專利名稱：一種直錐不銹鋼罐體成型方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種不銹鋼鐵道罐車制造方法，尤其涉及一種筒節(jié)式直錐不銹鋼罐車 罐體的成型方法。
背景技術(shù)：
目前不銹鋼鐵道罐車筒體結(jié)構(gòu)基本都是圓柱形狀。由于鐵路大提速的要求，鐵道 罐車由60t級升級為70t級；另外不銹鋼罐車裝運介質(zhì)大多為比較貴重液體，用戶對罐體的 卸凈率要求較高，因此罐體結(jié)構(gòu)改進為直錐形式，提高了介質(zhì)的卸凈率。這也是首次將不銹 鋼這種低合金鋼直錐罐體運用在鐵道罐車上。這種不銹鋼直錐罐體與傳統(tǒng)圓柱結(jié)構(gòu)制造工 藝有很大的差異。
圓柱結(jié)構(gòu)不銹鋼罐體成型主要工序筒節(jié)板料拼接完成后，劃線，坡口開制，滾筒， 筒節(jié)縱縫焊接，筒體組對、焊接，封頭組對、焊接。這種圓柱罐體制造工藝已經(jīng)不能適應(yīng)不銹 鋼直錐結(jié)構(gòu)罐體制造。
目前不銹鋼罐體成型主要工序首先運用C語言編制的程序?qū)ν搀w的每個筒節(jié)進 行展開，根據(jù)展開圖對板料進行下料，開坡口，滾筒，筒節(jié)縱縫焊接，筒體組對、焊接等。這種 制造方法主要存在以下幾個缺點1、板料展開圖程序采用錐體母線作為展開線，筒節(jié)成型 后，此線不水平，與設(shè)計圖樣有點差異。2、由于直錐非旋轉(zhuǎn)體，理論上不能直接展開，因此板 料展開程序采用取點法進行編程，下料精度不高，影響筒體組對質(zhì)量。3、板料的曲線采用手 工等離子切割方法，板邊曲線質(zhì)量無法保證。4、板料的曲線坡口采用直線坡口機刨邊、手工 修磨，坡口成型質(zhì)量較差，對焊接質(zhì)量影響較大，焊縫返修率較高。發(fā)明內(nèi)容
為了解決背景技術(shù)中存在的上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種直錐不銹鋼罐體成 型方法，該成型方法與目前直錐體制造相比，無論是從筒節(jié)板料下料精度，還是體組對質(zhì) 量，到最終焊接質(zhì)量都有很大提高。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是本發(fā)明提供了一種直錐不銹鋼罐體成型方法，其特殊 之處在于所述直錐不銹鋼罐體成型方法包括以下步驟
1)筒節(jié)板材下料；
2)筒節(jié)成型；
3)罐體成型。
上述直錐不銹鋼罐體成型方法還包括
4)罐體焊縫探傷。
上述直錐不銹鋼罐體成型方法還包括
5)對罐體內(nèi)表面進行酸洗鈍化處理。
上述步驟1)包括以下步驟
1. 1)筒節(jié)展開，其具體實現(xiàn)方式是使用三維造型對筒體進行造型，根據(jù)筒體造型對每個筒節(jié)進行展開，獲得筒節(jié)展開圖，為防止焊接變形對筒體長度的影響，筒體長度方 向工藝放量0 6mm，對與封頭相連接的一端下料時工藝放量，控制在4 6mm范圍內(nèi)，取值 大小根據(jù)筒體材質(zhì)的進行選??；
1. 2)根據(jù)步驟1)中的筒節(jié)展開圖對板料進行切割，其具體實現(xiàn)方式是根據(jù)筒節(jié) 板料展開圖，編寫切割程序，采用數(shù)控等離子切割機對板料進行曲線切割；
1. 3)對板料坡口進行開制，其具體實現(xiàn)方式是板料數(shù)控切割后，采用銑削方式 對板邊為曲線的坡口進行開制。
上述步驟2)包括以下步驟
2. 1)采用分區(qū)滾彎方法對每個筒節(jié)進行滾制，并形成錐體
2. 2)采用埋弧自動焊的焊接方式對錐體的縱縫進行焊接。
上述步驟2. 1)包括以下步驟
2. 1. 1)對筒節(jié)預(yù)彎；
2. 1.2)對筒節(jié)滾彎，其具體實現(xiàn)方式是以筒節(jié)頂部、底部母線作為基準(zhǔn)對扇形 板料劃線，并在滾彎時不斷調(diào)整輥壓線，使輥壓線始終與扇形坯料的母線重合；
