去應(yīng)力彈頭曲線形狀鋁合金薄壁圓筒的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種去應(yīng)力彈頭曲線形狀鋁合金薄壁圓筒，解決了現(xiàn)有的薄壁圓筒去應(yīng)力不徹底和機(jī)加工容易降低焊縫焊接強(qiáng)度的問(wèn)題。包括彈頭曲線形狀薄壁筒體（2）、前法蘭盤（1）和后法蘭盤（7），在前法蘭盤（1）的后端側(cè)面上設(shè)置的環(huán)形筒體（9）的環(huán)形坡口（10）與彈頭曲線形狀薄壁筒體（2）的前端之間設(shè)置有垂直方向前環(huán)形焊接縫（3），在彈頭曲線形狀薄壁筒體（2）的筒壁上設(shè)置有孔座孔（4），在孔座（5）的外側(cè)壁上設(shè)置有定位環(huán)形臺(tái)階（11），并公開(kāi)了去除薄壁圓筒焊接應(yīng)力的有效方法。本實(shí)用新型有效地消除了薄壁圓筒的表面殘余拉應(yīng)力，提高了材料結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和疲勞壽命。
【專利說(shuō)明】去應(yīng)力彈頭曲線形狀鋁合金薄壁圓筒

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種薄壁圓筒，特別涉及一種彈頭曲線形狀鋁合金薄壁圓筒及其加工工藝。

【背景技術(shù)】
[0002]彈頭曲線形狀的薄壁圓筒一般是由鋁板板材卷制成型并焊接而成，在薄壁圓筒的兩端一般都焊接有法蘭盤，以起到加強(qiáng)筒體強(qiáng)度的要求。在加工該產(chǎn)品的過(guò)程中，為了達(dá)到表面精度的要求，在焊接完成后，一般均要對(duì)表面進(jìn)行精加工，特別是對(duì)焊縫位置，在車削的過(guò)程中，由于法蘭盤與薄壁圓筒焊接方式為不等厚搭接結(jié)構(gòu)，經(jīng)常發(fā)生焊縫被部分加工掉，影響到焊接強(qiáng)度。另外，當(dāng)彈頭曲線形狀的薄壁圓筒上帶有孔座時(shí)，當(dāng)孔座與薄壁筒體裝焊時(shí)，由于一般孔座無(wú)限位結(jié)構(gòu)，在焊接過(guò)程中，孔座與薄壁圓筒的相對(duì)高度無(wú)法得到準(zhǔn)確控制，導(dǎo)致孔座安裝精度低。此外，由于薄壁圓筒加工過(guò)程中，焊接部位和機(jī)加次數(shù)多，在焊接過(guò)程中，容易產(chǎn)生應(yīng)力，而現(xiàn)有的去應(yīng)力技術(shù)無(wú)法使其應(yīng)力去除到10%以下，直接影響到了產(chǎn)品的質(zhì)量。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供了一種去應(yīng)力彈頭曲線形狀鋁合金薄壁圓筒，解決了現(xiàn)有的薄壁圓筒去應(yīng)力不徹底和機(jī)加工容易降低焊縫焊接強(qiáng)度的技術(shù)問(wèn)題。
[0004]本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案解決以上技術(shù)問(wèn)題的:
[0005]一種去應(yīng)力彈頭曲線形狀鋁合金薄壁圓筒，包括彈頭曲線形狀薄壁筒體、前法蘭盤和后法蘭盤，在前法蘭盤的后端側(cè)面上設(shè)置有與彈頭曲線形狀薄壁筒體的前端對(duì)接的環(huán)形筒體，在環(huán)形筒體的后端圓環(huán)上設(shè)置有環(huán)形坡口，在前法蘭盤的后端側(cè)面上設(shè)置的環(huán)形筒體的環(huán)形坡口與彈頭曲線形狀薄壁筒體的前端之間設(shè)置有垂直方向前環(huán)形焊接縫，在彈頭曲線形狀薄壁筒體的筒壁上設(shè)置有孔座孔，在孔座的外側(cè)壁上設(shè)置有定位環(huán)形臺(tái)階，孔座設(shè)置在孔座孔中，在孔座的外側(cè)壁上設(shè)置的定位環(huán)形臺(tái)階與孔座孔的孔邊內(nèi)側(cè)壁之間設(shè)置有水平方向環(huán)形焊接縫，彈頭曲線形狀薄壁筒體的后端是通過(guò)垂直方向后環(huán)形焊接縫與后法蘭盤固定連接在一起的。
[0006]在前法蘭盤的后端側(cè)面上設(shè)置的與彈頭曲線形狀薄壁筒體的前端對(duì)接的環(huán)形筒體的壁厚是與彈頭曲線形狀薄壁圓筒的壁厚相同的。
[0007]—種去應(yīng)力彈頭曲線形狀鋁合金薄壁圓筒的加工工藝，包括以下步驟:
[0008]第一步、將鋁合金板材卷成彈頭曲線形狀并焊接成彈頭曲線形狀薄壁筒體，在彈頭曲線形狀薄壁筒體的筒壁上機(jī)加工出孔座孔；
