CN107470864A - 一种钢瓶旋压成型工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种钢瓶旋压成型工艺，通过选用高强度的材料及经过电脑加工设计，再将选用的材料在电脑加工设计的程序进行旋压加工，制成钢瓶用的筒体，然后对筒体进行焊接及收口加工，同时将筒体与处理好的钢瓶零件组装焊接，最后将制得的钢瓶进行充气检测，剔除不合格的钢瓶；该种工艺能够提高钢瓶的生产效率和提高钢瓶的生产质量，并且通过该工艺制得的钢瓶具有轻量化、壁厚均匀和安全性高的优点。

Description

一种钢瓶旋压成型工艺

技术领域

本发明涉及一种钢瓶旋压成型工艺。

背景技术

钢瓶作为我国应用数量最多的特种设备，同时作为一种储运设备范畴，广泛的应用在汽车、消防、化工、医疗、石油、能源、城建、食品、冶金、机械等部门。

现有钢瓶的成型工艺过程中，钢瓶的加工工艺如钢坯冲拔工艺，其步骤依次为钢坯选材-钢坯切割-钢坯加热-钢坯立式冲压成型-卧式拔伸-瓶坯-收口，通过这种工艺进行整体冲压成型，具有形状可控，应力低和疲劳寿命高的优点，但是其缺点也很明显：1、原技术因通过钢瓶冲拔加工，难以生产大直径的钢瓶，其壁厚偏差控制困难、无法轻量化生产，以及加热不够均匀，因此，钢瓶因上述问题造成制得的钢瓶合格率低。

发明内容

有鉴于此，本发明目的是提供一种能够提高钢瓶的生产效率和提高钢瓶的生产质量的钢瓶旋压成型工艺，并且通过该工艺制得的钢瓶具有轻量化、壁厚均匀和安全性高的优点。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种钢瓶旋压成型工艺,包括以下步骤：

1)材料选用及加工设计，具体步骤为：A、选用高强度的、抗应力腐蚀的高性能大规格钢坯材料，其中钢坯材料的抗拉伸强度≥950MPa；B、通过电脑中的PROE、ANSYS和iSIGHT集成智能化平台对钢瓶的瓶身、瓶底进行结构优化设计，实现等强度的钢瓶优化结构，减轻钢瓶的重量。

2)材料强力旋压加工，其具体步骤为：A、在旋压机上设置步骤1)设计的合理参数，通过旋压机的旋压工具对钢坯进行连续地进给，依次对钢坯施加变形压力，在加工过程中，施压轮以250-350kgf/mm²对钢坯表面进行逐点施压，将钢坯的夹渣、夹层、裂纹和砂眼暴露出来，进而对钢坯进行自动检测，剔除质量差的钢坯，备用；B、将具体步骤A保留的无缺陷钢坯进行二次旋压，先对钢坯的边缘进行预成型，防止在前期旋压道次中起皱，然后将钢坯放入双轮强力旋压机内，使得钢坯在旋转时受到旋轮的挤压变形，同时每隔2小时向双轮强力旋压机内补充用于冷却和润滑的添加剂，使得双轮强力旋压机能够及时降低热量，以及润滑压轮，通过正向旋压的方式对钢坯进行局部施压，可使得钢坯均匀变薄，完成整个工件的加工，提高了旋压的速度，使得钢坯表面光滑平整，无开裂情况。

3)钢坯焊接及收口加工，其具体步骤为：A、将步骤2)制得的钢坯接口处进行点焊焊接，使得钢坯焊接成筒体，备用；B、将具体步骤A制得的筒体输送到热旋压机内进行收口，先对筒体的收口处进行加热至800-840℃，然后通过旋轮对加热的部位进行旋压，在高转速下经过多次进给，使得筒体完成收口加工，备用；

4)钢瓶零件组装焊接，其具体步骤为：A、采用样板定位的方法将步骤3)预处理后得到的筒体固定在装焊夹具中间的正确位置上，并通过夹具夹紧固定牢固，备用；B、焊接加工，采用高猛焊丝对装配固定好的筒体进行双面焊接，筒体内通过使用者根据空间的大小采用手动电弧焊在电流为140-180A的情况下对筒体的内部进行焊接，筒体外面通过使用者采用电流为手动电弧焊电流6-8倍的大电流埋弧自动焊进行焊接，备用；C、封头装配及焊接，将预先备用的封头与具体步骤B焊接后的筒体进行装配，再通过内面手工电弧焊和外面埋弧自动焊将封头与具体步骤B焊接后的筒体焊接固定，即得钢瓶，备用；

5)钢瓶检测：将步骤4)制得的钢瓶进行充气检测，并保持充气气压2小时，若成品钢瓶内的气压无变化，则改成品钢瓶合格，如成品钢瓶内的气压变小，则该成品钢瓶需要返回进行补焊。

