長頸法蘭的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及相對較長空心管的連接部結合于圓盤形狀凸緣部的長頸法蘭的制造方法，本發(fā)明長頸法蘭的制造方法包含：加工圓盤的一側平面，形成有段差的凸出端的步驟；在對應所述圓盤凸出端的位置，以垂直圓盤平面的方向置放圓棒，分別固定所述圓盤和所述圓棒的步驟；高速旋轉所述圓盤，于是便推壓所述圓棒，以摩擦熱熔融摩擦面，并焊接結合所述圓盤和所述圓棒的步驟；以及貫穿所述圓盤和所述圓棒，依預定的大小形成貫通孔的步驟。
【專利說明】 長頸法蘭的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及長頸法蘭(longneck flange)的制造方法,更具體地說,本發(fā)明涉及以低成本、短時間、簡化的工序制造相對較長空心管的連接部結合于圓盤形狀凸緣部的長頸法蘭的制造方法。
【背景技術】
[0002]為了輸送流體通常使用管子，這種輸送管因受長度的限制或為了改變方向等需要管的持續(xù)連接。
[0003]通常法蘭(flange)是指連接管體的接縫邊緣部分，其在相互連接的管體一側端部與相應部分的法蘭相互對接結合。
[0004]尤其是,長頸法蘭(long neck flange)是凸緣部與一個長空心管形態(tài)的連接部結合成一體的法蘭?！伴L頸法蘭”是在發(fā)電廠、造船廠、化工廠等的管接縫上廣泛使用的法蘭，特別是指空心管形態(tài)的連接部的長度較長的法蘭，當需連接的輸送管相距相當距離時使用長頸法蘭。由于“長頸法蘭”與輸送管(手動)焊接連接，也稱為“長焊頸法蘭(1ngweldingneck flange) ”。
[0005]圖1是用于說明一般長頸法蘭形狀的斜視圖及截面圖。
[0006]參照圖1,長頸法蘭(1ngneckflange)是在圓盤形的凸緣部10將長空心管的連接部20結合成一體的形狀。在凸緣部10形成有在連接法蘭和法蘭時用于插入螺栓的多數(shù)個緊固孔12，在內部形成有貫通孔30的連接部20是圓筒形狀，長頸法蘭的連接部長度大約在IOOmm以上，通用的長頸法蘭具有300mm、400mm、500mm、700mm的連接部，有時根據(jù)情況也使用 1000mm、1500mm、2000mm、3000mm 以上的長頸法蘭。
[0007]目前長頸法蘭的制造方法廣泛使用對圓棒本身直接切削加工的方法，和先將圓棒的一側面經鍛造加工后，再切削加工的方法。
[0008]對圓棒切削加工的方法是對具有與凸緣部外徑大小相等外徑的圓棒直接切削加工制造長頸法蘭的方法，但這個方法因圓棒的材料費用太大，只有在鍛造加工不能使用或不合理的情況下例外使用。
[0009]通常廣泛使用鍛造加工的方法，其利用對應連接部外徑的圓棒，將圓棒的一側面鍛造加工成圓盤形狀后，再以切削加工制造長頸法蘭的方法。
[0010]然而，這種鍛造加工方法在連接部的長度太長，或難以鍛造的材質，或鍛造時組織產生變化的材質等的情形，具有不能使用的缺點。若長頸法蘭的連接部長度在約500_以上，鍛造時圓棒(連接部)產生彎曲的彎曲現(xiàn)象或在結合部位(凸緣部和連接部之間)產生裂痕，會大量生產不良品，有每kg材料加工費中的鍛造加工費過高的缺點。另外，難以鍛造成形的剛性材質，或是在鍛造成形中產生變形或氣泡或裂痕等難以鍛造成形時，也不能利用鍛造成形。在這種鍛造加工方法不能使用或不合理的情況，只好利用消耗巨大材料費(素材費)的對圓棒直接切削加工的方法。
[0011]除了這種一般方法以外，作為長頸法蘭的制造方法，曾有揭示新的方法(韓國專利注冊第0688066號)。所述專利的方法顯示在圖2。
