一、常見的封頭加工材料有哪些

常見的封頭生產(chǎn)材料有不銹鋼、碳素鋼、合金鋼以及銅、鋁、鎳、鈦等特殊材料，不同材料有著不同的特性，加工方式和適用領(lǐng)域都有所不同。

1、不銹鋼封頭

不銹鋼材質(zhì)表面光亮，觸感堅(jiān)硬，耐酸堿、耐氧化，成型性與相容性較強(qiáng)，適用領(lǐng)域廣泛。不銹鋼封頭包含304不銹鋼、321不銹鋼、316L不銹鋼、310S不銹鋼、2205雙相不銹鋼等材質(zhì)，304不銹鋼封頭適用于大部分應(yīng)用場景，若封頭需要用于高溫環(huán)境，建議使用310S不銹鋼，若封頭需要用于酸堿環(huán)境，則需要耐酸堿性更強(qiáng)的316L不銹鋼。

2、碳素鋼封頭

碳素鋼硬度高，強(qiáng)度大，韌性強(qiáng)，用于封頭制造的主要有Q235、20#、A3、16錳、Q345B、45號鋼等。

3、合金鋼封頭

復(fù)合鋼強(qiáng)度高，結(jié)構(gòu)輕，表面亮澤，經(jīng)久耐用，由于其較強(qiáng)的耐腐蝕特性，經(jīng)常用于石油、化工、海水淡化、核工業(yè)等領(lǐng)域的壓力容器封頭制造。復(fù)合鋼切削力大，容易在切割時出現(xiàn)誤差。

4、特材封頭

除了以上介紹到的合金鋼封頭之外，還有銅、鋁、鎳、鈦等特材封頭，所用材料包含5083-H112、1060、5052鋁板，N5、N6鎳材料，TA9、TC4鈦板以及紫銅等。

二、封頭制造工藝流程

封頭的制造工藝和生產(chǎn)流程主要包括模板設(shè)計(jì)、材料準(zhǔn)備、切割加工、成型、熱處理、焊接、加工調(diào)整和表面處理等環(huán)節(jié)。下面將詳細(xì)介紹封頭的制造工藝和生產(chǎn)流程。

1、模板設(shè)計(jì)

模板設(shè)計(jì)是封頭制造的起點(diǎn)，通過模板設(shè)計(jì)可以確定封頭的形狀、大小和曲率等重要參數(shù)。首先需要根據(jù)封頭的實(shí)際應(yīng)用需求以及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范制定設(shè)計(jì)要求，然后根據(jù)設(shè)計(jì)要求繪制出封頭的輪廓圖，并進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。

2、材料準(zhǔn)備

封頭制造所使用的材料一般是金屬板材，如不銹鋼、碳鋼、鎳合金等。在材料準(zhǔn)備階段，需要根據(jù)設(shè)計(jì)要求選取合適的材料，并檢查材料的外觀質(zhì)量、化學(xué)成分和物理性能等指標(biāo)是否符合要求。

3、切割加工

切割加工是將大尺寸的金屬板材按照模板設(shè)計(jì)要求切割成封頭的輪廓形狀。常用的切割方式包括剪切、焊接切割、氧氣切割和等離子切割等，根據(jù)不同的切割方式選擇相應(yīng)的切割設(shè)備和工藝。

4、成型

成型是將切割好的金屬板材通過機(jī)械力或液壓力進(jìn)行成型，使其成為封頭的形狀。成型過程中需要使用專用的成型設(shè)備，如液壓成形機(jī)、冷彎機(jī)和卷曲機(jī)等。根據(jù)不同的封頭形狀和類型選擇相應(yīng)的成型設(shè)備和工藝。

5、熱處理

熱處理是為了改善封頭的材料組織和性能，提高封頭的強(qiáng)度和硬度。常用的熱處理方式包括退火、正火、淬火和回火等，根據(jù)封頭的材料和性能要求選擇相應(yīng)的熱處理方式和工藝。

