橢圓形封頭和碟形封頭分別是由橢圓殼與碟形殼及以高為h的圓筒直邊段構(gòu)成。橢圓形殼體由連續(xù)的橢圓線為母線而形成;而碟形封頭的殼體是由以半徑為R(接近其圓筒直徑R=(019~110)D)的球面殼與以半徑為r的過渡段兩部分所組成,后者亦即折邊球形封頭。在曲率變化上,橢圓形封頭與碟形封頭均存在殼體與直邊段這一不連續(xù)處,而碟形封頭還增加了球面與過渡段這一不連續(xù)處。不連續(xù)處即意味著由于曲率的突變產(chǎn)生了應(yīng)力突變。這里列出與標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭以及與標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭有相似外形(相同直徑與高度)的碟形封頭之應(yīng)力分布圖!
大型橢圓封頭在生產(chǎn)過程中,封頭焊后一般都會(huì)產(chǎn)生變形,Y如果變形量超過允許值,Y就會(huì)影響使用。產(chǎn)生的主要原因是大型封頭不均勻地局部加熱和冷卻造成的。因?yàn)閅焊接時(shí),Y大型封頭僅在局部區(qū)域被加熱到高溫,離焊縫愈近,Y溫度愈高,膨脹也愈大。
但是,加熱區(qū)域的Y金屬因受到周圍溫度較低的金屬阻止,卻不能自由膨脹;Y而冷卻時(shí)又由于Y周圍金屬的牽制不能自由地收縮。結(jié)果這部分加熱的金屬存在拉應(yīng)力,而其它部分的金屬則存在與之平衡的壓應(yīng)力。Y當(dāng)這些應(yīng)力超過金屬的屈服時(shí),將產(chǎn)生焊接變形;當(dāng)超過金屬的強(qiáng)度時(shí),Y則會(huì)出現(xiàn)裂縫。
隨著大型石油、化工裝備國產(chǎn)化工作的日益進(jìn)展,我國自行設(shè)計(jì)制造的大直徑(①2400)。大壁厚(670)壓力容器越來越多。由于設(shè)備條件的限制,一些球型、橢圓型封頭往往不能整體壓制成形,需采取分瓣沖壓拼焊的方法。對于這類封頭的瓜瓣拼焊,下面看一下橢圓封頭電渣焊拼接時(shí)佳焊接位置的計(jì)算機(jī)輔助。
在分析橢圓封頭及絲極電渣焊工藝特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,建立了用于解決橢圓封頭瓜瓣絲極電渣焊拼接的數(shù)學(xué)模型。開發(fā)了計(jì)算佳焊接位置和工件運(yùn)動(dòng)情況的計(jì)算機(jī)軟件。根據(jù)計(jì)算結(jié)果,討論了橢圓封頭瓜瓣絲極電渣拼焊工藝的可行性,并將計(jì)算結(jié)果用于指導(dǎo)生產(chǎn)。