[发明专利]不可热处理铝合金容器及其制造方法

说明书

本发明涉及金属加工，具体涉及由不可热处理铝合金制造用作储罐或压力容器的容器。公开了一种制造容器的方法，该方法包括通过卷制至少一个扁平坯料并对接其边缘来形成管，对对接的边缘进行搅拌摩擦焊接，和将焊接的管的至少一部分加工成容器的形状，其中，扁平坯料是预先经受过永久变形在0.5‑15％范围内的冷加工的不可热处理铝合金的板，焊接的管的至少一部分的所述加工为230℃‑520℃的温度下的热加工。技术结果是容器重量减轻、容器强度增加、容器强度均匀，以及容器制造过程中热加工循环次数减少。此外，本方法还提供了在由不可热处理铝合金制造容器过程中降低的金属消耗和时间消耗，使用所述方法生产的容器具有低的有效载荷比、增加的可靠性和使用寿命。

技术领域

本发明涉及金属加工，具体涉及由不可热处理铝合金制造用作储罐和压力容器的容器，并且可用于航空航天、燃气、汽车、造船和其他工业。

背景技术

RU 2510784公开了一种由钢制造焊接的压力容器的方法，根据该方法，通过卷制钢板坯，随后进行自动焊接，以及焊缝的校准和x射线质量控制来制造壳体。封头通过拉伸单独制造。然后将配件和阀门焊接到壳体和封头，然后将壳体和封头组装并用圆形对接焊缝进行自动焊接。该方法非常耗时，并且圆筒具有高的制造成本，因为该方法包括分别获得壳体和封头并随后将它们焊接在一起。此外，使用钢作为制造容器的材料给容器制造过程带来了进一步的困难。并且如果使用铝合金，自动熔焊不能确保焊缝的气密性和强度处于母材水平级。

由RU 2429930已知一种由铝合金制造容器(衬里)的方法。该方法包括局部加热挤压的铝合金管，并卷制该管以形成封头、中间圆筒形部分和带有颈部的封头。在形成封头后，在其中间部分的极点处钻一个锥形孔，然后用填充焊丝焊接以形成同样坚固的气密实心封头，并且使用低角度表面清理来清理外部焊接部分。此外，封头的外表面具有椭圆形。

然而，由铝合金制成的挤压管具有较高的壁厚公差，这导致需要选择壁厚较厚的管以确保衬里强度。因此，RU 2429930方法的特点是金属消耗量和有效载荷比(品质因数)更高，有效载荷比定义为容器质量与其容量(以升计)的比(kg/L)。

此外，由铝合金制成的挤压管具有机械各向异性：弦(径向)方向的金属强度比纵向方向的金属强度低15-20％。因此，为了确保所需的性能，必须增加管的壁厚，这导致金属消耗的额外增加和所制造的容器(衬里)的有效载荷比的增加。

此外，RU 2382919中公开了一种由不可热处理铝合金制成的现有技术的容器(压力储罐)。该储罐包括由挤压的管坯形成的单件金属壳体，该管坯由不可热处理的铝镁合金制成，该储罐通过使储罐经受测试压力来进行加强。该现有技术文献中用于制造不可热处理的铝镁合金容器的坯料是由铝镁系合金制成的单件挤压管。然而，RU 2382919中公开的制造方法有几个缺点：它需要通过反复给储罐加载测试压力来加强，因此显著地使储罐制造过程复杂化并增加了成本，并且使用单件管坯导致质量增加以及有效载荷比增加，因为由不可热处理合金制成的挤压管具有高壁厚公差。此外，使用现有技术方法制造的管具有机械各向异性：弦(径向)方向的金属强度比纵向方向的金属强度低15-20％。考虑到这些特征，有必要选择壁厚较厚的管来获得所需的容器强度，这导致结构的金属消耗增加和有效载荷比增加。