CN112077535A - 一种内衬不锈钢复合封头压制工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种内衬不锈钢复合封头压制工艺,涉及冷压加工技术,旨在解决若干瓜瓣状的不锈钢片对接焊缝,存在较大焊接难度和劳动强度的问题，其技术方案要点是：包括：S1,领料,选取碳钢料板以及不锈钢料板,检测碳钢料板和不锈钢料板表面,无明显水渍以及凹坑；S2,划线下圆,对碳钢料板以及不锈钢料片表面依次划线,形成同直径的圆形刻线,并采用等离子切割机切割碳钢料板和不锈钢板得到碳钢料片和不锈钢料片。本发明通过将两片圆片状的不锈钢料片和碳钢料片进行焊接并同步进行压制，减轻人们焊缝的工作强度，并且采用预热定焊的方式，提高塞焊孔处不锈钢料片与碳钢料片之间的连接强度，提高压制的效果。

Description

一种内衬不锈钢复合封头压制工艺

技术领域

本发明涉及冷压加工技术,更具体地说,它涉及一种内衬不锈钢复合封头压制工艺。

背景技术

封头作为一种承压部件,已在热交换器行业中广泛应用。材质为碳钢的热交换器在使用中因考虑到水对设备的侵蚀作用,所以在设备制造中会对热交换器内部整体衬上冷轧不锈钢来延长设备的使用寿命。

碳钢封头内衬不锈钢是件繁琐的事,设备制造厂家一般把不锈钢板割成瓜瓣状再用氩弧焊进行分片焊接,然后对焊接后的不锈钢板的焊缝处进行打磨,接着将不锈钢板与碳钢片同轴设置并放置在封头冲压机上进行冷压操作,由于不锈钢板由若干瓜瓣状的不锈钢片焊接而成,且不锈钢片较多较薄,采用对接焊缝,增大了焊接难度和劳动强度。

因此需要提出一种新的方案来解决这个问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足,本发明的目的在于提供一种内衬不锈钢复合封头压制工艺,通过将两片圆片状的不锈钢料片和碳钢料片进行焊接并同步进行压制，减轻人们焊缝的工作强度，并且采用预热定焊的方式，提高塞焊孔处不锈钢料片与碳钢料片之间的连接强度，提高压制的效果。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：包括：

S1,领料,选取碳钢料板以及不锈钢料板,检测碳钢料板和不锈钢料板表面,无明显水渍以及凹坑；

S2,划线下圆,对碳钢料板以及不锈钢料片表面依次划线,形成同直径的圆形刻线,并采用等离子切割机沿着圆形刻线切割碳钢料板和不锈钢板得到呈圆片状的碳钢料片和不锈钢料片；

S3,划线定孔,对不锈钢料片表面刻划环形阵列分布的塞焊点和定位点,并通过打孔机于塞焊点以及定位点分别开设环形阵列分布的塞焊孔和透气孔；

S4,组对,将不锈钢料片和碳钢料片进行组对,并校正不锈钢料片和碳钢料片使其同轴设置,并对不锈钢料片和碳钢料片的边缘的焊缝进行焊接,组成构件；

S5,预热定焊,对不锈钢料片的塞焊孔以及位于塞焊孔处的碳钢料片加热至100～200℃,并采用手工电弧焊的方式对塞焊孔进行塞焊；

S6,打磨抛光,采用角磨机对不锈钢料片与碳钢料片的焊接处进行打磨,并使塞焊点突出部分磨至不锈钢料片齐平；

S7,压制成型,将构件放置在冲压机模具上,且构件对正冲压机模具的中心,进行压制形成封头；

S8,周长修正,将压制成型后的封头用旋压机进行周长修正；

S9,坡口修整,将周长修正后的封头用坡口机对其进行坡口处理。

通过采用上述技术方案,通过裁剪同尺寸的不锈钢料片和碳钢料片进行组对,解决了对若干瓜瓣状不锈钢料片进行焊缝拼接而存在裁剪不方便且焊缝以及后续打磨等工作强度大的问题,并且不锈钢料片与碳钢料片的边缘通过电焊的方式,便于不锈钢料片与碳钢料片的连接,且通过不锈钢料片上开设的透气孔以及塞焊孔加强不锈钢料片与碳钢料片之间的连接强度,同时采用预热定焊的方式对塞焊孔进行焊缝,提高不锈钢料片与碳钢料片焊缝处的连接强度,不易在冷却过程中出现焊缝开裂,从而提高不锈钢料片和碳钢料片之间的连接强度,且较少的塞焊点便于人们的加工,提高人们生产封头的加工效率。