本发明的有益效果是：通过选用高强度的材料及经过电脑加工设计，再将选用的材料在电脑加工设计的程序进行旋压加工，制成钢瓶用的筒体，然后对筒体进行焊接及收口加工，同时将筒体与处理好的钢瓶零件组装焊接，最后将制得的钢瓶进行充气检测，剔除不合格的钢瓶；该种工艺能够提高钢瓶的生产效率和提高钢瓶的生产质量，并且通过该工艺制得的钢瓶具有轻量化、壁厚均匀和安全性高的优点。

具体实施方式

实施例1

一种钢瓶旋压成型工艺,包括以下步骤：

1)材料选用及加工设计，具体步骤为：A、选用高强度的、抗应力腐蚀的高性能大规格钢坯材料，其中钢坯材料的抗拉伸强度≥950MPa；B、通过电脑中的PROE、ANSYS和iSIGHT集成智能化平台对钢瓶的瓶身、瓶底进行结构优化设计，实现等强度的钢瓶优化结构，减轻钢瓶的重量。

2)材料强力旋压加工，其具体步骤为：A、在旋压机上设置步骤1)设计的合理参数，通过旋压机的旋压工具对钢坯进行连续地进给，依次对钢坯施加变形压力，在加工过程中，施压轮以250kgf/mm²对钢坯表面进行逐点施压，将钢坯的夹渣、夹层、裂纹和砂眼暴露出来，进而对钢坯进行自动检测，剔除质量差的钢坯，备用；B、将具体步骤A保留的无缺陷钢坯进行二次旋压，先对钢坯的边缘进行预成型，防止在前期旋压道次中起皱，然后将钢坯放入双轮强力旋压机内，使得钢坯在旋转时受到旋轮的挤压变形，同时每隔2小时向双轮强力旋压机内补充用于冷却和润滑的添加剂，使得双轮强力旋压机能够及时降低热量，以及润滑压轮，通过正向旋压的方式对钢坯进行局部施压，可使得钢坯均匀变薄，完成整个工件的加工，提高了旋压的速度，使得钢坯表面光滑平整，无开裂情况。

3)钢坯焊接及收口加工，其具体步骤为：A、将步骤2)制得的钢坯接口处进行点焊焊接，使得钢坯焊接成筒体，备用；B、将具体步骤A制得的筒体输送到热旋压机内进行收口，先对筒体的收口处进行加热至800℃，然后通过旋轮对加热的部位进行旋压，在高转速下经过多次进给，使得筒体完成收口加工，备用；

4)钢瓶零件组装焊接，其具体步骤为：A、采用样板定位的方法将步骤3)预处理后得到的筒体固定在装焊夹具中间的正确位置上，并通过夹具夹紧固定牢固，备用；B、焊接加工，采用高猛焊丝对装配固定好的筒体进行双面焊接，筒体内通过使用者根据空间的大小采用手动电弧焊在电流为140A的情况下对筒体的内部进行焊接，筒体外面通过使用者采用电流为手动电弧焊电流6倍的大电流埋弧自动焊进行焊接，备用；C、封头装配及焊接，将预先备用的封头与具体步骤B焊接后的筒体进行装配，再通过内面手工电弧焊和外面埋弧自动焊将封头与具体步骤B焊接后的筒体焊接固定，即得钢瓶，备用；

5)钢瓶检测：将步骤4)制得的钢瓶进行充气检测，并保持充气气压2小时，若成品钢瓶内的气压无变化，则改成品钢瓶合格，如成品钢瓶内的气压变小，则该成品钢瓶需要返回进行补焊。

实施例2

一种钢瓶旋压成型工艺,包括以下步骤：

1)材料选用及加工设计，具体步骤为：A、选用高强度的、抗应力腐蚀的高性能大规格钢坯材料，其中钢坯材料的抗拉伸强度≥950MPa；B、通过电脑中的PROE、ANSYS和iSIGHT集成智能化平台对钢瓶的瓶身、瓶底进行结构优化设计，实现等强度的钢瓶优化结构，减轻钢瓶的重量。

2)材料强力旋压加工，其具体步骤为：A、在旋压机上设置步骤1)设计的合理参数，通过旋压机的旋压工具对钢坯进行连续地进给，依次对钢坯施加变形压力，在加工过程中，施压轮以350kgf/mm²对钢坯表面进行逐点施压，将钢坯的夹渣、夹层、裂纹和砂眼暴露出来，进而对钢坯进行自动检测，剔除质量差的钢坯，备用；B、将具体步骤A保留的无缺陷钢坯进行二次旋压，先对钢坯的边缘进行预成型，防止在前期旋压道次中起皱，然后将钢坯放入双轮强力旋压机内，使得钢坯在旋转时受到旋轮的挤压变形，同时每隔2小时向双轮强力旋压机内补充用于冷却和润滑的添加剂，使得双轮强力旋压机能够及时降低热量，以及润滑压轮，通过正向旋压的方式对钢坯进行局部施压，可使得钢坯均匀变薄，完成整个工件的加工，提高了旋压的速度，使得钢坯表面光滑平整，无开裂情况。

