形问题。

进一步的，本发明中，在进行热处理之前，利用专用矫正工装将梯形集箱装置进行矫正，对梯形集箱装置进行冷态微整形，然后再开始热处理，在保温过程中，控制专用矫正工装加大矫正力度对梯形集箱装置进行热态微整形，利用热处理过程中产生的高温，对梯形集箱装置进行较大形变量的热态微整形，高温环境下也使得较大形变量的热态微整形更容易实现。本发明，首先对发生焊接变形的梯形集箱装置进行冷态微整形，然后在热处理炉内，在高温下进行热态微整形，同时利用高温对焊接过程中、冷态微整形以及热态微整形过程中产生的残余内应力进行去应力热处理，微整形与热处理同时进行，充分利用热处理炉内的高温，从而高效地、节能地、显著地减小了梯形集箱装置的焊接变形问题，从而显著地减小了最终产品集箱的焊接变形问题。

附图说明

图1为本发明实施例提供的梯形集箱装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的集箱的结构示意图。

图中：1主管，2第一支管，3第二支管，4第三支管。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“轴向”、“径向”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”，可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征的的正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征的正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

参照图1～图2，图1为本发明实施例提供的梯形集箱装置的结构示意图；图2为本发明实施例提供的集箱的结构示意图。

本发明提供了一种集箱的制备方法，包括以下步骤：

1)预制成型多根第一支管2；

预制成型两根第二支管3；

取两根结构相同的主管1，在每一个主管1的相应位置钻设用于连通第一支管2的孔洞，在每一个主管1的相应位置钻设用于连通第二支管3的孔洞，孔洞的数量与第一支管2的数量以及第二支管3的数量之和相同；

2)用专用工装将两根主管1、多根第一支管2以及两根第二支管3组装拼接定位，使得两根主管1相互平行且二者的轴向中心线位于同一个平面内，每一个第一支管2的一端对接在一根主管1上的相应的孔洞内且该第一支管2的另一端对接在另外一根主管1上的相应的孔洞内，多根第一支管2均设置在两根主管1之间，任一第一支管2均垂直于主管1，多根第一支管2的轴向中心线相互平行且与两根主管1的轴向中心线位于同一个平面内；

使得一个第二支管3的一端对接在一根主管1上的相应的孔洞内，另外一个第二支管3的一端对接在另外一根主管1上的相应的孔洞内，且每一个第二支管3与多根第一支管2位列相应的主管1的两侧，且两根主管1、多根第一支管2以及两根第二支管3的轴向中心线均在同一个平面内；

3)将多根第一支管2的两端焊接固定在相应的主管1上，以实现多根第一支管2均与主管1密封焊接连接；

将两根第二支管3的一端焊接固定在相应的主管1上，以实现两根第二支管3均与主管1密封焊接连接；

采用封头将一根主管1的两端开口焊接封堵以实现封头与主管1密封焊接连接，采用封头将另外一根主管1的两端开口焊接封堵以实现封头与主管1密封焊接连接，焊接完成后得到梯形集箱装置；

4)将步骤3)焊接完成后得到的梯形集箱装置从专用工装上卸下；

5)将步骤4)得到的梯形集箱装置进行热处理，消除焊接过程中产生的残余应力；

6)将一个第二支管3的自由开口用可拆卸封头堵死，且将另外一个第二支管3的自由开口与带压水供给装置连通以对步骤5)热处理后得到的梯形集箱装置进行水压试压试验，测试步骤5)热处理后得到的梯形集箱装置的质量是否达标合格；

7)若步骤6)中梯形集箱装置经水压试压试验后达标合格，用金属切割机将两根主管1之间的全部第一支管2切分断开，所有第一支管2的切断面均与主管1的轴向中心线平行且所有第一支管2的切断面均在同一个平面内；

切分断开后得到两个集箱，集箱包括由第一支管2切分断开后的得到的第三支管4。

在本发明的一个实施例中，步骤3)中，在焊接第一支管2的过程中，对于每一个第一支管2的两端同时焊接以减小焊接变形程度；且对于全部的第一支管2的焊接顺序，先同时焊接最外侧的两个第一支管2和最中间的第一支管2，然后再同时焊接以中间的第一支管2为对称中心线的任意两个第一支管2以减小焊接变形程度。