本发明进一步设置为：所述压制成型的工序包括：

S71,预压上料,选取比封头直径小100mm的下模圈,并将构件放置在下模圈上,不锈钢料片位于碳钢料片的正上方,且构件与下模圈同轴放置；

S72,预压压制,在构件表面均匀涂抹石墨油,并启动冲压机进行冲压,冲压速率控制在8-10mm/s；

S73,二次压制,更换符合封头生产尺寸的下模圈进行第二次压制,且第二次压制的速率控制在12-18mm/s。

通过采用上述技术方案,通过选用比封头直径小于100mm下模圈进行预压,而后进行第二次压制,使得压制形成的封头的厚度均匀,提高封头的品质。

本发明进一步设置为：所述塞焊孔和透气孔相间排列设置,所述塞焊孔和透气孔的孔径为6-8mm。

通过采用上述技术方案,由于塞焊孔与透气孔相间排列,使得在按压不锈钢料片并与碳钢料片进行塞焊时,能使不锈钢料片和碳钢料片之间的空气从透气孔排出,便于人们压合不锈钢料片和碳钢料片,方便焊接操作。

本发明进一步设置为：所述组对的工序包括：

S41,对正,将不锈钢料片叠放在碳钢料片上方,采用记号笔在不锈钢料片和碳钢料片圆周的边缘上描画焊点,相邻焊点之间间距为220-250mm；

S42,预固定,采用夹持的方式对碳钢料片以及不锈钢料板的边缘进行夹持,且夹持的位置位于相邻两焊点之间；

S43,焊缝,采用手工电弧焊的方式对不锈钢料片和碳钢料片边缘呈三角阵列分布的焊点进行点焊,固定不锈钢料片和碳钢料片,而后并对其余焊点进行点焊。

通过采用上述技术方案,采用记号笔进行画焊点,能焊接不锈钢料片和碳钢料片的边缘时,使不锈钢料片和碳钢料片之间具有良好的同轴度,并且采用夹持的方式在焊接时进行预固定,进而提高焊接强度。

本发明进一步设置为：所述预热定焊的工序包括：

S51,预加热,采用远红外加热器对塞焊孔处进行加热,且采用表面接触式温度计在塞焊孔两侧30～50mm范围内测量温度,预热温度为100℃～200℃；

S52,塞焊,采用手工电弧焊的方式用焊条对塞焊孔进行塞焊,且所述焊条与不锈钢料片之间的倾斜角度为80-85°；

S53,检焊,敲击塞焊孔表面的焊缝,拍落塞焊孔表面的焊料,并检测塞焊点无渗漏现象。

通过采用上述技术方案,远红外加热器加热的方式具有热传递直接简单,生产热效率高的优点,便于人们进行预热操作,同时焊条与不锈钢料片之间的倾斜角度为80-85°,便于人们在焊接时对塞焊孔的状况进行观察。

本发明进一步设置为：所述预热定焊的工序还包括：

S54,补焊,待检焊后,对不锈钢料片以及碳钢料片边缘的焊接处通过远红外加热器加热至100℃,并对相邻焊接处之间的缝隙进行焊缝操作。

通过采用上述技术方案,在不锈钢料片与碳钢料片进行塞焊后,再对不锈钢料片和碳钢料片的边缘进行补焊操作,提高不锈钢料片和碳钢料片边缘焊接的强度,进而在压制过程中,提高不锈钢料片以及碳钢料片形变的一致性。

本发明进一步设置为：所述塞焊孔朝向碳钢料片一侧的边缘设有倒角。

通过采用上述技术方案,塞焊孔朝向碳钢料片的一侧设置倒角,使得在塞焊时,熔化的焊料能填充塞焊孔,与碳钢料片以及不锈钢料片之间具有较大的接触面积,进而具有良好的连接强度。