2. 1. 3)對筒節(jié)矯圓，其具體實現(xiàn)方式是將筒節(jié)調(diào)到縱縫部位，滾彎1-2圈，使整 圈曲率均勻一致，然后逐漸卸除載荷，使工件在逐漸減少矯正載荷下，多次滾彎而矯圓。
上述步驟幻包括以下步驟
3. 1)筒段組對；
3. 2)罐體組對；
3.幻罐體焊接。
上述步驟3. 1)的具體實現(xiàn)方式是依次對半個筒體即筒段進行組對，按筒節(jié)的編 號，先將封頭與第一個筒節(jié)的小端組對，將第一個筒節(jié)的大端與第二個筒節(jié)的小端，第二個 筒節(jié)的大端與第三個筒節(jié)的小端進行組對，組對時，在保證底部，頂部母線對齊的情況下， 控制焊縫的錯邊量不大于1. 5mm，及組對間隙不大于2mm。
上述步驟3. 2)的具體實現(xiàn)方式是將已經(jīng)組對完成筒段，分別放置于轉(zhuǎn)罐器上， 轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)罐器，調(diào)整筒段頂部母線在最下端，確保兩筒段的底部母線在一條直線，組對兩筒段 成為一個筒體。
上述步驟3. 3)的具體實現(xiàn)方式是罐體環(huán)縫的焊接采用埋弧自動焊的焊接方式， 單面開坡口 35°，先對內(nèi)環(huán)縫焊接；然后再進行外環(huán)縫焊縫清根，焊接。
本發(fā)明的優(yōu)點是
1、焊縫探傷后合格率大大提高。本發(fā)明通過以上這些成型步驟能夠有效保證筒體 組對錯邊量不超過1. 5mm、組對間隙小于2mm ；焊縫探傷后合格率大大提高；
2、焊接效率高。本發(fā)明采用不銹鋼罐體縫內(nèi)縱縫、內(nèi)環(huán)縫采用埋弧自動焊的焊接 方式，單面開坡口 ；外縱、外環(huán)縫坡口采用清根處理，比雙面開坡口焊接效率提高30%。
3、酸洗鈍化效率明顯提高。采用本發(fā)明所提供的罐體成型方法，是將罐體采用噴 淋方法進行酸洗鈍化，在保證質(zhì)量條件下，比傳統(tǒng)浸泡清洗，效率提高了 50%。


圖1為本發(fā)明所提供方法的罐體拼接方案示意圖。
具體實施方式
本發(fā)明提供了一種直錐不銹鋼罐體成型方法，該成型方法包括以下步驟
1、筒節(jié)板材下料。
1. 1筒節(jié)展開使用三維造型對筒體進行造型，根據(jù)筒體拼接方案對每個筒節(jié)進 行展開，為防止焊接變形對筒體長度的影響，筒體長度方向工藝放量0 6mm，對與封頭相 連接的一端考慮到封頭應(yīng)力的釋放，周長方向工藝放量，一般控制在4 6mm范圍內(nèi)。取值 大小根據(jù)筒體材質(zhì)的進行選取，一般304不銹鋼取小值，316L焊接變形較大取大值。
1. 2數(shù)控切害Ij 根據(jù)筒節(jié)板料展開圖，編程，采用數(shù)控等離子切割機 (P0WERMAX1650 5. 5mxl4m)對板料進行曲線切割。切割時對筒體底部、頂部母線所在的點 進行明確標(biāo)出。下料前對板料的編號進行移植，移植的編號必須與數(shù)控等離子切割機的所 編的程序的編號一致，沒有編號的板禁止下料。下料時，板寬公差0 +1，對編號為1的筒 節(jié)小端工藝放量4mm，切割。
1.3坡口開制板料數(shù)控切割后，板邊為曲線坡口加工采用不銹鋼專用曲線坡口 機(CHP-12)，該裝置采用了銑削方式，加工坡口的同時，可沿板邊緣自動行進，金屬去除率 高，工作時無需人推手扶，改變了傳統(tǒng)曲線坡口機需人推手扶的狀況。調(diào)整曲線坡口機的銑 削量及高度，對數(shù)控等離子切割完成后的板邊進行坡口加工，坡口角度35°鈍邊5mm，加工 完成后打磨氧化皮及毛刺。
2、筒節(jié)成型。
2. 1錐體滾制由于每個筒節(jié)為直錐結(jié)構(gòu)，不能直接在滾圓機上一次滾制成功，采 用分區(qū)滾彎方法對每個筒節(jié)進行滾制。卷制過程分為預(yù)彎、滾彎、矯圓三個步驟完成。預(yù)彎 時，制作專用壓頭胎消除在板邊進入端和出口端殘留下平直部分；滾彎時，以頂部、底部母 線作為基準(zhǔn)對扇形板料劃線，并在滾彎時不斷調(diào)整輥壓線，使輥壓線始終與扇形坯料的母 線重合；矯圓時，將筒節(jié)調(diào)到縱縫部位，滾彎1-2圈，使整圈曲率均勻一致，然后逐漸卸除載 荷，使工件在逐漸減少矯正載荷下，多次滾彎而矯圓。通過預(yù)彎、滾彎、矯圓三步保證了錐體 卷制質(zhì)量。
