大型厚壁封頭的質(zhì)量影響成套設(shè)備的整體水平

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2019-10-23

現(xiàn)在的封頭在很多工業(yè)、很多大型的設(shè)備中都有使用，就說大型厚壁封頭，他是核電、化工等設(shè)備的重要零件之一、是壓力容器的主要承壓部件,不僅其尺寸大,而且形狀也越來越復(fù)雜。大型鍛件的制造是重大技術(shù)裝備制造的關(guān)鍵技術(shù)之一,其質(zhì)量直接影響到成套設(shè)備的整體水平和運(yùn)行可靠性。

如CAP1400橢圓形封頭就是其中的典型,這種封頭外徑6米多,平面展開尺寸達(dá)8米多,其整鍛成型對大型鍛造裝備和工藝都帶來了更高的要求。它具有技術(shù)條件要求高、制造工藝難度大、工序復(fù)雜及生產(chǎn)周期長等特點。

長期以來,盡管眾多學(xué)者對封頭成型做了大量研究,但還沒有科學(xué)地給出成形過程中的規(guī)律。本文采用塑性加工有限元數(shù)值模擬及試驗相結(jié)合的研究方法,就大型厚壁橢圓封頭的熱沖壓成形鍛造工藝進(jìn)行研究。本文通過理論計算研究大型厚壁封頭熱成形理論;分析大型厚壁封頭成形過程關(guān)鍵影響因素,包括:板坯尺寸、成形力、模具形線參數(shù)、摩擦等。確定橢圓封頭鍛件工藝初步設(shè)計。

以MARC作為有限元分析軟件,通過熱力耦合數(shù)值模擬計算分析大型厚壁封頭成形過程中等效應(yīng)力、應(yīng)變、接觸正應(yīng)力、壁厚分布以及金屬流動變化規(guī)律等信息。結(jié)果表明,沖壓成形過程中,在封頭底部球面部分,壁厚整體減薄,減薄率約在2~4%;在過渡區(qū)壁厚由減薄過渡到增厚,增厚速率受多種因素影響,較大減薄部位出現(xiàn)在球面區(qū)域口部過渡區(qū)域;在封頭口部位置,鍛件是增厚的,存在較嚴(yán)重縮口現(xiàn)象。本文通過數(shù)值模擬計算分析了封頭成形過程中不同上下模具形線參數(shù)對封頭熱沖壓成形過程中的壁厚、貼膜性能、較大減薄率等影響規(guī)律。根據(jù)模擬結(jié)果分析確定了上下模具較優(yōu)尺寸形狀參數(shù)及其它工藝參數(shù)。在此基礎(chǔ)上,對優(yōu)化的模具尺寸參數(shù),確定封頭鍛件至終成形方案并進(jìn)行了試驗研究,并與數(shù)值模擬計算結(jié)果進(jìn)行了比較分析,結(jié)果表明,與有限元數(shù)值模擬結(jié)果較吻合,為實際生產(chǎn)提供了理論依據(jù)。

封頭使用期間的焊接有很多都是需要注意的，比如說要按照先拼板、后成形的規(guī)則、球冠形不銹鋼封頭與碟形不銹鋼封頭的內(nèi)表面拼接焊縫，以及影響成形的外表面拼接焊縫，在成形前應(yīng)將焊縫余高打磨至與母材齊平。使用封頭的領(lǐng)域不同，使用方法以及要求也是不同，我們對這些封頭的使用還有很多困難是不知道的，可以聯(lián)系我們！

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