本发明进一步设置为：还包括：

S10,清洗,将坡口修整后的封头放入清洗槽内进行清洗；

S11,成品检测,将清洗后的封头晾干并通过超声波测厚仪进行检测。

通过采用上述技术方案,对坡口修整后的封头进行清洗,能除去封头表面的污渍,进而减小外界污染物对封头的腐蚀,提高封头的使用寿命,并且进行超声波测厚仪进行检查,进而确保出厂的封头具有良好的一致性和使用寿命。

综上所述,本发明具有以下有益效果：

通过裁剪同尺寸的不锈钢料片和碳钢料片进行组对,解决了对若干瓜瓣状不锈钢料片进行焊缝拼接而存在裁剪不方便且焊缝以及后续打磨等工作强度大的问题,并且不锈钢料片与碳钢料片的边缘通过电焊的方式,便于不锈钢料片与碳钢料片的连接,且通过不锈钢料片上开设的透气孔以及塞焊孔加强不锈钢料片与碳钢料片之间的连接强度,同时采用预热定焊的方式对塞焊孔进行焊缝,提高不锈钢料片与碳钢料片焊缝处的连接强度,不易在冷却过程中出现焊缝开裂,从而提高不锈钢料片和碳钢料片之间的连接强度,且较少的塞焊点便于人们的加工,提高人们生产封头的加工效率。

具体实施方式

下面结合实施例,对本发明进行详细描述。

一种内衬不锈钢复合封头压制工艺,包括：

S1,领料,选取碳钢料板以及不锈钢料板,检测碳钢料板和不锈钢料板表面,无明显水渍以及凹坑；

S2,划线下圆,对碳钢料板以及不锈钢料片表面依次划线,形成同直径的圆形刻线,并采用等离子切割机切割碳钢料板和不锈钢板得到碳钢料片和不锈钢料片；

S3,划线定孔,对不锈钢料片表面刻划环形阵列分布的塞焊点和定位点,并通过打孔机于塞焊点以及定位点分别开设环形阵列分布的塞焊孔和透气孔,并且塞焊孔和透气孔相间排列设置,塞焊孔和透气孔的孔径为6-8mm,并且塞焊孔朝向碳钢料片一侧的边缘形成有倒角；

S4,组对,将不锈钢料片和碳钢料片进行组对,并校正不锈钢料片和碳钢料片使其同轴设置,并对不锈钢料片和碳钢料片的边缘的焊缝进行焊接,组成构件；

S5,预热定焊,对不锈钢料片的塞焊孔以及位于塞焊孔处的碳钢料片加热至100～200℃,并采用手工电弧焊的方式对塞焊孔进行塞焊；

S6,打磨抛光,采用角磨机对不锈钢料片与碳钢料片的焊接处进行打磨,并使塞焊点突出部分磨至不锈钢料片齐平；

S7,压制成型,将构件放置在冲压机模具上,且构件对正冲压机模具的中心,进行压制形成封头；

S8,周长修正,将压制成型后的封头用旋压机进行周长修正；

S9,坡口修整,将周长修正后的封头用坡口机对其进行坡口处理。

S10,清洗,将坡口修整后的封头放入清洗槽内进行清洗；

S11,成品检测,将清洗后的封头晾干并通过超声波侧后仪进行检测。

其中,S7中压制成型的工序包括：S71,预压上料,选取比封头直径小100mm的下模圈,并将构件放置在下模圈上,不锈钢料片位于碳钢料片的正上方,且构件与下模圈同轴放置；