2. 2縱縫焊接焊接采用埋弧自動焊的焊接方式，單面開坡口。
3、罐體成型。
3. 1筒段組對根據(jù)罐體拼接方案進行筒體組對，依次對半個筒體即筒段進行組 對，按筒節(jié)的編號，先將封頭與第一個筒節(jié)的小端組對，將第一個筒節(jié)的大端與第二個筒節(jié) 的小端，第二個筒節(jié)的大端與第三個筒節(jié)的小端進行組對，組對時，在保證底部，頂部母線 對齊的情況下，控制焊縫的錯邊量不大于1. 5mm，及組對間隙不大于2mm。具體說來，是先將 封頭與第一個筒節(jié)的小端組對，然后依次將第一個筒節(jié)的大端與第二筒節(jié)的小端組對…… 依次類推組對完成一個筒段，組對時不斷調(diào)整筒節(jié)的位置，保證每個筒節(jié)的頂部、底部母線 對齊，控制組對錯邊量及間隙。
3. 2罐體組對。將已經(jīng)組對完成筒段，大端相對，分別放置于兩套轉(zhuǎn)罐器上，轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn) 罐器，調(diào)整筒段頂部母線在最下端，確保兩筒段的底部母線在一條直線，組對兩筒段成為一 個筒體?？刂坪缚p的錯邊量不大于1. 5mm，及組對間隙不大于2mm。
3. 3罐體焊接罐體環(huán)縫的焊接采用埋弧自動焊的焊接方式，單面開坡口，先對內(nèi)環(huán)縫焊接；然后再進行外環(huán)縫焊縫清根，焊接。焊縫寬度18士3mm，余高0 3 mm。這種焊 接方式區(qū)別于為防止不銹鋼焊接后變形較大的問題，大多數(shù)生產(chǎn)廠家采用等離子、手把焊 接。焊接時，首先對內(nèi)焊縫周圍清洗、焊接；然后再進行外環(huán)縫焊縫清根，打磨，焊接。參見 圖1，該圖可見筒體由兩個直錐筒段組成，共六個筒節(jié)組焊而成。
4、罐體焊縫探傷。筒體縱、環(huán)縫采用X射線方法進行探傷。
5、酸洗鈍化。罐體制作完成后內(nèi)表面進行酸洗鈍化處理。首先對罐體進行堿洗、 酸洗。合格后，進行鈍化處理，鈍化膜質(zhì)量使用藍點試驗進行檢驗。
GH70A型乙二醇鐵道罐車，罐體裝配為直錐結(jié)構(gòu)筒體，罐體材質(zhì)為OCr 18Ni9 (304)， 筒體大端直徑觀50讓，小端直徑觀00讓，板厚10mm。罐體長度11300 士 14mm，罐體焊接接 頭對口錯邊量應(yīng)不大于1. 5mm，組對間隙不大于2mm，焊縫無損檢測規(guī)則合格標(biāo)準(zhǔn)為JB/ T4730. 2規(guī)定的III級；罐體內(nèi)表面酸洗鈍化處理，鈍化膜的檢查按藍點法進行，30秒內(nèi)顯 現(xiàn)藍點為不合格。
權(quán)利要求
1.一種直錐不銹鋼罐體成型方法，其特征在于所述直錐不銹鋼罐體成型方法包括以 下步驟1)筒體板材下料；2)筒節(jié)成型；3)罐體成型。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直錐不銹鋼罐體成型方法，其特征在于所述直錐不銹鋼罐 體成型方法還包括4)罐體焊縫探傷。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的直錐不銹鋼罐體成型方法，其特征在于所述直錐不銹鋼罐 體成型方法還包括5)對罐體內(nèi)表面進行酸洗鈍化處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的直錐不銹鋼罐體成型方法，其特征在于所述步驟 1)的包括以下步驟1.1)筒節(jié)展開，其具體實現(xiàn)方式是使用三維造型對筒體進行造型，根據(jù)筒體造型對 每個筒節(jié)進行展開，獲得筒節(jié)展開圖，為防止焊接變形對筒體長度的影響，筒體長度方向工 藝放量0 6mm，對與封頭相連接的一端工藝放量，控制在4 6mm范圍內(nèi)，取值大小根據(jù)筒 體材質(zhì)的進行選??