第六章 受压壳体制造准备

1、第六章第六章 受压壳体制造的准备受压壳体制造的准备第六章受压壳体制造的准备第六章受压壳体制造的准备6.1钢材的预处理钢材的预处理预处理的内容：预处理的内容：净化、矫形和涂保护底漆。净化、矫形和涂保护底漆。预处理工序的对象：预处理工序的对象：加工前后的钢板、钢加工前后的钢板、钢管、型钢。管、型钢。 净化处理净化处理 对钢板、管子和型钢在划线、切割、对钢板、管子和型钢在划线、切割、焊接加工之前和钢材经过切割、坡口加工、焊接加工之前和钢材经过切割、坡口加工、成形、焊接之后清楚其表面的锈、氧化皮、成形、焊接之后清楚其表面的锈、氧化皮、油污和熔渣。油污和熔渣。 矫形矫形 对钢材在运输、吊装、存放过程中的

2、不对钢材在运输、吊装、存放过程中的不当所产生的变形进行矫正。当所产生的变形进行矫正。 涂保护漆涂保护漆 提高钢材的耐腐蚀性、防止氧化提高钢材的耐腐蚀性、防止氧化。6.1.1 净化处理净化处理一、净化的作用、目的一、净化的作用、目的 消除焊缝两边缘的油污和锈蚀物，保消除焊缝两边缘的油污和锈蚀物，保证焊接质量；证焊接质量； 为下一道工序做准备，满足下一道工为下一道工序做准备，满足下一道工序的工艺要求；序的工艺要求； 如：喷镀，搪瓷，衬里设备，多层包扎容器，热套如：喷镀，搪瓷，衬里设备，多层包扎容器，热套容器等。容器等。 为保持设备的耐腐蚀性；为保持设备的耐腐蚀性；6.1.1 净化净化二、净化的方法

3、二、净化的方法喷砂法（机械净化法、喷砂法（机械净化法、物理净化法）物理净化法）砂粒尺寸碳钢砂粒尺寸碳钢1.5mm，不锈钢不锈钢1mm。压缩空气。压缩空气的压力的压力0.5-0.7MPa。（喷丸工艺）（喷丸工艺） 6.1.1 净化净化化学清洗法化学清洗法化学清洗法包括：有机溶剂洗涤、碱洗、化学清洗法包括：有机溶剂洗涤、碱洗、酸洗。酸洗。有机溶剂针对设备和管道衬里（衬橡胶，有机溶剂针对设备和管道衬里（衬橡胶，衬法奥利特）的表面；衬法奥利特）的表面；碱洗法主要是用来去油污；碱洗法主要是用来去油污； 酸洗法针对的是表面氧化皮，锈蚀物，酸洗法针对的是表面氧化皮，锈蚀物，焊缝区域残留的熔渣。焊缝区域残留的

4、熔渣。 6.1.2 矫矫 形形 就是调整弯曲件就是调整弯曲件“中性中性层层”两侧的纤维长度，使纤维等长。或两侧的纤维长度，使纤维等长。或者以中性层为基准，长的变短，短的变者以中性层为基准，长的变短，短的变长；或者以长纤维为基准，让短纤维拉长；或者以长纤维为基准，让短纤维拉长。长。 矫形的方法有弯曲法、张力变形法、和矫形的方法有弯曲法、张力变形法、和火焰加热法等。火焰加热法等。矫形的实质矫形的实质6.1.2 矫矫 形形弯曲法矫形弯曲法矫形 就是用反向变形来抵消原有的变形。就是用反向变形来抵消原有的变形。 通常矫形时都是将工件弯曲到弹塑性状态，通常矫形时都是将工件弯曲到弹塑性状态，外力除去后变形可

5、恢复一部分，要多次矫外力除去后变形可恢复一部分，要多次矫形最后达到目的。形最后达到目的。6.1.2 矫矫 形形钢板的矫平钢板的矫平设备：设备： 辊式矫板机，辊式矫板机，辊子数是辊子数是7-21个。个。6.1.2 矫矫 形形型钢的矫形型钢的矫形设备：各种压力机设备：各种压力机 型钢矫直机型钢矫直机 支力夹支力夹6.1.2 矫矫 形形张力变形法矫形张力变形法矫形原理：在两个夹头之间拉直，两端有限力装置。这种方法的优原理：在两个夹头之间拉直，两端有限力装置。这种方法的优点是材料表面不会受力的作用，可以避免划痕、压痕等。点是材料表面不会受力的作用，可以避免划痕、压痕等。注：仅用于有色金属的管子和型材。

6、6.1.2 矫矫 形形火焰加热矫形（点热急冷矫形）火焰加热矫形（点热急冷矫形）在工件的局部，通常是金属纤维较长的部位顺次，点在工件的局部，通常是金属纤维较长的部位顺次，点状进行加热，然后急剧冷却来进行矫形。状进行加热，然后急剧冷却来进行矫形。加热温度加热温度 500-560；点状加热直径；点状加热直径 20-25mm； 加热点边距加热点边距55-70mm。 众所周知，金属材料有热胀冷缩的特性，当局部加热众所周知，金属材料有热胀冷缩的特性，当局部加热时，被加热处的材料受热而膨胀，但由于周围温度低，因时，被加热处的材料受热而膨胀，但由于周围温度低，因此膨胀受到阻碍。此时加热处金属受压缩应力，此膨胀