S72,预压压制,在构件表面均匀涂抹石墨油,并启动冲压机进行冲压,冲压速率控制在8-10mm/s；

S73,二次压制,更换符合封头生产尺寸的下模圈进行第二次压制,且第二次压制的速率控制在12-18mm/s。

对于组对的工序包括：

S41,对正,将不锈钢料片叠放在碳钢料片上方,采用记号笔在不锈钢料片和碳钢料片圆周的边缘上描画焊点,相邻焊点之间间距为220-250mm；

S42,预固定,采用夹持的方式对碳钢料片以及不锈钢料板的边缘进行夹持,且夹持的位置位于相邻两焊点之间；

S43,焊缝,采用手工电弧焊的方式对不锈钢料片和碳钢料片边缘呈三角阵列分布的焊点进行点焊,固定不锈钢料片和碳钢料片,而后并对其余焊点进行点焊。

其中,预热定焊的工序包括：

S51,预加热,采用远红外加热器对塞焊孔处进行加热,且采用表面接触式温度计在塞焊孔两侧30～50mm范围内测量温度,预热温度为100℃～200℃；

S52,塞焊,采用手工电弧焊的方式用焊条对塞焊孔进行塞焊,且焊条与不锈钢料片之间的倾斜角度为80-85°；

S53,检焊,采用扳手或金属棒敲击塞焊孔表面的焊缝,拍落塞焊孔表面的焊料,并检测塞焊点无渗漏现象。

S54,补焊,待检焊后,对不锈钢料片以及碳钢料片边缘的焊接处通过远红外加热器加热至100℃,并对相邻焊接处之间的缝隙进行焊缝操作。

具体的,检测塞焊点无渗透现象方法如下：在不锈钢料片和碳钢料片边缘的缝隙充入0.5-1kgf/cm²的氨气,而后在塞焊点处涂上酚酞试剂,通过酚酞试剂的变色情况检测有无渗漏现象,对不锈钢料板和碳钢料板焊接处的气密性进行检测。

封头压制成形后,按照标准和设计图样要求进行必要的质量检验。封头表面按JB/T 4730.3—2005《承压设备无损检测》100％超声检测未发现裂纹性缺陷,封头成形尺寸及外观质量均符合JB/T4746—2002《钢制压力容器封头》要求。

检测方式如下：采用投影的方式在封头成品的表面投射呈网格状的检测线,然后手持超声波测厚仪沿着检测线进行移动,通过观察超声波测厚仪数值的变化,并以间隔5个空格的间距,具体的单个空格的间距约为2cm,记录超声波测厚仪的数值。

工作原理,在领料过程中对碳钢料板和不锈钢料板进行检测,避免碳钢料板以及不锈钢料板表面存在水渍以及凹坑的情况而影响封头的使用寿命,并且将碳钢料板和不锈钢料板采用等离子切割机进行切割的方式切割成圆片状的不锈钢料片和碳钢料片,减轻了人们下料切割的工作强度,且提高不锈钢料片以及碳钢料片下料的工作效率,并且采用点焊的方式对不锈钢料片和碳钢料片的边缘进行焊接,且通过塞焊孔以及透气孔的设置,能使不锈钢料片牢固的与碳钢料片贴合,并且在对塞焊孔进行塞焊操作时,首先对塞焊孔处进行预加热,而后对不锈钢料片和碳钢料片进行焊接,使得在塞焊后不锈钢料片以及碳钢料片的塞焊孔与焊料能同步进行降温,提高塞焊孔处焊接的强度,解决了焊料降温使易于不锈钢料片分离而形成裂痕的情况,提高封头的成品质量以及使用寿命。

并且通过小于成品封头规格100mm的下模圈以及在冲压机的压制作用下首先进行预成型,而后通过第二次压制,使得经过预压压制的封头能在第二次压制的过程中均匀的形变,进而提高封头压制成型壁厚的均匀度,且通过旋压机对封头的边缘进行挤压，在封头的边缘形成竖边，且在挤压的过程中，使碳钢料片与不锈钢料片压合，具有良好的连接强度，同时具有规整的周长，而后通过坡口机以及火焰切割的方式对封头的边缘进行切割，使得封头的边缘工整，提高封头的品质以及使用寿命。

以上所述仅是本发明的优选实施方式,本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例,凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。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前提下的若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种内衬不锈钢复合封头压制工艺,其特征在于：包括：

