不锈钢薄壁容器制造工艺分析

2022-12-14

一、不锈钢薄壁容器概述

不锈钢薄壁容器与传统的不锈钢容器相比, 自身有着明显的优势, 比如在满足相同的使用需求情况下, 不锈钢薄壁容器很大程度的能够节省容器罐体不锈钢的用量, 从而节省经济成本, 除此之外, 较传统不锈钢容器而言, 薄壁容器结构简单, 质量较轻, 使用起来更加方便。因此, 不锈钢薄壁容器在化工、机械、冶金、国防、食品等领域中被广泛应用。在本文中探讨的不锈钢薄壁容器主要是由薄钢板卷制焊接而成的, 通常在低压或常压环境下使用。

二、不锈钢薄壁容器制造工艺分析

不锈钢薄壁容器制造工艺直接关系到产品的质量、加工的成本以及生产的效率, 因此, 要想制造加工出符合技术规范、质量达标且经济可行的不锈钢薄壁容器, 我们就必须制订出合理的制造工艺。

1. 不锈钢薄壁容器制造工艺概述

不锈钢薄壁容器的制造工艺流程中, 有两个至关重要的工艺, 那就是不锈钢薄壁容器的焊接工艺和热处理工艺, 焊接和热处理的质量直接影响到产品的使用性能和使用寿命。因此在下文中我们将对焊接工艺和热处理工艺进行详细的分析和探讨。

2. 不锈钢薄壁容器焊接工艺分析

在不锈钢薄壁容器的制造过程中, 我们对焊接工艺要求是很高的。不锈钢材料一般情况下含碳量较低, 塑性和韧性都比较好, 淬硬倾向不明显, 因此可焊性较好。然而, 在不锈钢薄壁容器的实际制造过程中, 容易出现如下问题:焊接完成后, 焊缝容易收缩变形, 焊缝表面熔宽不够均匀, 焊缝不饱满, 残留焊渣、焊瘤、气孔, 筒体圆度不够, 直线度和棱角度不符合制造要求, 产生热裂纹, 容易发生焊缝晶间腐蚀等, 这些缺陷将直接影响不锈钢薄壁容器的使用性能。因此, 为保证不锈钢薄壁容器的质量, 我们必须要对焊接工艺进行详细的分析, 确定合适的焊接工艺。

在不锈钢薄壁容器的制造过程中, 我们要尽量避免出现以上问题, 我们将从材料选择、准备工作和实施焊接三个三面进行阐述和说明:

第一, 选择合适的不锈钢母材和焊接材料。焊材选择时要遵循两个原则:首先, 焊材必须要满足焊缝的力学性能, 在焊条直径合理的情况下, 保证焊接要求的抗拉强度和伸长率;除此之外, 由于不锈钢材料抗腐蚀性能好, 因此在选择焊丝和焊条时, 也应该注意其的防腐性能, 各化学成分的质量分数必须达到标准要求, 严格控制杂质的含量。例如:不锈钢母料为OCr18Ni9, 那么选用焊丝选择直径两毫米的HOCr20Ni10Ti氩弧焊, 同时选用A132的焊条是比较合适的。

第二, 做好焊接前的准备工作。下料时可以不用额外预留收缩变形量, 但是筒体钢板组对时要预留两毫米至三毫米的焊缝间隙, 这样可以避免焊接完成后发生焊缝收缩变形的问题;另外, 必须设计合理的坡口尺寸和形状, 可以有效减少焊接的晶间腐蚀变形;此外, 焊接前, 一定要将焊缝两边的锈迹、污渍清理干净, 具体的清理范围大约在焊缝两侧20毫米左右, 常用的清洗液有丙酮等;外道焊接结束后, 利用角磨光机进行抛光, 将工件夹角的渗碳层区域清理干净, 直至看到明显的不锈钢光泽, 然后再进行内道焊接;还需要注意的一点是, 为方便处理焊接中的飞溅, 可在焊缝两边涂抹石灰水。

第三, 焊接过程中, 最为关键的是选择合理的焊接参数 (包括焊接层数、焊接方法, 电源极性、焊接电流、焊接电压、焊接速度、层间温度等) 。另外, 由于薄壁不锈钢容器材料厚度很小, 因此传热性能很好, 受热膨胀问题严重, 因此在焊接时应该先进行外道的打底焊, 然后再进行盖面焊;焊接时, 在容器内部放置膨胀圈, 待焊接结束后再进行拆除;小电流及小热量输入焊接, 确保焊接时层间温度不要过高;焊接完成后, 快速进行冷却, 减小接头在敏化温度区的停留时间;合理布置焊接位置, 尽量采取多个焊道焊接, 减少焊接接头, 避免焊道交叉, 从而减少热影响区域。上述介绍的方法都能够缓解薄壁容器焊接收缩变形、圆度不达标等问题。

3. 不锈钢薄壁容器热处理工艺分析

热处理工艺是制造加工必不可少的一道工序, 它的原理是通过一定温度控制 (加热、保温、冷却) , 来改善材料的表面性质以及内部结构, 从而改善材料的性能。焊接后进行热处理工艺, 可以有效消减不锈钢薄壁容器的焊接应力、减少焊缝晶间裂纹并且能够大幅度提升容器的防腐性能, 从而有效增长不锈钢薄壁容器的有效使用时间, 确保容器产品质量安全可靠, 因此对不锈钢薄壁容器进行热处理是很有必要的。但是, 由于不锈钢薄壁材料厚度小、传热性能强、膨胀变形问题严重的原因, 我们在进行热处理工艺时要特别注意以下几个方面的问题。

首先, 热处理炉必须符合行业的标准, 使用测量仪表, 时刻控制热处理炉内部的温度, 坚决杜绝火焰直接接触需要处理的不锈钢薄壁容器 (可以在热喷嘴处设置隔离装置解决) , 达到温度精准和均匀的要求, 防止温度不均引发二次应力集中问题。

其次, 有些不锈钢薄壁容器的长度较长、筒体直径较大, 在热处理过程中, 容易失去稳定, 因此必须在容器外部合理添加支撑件加固, 容器内部布置刚性支撑设备, 防止发生形变。

结语

不锈钢薄壁容器在各个行业中被广泛使用, 其产品质量直接影响到工业生产的质量, 而产品质量的好坏则又与焊接工艺及热处理工艺息息相关。为满足实际生产对不锈钢薄壁容器的要求, 我们就需要不断研究其制造工艺。主要是制订合理的焊接工艺和热处理工艺, 从而达到降低经济成本、提高产品质量的生产要求, 提升产品的市场竞争力。在本文中, 笔者根据实际生产经验, 对不锈钢薄壁容器的制造工艺提出了一些见解, 希望对不锈钢薄壁容器的制造生产提供一定的技术支持。

摘要：不锈钢薄壁容器的制造过程工艺存在很多问题, 因此对于不锈钢薄壁容器制造工艺的研究已成为一项重要的研究课题。论文主要介绍了不锈钢薄壁容器的概况, 然后就制造工艺, 尤其是工艺流程中最为关键的焊接工艺及其热处理工艺进行了深入分析和探讨。

关键词：不锈钢薄壁容器,制造工艺分析,焊接,热处理