[0012]根據(jù)所述專利的方法，在凸緣部10的中央形成貫通孔18，并在貫通孔周圍形成具有傾斜角的結合口 12，事先在連接部20的中央也形成貫通孔28后，并在末端形成具有傾斜角的側線22，然后高速旋轉連接部20，于是便在凸緣部10結合的長頸法蘭的制造方法。
[0013]然而，根據(jù)圖2的現(xiàn)有方法是必須執(zhí)行在凸緣部10及連接部20分別打通貫通孔18,28的一次加工，同時對結合口 12及側線22執(zhí)行個別的2次加工，因此消耗過多的加工時間和加工費用，并且將連接部20向凸緣部10推壓時，很難正確抓住連接部20的停止位置，過度推壓連接部時可能產生不良。另外，在制造連接部長度長的長頸法蘭時，將連接部夾在夾具使連接部旋轉亦不容易，在這種情形有安全事故風險較大的缺點。
[0014]因此，需要能解決上述所有問題的嶄新的長頸法蘭制造方法。

【發(fā)明內容】

[0015]發(fā)明需要解決的技術課題
[0016]本發(fā)明是用于解決上述問題的。本發(fā)明的目的是提供，減小材料費的損失，并降低產品的成本，減小因分別形成內部貫通孔而消耗的加工時間和加工費用，堅硬結合凸緣部和連接部以確保產品的安全性，只旋轉凸緣部可以防止制造過程中的安全事故，并在不能執(zhí)行鍛造工序如連接部的長度在2000mm以上或材質的硬度大的情形下也能容易適用的長頸法蘭的制造方法。
[0017]本發(fā)明的目的并不受限于如上所述的目的，而且尚未提出的其他目的也由下述的記載將會變得很明確。
[0018]解決課題的技術方案
[0019]本發(fā)明是用于完成所述目的的，根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的長頸法蘭的制造方法，包含:加工圓盤的一側平面，形成有段差的凸出端的步驟；在對應所述圓盤凸出端的位置，以垂直圓盤平面的方向置放圓棒，分別固定所述圓盤和所述圓棒的步驟；高速旋轉所述圓盤，于是便推壓所述圓棒，以摩擦熱熔融摩擦面，并焊接結合所述圓盤和所述圓棒的步驟；以及貫穿所述圓盤和所述圓棒，依預定的大小形成貫通孔30的步驟。
[0020]根據(jù)優(yōu)選實施例，所述圓盤的凸出端是其中央部分高于邊緣。
[0021]根據(jù)優(yōu)選實施例，所述圓盤的凸出端是圓形形狀，且所述凸出端的外徑大小與圓棒的外徑大小相等。
[0022]有益效果
[0023]如上所述，本發(fā)明的長頸法蘭制造方法是在凸緣部的內部沒有形成貫通孔的圓盤狀態(tài)，和在連接部的內部沒有形成貫通孔的圓棒狀態(tài)下，高速旋轉圓盤，將圓盤和圓棒摩擦焊接結合，之后貫穿圓盤和圓棒的中央以一體形成貫通孔的方法。
[0024]像這樣本發(fā)明的方法是無需在圓盤和圓棒分別形成貫通孔，因此可以減小加工時間及加工費用，并且以圓盤和圓棒的堅硬結合可以確保產品的安全性，在結合圓盤和圓棒時，不是旋轉長的圓棒而是高速旋轉圓盤，由此可以防止之前發(fā)生的安全事故，并在不能使用鍛造工序如連接部的長度在2000mm以上或材質的硬度大的情形亦能適用本發(fā)明的制造方法制造長頸法蘭，由此具有可以大幅減小材料費的損失、又可以大幅減小作業(yè)工序的優(yōu)點?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0025]圖1是一般長頸法蘭的斜視圖(a)及截面圖(b)。
[0026]圖2是根據(jù)現(xiàn)有長頸法蘭制造方法的斜視圖。
[0027]圖3是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的長頸法蘭制造方法的流程圖。