S1,领料,选取碳钢料板以及不锈钢料板,检测碳钢料板和不锈钢料板表面,无明显水渍以及凹坑；

S2,划线下圆,对碳钢料板以及不锈钢料片表面依次划线,形成同直径的圆形刻线,并采用等离子切割机切割碳钢料板和不锈钢板得到碳钢料片和不锈钢料片；

S3,划线定孔,对不锈钢料片表面刻划环形阵列分布的塞焊点和定位点,并通过打孔机于塞焊点以及定位点分别开设环形阵列分布的塞焊孔和透气孔；

S4,组对,将不锈钢料片和碳钢料片进行组对,并校正不锈钢料片和碳钢料片使其同轴设置,并对不锈钢料片和碳钢料片的边缘的焊缝进行焊接,组成构件；

S5,预热定焊,对不锈钢料片的塞焊孔以及位于塞焊孔处的碳钢料片加热至100～200℃,并采用手工电弧焊的方式对塞焊孔进行塞焊；

S6,打磨抛光,采用角磨机对不锈钢料片与碳钢料片的焊接处进行打磨,并使塞焊点突出部分磨至不锈钢料片齐平；

S7,压制成型,将构件放置在冲压机模具上,且构件对正冲压机模具的中心,进行压制形成封头；

S8,周长修正,将压制成型后的封头用旋压机进行周长修正；

S9,坡口修整,将周长修正后的封头用坡口机对其进行坡口处理。

2.根据权利要求1所述的一种内衬不锈钢复合封头压制工艺,其特征在于：所述压制成型的工序包括：

S71,预压上料,选取比封头直径小100mm的下模圈,并将构件放置在下模圈上,不锈钢料片位于碳钢料片的正上方,且构件与下模圈同轴放置；

S72,预压压制,在构件表面均匀涂抹石墨油,并启动冲压机进行冲压,冲压速率控制在8-10mm/s；

S73,二次压制,更换符合封头生产尺寸的下模圈进行第二次压制,且第二次压制的速率控制在12-18mm/s。

3.根据权利要求1所述的一种内衬不锈钢复合封头压制工艺,其特征在于：所述塞焊孔和透气孔相间排列设置,所述塞焊孔和透气孔的孔径为6-8mm。

4.根据权利要求1所述的一种内衬不锈钢复合封头压制工艺,其特征在于：所述组对的工序包括：

S41,对正,将不锈钢料片叠放在碳钢料片上方,采用记号笔在不锈钢料片和碳钢料片圆周的边缘上描画焊点,相邻焊点之间间距为220-250mm；

S42,预固定,采用夹持的方式对碳钢料片以及不锈钢料板的边缘进行夹持,且夹持的位置位于相邻两焊点之间；

S43,焊缝,采用手工电弧焊的方式对不锈钢料片和碳钢料片边缘呈三角阵列分布的焊点进行点焊,固定不锈钢料片和碳钢料片,而后并对其余焊点进行点焊。

5.根据权利要求1所述的一种内衬不锈钢复合封头压制工艺,其特征在于：所述预热定焊的工序包括：

S51,预加热,采用远红外加热器对塞焊孔处进行加热,且采用表面接触式温度计在塞焊孔两侧30～50mm范围内测量温度,预热温度为100℃～200℃；

S52,塞焊,采用手工电弧焊的方式用焊条对塞焊孔进行塞焊,且所述焊条与不锈钢料片之间的倾斜角度为80-85°；

S53,检焊,敲击塞焊孔表面的焊缝,拍落塞焊孔表面的焊料,并检测塞焊点无渗漏现象。

6.根据权利要求5所述的一种内衬不锈钢复合封头压制工艺,其特征在于：所述预热定焊的工序还包括：

S54,补焊,待检焊后,对不锈钢料片以及碳钢料片边缘的焊接处通过远红外加热器加热至100℃,并对相邻焊接处之间的缝隙进行焊缝操作。

7.根据权利要求1所述的一种内衬不锈钢复合封头压制工艺,其特征在于：所述塞焊孔朝向碳钢料片一侧的边缘设有倒角。

8.根据权利要求1所述的一种内衬不锈钢复合封头压制工艺,其特征在于：还包括：

S10,清洗,将坡口修整后的封头放入清洗槽内进行清洗；

S11,成品检测,将清洗后的封头晾干并通过超声波测厚仪进行检测。