多層包扎容器包扎焊接制造工藝改進分析

苑金超

摘 要：我國現具有一種相對較新的壓力容器制造的工藝方法，該方法結合了液壓纏繞技術和焊接技術，該方法已經在制造過程中得到了許多應用的驗證。事實證明，該方法大大提高了壓力容器的生產質量，同時該方法將大大降低生產原料的消耗率，同時降低了工人的勞動強度和制造成本，經濟效益一目了然。此外，該方法的主要創新是研究和應用了由不同制造技術組合形成的相對較新的制造工藝，它可以作為從事壓力容器制造技術研究和應用的一些工程技術人員參考。

關鍵詞：壓力容器;制造工藝改進;多技術融合過程

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.16.038

傳統的多層容器包扎焊接在制造過程存在諸多不足，因此我們需要在實際工作中給予高度重視和關注。同時，在這個過程中，我們一定要注意創新型技術是近年來發展的趨勢，結合近年來傳統焊接結構的工藝特點，我們應該先按照傳統的多層液壓技術來進行第一步，然后再應用簡潔有效的一些新方法，將壓力容器包扎的焊接結構的制造技術進行改進和不斷的完善，一步步將技術變得更加簡潔方便，從而提升新型焊接技術的簡潔有效性。

1 多段焊接氣缸結構過程

1.1 焊接結構設計的特點

生活中較為常見的多層壓力容器焊接結構的形式重要有三種，但這三種形式損耗較大。因此，新型的焊接結構結合和實際的制造過程，相對于傳統結構來說更加貼合實際。

1.2 焊接結構設計特性

多節圓柱形結構相對普通焊接結構來說它的機械加工過程更為復雜，所以在焊接的過程中比較耗時耗力。焊接剖面的深度很深，同時直徑較長，在這過程中需要焊材消耗的數目也非常的龐大，因此在焊接的過程中一次焊接成型的方法是非常不實用，不切實際的，在這過程中需要很多的焊接程序，而且在焊接工作過程中還有巨大的工作量，工作人員在這一過程中還需要完成許多的輔助程序，這樣焊接需要的時間很長，其結果是，在焊接過程中易發生一些操作失誤。

1.3 焊接結構對質量的影響

壓力容器在焊接后容易在焊縫的位置出現應力集中的現象，這種現象會在實際工作中產生一些不良的影響。同時，由于在使用過程中的壓力容器，沒有辦法妥善處理焊接應力。基于這一點，在焊縫的熱影響區容易出現焊接方面的不足。這將對產品的質量產生非常嚴重的威脅。因此，合理設計焊接結構就會變得尤為重要。

2 制造工藝的改進

2.1 新的壓力容器的制造程序

新的壓力容器焊接過程中采用了基于傳統的圓筒形式，利用包裹容器表面來進行制造新型液壓計量設備。當氣缸制造好后，需要在液壓渦卷還沒有完全釋放的時候焊接筒壁。此外過程中還需要對封頭和球形封頭進行有效的焊接，焊接過程中適當調整焊接參數，直到焊縫的質量完全滿足壓力容器設計參數的要求。這種方法可以將不同層之間的焊縫的位置錯開，達到我們想要的效果。這種程序更加簡單，方便，大大減少了勞動力和降低了生產成本，從而使得工廠利潤有一個大幅度的提高。

2.2 對壓力容器焊接結構的改進

壓力容器焊接結構的改進要基于焊接過程。在布局過程中，各層之間的焊縫應交錯，每層的連接處連接。鋼板和頭部都是V形結構，同時它們以階梯方式布置。

2.3 包扎焊接工藝的基本特點

包扎焊接工藝在焊接結束后有大而深的焊縫，可以防止焊接應力過于集中而導致強度下降。其次，熔池的總體積將減少70%以上甚至80%。除了焊接過程中工人的勞動強度之外，還可以看出焊接過程中焊材的消耗量顯著降低。焊接所花費的時間也將大大減少。再次，氣缸之間的對接焊縫具有非常可靠的結構保證，從而生產效率和產品質量得到了明顯改善。因此，我們更能夠控制生產成本。其結果是，工廠能夠在生產壓力容器這方面得到更高的效益。

2.4 計算壓力容器的生產質量

根據焊接氣缸和球狀密封件的焊接結構的生產質量進行計算，分析壓力容器的改進效果。應使用有限元分析計算的方法，以確定所述焊接位置的強度是否符合規定的要求。應用程序前應先建立一個數學模型來分析在規定壓力的條件下計算的應力和焊縫處的應變。之前的研究數據表明，筒體和端面的應力壓強應在71.0到99.0MPa之間，筒體和球形接頭之間的的應力壓強應保持在58.0到79.0MPa之間，這樣的壓力容器才算比較正規。這表示如果焊接結構能夠得到改進，那么所制造的壓力容器在焊縫處的強度就能夠滿足相關規定的要求，并且是及其安全的。某家高壓容器制造公司利用改進的跨層（圓周和徑向）液壓包扎技術生產出了DN1000和DN1200壓力容器，在水壓試驗的時候檢測氣缸周長的變化，這樣我們就發現了當工作壓力為31.5MPa左右的時候，周長僅僅只增加了1mm;當我們把壓力改為40MPa時，周長只增加了3mm。結合數據我們可以得到這樣的結論，新技術生產的壓力容器，周圍各個方向壓力的變化非常微小，而且綜合技術指標得到顯著改善，更加容易滿足壓力容器制造的要求。同時，這種技術已經被廣泛應用于市場了。

3 焊接結構技術的改進具有以下特點

3.1 對工藝技術的改進創新

工藝技術的改進主要體現在液壓纏繞技術與焊接技術一體化形成的新型壓力容器生產制造技術。工藝技術的進步和創新對于研究和制造新的壓力容器打下了堅實而穩定的技術基礎。

3.2 壓力容器的生產質量的明顯改善

工作中發現經研究之后的焊接結構和工藝有了很大的改進，使新技術在壓力容器生產中的應用更加廣泛，而且還能夠避免一些很長很深的焊縫的存在，焊縫的應力集中缺陷問題日益減少。

3.3 生產效率顯著提高，勞動強度降低

由于壓力容器焊接之前大大減少了大而深的焊縫，焊接填充金屬材料相應減少，工序之間的轉移時間縮短，不僅液壓包扎工藝簡潔快速，而且質量有保證。

4 結束語

本文提出的工藝方法，通過平時在制造中的現實驗證，可以確保這種方法不但提高了壓力容器的生產質量，也會將原材料的成本降低，而且主要創新是通過整合不同制造技術形成的新制造工藝的應用。

參考文獻：

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[2]何慶中，袁宏遠.多層包扎壓力容器包扎焊接制造工藝改進[J].壓力容器，2018（10）：45-48.