在本发明的一个实施例中，在步骤5)中，首先利用专用矫正工装将梯形集箱装置进行矫正，对梯形集箱装置进行冷态微整形，然后开始热处理，在热处理的保温过程中，控制专用矫正工装加大矫正力度对梯形集箱装置进行热态微整形，以使得热态微整形后的梯形集箱装置的结构满足两根主管1相互平行且二者的轴向中心线位于同一个平面内，任一第一支管2均垂直于主管1，多根第一支管2的轴向中心线相互平行且与两根主管1的轴向中心线位于同一个平面内，且两根主管1、多根第一支管2以及两根第二支管3的轴向中心线均在同一个平面内；然后保持专用矫正工装的矫正力度不变且维持热态微整形后的梯形集箱装置的结构不变，直至热处理过程整体结束。

在本发明的一个实施例中，所述步骤3)中采用氩弧焊打底，手工焊盖面的焊接工艺，实现全焊透的焊接结构。

在本发明的一个实施例中，所述步骤5)中，将步骤4)得到的梯形集箱装置装入退火炉中，升温到620℃，保温4h～6h后，随炉冷却。

在本发明的一个实施例中，所述步骤6)中，水压试压试验过程中的水压为24MPa，水温为15℃。

与现有技术相比，本发明提供了一种集箱的制备方法，本发明首先利用专用工装组装拼接使得两根主管1相互平行且二者的轴向中心线位于同一个平面内，多根第一支管2均设置在两根主管1之间，任一第一支管2均垂直于主管1，多根第一支管2的轴向中心线相互平行且与两根主管1的轴向中心线位于同一个平面内，然后焊接得到梯形集箱装置，在焊接过程中，利用每个第一支管2均与两根主管1焊接连接，每个第一支管2的两端均有焊接点，利用该两根主管1以及两个焊接点形成一个整体梯形结构，两根主管1与所有的第一支管2在焊接过程中相互制约、相互平衡、相互产生焊接变形，最终使得焊接完成后得到的梯形集箱装置的整体的焊接变形程度明显减小；且进一步的，在焊接过程中，主管1、第一支管2以及第二支管3始终设置在专业工装上，并没有从专用工装上卸下，由于主管1、第一支管2以及第二支管3是在发生焊接变形前装入专用工装内的，使得专用工装也会在当主管1、第一支管2以及第二支管3在发生焊接变形倾向时，向主管1、第一支管2以及第二支管3提供一个抵挡焊接变形的力，以上两点结合显著地减小了梯形集箱装置的焊接变形问题，从而显著地减小了最终产品集箱的焊接变形问题。

进一步的，由于主管1细长，且第一支管2数量较多，本发明优化了每一个第一支管2的焊接方式，对于每一个第一支管2的两端同时焊接以减小焊接变形程度；进一步的，优化了全部第一支管2的焊接顺序，先同时焊接最外侧的两个第一支管2和最中间的第一支管2，然后再同时焊接以中间的第一支管2为对称中心线的任意两个第一支管2以减小焊接变形程度；以上两点结合从而显著地减小了梯形集箱装置的焊接变形问题，从而显著地减小了最终产品集箱的焊接变形问题。

进一步的，本发明中，在进行热处理之前，利用专用矫正工装将梯形集箱装置进行矫正，对梯形集箱装置进行冷态微整形，然后再开始热处理，在保温过程中，控制专用矫正工装加大矫正力度对梯形集箱装置进行热态微整形，利用热处理过程中产生的高温，对梯形集箱装置进行较大形变量的热态微整形，高温环境下也使得较大形变量的热态微整形更容易实现。本发明，首先对发生焊接变形的梯形集箱装置进行冷态微整形，然后在热处理炉内，在高温下进行热态微整形，同时利用高温对焊接过程中、冷态微整形以及热态微整形过程中产生的残余内应力进行去应力热处理，微整形与热处理同时进行，充分利用热处理炉内的高温，从而高效地、节能地、显著地减小了梯形集箱装置的焊接变形问题，从而显著地减小了最终产品集箱的焊接变形问题。

在每个单独技术方案解决对应的技术问题的基础上，多个递进式的技术方案相互组合叠加，技术方案之间相互配合，相互促进，形成一个整体方案，取得的技术效果远好于上述任何一个技术方案的技术效果，叠加效应显著。