[0028]圖4是說明根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的長頸法蘭制造方法的制造過程的截面示意圖。
【具體實施方式】
[0029]以下結合附圖對本發(fā)明的長頸法蘭的制造方法進行更詳細的說明。
[0030]圖3是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的長頸法蘭制造方法的流程圖，圖4是說明根據(jù)長頸法蘭制造方法的制造過程的截面示意圖。
[0031]本發(fā)明的長頸法蘭制造方法，其技術特征在于，將在中央沒有形成貫通孔的圓盤狀態(tài)的凸緣部，和在中央也沒有形成貫通孔的圓棒狀態(tài)的連接部以摩擦焊接相互結合，之后形成貫穿凸緣部及連接部中央的貫通孔。
[0032]在此，結合圖3及圖4對制造過程進行詳細的說明，首先，準備具有指定外徑尺寸的圓盤100?？紤]被切削加工損失的部分，圓盤的尺寸及厚度應比最終凸緣部的外徑或厚度略大一點。這對圓棒也是一樣。
[0033]圓盤100是在最后完成長頸法蘭時相當于凸緣部10的部分。加工備好圓盤的一側平面，形成具有段差的凸出端102 (SlO)(參照圖4的(b))。
[0034]凸出端102是摩擦焊接時與圓棒200結合的部分，相對于圓盤的一側平面凸出并具有段差。形成凸出端的理由是與圓棒200摩擦焊接時，使熔渣(slag)形成在圓棒的側面以便圓盤和圓棒圓滑地摩擦焊接結合。
[0035]凸出端102是從圓盤100凸出的圓形形狀，這是在摩擦焊接時用于圓棒200對應凸出端100結合。即，優(yōu)選地，凸出端的外徑dl與以垂直圓盤的方向結合的圓棒外徑大小d2相等。
[0036]另一方面，圓盤的凸出端是其中央部分比邊緣高(h2>hl)，這是與圓棒摩擦焊接時以便從中央部分開始依序結合，并焊接結合時防止在焊接面產生氣泡，進而防止產生因此導致的裂痕，實現(xiàn)優(yōu)質的摩擦焊接。
[0037]接著，在對應所述圓盤凸出端的位置，以垂直圓盤的方向置放圓棒200，由此分別固定所述圓盤和所述圓棒(S20)。
[0038]摩擦焊接時，圓盤100要高速旋轉，所以用夾具固定，圓棒200要以垂直圓盤的方向前進，所以緊緊固定在液壓機上。
[0039]接著，高速旋轉圓盤，于是便推壓所述圓棒，以摩擦熱熔融，使所述圓盤和所述圓棒焊接結合的步驟(S30)。S卩，以摩擦焊接將圓盤狀態(tài)的凸緣部和圓棒狀態(tài)的連接部焊接結合的步驟。
[0040]圓盤100在大約以350?400rpm左右的速度高速旋轉的狀態(tài)下，圓棒200是靠液壓機的力量以垂直圓盤平面的方向前進。圓棒200 —邊前進一邊推壓圓盤100的凸出端102，以摩擦熱熔融將圓盤100和圓棒200焊接結合。[0041]本發(fā)明是將圓盤夾在夾具，高速旋轉圓盤的方式，相比于現(xiàn)有技術(圖2)中旋轉空心管連接部的方式，可以說是非常安全。即，在圖2的現(xiàn)有技術，空心管的連接部20在高速旋轉，在連接部20很長的長頸法蘭的制造過程中，連接部20在高速旋轉的狀態(tài)下接觸凸緣部10時，夾具沒能夾住由連接部20高速旋轉產生的動搖，連接部從夾具脫離，可能導致非常危險的情況。即，高速旋轉的連接部的脫離轉變成與殺傷武器并無區(qū)別的非常危險的兇器。
[0042]然而，在本發(fā)明，相對于長頸法蘭將較小的圓盤夾在夾具，高速旋轉圓盤的方式，因此圓盤從夾具脫離的可能性相當?shù)?，可以防止如之前的安全事故?br> [0043]這種方式，即使長頸法蘭的連接部(圓棒)長度是2m、3m以上的長度，還能使圓盤和圓棒焊接結合，并且以摩擦熱熔融結合的摩擦焊接的特性，可以說是圓盤和圓棒的結合具有與手動焊接的方式無法比較的強結合力，也具有與鍛造方式相比毫無遜色的結合力。
