一种带折边大型锥形封头成型工艺及其寿命计算方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112810203A(43)申请公布日2021.05.18(21)申请号202011615183.X(22)申请日2020.12.30(71)申请人一重集团大连工程技术有限公司地址116000辽宁省大连市金州新区东北大街96号申请人中国第一重型机械股份公司(72)发明人孙永平李蕤王铮朱永波杨春辉赵志国(74)专利代理机构大连东方专利代理有限责任公司21212代理人陈丽李洪福(51)Int.Cl.B29D30/48(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图3页(54)发明名称一种带折边大型锥形封头成型工艺及其寿命计算方法(57)摘要本发明公开了一种带折边大型锥形封头成型工艺及其寿命计算方法。该成型工艺包括：按照可采购最大钢板规格和最少焊缝数量原则，制定封头瓣片成型方案；按照封头瓣片成型方案，制造胎具；对封头进行等分分瓣下料，并利用胎具进行冲压压制，得到成型瓣片；去除瓣片余量；对去除瓣片余量后的瓣片进行性能试验；判断性能试验结果是否合格；如果合格，进行瓣片刚性支撑架的制造，将瓣片点焊固定在刚性支撑架上，形成多个模块化瓣片；将所述多个模块化瓣片组焊，得到锥形封头。寿命计算方法包括：采用循环载荷作用下的裂纹扩展方法进行带折边锥形封头的寿命计算。本发明有效提高了大型封头成型效率，提高成型精度与质量。CN112810203ACN112810203A权利要求书1/2页1.一种带折边大型锥形封头成型工艺，其特征在于，包括：步骤1：按照可采购最大钢板规格和最少焊缝数量原则，制定封头瓣片成型方案；步骤2：按照所述封头瓣片成型方案，制造胎具；步骤3：对封头进行等分分瓣下料，并利用所述胎具进行冲压压制，得到成型瓣片；所述瓣片压制包括：直锥段冷冲压压制、折边预低温冷冲压压制、局部低温冷冲压精细压制和瓜瓣整体低温冷冲压压制校正；步骤4：制作立体样板和全尺寸样板，对所述成型瓣片进行尺寸检查，控制所述样板与所述瓣片的间隙，去除瓣片余量；步骤5：对去除瓣片余量后的瓣片进行性能试验；步骤6：基于性能试验数据，判断性能试验结果是否合格；步骤7：如果合格，进行瓣片刚性支撑架的制造，将瓣片点焊固定在刚性支撑架上，形成多个模块化瓣片；步骤8：将所述多个模块化瓣片组焊，得到锥形封头。2.根据权利要求1所述的带折边大型锥形封头成型工艺，其特征在于，所述按照所述封头瓣片成型方案，制造胎具，包括：采用计算机对所述封头瓣片成型方案进行仿真模拟，制作回弹量与载荷关系曲线，确定目标厚度下材料的冲压回弹量，基于所述冲压回弹量，按照反变形加工方法制造胎具，所述胎具包括刀胎、折边压胎具、局部压胎具和整体校形胎具。3.根据权利要求1所述的带折边大型锥形封头成型工艺，其特征在于，所述瓣片性能试验包括：对所述瓣片进行100％射线检验，检测所述瓣片是否存在裂纹、气泡、结疤、折叠和夹杂以及是否有分层；切割瓣片材料，在瓣片折边弧段取样，取样方向与板材轧制方向垂直，取样深度为至少距离表面1/4壁厚；对取样进行化学成分分析、晶粒度分析、拉伸试验、冲击试验、硬度试验和裂纹扩展速率试验。4.根据权利要求1所述的带折边大型锥形封头成型工艺，其特征在于，所述封头瓣片组焊包括：对瓣片焊接坡口进行加工；对加工后的焊缝坡口表面进行液体渗透检验，对坡口、焊缝及相邻区域进行目视检验；对所述多个模块化瓣片进行组对，通过拉紧器调整形成整体封头，并将所述模块化瓣片固定在工作平台上；检测封头的几何形状公差，若不满足要求则进行微调整；在瓣片焊缝两侧沿纵缝多处采用临时工装辅具进行点焊；采用氩弧焊进行瓣片纵缝的逐一焊接，结合焊接工艺，焊前对焊缝表面进行局部热处理，焊后为防止产生裂纹进行消氢处理；切割去除临时工装辅具，对切割点进行打磨，对具有高温要求的部件采用局部的酸洗钝化处理。5.根据权利要求1所述的带折边大型锥形封头成型工艺，其特征在于，所述临时工装辅2CN112810203A权利要求书2/2页具包括：U型临时筋板。6.根据权利要求1所述的带折边大型锥形封头成型工艺，其特征在于，在进行瓣片性能试验之前，还包括：对具有高温要求的不锈钢部件进行固溶、酸洗钝化处理。7.根据权利要求1所述的带折边大型锥形封头成型工艺，其特征在于，还包括：步骤9：对瓣片焊缝进行无损检测，包括：对焊缝从两个方向进行100％射线检验，对焊缝及相邻母材内外表面进行100％液体渗透检验。8.一种带折边大型锥形封头的寿命计算方法，其特征在于，所述带折边大型锥形封头根据权利要求1～7任一项所述的带折边大型锥形封头成型工艺制备，所述寿命计算方法包括：根据裂纹扩展速率试验数据，进行参数识别，得到裂纹扩展模型的参数；根据封头服役不同工况进行有限元应力分析计算；对计算结果提取一次薄膜应力、一次弯曲应