橢圓封頭的廣泛利用體現(xiàn)了在近些年旋壓制造工藝的進(jìn)步,為我們的生產(chǎn)生活帶來了許多方便,但由于該工種的作業(yè)要求精度非常高,有些同行在壓制的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)裂縫,這是由什么原因造成的?又該如何解決呢?
其實(shí)造成橢圓封頭出現(xiàn)裂紋的因素有很多,以下是常見的幾種:
(1)在鍛造壓制的過程中,化學(xué)成分是影響封頭質(zhì)量與美觀度的一個(gè)重要因素,根據(jù)相關(guān)資料公式計(jì)算可知316,310的△值分別為+1.00、+4.72故其非常穩(wěn)定不容易產(chǎn)生裂紋。
(2)加工變形量的影響。封頭在冷旋壓過程中,材料的變形量較大翻邊部位可達(dá)40%以上根據(jù)相關(guān)資料介紹Cr-Ni不銹鋼冷加工對(duì)導(dǎo)磁率的影響產(chǎn)生馬氏體組織的含量隨化學(xué)成分的增加而減少隨冷加工變形率的增大而增加。304、321的變形率大約在15%時(shí),馬氏體增加加速316在變形率的60%時(shí)馬氏體增加尚不明顯。
(3)焊接的影響。不同強(qiáng)度的材質(zhì)需要選擇不同的焊接工藝,根據(jù)焊接工藝的不同,有的焊接熱度高,有的相對(duì)低一些,否則晶粒長(zhǎng)大可能造成有些焊接缺口在旋壓制造時(shí)出現(xiàn)被拉裂的現(xiàn)象,也就是我們所說的裂紋
橢圓封頭的周向(環(huán)向)應(yīng)力和經(jīng)向(軸向)應(yīng)力在殼體上各點(diǎn)都是變化的,在頂點(diǎn)的環(huán)向應(yīng)力和軸向應(yīng)力相等 ,而在赤道上的應(yīng)力 。橢圓封頭承受均勻內(nèi)壓時(shí),軸向應(yīng)力恒為拉伸應(yīng)力(正值),且由頂點(diǎn)處大值向赤道逐漸遞減至小值;
環(huán)向應(yīng)力在時(shí),封頭過渡區(qū)將開始出現(xiàn)壓應(yīng)力,若長(zhǎng)短軸比值繼續(xù)增大,封頭過渡區(qū)邊緣的壓應(yīng)力值將迅速增大,即封頭越淺,封頭邊緣的壓應(yīng)力值越高,所以將封頭長(zhǎng)短軸比值限制在2.6以內(nèi)較為合理。
橢圓封頭上的大應(yīng)力與對(duì)接圓筒中的一次總體環(huán)向薄膜應(yīng)力的比值以形狀系數(shù)K表示。K值隨盯b增大而增大。以上厚度計(jì)算是從強(qiáng)度角度出發(fā)的。但橢圓封頭在內(nèi)壓作用下不強(qiáng)度問題,且有穩(wěn)定問題。對(duì)封頭的穩(wěn)定問題是采取限制封頭有效厚度進(jìn)行控制的。對(duì)橢圓封頭的分析詳見本分析之一的介紹。
應(yīng)力計(jì)算對(duì)象與控制值橢圓封頭厚度是針對(duì)封頭上的一次薄膜應(yīng)力+二次彎曲應(yīng)力疊加得到的大應(yīng)力,以1倍許用應(yīng)力為控制條件進(jìn)行計(jì)算。不同盯b值的橢圓封頭,計(jì)算應(yīng)力的位置、方向、數(shù)值不同。對(duì)標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭(a/b=2),是針對(duì)封頭過渡區(qū)內(nèi)壁的經(jīng)向(縱向)一次拉伸薄膜應(yīng)力十二次縱向彎曲應(yīng)力的拉應(yīng)力之和,控制在1倍許用應(yīng)力進(jìn)行計(jì)算。