3)钢坯焊接及收口加工，其具体步骤为：A、将步骤2)制得的钢坯接口处进行点焊焊接，使得钢坯焊接成筒体，备用；B、将具体步骤A制得的筒体输送到热旋压机内进行收口，先对筒体的收口处进行加热至840℃，然后通过旋轮对加热的部位进行旋压，在高转速下经过多次进给，使得筒体完成收口加工，备用；

4)钢瓶零件组装焊接，其具体步骤为：A、采用样板定位的方法将步骤3)预处理后得到的筒体固定在装焊夹具中间的正确位置上，并通过夹具夹紧固定牢固，备用；B、焊接加工，采用高猛焊丝对装配固定好的筒体进行双面焊接，筒体内通过使用者根据空间的大小采用手动电弧焊在电流为180A的情况下对筒体的内部进行焊接，筒体外面通过使用者采用电流为手动电弧焊电流8倍的大电流埋弧自动焊进行焊接，备用；C、封头装配及焊接，将预先备用的封头与具体步骤B焊接后的筒体进行装配，再通过内面手工电弧焊和外面埋弧自动焊将封头与具体步骤B焊接后的筒体焊接固定，即得钢瓶，备用；

5)钢瓶检测：将步骤4)制得的钢瓶进行充气检测，并保持充气气压2小时，若成品钢瓶内的气压无变化，则改成品钢瓶合格，如成品钢瓶内的气压变小，则该成品钢瓶需要返回进行补焊。

实施例3

一种钢瓶旋压成型工艺,包括以下步骤：

1)材料选用及加工设计，具体步骤为：A、选用高强度的、抗应力腐蚀的高性能大规格钢坯材料，其中钢坯材料的抗拉伸强度≥950MPa；B、通过电脑中的PROE、ANSYS和iSIGHT集成智能化平台对钢瓶的瓶身、瓶底进行结构优化设计，实现等强度的钢瓶优化结构，减轻钢瓶的重量。

2)材料强力旋压加工，其具体步骤为：A、在旋压机上设置步骤1)设计的合理参数，通过旋压机的旋压工具对钢坯进行连续地进给，依次对钢坯施加变形压力，在加工过程中，施压轮以300kgf/mm²对钢坯表面进行逐点施压，将钢坯的夹渣、夹层、裂纹和砂眼暴露出来，进而对钢坯进行自动检测，剔除质量差的钢坯，备用；B、将具体步骤A保留的无缺陷钢坯进行二次旋压，先对钢坯的边缘进行预成型，防止在前期旋压道次中起皱，然后将钢坯放入双轮强力旋压机内，使得钢坯在旋转时受到旋轮的挤压变形，同时每隔2小时向双轮强力旋压机内补充用于冷却和润滑的添加剂，使得双轮强力旋压机能够及时降低热量，以及润滑压轮，通过正向旋压的方式对钢坯进行局部施压，可使得钢坯均匀变薄，完成整个工件的加工，提高了旋压的速度，使得钢坯表面光滑平整，无开裂情况。

3)钢坯焊接及收口加工，其具体步骤为：A、将步骤2)制得的钢坯接口处进行点焊焊接，使得钢坯焊接成筒体，备用；B、将具体步骤A制得的筒体输送到热旋压机内进行收口，先对筒体的收口处进行加热至820℃，然后通过旋轮对加热的部位进行旋压，在高转速下经过多次进给，使得筒体完成收口加工，备用；

4)钢瓶零件组装焊接，其具体步骤为：A、采用样板定位的方法将步骤3)预处理后得到的筒体固定在装焊夹具中间的正确位置上，并通过夹具夹紧固定牢固，备用；B、焊接加工，采用高猛焊丝对装配固定好的筒体进行双面焊接，筒体内通过使用者根据空间的大小采用手动电弧焊在电流为160A的情况下对筒体的内部进行焊接，筒体外面通过使用者采用电流为手动电弧焊电流7倍的大电流埋弧自动焊进行焊接，备用；C、封头装配及焊接，将预先备用的封头与具体步骤B焊接后的筒体进行装配，再通过内面手工电弧焊和外面埋弧自动焊将封头与具体步骤B焊接后的筒体焊接固定，即得钢瓶，备用；

