一种球缺形封头的成型方法与流程

本发明涉及压力容器制造领域，尤其是一种球缺形封头的成型方法。

背景技术：

球形封头也称为球冠型封头，是以球壳的球冠部分所形成的封头。球形封头是压力容器制造中最常见的零件。在板料成形领域，球形封头常用制造方法主要有分半成形和整体成形两种。由于钢板宽度的限制，目前大直径的球形封头采用两个半圆进行对称拼接，然后焊妥拼缝、拼缝探伤、冲压、恢复母材性能热处理、去除拼缝原始焊缝金属、重新焊接拼缝、重新探伤、拼缝消应力热处理、机加余量及坡口，得到成型的球形封头。如图1所示，球形封头不是完整的球形，大口端面距球心有距离h(即球缺)，这种封头称为“球缺形封头”。之所以要去除原始焊缝金属，是因为热成型后原始焊缝的使用性能达不到要求，需要置换掉冲压前拼缝的焊缝金属。去掉焊缝金属一般采用手工碳弧气刨+手工打磨方式或直接数控加工方式，存在耗费时间长，数控加工费用成本高、拼缝原始金属去除不彻底造成焊接缺陷等缺点。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种球缺形封头的成型方法，该方法解决了现有技术中球缺形封头成型过程中去除拼缝原始焊缝金属存在耗费时间长、数控加工费用成本高、拼缝原始金属去除不彻底造成焊接缺陷的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种球缺形封头的成型方法，包括以下步骤：

(a)根据所要成型的球缺形封头的材质和尺寸选择金属板，并按半球形封头的尺寸进行切割得到两个对称的半圆形面板；

(b)将两个对称的半圆形面板焊接，通过原始焊缝拼接为圆形，然后进行冲压得半球形封头；

(c)取两个步骤(b)所得的半球形封头，在半球形封头的原始焊缝上开孔，然后将两个半球形封头对接并焊接成球形，在球形上形成一条圆形的新的焊缝，并使两个原始焊缝在球形的同一截面上；

(d)在原始焊缝上切割球缺，将球形分割为两个球缺形封头。

优选的，所述步骤(c)中对两个半球形封头加工坡口后进行焊接，所述坡口钝边为1-2mm，根部间隙为1-2mm。优选的所述的坡口为u+y型坡口，y型坡口角度为90°，u型坡口角度α小于90°。

优选的，所述步骤(b)中的圆形焊接完成时，需要对原始焊缝进行探伤。

优选的，所述步骤(d)所得的球缺形封头进行探伤。

优选的，所述步骤(d)中在原始焊缝上画出球缺端面余量切割线，沿切割线气割，将球形分割为对称的两个球缺形封头。

本发明的有益效果是：本发明利用球形封头的空间球对称性，通过位置置换改变最终产品焊缝位置的方法，将原始焊缝作为球缺多余余量去除，新的焊缝作为球缺形封头的最终焊缝，无需将焊缝去除后重新焊接焊缝，避免了焊缝金属去除不彻底造成焊接缺陷，降低了封头冲压前原始焊缝的尺寸精度及性能要求；免去了手工碳弧气刨、手工打磨方式或直接数控加工方式去除原始拼缝这一道工序，缩短了制造周期，节省了外委加工费用。

附图说明

图1是球缺形封头结构示意图；

图2是本发明实施例通过原始焊缝拼接成的圆形结构示意图；

图3是本发明实施例冲压形成的半球形封头结构示意图；

图4是本发明实施例的坡口结构示意图；

图5是本发明实施例中两个半球形封头焊接成的球形结构示意图；

图6是本发明实施例中余量切割线结构示意图；

图7是本发明实施例中切割后得到的对称的两个球缺形封头构示意图；

图中标记为：h-球缺、o-球心、1-原始焊缝、2-根部间隙、3-钝边、4-切割线、5-新的焊缝。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

实施例：

如图2、图3、图4、图5、图6和图7所示，首先选择低合金钢板并进行切割得到两块对称的半圆形面板，然后将两个对称的半圆形面板焊接，通过原始焊缝1拼接为如图2所示的圆形面板，对原始焊缝1进行探伤，并将圆形面板冲压成图3所示的半球形封头；取两个对称的半球形封头按图4所示加工坡口，然后在两个半球形封头的原始焊缝1上加工干个大小适宜的透气孔，以利于后续焊接时排气，通气孔的大小以其不破坏所要得到的球缺形封头为前提，透气孔的数目可以是一个也可以是多个；将两个半球形封头对接组装，如图5所示，焊接成球形，在球形上形成一条圆形的新的焊缝5，并使两个原始焊缝1在球形的同一截面上，在变位机上或利用回转工装焊妥新的焊缝5外壁；如图6所示，在原始焊缝1上画出球缺端面余量切割线4，留20mm机加余量，沿切割线4气割，将球形分割为对称的两个球缺形封头，然后对新的焊缝5内壁修磨成型不良处，打磨圆滑，然后对新的焊缝5进行探伤，探伤检测是指对焊缝进行100％rt检测使其符合jb/t4730.2-2005标准，探伤合格后即得所需的球缺形封头。

技术特征：

1.一种球缺形封头的成型方法，其特征在于，包括以下步骤：

(a)根据所要成型的球缺形封头的材质和尺寸选择金属板，并按半球形封头的尺寸进行切割得到两个对称的半圆形面板；

(b)将两个对称的半圆形面板焊接，通过原始焊缝拼接为圆形，然后进行冲压得半球形封头；

(c)取两个步骤(b)所得的半球形封头，在半球形封头的原始焊缝上开孔，然后将两个半球形封头对接并焊接成球形，在球形上形成一条圆形的新的焊缝，并使两个原始焊缝在球形的同一截面上；

(d)在原始焊缝上切割球缺，将球形分割为两个球缺形封头。

2.根据权利要求1所述的一种球缺形封头的成型方法，其特征在于，所述步骤(c)中对两个半球形封头加工坡口后进行焊接，所述坡口钝边为1-2mm，根部间隙为1-2mm。

3.根据权利要求1所述的一种球缺形封头的成型方法，其特征在于，所述步骤(b)中的圆形焊接完成时，需要对原始焊缝进行探伤。

4.根据权利要求1所述的一种球缺形封头的成型方法，其特征在于，所述步骤(d)所得的球缺形封头进行探伤。

5.根据权利要求1所述的一种球缺形封头的成型方法，其特征在于，所述步骤(d)中在原始焊缝上画出球缺端面余量切割线，沿切割线气割，将球形分割为对称的两个球缺形封头。

技术总结
本发明公开了一种球缺形封头的成型方法，包括以下步骤：(a)根据所要成型的球缺形封头的材质和尺寸选择金属板，并按半球形封头的尺寸进行切割得到两个对称的半圆形面板；(b)将两个对称的半圆形面板焊接，通过原始焊缝拼接为圆形，然后进行冲压得半球形封头；(c)在半球形封头的原始焊缝上开孔，然后将两个半球形封头对接并焊接成球形，在球形上形成一条圆形的新的焊缝；(d)在原始焊缝上切割球缺，将球形分割为两个球缺形封头。本发明将原始焊缝作为球缺多余余量去除，避免焊缝金属去除不彻底造成焊接缺陷，降低了封头冲压前原始焊缝的尺寸精度及性能要求。

技术研发人员：罗永飞;吴天峨;高洁;黄军;王筱磊
受保护的技术使用者：东方电气集团东方锅炉股份有限公司
技术研发日：2020.04.29
技术公布日：2020.09.11