[0044]圖4的(d)顯示圓盤和圓棒經摩擦焊接結合的狀態(tài)。
[0045]因在圓盤形成有凸出端，在圓盤和圓棒結合時，可以確認在圓棒的側面形成熔融熔渣(slag)。熔融熔渣是在摩擦焊接時結合部位的熔融物向側面外部流出凝固的部分。
[0046]接著，在圓盤和圓棒結合的狀態(tài)下，貫穿圓盤和圓棒以一體形成貫通孔30(S40)。利用U鉆頭可以形成貫通孔30。在圓盤和圓棒結合的狀態(tài)下，夾在夾具高速旋轉時，利用U鉆頭貫穿圓盤和圓棒的中心，由此形成貫通孔30。但是,不一定是圓盤和圓棒結合的產品旋轉，亦可以旋轉U鉆頭貫穿圓盤和圓棒形成貫通孔。貫通孔的大小是根據(jù)U鉆頭的外徑大小來決定。
[0047]接著，加工長頸法蘭的外面，在圓盤(凸緣部)形成所需個數(shù)的緊固孔，由此最終完成如圖1所示的長頸法蘭(S50)。
[0048]關于長頸法蘭外面的切削加工和緊固孔的形成是目前眾所皆知的加工方法，因此省略其具體的說明。
[0049]在長頸法蘭形成貫通孔，之后進行長頸法蘭的外面加工和緊固孔的形成較好，但亦可在外面加工和緊固孔的形成之后，形成貫通孔，這也可屬于本發(fā)明的權利范圍。
[0050]如上所述，本發(fā)明的長頸法蘭制造方法可以說是改進現(xiàn)有鍛造工序制造方法的突破性方法。
[0051]在鍛造工序中，連接部的長度在2000mm以上時，在連接部產生彎曲現(xiàn)象或在凸緣部產生裂痕，因此不能適用對一側面施加強力外壓的鍛造工序，并且材料的硬度太強時也很難適用鍛造工序。然而，本發(fā)明的方法在這種不能使用鍛造工序的情形也可以制造長頸法蘭，由此具有可以大幅減小材料費的損失、又可以大幅減小作業(yè)工序的優(yōu)點。
[0052]以上的說明只是例示說明本發(fā)明的技術思想，凡屬本發(fā)明【技術領域】具有普通知識的技術人員在不脫離本發(fā)明基本特性的范圍下均能實施多種修正及變形。因此，在本發(fā)明揭示的實施例并不是用于限定本發(fā)明的技術思想，而是用于說明，也不是由所述實施例來限定本發(fā)明技術思想的范圍。本發(fā)明的保護范圍應根據(jù)記載的權利要求書來解析，并且與其同等范圍內的所有技術思想應解析為屬于本發(fā)明的權利范圍。
[0053]產業(yè)上利用可能性
[0054]本發(fā)明涉及長頸法蘭(longneck flange)的制造方法,更具體地說,本發(fā)明可以利用在，以低成本、短時間、簡化的工序，用于制造相對較長空心管的連接部結合于圓盤形狀 凸緣部的長頸法蘭的制造方法領域。
【權利要求】
1.一種長頸法蘭的制造方法，其特征在于，包含:加工圓盤的一側平面，形成有段差的凸出端的步驟；在對應所述圓盤凸出端的位置，以垂直圓盤平面的方向置放圓棒，分別固定所述圓盤和所述圓棒的步驟；高速旋轉所述圓盤，于是便推壓所述圓棒，以摩擦熱熔融摩擦面，并焊接結合所述圓盤和所述圓棒的步驟；以及貫穿所述圓盤和所述圓棒，依預定的大小形成貫通孔的步驟。
2.根據(jù)權利要求1所述的長頸法蘭的制造方法，其特征在于，所述圓盤的凸出端是其中央部分高于邊緣。
3.根據(jù)權利要求1所述的長頸法蘭的制造方法，其特征在于，所述凸出端是圓形形狀，且所述凸出端的外徑大小與圓棒的外徑大小相等。
【文檔編號】B23K20/12GK103998176SQ201380004316
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2013年4月10日 優(yōu)先權日:2012年8月23日
【發(fā)明者】李春洪 申請人:李春洪