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大型厚壁半球封頭成形缺陷

滄洋管件 / 2020-11-28

       常見的封頭類型有球封頭、橢圓封頭、蝶形封頭、平底封頭和其他不規則封頭。在所有封頭類型中,球封頭受力性能最好,廣泛應用于鍋爐、化工容器和核電核島設備等中高壓設備。隨著這些中高壓設備的大型化,作為其受壓元件之一的球封頭規格,正向大型化和厚壁化方向發展。
       大型厚壁球封頭的成形質量不僅直接影響整個產品質量,還對產品的安全性起著重要作用。由于這類封頭應用的特殊性,成形方法一般都要求采用整體熱壓成形。本文主要就帶直邊的大型厚壁球封頭在整體熱壓成形過程中的常見缺陷及產生原因進行分析,提出有效預防其成形缺陷的主要控制措施,為提高這類封頭的成形質量提供借鑒。
1、常見缺陷及產生原因
      厚壁封頭成形一般不具有薄壁封頭成形易出現的拉裂和邊緣起皺等缺陷,成形缺陷分布如圖1所示。

1. 1嚴重變薄
       成形阻力過大而造成封頭局部厚度小于規定的許用厚度,這種缺陷一般出現在距離垂直中心20°~30°的夾角區域(如圖1的A處環形區域所示)。成形阻力過大通常是由成形毛坯展開尺寸計算偏大、模具凸凹模間隙偏小、凹模刃口圓角半徑過小和始壓溫度過低等引起的。
1.2外鼓
       在成形過程中,封頭內壁未緊貼凸模,出現局部球半徑超出規定半徑值的允許變動范圍,這種缺陷一般出現在距離垂直中心50°~70°的夾角區域(如圖1的B處環形區域所示)。造成該缺陷的主要原因是模具凸凹模間隙偏大、凹模刃口圓角半徑過大、成形速度過慢而導致終壓溫度過低等。
1. 3封頭直段末端局部高度過小
       封頭直段末端局部高度過小(如圖1的C處環形區域所示)。主要原因是壓制前毛坯沒能較好定位、成形過程中各邊阻力差過大或毛坯尺寸計算偏小等。
      在以上3種缺陷中,第3種缺陷通過合理下料并在成形時加壓料力易于解決,而嚴重變薄和外鼓是兩種最主要的成形缺陷。如何防止這兩類缺陷,是生產這類封頭的主要技術難題。

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