容器类构件放样

出处：按学科分类—工业技术 河南科学技术出版社《钣金技术手册》第379页（4439字）

(一)容器类构件放样工艺特点

1．展开放样

容器类构件的主体是由板材滚弯成各种形状的曲体拼焊而成，相比上述构件要求焊缝质量高、密封性能好。因此，板材下料时，为得到容器构件用料的实际形状和尺寸，须将组成容器类构件的各曲体均展开放样，展开放样是容器类构件放样的主要任务。

2．板厚处理

为保证容器类构件耐压、耐热等性能要求，一般用板材较厚，各弯曲壳体和相互间的接口，均须采用中性层法和实际结合线展开放样，才能获得其真实的形状和尺寸。因此，板厚处理正确与否直接影响构件形状、尺寸的正确性，是容器类构件放样成败的重要影响因素。

3．制作样板

容器类构件无论是外部形状还是内部结构，均比较复杂，制造工序多，工艺难度大，在放样中须制作多种类型的样板，并绘制一些草图。

(二)圆锥筒铝容器放样

图5－52所示圆锥筒铝容器是一个简单的容器构件，虽由4mm厚的L5铝板焊制成的小工件，但其尺寸精度要求较高，并要求放样时留取一定的工件锥度，以便制作弯曲胎具时参考。

图5－52 圆锥筒铝容器施工

1．线型放样

(1)确定放样画线基准：主视图以中心线和锥筒底面轮廓线为放样画线基准；俯视图以两中心线为放样画线基准(图5－53a)。

图5－53 锥筒线型放样

a．画线基准 b．工件基本线型

(2)画出工件基本线型：因工件为对称形状，可以工件对称轴为界，仅画出工件一半的基本线型即可(图5－53b)。

2．结构放样

(1)确定圆锥筒结构：将锥筒分成两半弯曲成型，再拼接成一体，两部分连接位置定在中心线处。因筒壁较薄，连接焊缝不必开坡口。

(2)制作弯曲胎具所需数据：胎具长度可取700mm，粗算胎具锥度为=(800－400)／600=2／3(2∶3)。

(3)制作弯曲样板：锥筒弯曲加工时需要两个卡形样板(图5－54a)，其中上口卡形样板直径为₁，底口卡形样板直径为₂，均由放样图5－53量取，样板上要注明名称及相关尺寸。

图5－54 锥筒放样样板

a．卡形样板 b．号料样板

3．展开放样

(1)中性层法展开：锥筒展开时，上口展开长度、底口展开长度及锥筒高度，均以板厚中性层为基准计算，本锥筒件中心层即为板厚弯曲中性层，经处理后的放样图如图5－55a所示。

图5－55 锥筒展开放样图

a．放样图 b．展开图

(2)锥筒展开图：利用中性层法处理后得到的单线放样图，作出锥筒的展开图(图5－55b)。

(3)制作锥筒号料样板：如图5－54b所示，样板名称及相关数据全标注在图上。

4．锥筒制作工艺

(1)号料及切割下料：用锥筒号料样板在L5铝板上划好下料尺寸线，并按线准确剪切或锯切下料。然后将锥容器底圆按样图尺寸直接画在L5铝板上，按线錾切下料。

(2)弯曲成型：将切割好的板料校平，仔细清理边缘毛刺，然后在弯曲加工胎具上弯曲成型，并随时用卡形样板测量圆度。要求其间隙值应小于1mm，且上、下两口平行度偏差应小于1mm。

(3)组装及焊接：组装前先将锥筒和底圆的接头表面氧化物清理干净，再将清理干净后的锥筒纵缝点焊固定，并焊接成型。随后将底圆和锥筒组装，按照图样尺寸及公差要求，二者对接接头间隙应小于1mm，先用点焊固定，再将环缝焊接成型。

焊接时应采用氩弧焊，使用起弧板和收弧引出板，正确选择焊接工艺规范和工艺措施等(详见有关章节内容)。

(三)压缩空气储气包放样

如图5－56所示，压缩空气储气包是一个较复杂的压力容器构件，是由筒体、封头和支撑部件组合装焊而成，筒体与封头的同轴度和焊接技术要求均较高，必须严格控制筒体与封头对接环缝的间隙，确保筒体与封头的同轴度。因此，须准备放样平台及装配使用的楔条等夹具，以及装焊滚轮支架。