6、焊接

焊接是將各個封頭部分進(jìn)行連接的重要工藝環(huán)節(jié)。根據(jù)封頭的形狀和結(jié)構(gòu)，選擇相應(yīng)的焊接方法，如手工電弧焊接、氣體保護(hù)焊接、激光焊接和電阻焊接等。在焊接過程中要保證焊接接頭的質(zhì)量和焊接強(qiáng)度。

7、加工調(diào)整

加工調(diào)整是為了保證封頭的形狀和尺寸與設(shè)計(jì)要求一致。通過加工調(diào)整可以對封頭進(jìn)行切削、拋光和修整等工藝處理，使其達(dá)到加工要求。

8、表面處理

表面處理是為了提高封頭的耐腐蝕性能和美觀性。常用的表面處理方式包括噴砂、噴涂、電鍍和拋光等，選擇相應(yīng)的表面處理方法和工藝根據(jù)封頭的應(yīng)用環(huán)境和要求。

三、封頭制造的五個常見問題

1、設(shè)備制造廠與封頭廠的“分工”

壓力容器封頭，國內(nèi)絕大部分設(shè)備制造廠（以下簡稱制造廠）都是委托專業(yè)的封頭壓制單位進(jìn)行加工。但考慮到對原材料的質(zhì)量把控以及材料（尤其是特殊材料）的采購能力，封頭原材料采買、下料拼焊一般由制造廠負(fù)責(zé)。

制造廠需根據(jù)封頭結(jié)構(gòu)和材料特性、受委廠家的壓制能力、運(yùn)輸、綜合成本等因素，制定合理的加工工藝，制定熱加工及恢復(fù)材料性能熱處理制度（必要時）。

2、冷沖壓、熱沖壓

冷沖壓成型以其尺寸精確、成本低、外觀美觀等優(yōu)點(diǎn)被大量使用，主要用于直徑6米以內(nèi)、厚度40mm以下的封頭，適用碳素鋼、Q345R類低合金鋼、不銹鋼等。

熱沖壓成型最大厚度有的可達(dá)380mm，但熱沖壓有幾個缺點(diǎn)：封頭尺寸不太好控制；加熱對材料本身影響也較大，可能會破壞原材料的性能；此外，熱加工更為耗能并不環(huán)保。

3、旋壓

旋壓主要適用于厚度相對較薄的近似橢圓封頭或平底封頭，無需沖壓模具。但目前，對于有些情況，業(yè)主是不太接受旋壓封頭的。

旋壓分為冷旋壓和熱旋壓，目前應(yīng)用較多的是冷旋壓，主要用于碳素鋼、Q345R類低合金鋼、不銹鋼材料等。加工最大直徑可達(dá)11米，厚40mm左右。凸形封頭一般在旋壓前需進(jìn)行預(yù)成形，例如壓鼓。

4、什么時候用分瓣

當(dāng)沖壓或旋壓設(shè)備能力不夠用，或整體運(yùn)輸受限時，會采用分辨加工成形。

分瓣，需根據(jù)具體形狀制作模具，周期相對較長，且封頭拼縫多，焊接工作量大，沒有整體封頭成型好。

一般直徑6米以上的橢圓封頭，直徑5米以上的球封頭采用分瓣。其中頂圓采用壓鼓，瓣片采用上下模熱壓成形。

5、各加工方法的減薄率

旋壓：橢圓封頭減薄率為13%—16%，與直徑成正比，與厚度成反比。

沖壓：橢圓封頭接近大曲率的部位減薄率通常最大，約為8%—10%。半球形封頭（球缺）接近底部20°—30°范圍的減薄率通常最大，約為12%—14%，保守取值13%—15%。

分瓣封頭瓣片減薄率較小，一般都在5%以下，但頂圓板若采用整圓壓制，其減薄率約為8%—10%，不過，除整圓壓制（或先拼焊）外，頂圓板還可以采用分條壓制（先壓制后拼圓）。