[0009]第二步、機(jī)械加工出前法蘭盤，使其后側(cè)端形成一個(gè)環(huán)形筒體，使該環(huán)形筒體的筒壁厚度與第一步得到的彈頭曲線形狀薄壁筒體的壁厚相同；
[0010]第三步、在前法蘭盤的環(huán)形筒體的后端機(jī)加工出環(huán)形坡口 ；
[0011]第四步、機(jī)加工出孔座，使其外側(cè)壁上形成定位環(huán)形臺(tái)階；
[0012]第五步、將前法蘭盤的環(huán)形筒體的后端與彈頭曲線形狀薄壁筒體的前端對(duì)接在一起，并在環(huán)形坡口處實(shí)施環(huán)形焊接，形成垂直方向前環(huán)形焊接縫；
[0013]第六步、將孔座套接在孔座孔中，并使孔座的外側(cè)壁上設(shè)置的定位環(huán)形臺(tái)階與孔座孔的孔邊內(nèi)側(cè)壁貼緊，并將孔座與孔座孔焊接在一起；
[0014]第七步、將后法蘭盤焊接在彈頭曲線形狀薄壁筒體的后端；
[0015]第八步、將焊接后的彈頭曲線形狀薄壁圓筒放入退火設(shè)備中，加熱到220°C，保溫2小時(shí)，然后冷卻到室溫；
[0016]第九步、將冷卻后的彈頭曲線形狀薄壁圓筒放在可旋轉(zhuǎn)的工裝上，用超聲波應(yīng)力消除沖擊槍對(duì)垂直方向前環(huán)形焊接縫、垂直方向后環(huán)形焊接縫和水平方向環(huán)形焊接縫進(jìn)行去應(yīng)力2-3次；
[0017]第十步、對(duì)彈頭曲線形狀薄壁圓筒進(jìn)行精車；
[0018]第十一步、對(duì)精車好的彈頭曲線形狀薄壁圓筒進(jìn)行噴砂去應(yīng)力，所用噴砂的粒度100-120目，噴砂的形狀為三角形，噴射角為35-75度，噴砂的壓強(qiáng)保持在35-60帕；
[0019]第十一步、用超聲波檢測(cè)儀檢測(cè)彈頭曲線形狀薄壁圓筒的應(yīng)力，若殘余應(yīng)力未達(dá)到小于10%，重復(fù)第十步，直到殘余應(yīng)力小于10%為止。
[0020]本發(fā)明解決了薄壁鋁合金圓筒焊后加工，焊縫強(qiáng)度不滿足使用要求的工藝難題。使得焊縫探傷合格率高達(dá)100%，并且提高了焊縫的焊接強(qiáng)度；不僅有效去除了鋁合金殼體表面的殘余拉應(yīng)力，而且摸索出一整套對(duì)薄壁圓筒壁厚及精度不受影響的干噴砂工藝。有效的消除了殼體表面的殘余拉應(yīng)力，提高了材料結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和疲勞壽命。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2是圖1中A處局部放大圖；
[0023]圖3是圖1中B處局部放大圖；
[0024]圖4是本發(fā)明的前法蘭盤I的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖5是本發(fā)明的孔座5的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明:
[0027]一種去應(yīng)力彈頭曲線形狀鋁合金薄壁圓筒，包括彈頭曲線形狀薄壁筒體2、前法蘭盤I和后法蘭盤7，在前法蘭盤I的后端側(cè)面上設(shè)置有與彈頭曲線形狀薄壁筒體2的前端對(duì)接的環(huán)形筒體9，在環(huán)形筒體9的后端圓環(huán)上設(shè)置有環(huán)形坡口 10，在前法蘭盤I的后端側(cè)面上設(shè)置的環(huán)形筒體9的環(huán)形坡口 10與彈頭曲線形狀薄壁筒體2的前端之間設(shè)置有垂直方向前環(huán)形焊接縫3，在彈頭曲線形狀薄壁筒體2的筒壁上設(shè)置有孔座孔4，在孔座5的外側(cè)壁上設(shè)置有定位環(huán)形臺(tái)階11，孔座5設(shè)置在孔座孔4中，在孔座5的外側(cè)壁上設(shè)置的定位環(huán)形臺(tái)階11與孔座孔4的孔邊內(nèi)側(cè)壁之間設(shè)置有水平方向環(huán)形焊接縫6，彈頭曲線形狀薄壁筒體2的后端是通過(guò)垂直方向后環(huán)形焊接縫8與后法蘭盤7固定連接在一起的。
[0028]在前法蘭盤I的后端側(cè)面上設(shè)置的與彈頭曲線形狀薄壁筒體2的前端對(duì)接的環(huán)形筒體9的壁厚是與彈頭曲線形狀薄壁圓筒2的壁厚相同的。
[0029]一種去應(yīng)力彈頭曲線形狀鋁合金薄壁圓筒的加工工藝，包括以下步驟:
[0030]第一步、將鋁合金板材卷成彈頭曲線形狀并焊接成彈頭曲線形狀薄壁筒體2，在彈頭曲線形狀薄壁筒體2的筒壁上機(jī)加工出孔座孔4 ；