7、受到阻碍。此时加热处金属受压缩应力，当加热温当加热温度为度为600700时，压缩应力超过屈服极限，产少压缩塑性时，压缩应力超过屈服极限，产少压缩塑性变形。停止加热后，金届冷却缩短，结果加热处金属纤维变形。停止加热后，金届冷却缩短，结果加热处金属纤维要比原先的短，因而产生了新的变形。要比原先的短，因而产生了新的变形。火焰矫正就是利用火焰矫正就是利用金属局部受热后所引起的新的变形去矫正原先的变形。因金属局部受热后所引起的新的变形去矫正原先的变形。因此，了解火焰局部受热时所引起的变形规律，是掌握火焰此，了解火焰局部受热时所引起的变形规律，是掌握火焰矫正的关键。矫正的关键。 1火焰矫正能获得相当大的矫

8、正力，矫火焰矫正能获得相当大的矫正力，矫正效果明显。正效果明显。火焰矫正火焰矫正特点特点 火焰矫正不仅应用于钢材，而且更多地火焰矫正不仅应用于钢材，而且更多地用来矫正不同尺寸和不同形式各种钢结构用来矫正不同尺寸和不同形式各种钢结构的变形的变形2火焰矫正设备简单，方法灵活，操作方火焰矫正设备简单，方法灵活，操作方便。便。火焰矫正特点火焰矫正特点 广泛地应用于金属结构在制造过程中广泛地应用于金属结构在制造过程中各种变形的矫正。如用于船舶、车辆、重各种变形的矫正。如用于船舶、车辆、重型机架、大型容器、梁的矫正等。型机架、大型容器、梁的矫正等。3火焰矫正，要消耗金属材料部分塑性储火焰矫正，要消耗金属材

9、料部分塑性储备，对于特别重要的结构、塑性或脆性很备，对于特别重要的结构、塑性或脆性很差的材料要慎重使用。差的材料要慎重使用。火焰矫正特点火焰矫正特点 对于有淬火倾向的材料，采用火焰加对于有淬火倾向的材料，采用火焰加热时，喷水冷却要特别慎重热时，喷水冷却要特别慎重6.1.2 矫矫 形形 火焰加热会不同程度的使钢材产生氧化现象，火焰加热会不同程度的使钢材产生氧化现象，甚至加热区金属组织结构的变化而影响其耐甚至加热区金属组织结构的变化而影响其耐腐蚀性能。如腐蚀性能。如不锈钢等钢材严禁使用火焰矫不锈钢等钢材严禁使用火焰矫形。形。 对于对于易产生退火裂纹的钢材易产生退火裂纹的钢材，由于火焰加热，由于火焰

10、加热温度正好在其过饱和碳化物的晶间析出敏感温度正好在其过饱和碳化物的晶间析出敏感区，有产生退火裂纹的可能，因此区，有产生退火裂纹的可能，因此也必须禁也必须禁止使用此方法止使用此方法。注意！注意！6.2 划划 线线 将立体表面依次摊平在平面上可得到立体表将立体表面依次摊平在平面上可得到立体表面的展开图面的展开图。将零件展开图按将零件展开图按1：1比例直接划在钢板上，或比例直接划在钢板上，或先划在薄铁板上（或纸板）上作成样板，再按先划在薄铁板上（或纸板）上作成样板，再按样板划线的过程样板划线的过程放样。放样。划线工序是包括展开、放样、打标号等一划线工序是包括展开、放样、打标号等一系列操作过程的总称

11、。系列操作过程的总称。6.2.1 零件的展开计算零件的展开计算空间曲面分为直线曲面和曲线曲面。空间曲面分为直线曲面和曲线曲面。所有的曲线曲面是不可展开的。所有的曲线曲面是不可展开的。在直线曲面中，相邻两素线位于同一平面内的在直线曲面中，相邻两素线位于同一平面内的才是可展开曲面。才是可展开曲面。球形、椭圆形、折边锥形封头等零件的表面球形、椭圆形、折边锥形封头等零件的表面是曲线曲面，属于不可展开曲面，在生产中是曲线曲面，属于不可展开曲面，在生产中用近似方法展开或用经验公式计算。用近似方法展开或用经验公式计算。 6.2.2 放样（号料）放样（号料）工程上把将零件的展开图配置在钢板上的过程工程上把将零