5)钢瓶检测：将步骤4)制得的钢瓶进行充气检测，并保持充气气压2小时，若成品钢瓶内的气压无变化，则改成品钢瓶合格，如成品钢瓶内的气压变小，则该成品钢瓶需要返回进行补焊。

实验例：

实验对象：体积相同的通过冲压工艺制得的钢瓶、特制冲压工艺制得的钢瓶和本工艺制得的钢瓶。

实验方法：每组钢瓶注入相同体积的氨气，用于测试最大工作压力，然后分别对三组用于试验的钢瓶进行材料强度测试、壁厚偏差测试、硬度测试以及爆破压力测试，并记录数据。

表一为三组钢瓶的性能测试具体记录：

表一

结合表一，冲压工艺制得的钢瓶、特制冲压工艺制得的钢瓶和本工艺制得的钢瓶的进行对比，可以看出本工艺制得的钢瓶在最大材料强度、最大工作压力、最大壁厚偏差、硬度偏差范围和爆破试验压力明显优于冲压工艺制得的钢瓶、特制冲压工艺制得的钢瓶和本工艺制得的钢瓶，通过整体测试能够明确体现出本工艺制得的钢瓶产品质量更高。

本发明的有益效果是：通过选用高强度的材料及经过电脑加工设计，再将选用的材料在电脑加工设计的程序进行旋压加工，制成钢瓶用的筒体，然后对筒体进行焊接及收口加工，同时将筒体与处理好的钢瓶零件组装焊接，最后将制得的钢瓶进行充气检测，剔除不合格的钢瓶；该种工艺能够提高钢瓶的生产效率和提高钢瓶的生产质量，并且通过该工艺制得的钢瓶具有轻量化、壁厚均匀和安全性高的优点。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (1)

1.一种钢瓶旋压成型工艺,其特征在于：包括以下步骤：

1)材料选用及加工设计，具体步骤为：A、选用高强度的、抗应力腐蚀的高性能大规格钢坯材料，其中钢坯材料的抗拉伸强度≥950MPa；B、通过电脑中的PROE、ANSYS和iSIGHT集成智能化平台对钢瓶的瓶身、瓶底进行结构优化设计，实现等强度的钢瓶优化结构，减轻钢瓶的重量。

2)材料强力旋压加工，其具体步骤为：A、在旋压机上设置步骤1)设计的合理参数，通过旋压机的旋压工具对钢坯进行连续地进给，依次对钢坯施加变形压力，在加工过程中，施压轮以250-350kgf/mm²对钢坯表面进行逐点施压，将钢坯的夹渣、夹层、裂纹和砂眼暴露出来，进而对钢坯进行自动检测，剔除质量差的钢坯，备用；B、将具体步骤A保留的无缺陷钢坯进行二次旋压，先对钢坯的边缘进行预成型，防止在前期旋压道次中起皱，然后将钢坯放入双轮强力旋压机内，使得钢坯在旋转时受到旋轮的挤压变形，同时每隔2小时向双轮强力旋压机内补充用于冷却和润滑的添加剂，使得双轮强力旋压机能够及时降低热量，以及润滑压轮，通过正向旋压的方式对钢坯进行局部施压，可使得钢坯均匀变薄，完成整个工件的加工，提高了旋压的速度，使得钢坯表面光滑平整，无开裂情况。

3)钢坯焊接及收口加工，其具体步骤为：A、将步骤2)制得的钢坯接口处进行点焊焊接，使得钢坯焊接成筒体，备用；B、将具体步骤A制得的筒体输送到热旋压机内进行收口，先对筒体的收口处进行加热至800-840℃，然后通过旋轮对加热的部位进行旋压，在高转速下经过多次进给，使得筒体完成收口加工，备用；

4)钢瓶零件组装焊接，其具体步骤为：A、采用样板定位的方法将步骤3)预处理后得到的筒体固定在装焊夹具中间的正确位置上，并通过夹具夹紧固定牢固，备用；B、焊接加工，采用高猛焊丝对装配固定好的筒体进行双面焊接，筒体内通过使用者根据空间的大小采用手动电弧焊在电流为140-180A的情况下对筒体的内部进行焊接，筒体外面通过使用者采用电流为手动电弧焊电流6-8倍的大电流埋弧自动焊进行焊接，备用；C、封头装配及焊接，将预先备用的封头与具体步骤B焊接后的筒体进行装配，再通过内面手工电弧焊和外面埋弧自动焊将封头与具体步骤B焊接后的筒体焊接固定，即得钢瓶，备用；

5)钢瓶检测：将步骤4)制得的钢瓶进行充气检测，并保持充气气压2小时，若成品钢瓶内的气压无变化，则改成品钢瓶合格，如成品钢瓶内的气压变小，则该成品钢瓶需要返回进行补焊。