图5－56 压缩空气储气包施工

1．筒体放样与制作

(1)筒体展开：筒体展开后为一矩形，矩形高度在施工图样上量取，矩形长度等于筒体的周长，亦即筒体展开长度尺寸为(800+10)π。因为矩形简单易画，故可不必做号料样板，可按其尺寸直接画样号料。

(2)筒体纵缝对接：滚制成的圆筒，常会存在板边搭头、间隙过大、两板边高低不平等缺陷(图5－57)。因此，必采取如下措施：

图5－57 圆筒滚制后的缺陷

a．板边搭头 b．间隙过大 c．接边不平 d．歪扭

1)放开板边搭头：先以卡形样板测量圆筒各处曲率，找出曲率大于样板曲率处，用大锤击打其外壁，使圆筒曲率变小，直至与样板曲率相符，致使板边搭头自然放开。

有时也可用吊车按图5－58a所示方法，在适当位置将筒体吊起，靠其自重使搭接头分开，或按图5－58b所示用杠杆夹具拉开。

图5－58 放开板边搭头

a．吊开 b．拉开

2)消除间隙：在筒体纵缝两边对应处，分别焊上钻有通孔的角钢，穿入螺栓，拧上螺母(图5－59a)并逐渐旋紧，即可将板边拉紧，消除间隙过大现象。

图5－59 筒体纵缝对接矫正

a．消除间隙 b．调平接边高度

3)调平两板边高度：将杠杆夹具插在圆筒端部板缝处，压动杠杆(图5－59b)，便可调压圆筒缝两板边的高度。

经上述装夹调整，确认圆筒纵缝对接处已检验和矫正合格，便可施行定位焊。

2．封头放样与制作

(1)封头展开：本工件封头为一整料压制碟形封头，是由球面和直段组成，其球面直径R≤筒体内径，直段高度为h₁，球面高度为h₂，封头的高度为h₁+h₂=300mm，封头展开后为一圆形，展开料圆直径D可根据图5－56通过计算法求得，即

式中 d——为筒体的内径(mm)；

h₁－—可从图中按比例量取尺寸(mm)。

由于展开圆形边缘尺寸精度要求较高，故必须做号料样板。

(2)制作封头号料样板：封头在冷压或热压过程中无论采用落压成型或旋压成型，板料按胎模形状流动成型的结果，均会使封头端口被挤缩变厚，而其他部位则被拉伸变薄，造成成型后的高度较设计高度大。

因此，制作号料样板时，均要设计修边余量尺寸；制作工件模型时，在成型为所需要形状尺寸后，切除余量并修整回弹，获得与胎模相同的封头。

3．支撑部件号料拼接

先在斜立板上画出立板的位置线，将两者按线装配定位，并矫正其垂直度后定位焊固定(图5－60a、b)。然后，在地脚板上画出立板、斜立板的位置线，再按线装配定位，矫正立板与地脚板的垂直度并点焊固定(图5－60c)，然后焊接各条焊缝。

图5－60 气包支撑部件的拼接

4．筒体与封头拼接

将筒体卧放在滚轮支架上，装配封头和筒体。由于封头刚度大，不易产生变形，故装配中应以封头为基准，进行两条环缝的对接。

若筒体卧置后因自重发生变形时，应在筒内加临时支撑防止变形，以免影响接缝精度。一般要求接缝错边误差小于1mm。若局部错边过大时，要求用楔条夹具予以调整，如图5－61a所示。

图5－61 储气包拼接组装

a．筒体与封头拼接 b．气包总体拼装

经检验拼接工件的位置、尺寸精度及各接缝间隙确实符合图样要求时，再在滚轮支架上点焊固定并完成环缝焊接。同时，按图样要求装配法兰和钢管使两者保持垂直时点焊固定并焊接成型。

5．气包总体拼接及检验

在装配平台上按图样给定的位置、尺寸固定三个支撑部件，并检验三个地脚板的平面度、位置及尺寸，当确认无误时，再吊起气包置于三个支撑部件上。然后，以封头曲面轮廓为基准，修正三个支撑部件上部接合线，并调整气包的垂直度和接管方向及尺寸，矫正后定位焊接，完成气包总装(图5－61b)。