本发明未详尽描述的方法和装置均为现有技术，不再赘述。

本文中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种集箱的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)预制成型多根第一支管；

预制成型两根第二支管；

取两根结构相同的主管，在每一个所述主管的相应位置钻设用于连通所述第一支管的孔洞，在每一个所述主管的相应位置钻设用于连通所述第二支管的孔洞，所述孔洞的数量与所述第一支管的数量以及所述第二支管的数量之和相同；

2)用专用工装将两根所述主管、多根所述第一支管以及两根所述第二支管组装拼接定位，使得两根所述主管相互平行且二者的轴向中心线位于同一个平面内，每一个所述第一支管的一端对接在一根所述主管上的相应的孔洞内且该所述第一支管的另一端对接在另外一根所述主管上的相应的孔洞内，多根所述第一支管均设置在两根所述主管之间，任一所述第一支管均垂直于所述主管，多根所述第一支管的轴向中心线相互平行且与两根所述主管的轴向中心线位于同一个平面内；

使得一个所述第二支管的一端对接在一根所述主管上的相应的孔洞内，另外一个所述第二支管的一端对接在另外一根所述主管上的相应的孔洞内，且每一个所述第二支管与多根所述第一支管位列相应的所述主管的两侧，且两根所述主管、多根所述第一支管以及两根所述第二支管的轴向中心线均在同一个平面内；

3)将多根所述第一支管的两端焊接固定在相应的所述主管上，以实现多根所述第一支管均与所述主管密封焊接连接；

将两根所述第二支管的一端焊接固定在相应的所述主管上，以实现两根所述第二支管均与所述主管密封焊接连接；

采用封头将一根所述主管的两端开口焊接封堵以实现所述封头与所述主管密封焊接连接，采用封头将另外一根所述主管的两端开口焊接封堵以实现所述封头与所述主管密封焊接连接，焊接完成后得到梯形集箱装置；

4)将步骤3)焊接完成后得到的梯形集箱装置从专用工装上卸下；

5)将步骤4)得到的梯形集箱装置进行热处理，消除焊接过程中产生的残余应力；

6)将一个所述第二支管的自由开口用可拆卸封头堵死，且将另外一个所述第二支管的自由开口与带压水供给装置连通以对所述步骤5)热处理后得到的梯形集箱装置进行水压试压试验，测试所述步骤5)热处理后得到的梯形集箱装置的质量是否达标合格；

7)若步骤6)中梯形集箱装置经水压试压试验后达标合格，用金属切割机将两根所述主管之间的全部所述第一支管切分断开，所有所述第一支管的切断面均与所述主管的轴向中心线平行且所有所述第一支管的切断面均在同一个平面内；

切分断开后得到两个集箱，所述集箱包括由所述第一支管切分断开后的得到的第三支管。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中，在焊接所述第一支管的过程中，对于每一个所述第一支管的两端同时焊接以减小焊接变形程度；且对于全部的所述第一支管的焊接顺序，先同时焊接最外侧的两个所述第一支管和最中间的所述第一支管，然后再同时焊接以中间的所述第一支管为对称中心线的任意两个所述第一支管以减小焊接变形程度。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤5)中，首先利用专用矫正工装将梯形集箱装置进行矫正，对梯形集箱装置进行冷态微整形，然后开始热处理，在热处理的保温过程中，控制专用矫正工装加大矫正力度对梯形集箱装置进行热态微整形，以使得热态微整形后的梯形集箱装置的结构满足两根所述主管相互平行且二者的轴向中心线位于同一个平面内，任一所述第一支管均垂直于所述主管，多根所述第一支管的轴向中心线相互平行且与两根所述主管的轴向中心线位于同一个平面内，且两根所述主管、多根所述第一支管以及两根所述第二支管的轴向中心线均在同一个平面内；然后保持专用矫正工装的矫正力度不变且维持热态微整形后的梯形集箱装置的结构不变，直至热处理过程整体结束。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中采用氩弧焊打底，手工焊盖面的焊接工艺，实现全焊透的焊接结构。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤5)中，将步骤4)得到的梯形集箱装置装入退火炉中，升温到620℃，保温4h～6h后，随炉冷却。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤6)中，水压试压试验过程中的水压为24MPa，水温为15℃。