工件在加热和冷却过程中,碟形封头由于表层和心部的冷却速度和时间的不一致,形成温差,就会导致体积膨胀和收缩不均而产生应力,即热应力。在热应力的作用下,由于表层开始温度低于心部,收缩也大于心部而使心部受拉,当冷却结束时,由于心部最后冷却体积收缩不能自由进行而使表层受压心部受拉。即在热应力的作用下最终使工件表层受压而心部受拉。这种现象受到冷却速度,材料成分和热处理工艺等因素的影响。 碟形封头的高频焊接正是利用交流电的趋肤效应和邻近效应,钢材经滚压成型后,形成一个截面断开的圆形管坯,在管坯内靠近感应线圈中心附近旋转一个或一组阻抗器(磁棒),阻抗器与管坯开口处形成一个电磁感应回路,在趋肤效应和邻近效应的作用下,管坯开口处边缘产生强大而集中的热效应,使焊缝边缘迅速加热到焊接所需温度经压辊挤压后,熔融状态的金属实现晶间接合,冷却后形成一条牢固的对接焊缝。 碟形封头高频焊接是根据电磁感应原理和交流电荷在导体中的趋肤效应,邻近效应和涡流热效应,使焊缝边缘的钢材局部加热到熔融状态,经滚轮的挤压,使对接焊缝实现晶间接合,从而达到焊缝焊接的目的。高频焊是一种感应焊(或压力接触焊),它无需焊缝填充料,无焊接飞溅,焊接热影响区窄,焊接成型美观,焊接机械性能良好等优点,因此在钢管的生产中受到广泛的应用。 碟形封头在加热和冷却过程中的热应力现象,封头由于表层和心部的冷却速度和时间不一致,形成温差,就会导致体积膨胀和收缩不均而产生应力,即热应力。 GB150及有关封头标准的厚度定义不甚合理,主要体现在容器和封头成形后的厚度要求上,对凸形封头和热卷筒的成形厚度要求不得小于名义厚度减钢板负偏差,由此可能导致设计和制造两次在设计厚度的基础上增加厚度以保证成形厚度。 为此,曾经提出了成形厚度的概念:“热卷圆筒或凸形封头加工成形后需保证的厚度,其值不小于设计厚度”。也就是说设计者应在图纸上标注名义厚度和成形厚度,这样使得制造单位可根据制造工艺和原设计的设计圆整量决定是否再加制造减薄量。这种厚度的定义和标注是截止2013年国际压力容器界的流行方法,有其合理性,但在我国现行标准中有以下两个问题需解。 碟形封头的焊接成型过程: 铸件凝固过程中热交换的特点:金属液一旦进入型腔,就把热量传给金属型壁。液体金属通过型壁散失热量,进行凝固并产生收缩,而型壁在获得热量,升高温度的同时产生膨胀碟形封头,结果在铸件与型壁之间形成了“间隙”。 在“铸件一间隙一金属型”系统未到达同一温度之前,可以把铸件视为在“间隙”中冷却,而金属型壁则通过“间隙”被加热。金属型和砂型,在性能上有显著的区别,如砂型有透气性封头,而金属型则没有;砂型的导热性差碟形封头,金属型的导热性很好,砂型有退让性,而金属型没有等。 金属型的这些特点决定了它在铸件形成过程中有自己的规律,型腔内气体状态变化对铸件成型的影响:金属在充填时,型腔内的气体必须迅速排出,但金属又无透气性,只要对工艺稍加疏忽,就会给铸件的质量带来不良影响。