[0031]第二步、機(jī)械加工出前法蘭盤1，使其后側(cè)端形成一個(gè)環(huán)形筒體9，使該環(huán)形筒體9的筒壁厚度與第一步得到的彈頭曲線形狀薄壁筒體2的壁厚相同；
[0032]第三步、在前法蘭盤I的環(huán)形筒體9的后端機(jī)加工出環(huán)形坡口 10 ；
[0033]第四步、機(jī)加工出孔座5，使其外側(cè)壁上形成定位環(huán)形臺(tái)階11 ；
[0034]第五步、將前法蘭盤I的環(huán)形筒體9的后端與彈頭曲線形狀薄壁筒體2的前端對(duì)接在一起，并在環(huán)形坡口 10處實(shí)施環(huán)形焊接，形成垂直方向前環(huán)形焊接縫3 ;
[0035]第六步、將孔座5套接在孔座孔4中，并使孔座5的外側(cè)壁上設(shè)置的定位環(huán)形臺(tái)階11與孔座孔4的孔邊內(nèi)側(cè)壁貼緊，并將孔座5與孔座孔4焊接在一起；
[0036]第七步、將后法蘭盤7焊接在彈頭曲線形狀薄壁筒體2的后端；
[0037]第八步、將焊接后的彈頭曲線形狀薄壁圓筒放入退火設(shè)備中，加熱到220°C，保溫2小時(shí)，然后冷卻到室溫；
[0038]第九步、將冷卻后的彈頭曲線形狀薄壁圓筒放在可旋轉(zhuǎn)的工裝上，用超聲波應(yīng)力消除沖擊槍對(duì)垂直方向前環(huán)形焊接縫3、垂直方向后環(huán)形焊接縫8和水平方向環(huán)形焊接縫6進(jìn)行去應(yīng)力2-3次；
[0039]第十步、對(duì)彈頭曲線形狀薄壁圓筒進(jìn)行精車；
[0040]第十一步、對(duì)精車好的彈頭曲線形狀薄壁圓筒進(jìn)行噴砂去應(yīng)力，所用噴砂的粒度100-120目，噴砂的形狀為三角形，噴射角為35-75度，噴砂的壓強(qiáng)保持在35-60帕；
[0041]第十一步、用超聲波檢測(cè)儀檢測(cè)彈頭曲線形狀薄壁圓筒的應(yīng)力，若殘余應(yīng)力未達(dá)到小于10%，重復(fù)第十步，直到殘余應(yīng)力小于10%為止；
[0042]對(duì)噴砂前、噴砂后的彈頭曲線形狀薄壁圓筒的壁厚及形位公差進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量結(jié)果顯示通過(guò)使用該噴砂工藝，其壁厚及其形位公差未受到影響。
【權(quán)利要求】
1.一種去應(yīng)力彈頭曲線形狀鋁合金薄壁圓筒，包括彈頭曲線形狀薄壁筒體(2)、前法蘭盤(I)和后法蘭盤(7)，其特征在于，在前法蘭盤(I)的后端側(cè)面上設(shè)置有與彈頭曲線形狀薄壁筒體(2)的前端對(duì)接的環(huán)形筒體(9)，在環(huán)形筒體(9)的后端圓環(huán)上設(shè)置有環(huán)形坡口(10)，在前法蘭盤(I)的后端側(cè)面上設(shè)置的環(huán)形筒體(9)的環(huán)形坡口(10)與彈頭曲線形狀薄壁筒體(2)的前端之間設(shè)置有垂直方向前環(huán)形焊接縫(3)，在彈頭曲線形狀薄壁筒體(2)的筒壁上設(shè)置有孔座孔(4)，在孔座(5)的外側(cè)壁上設(shè)置有定位環(huán)形臺(tái)階(11)，孔座(5)設(shè)置在孔座孔(4)中，在孔座(5)的外側(cè)壁上設(shè)置的定位環(huán)形臺(tái)階(11)與孔座孔(4)的孔邊內(nèi)側(cè)壁之間設(shè)置有水平方向環(huán)形焊接縫(6)，彈頭曲線形狀薄壁筒體(2)的后端是通過(guò)垂直方向后環(huán)形焊接縫(8)與后法蘭盤(7)固定連接在一起的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種去應(yīng)力彈頭曲線形狀鋁合金薄壁圓筒，其特征在于，在前法蘭盤(I)的后端側(cè)面上設(shè)置的與彈頭曲線形狀薄壁筒體(2)的前端對(duì)接的環(huán)形筒體(9)的壁厚是與彈頭曲線形狀薄壁圓筒(2)的壁厚相同的。
【文檔編號(hào)】B23P15/00GK204035921SQ201420368180
【公開(kāi)日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年7月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月6日
【發(fā)明者】錢勤, 閆曉英, 柴斐, 賈青云, 吳永峰, 白亞?wèn)|, 梁晶, 劉慶東, 劉永, 丁琪 申請(qǐng)人:山西汾西重工有限責(zé)任公司