12、件的展开图配置在钢板上的过程叫做放样，也叫号料。叫做放样，也叫号料。放样放样注意的问题：注意的问题：划线要准确划线要准确对角线（对角线（l1-l2）不大于）不大于1mm；两平行线的不平；两平行线的不平行度不大于行度不大于1mm.6.2.2 放样（号料）放样（号料） 考虑各工序的加工余量考虑各工序的加工余量合理排料合理排料有两方面的含义：提高材料利用率和合理配置有两方面的含义：提高材料利用率和合理配置焊缝。焊缝。6.2.3 标记和标记移植标记和标记移植作业6.3 切割及边缘加工切割及边缘加工 按所划的切割线从原料上切割下零件的毛坯按所划的切割线从原料上切割下零件的毛坯 切割工序（俗称落料）。切割

13、工序（俗称落料）。切割的要求：切割的要求： 尺寸精确；尺寸精确； 切口光洁；切口光洁； 切割后的坯料无明显、较大变形。切割后的坯料无明显、较大变形。6.3.1 机械切割机械切割机械切割机械切割锯切锯切 剪切剪切 设备：普通锯床，砂轮锯设备：普通锯床，砂轮锯对象：圆钢，管子对象：圆钢，管子设备：闸门式，圆盘式剪板机，设备：闸门式，圆盘式剪板机， 振动剪床，联合剪切机振动剪床，联合剪切机对象：板料对象：板料6.3.1 机械切割机械切割 1.闸门式剪板机闸门式剪板机 闸门式剪板机闸门式剪板机 有斜口和平口两种有斜口和平口两种,以斜口式用得最多以斜口式用得最多. 用于板材的直线剪切。用于板材的直线剪切

14、。 其剪切厚度为其剪切厚度为6-40mm。 2.圆盘式剪切机圆盘式剪切机圆盘式剪切机则用于圆盘式剪切机则用于20mm以下板料的直线和曲线以下板料的直线和曲线剪切，用途不广。剪切，用途不广。6.3.2 氧气切割氧气切割(火焰切割火焰切割)6.3.2 氧气切割氧气切割氧气切割的过程：氧气切割的过程：a.金属预热金属预热 b.金属元素燃烧金属元素燃烧 c.氧化物被吹走氧化物被吹走6.3.2 氧气切割氧气切割金属燃烧时放出的热量应足以维持切割过金属燃烧时放出的热量应足以维持切割过 程连续进行。程连续进行。 氧气切割必须满足以下条件：氧气切割必须满足以下条件：金属的燃点必须低于其熔点（基本条件）。金属的

15、燃点必须低于其熔点（基本条件）。 铸铁、铜、铝的燃点都高于其熔点，不能用氧切割铸铁、铜、铝的燃点都高于其熔点，不能用氧切割金属氧化物的熔点必须低于金属本身的熔金属氧化物的熔点必须低于金属本身的熔 点。点。 铝和含铬较高的合金钢不能气割铝和含铬较高的合金钢不能气割 6.3.3 等离子弧切割等离子弧切割 等离子弧切割是利用温度达等离子弧切割是利用温度达18000-30000度度(k)的的等离子焰流，将工件局部熔化并冲刷掉而形成割等离子焰流，将工件局部熔化并冲刷掉而形成割缝。缝。 等离子弧及其产生等离子弧及其产生完全电离的气体就是第四种物态完全电离的气体就是第四种物态 等离子态等离子态 等离子弧是怎

16、样产生的？等离子弧是怎样产生的？自由电弧自由电弧等离子电弧是由等离子弧发生装置产生的（图等离子电弧是由等离子弧发生装置产生的（图1 1）。）。 等离子弧等离子弧 当在钨极和工件之间加上一个较高的电压并经过高频振荡器的激发，当在钨极和工件之间加上一个较高的电压并经过高频振荡器的激发，使气体电离形成电弧。电弧在通过特殊孔型的使气体电离形成电弧。电弧在通过特殊孔型的喷嘴喷嘴时，受到了机械压缩，时，受到了机械压缩，使截面积小。另外，当电弧通过用水冷却的特种喷嘴内，因受到外部不使截面积小。另外，当电弧通过用水冷却的特种喷嘴内，因受到外部不断送来的冷气流及导热性很好的水冷喷嘴孔道壁的冷却作用，使电弧柱断送

17、来的冷气流及导热性很好的水冷喷嘴孔道壁的冷却作用，使电弧柱外围气体受到了强烈外围气体受到了强烈冷却冷却。温度降低，导电截面缩小，产生热收缩效应，。温度降低，导电截面缩小，产生热收缩效应，电弧进一步被压缩，造成电弧电流只能从弧柱中心通过，这时的电弧电电弧进一步被压缩，造成电弧电流只能从弧柱中心通过，这时的电弧电流密度急剧增加。由于电弧内的带电粒子在弧柱内的运动自己产生流密度急剧增加。由于电弧内的带电粒子在弧柱内的运动自己产生磁场磁场的电磁力，使它们之间相互吸引，也就是电磁收缩效应，结果使电弧再的电磁力，使它们之间相互吸引，也就是电磁收缩效应，结果使电弧再进一步被压缩，这样被压缩后的电弧能量将高度集中，温度也达