[发明专利]大口径不锈钢薄壁弯头工艺

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技术领域

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大口径不锈钢薄壁弯头一般是指公称尺寸350毫米以上，压力等级Sch10S以下的不锈钢弯头。用弯头芯棒压机推制方法制作，一方面设备昂贵投入大，另一方面大口径薄壁弯头推制极易产生皱褶，弯头报废率高。公称尺寸600～1200毫米超大口径不锈钢薄壁弯头更是难以实现用推制工艺制作。用钢板制作大口径不锈钢薄壁弯头工艺是将扇形钢板压制成半圆弯头，再将两半圆弯头合并焊接制成弯头成品。操作简单、成形容易。缺点是半圆弯头形状不规整，两半圆弯头拼焊时错边严重，合缝困难。弯头成品形状精度差，整形困难，弯头产品品质难以提升。 

发明内容

本发明目的在于克服用钢板制作大口径不锈钢薄壁弯头工艺的缺陷，通过专用工艺装备的研发有效解决了该工艺中的技术难题。使用钢板制作的大口径不锈钢薄壁弯头成品尺寸精度、形状精度达到标准规定的公差要求。 

工艺步骤如下： 

(1)采购不锈钢板，钢板取样进行化学成分和力学性能检验； 

(2)检验合格钢板按工艺文件要求等离子切割成扇形； 

(3)扇形板料在液压机上通过成形模具压制成半圆弯头半成品； 

(4)对半成品半圆弯头后弧“木耳”边进行整边处理； 

(5)等离子切除半圆弯头前后弧边余料，同时打焊接坡口； 

(6)将两片半圆弯头合并焊接成弯头成品。焊缝等级：二级。焊缝外观要求成型良好，无裂纹、气孔、无凹坑、无咬边、无夹渣及未融合等缺陷； 

(7)焊缝无损检测； 

(8)成品弯头热处理：炉温300时放入弯头，加热至1050度，升温速率10℃/min，保温20分钟后出炉浸没水中； 

(9)弯头成品在液压机上通过整形模具压制整形； 

(10)弯头在倒角机上进行两端面及坡口加工； 

(11)酸洗； 

(12)标记、检验入库。 

具体实施方式

工序(1)大口径薄壁不锈钢弯头常用材料有304、304L、316L、321等。不同牌号材料的化学成分及力学性能都有标准规定要求。 

工序(2)扇形钢板下料尺寸与弯头尺寸规格存在对应关系。这种几何尺寸的对应关系通过工艺指导文件作明确的具体说明。 

工序“(3)扇形板料在液压机上通过成形模具压制成半圆弯头半成品”———平面状态钢板在成形模具中经压力作用弯曲变形为半圆环状曲面。变形过程中半圆弯头后弧边承受挤压 状态，钢板与模具间存在必要的间隙，因而后弧边压制变形后不可避免产生皱褶，被形象地称为“木耳”边。经过冷作硬化的“木耳”边皱褶严重、整形困难，给“工序(6)将两片半圆弯头合并焊接成弯头成品”产生障碍。 

工序“(4)：半圆弯头后弧边整边”是通过获国家知识产权局实用新型专利的“对焊弯头后弧整边机”对工序(3)产生的“木耳”边进行整边处理。该设备操作简单、自动化程度高，降低了劳动强度、提高了工效。整边后半圆弯头后弧边平整无皱褶、形状精度高，尺寸稳定性好。 

工序“(5)等离子切除半圆弯头前后弧边余料，同时打焊接坡口”是在回转工作台上将半圆弯头定位，使半圆弯头圆环中心与工作台旋转中心同轴。在等离子枪专用调节架上调整好等离子枪喷嘴位置及角度，开动工作台回转，喷嘴喷出高温高速等离子流。半圆弯头齐边坡口同步完成。 

工序(6)采用半自动或全自动埋弧焊机完成。特定场合也可采用多道手工电弧焊完成。手工电弧焊常用￠3～4E308L-16焊条，焊接速度6～7cm/min，电流80～100A，电弧电压：20～26V。 

工序(7)可根据要求采用磁粉探伤、超声波探伤及X射线探伤等无损检测方法。 

工序(8)成品弯头热处理的目的：主要是改善不锈钢的塑性和韧性，使弯头不锈钢材料获得较好的综合力学性能。同时为工序(9)弯头整形后不锈钢材料组织的沉淀硬化做好准备。 

工序(9)中采用“钢板制弯头整形模具”成型效果好、成品率高，弯头成品尺寸误差小、形状精度高。产品质量稳定。 

工序(10)所用设备为管件专用车端面及倒角设备。加工后弯头两端面相对位置精确一致。