[发明专利]一种桁条结构筒形件的应力松弛校形方法

说明书

技术领域

本发明涉及应力松弛校形法技术领域，具体涉及一种桁条结构筒形件的应力松弛校形方法。 

背景技术

桁条结构筒形件由筒形壳体和桁条两部分组成，筒形壳体部分采用两块半圆钛合金板材焊接而成，壁厚2mm，筒形壳体内部均匀焊有8根桁条，桁条宽30mm。椭圆度要求±0.2mm。焊接后，筒形壳体外径及桁条焊接部位发生变形，且存在较大焊接残余应力，与端框对接时，难以满足±0.2mm的焊接阶差要求。采用一体式应力松弛校形模胎难以将桁条部位筒壁校至理想尺寸。需要在一体式校形模胎的基础上装配支耳，对桁条部位筒壁进行局部校形。但由于支耳厚度小，装配式校形模胎胀形量与一体式校形模胎胀形量存在差别，易因支耳胀形量过小造成截面呈花瓣形结构。 

发明内容

(一)要解决的技术问题 

本发明的目的是克服现有应力松弛校形方法无法将桁条内筒壁校形至理想尺寸的缺陷，提供一种桁条结构筒形件的应力松弛校形方法，有效降低桁条结构筒形件的外径椭圆度，消除因胀形不均匀带来的截面花瓣式结构。 

(二)技术方案 

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种桁条结构筒形件的应力松弛校形方法，所述桁条结构筒形件包括筒形壳体和桁条，所述方法包括以下步骤： 

S1、确定装配式校形模胎的尺寸，其中，利用胀形修正系数对所述装配式校形模胎的支耳尺寸采用差别计算法进行计算； 

S2、根据步骤S1的计算结果制备所述装配式校形模胎； 

S3、将符合预设壁厚尺寸要求的板材压成两个半圆，将所述两个半圆焊接成所述筒形壳体，并将桁条焊接到筒形壳体上，在筒形壳体的端面周长符合预设要求，且桁条位置无偏移后，继续执行步骤S4； 

S4、将筒形壳体和装配式校形模胎进行清洗； 

S5、将筒形壳体套入装配式校形模胎，将所述支耳插入桁条中，在室温下放入真空炉； 

S6、在真空度达预设条件后开始升温，升至预设温度后，再保温一段时间； 

S7、在真空条件下随炉冷却，冷至一定温度后出炉，若筒形壳体满足尺寸要求，则与端框进行焊接装配后结束，否则返回步骤S3，直至筒形壳体满足尺寸要求。 

优选地，所述装配式校形膜胎的材料使用ZGlCr18Ni9Ti，经铸造整体成型为圆筒形结构，在8等分位置上加工用于避开桁条的凹槽，装配式校形膜胎的底部装配有可伸至桁条内部的所述支耳，装配式校形膜胎的上部两边焊接两个吊耳，装配式校形膜胎的底部设有底座。 

优选地，步骤S1在确定装配式校形模胎的尺寸的过程中，满足以下条件： 

δ≥ΔD₁-Δd=(D₁×λ₁-d×λ₂)×(T-T₀)／10^-6

δ′≥α(ΔD₂+ΔD₃)-Δd＝[(D₂×λ₂+D₃×λ₃)-d×λ₁]×(T-T₀)／10^-6

其中，δ表示装配式校形模胎整体与筒形壳体间隙； 

δ′表示支耳与筒形壳体间隙； 

α表示所述胀形修正系数； 

D₁表示装配式校形模胎的非桁条部位直径； 

D₂表示桁条部位的装配式校形模胎直径； 

D₃表示支耳厚度； 

d表示圆筒形结构的直径； 

ΔD₁表示装配式校形模胎非桁条部位直径的增大值； 

ΔD₂表示桁条部位的装配式校形模胎直径的增大值； 

ΔD₃表示支耳厚度增大值； 

Δd表示圆筒形结构直径增大值； 

λ₁表示装配式校形模胎线膨胀系数； 

λ₂表示筒形壳体线膨胀系数； 

λ₃表示支耳线膨胀系数； 

T₀表示室温； 

T表示校形温度。 

优选地，所述真空炉的有效加热区的额定温度为1300℃，最大真空度为1×10^-3Pa。 

优选地，所述装配式校形模胎的外径尺寸与焊接件直径、桁条位置、热校形温度有关。