；1. 2)根據(jù)步驟1)中的筒節(jié)展開圖對板料進行切割，其具體實現(xiàn)方式是根據(jù)筒節(jié)板料 展開圖，編寫切割程序，采用數(shù)控等離子切割機對板料進行曲線切割；1.3)對板料坡口進行開制，其具體實現(xiàn)方式是板料數(shù)控切割后，采用銑削方式對板 邊為曲線的坡口進行開制。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的直錐不銹鋼罐體成型方法，其特征在于所述步驟幻包括以 下步驟2.1)采用分區(qū)滾彎方法對每個筒節(jié)進行滾制，并形成錐體2. 2)采用埋弧自動焊的焊接方式對錐體的縱縫進行焊接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的直錐不銹鋼罐體成型方法，其特征在于所述步驟2.1)包括 以下步驟2. 1. 1)對筒節(jié)預(yù)彎；2. 1.2)對筒節(jié)滾彎，其具體實現(xiàn)方式是以筒節(jié)頂部、底部母線作為基準(zhǔn)對扇形板料 劃線，并在滾彎時不斷調(diào)整輥壓線，使輥壓線始終與扇形坯料的母線重合；2.1. 3)對筒節(jié)矯圓，其具體實現(xiàn)方式是將筒節(jié)調(diào)到縱縫部位，滾彎1-2圈，使整圈曲 率均勻一致，然后逐漸卸除載荷，使工件在逐漸減少矯正載荷下，多次滾彎而矯圓。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的直錐不銹鋼罐體成型方法，其特征在于所述步驟幻包括以 下步驟3.1)筒段組對；3. 2)罐體組對；3. 3)罐體焊接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的直錐不銹鋼罐體成型方法，其特征在于所述步驟3.1)的 具體實現(xiàn)方式是依次對半個筒體即筒段進行組對，按筒節(jié)的編號，先將封頭與第一個筒節(jié)的小端組對，將第一個筒節(jié)的大端與第二個筒節(jié)的小端，第二個筒節(jié)的大端與第三個筒節(jié) 的小端進行組對，組對時，在保證底部，頂部母線對齊的情況下，控制焊縫的錯邊量不大于 1. 5mm，及組對間隙不大于2mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的直錐不銹鋼罐體成型方法，其特征在于所述步驟3. 的具 體實現(xiàn)方式是將已經(jīng)組對完成筒段，大端相對，分別放置于轉(zhuǎn)罐器上，轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)罐器，調(diào)整筒 段頂部母線在最下端，確保兩筒段的底部母線在一條直線，組對兩筒段成為一個筒體。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的直錐不銹鋼罐體成型方法，其特征在于所述步驟3.3)的 具體實現(xiàn)方式是罐體環(huán)縫的焊接采用埋弧自動焊的焊接方式，單面開坡口，先對內(nèi)環(huán)縫焊 接；然后再進行外環(huán)縫焊縫清根，焊接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種直錐不銹鋼罐體成型方法，該直錐不銹鋼罐體成型方法包括以下步驟1)筒節(jié)板材下料；2)筒節(jié)成型；3)罐體成型。本發(fā)明提供了一種直錐不銹鋼罐體成型方法，該成型方法與目前直錐體制造相比，無論是從筒節(jié)板料下料精度，還是體組對質(zhì)量，到最終焊接質(zhì)量都有很大提高。
文檔編號B23K37/04GK102029503SQ20091002419
公開日2011年4月27日 申請日期2009年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月30日
發(fā)明者余小清, 張舒, 李向東, 王建紅, 羅煥云, 范文革, 謝芬 申請人:西安軌道交通裝備有限責(zé)任公司