阅读说明：本技术 一种超大直径钢制法兰的锻造及其制造方法 (Forging and manufacturing method of steel flange with ultra-large diameter ) 是由 费新海 费爱华 于 2020-12-11 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种超大直径钢制法兰的锻造及其制造方法,属于超大直径钢制法兰制造方法领域,其技术方案要点是,包括以下步骤：S1、准备若干长条坯料；S2、长条坯料采用弯曲,得到弧形坯料；S3、在基板上画样；S4、去除弧形坯料多余部分；S5、依照画样将弧形坯料放置在基板之后上检查画样；S6、在弧形坯料端部加工连接坡口；S7、将弧形坯料放回到基板上；S8、采用电弧增材制造的方式将弧形坯料连接；S9、法兰整体回火去应力；S10、对法兰进行机械加工去除余量,本发明的优点在于不受到设备的限制,简化生产步骤,缩短周期长,降低生产成本,提高经济效益。(The invention discloses a forging method and a manufacturing method of an oversized-diameter steel flange, belonging to the field of manufacturing methods of oversized-diameter steel flanges, and the technical scheme is characterized by comprising the following steps: s1, preparing a plurality of strip blanks; s2, bending the strip blank to obtain an arc blank; s3, drawing a sample on the substrate; s4, removing the redundant part of the arc-shaped blank; s5, placing the arc-shaped blank on the substrate according to the drawing sample and then checking the drawing sample; s6, processing a connecting groove at the end of the arc-shaped blank; s7, putting the arc-shaped blank back on the base plate; s8, connecting the arc-shaped blanks in an electric arc additive manufacturing mode; s9, tempering and destressing the whole flange; s10, machining the flange to remove allowance, and the method has the advantages of being free from the limitation of equipment, simplifying production steps, shortening the period, reducing the production cost and improving the economic benefit.)

一种超大直径钢制法兰的锻造及其制造方法

技术领域

本发明涉及超大直径钢制法兰制造方法领域，特别涉及一种超大直径钢制法兰的锻造及其制造方法。

背景技术

法兰是一种传统的连接件。从轻工业到重工业的各个领域中，都可以见到。尤其在水力发电、航空航天、航海船舶等领域需要使用超大直径的法兰，这种法兰的工作条件苛刻，所以对法兰的性能也有更高的性能要求。

传统的大型法兰部件采用钢锭冶炼、铸造、锻造等方式成型，并进行辅助热处理及最终的机加工，最终性能达到技术要求，但传统方法制造工序繁多、生产周期长，并且要求具有大型的相关设备才能生产的尺寸要求，一般设备条件的厂家无法生产部件，导致单个部件的生产成本高、经济效益不佳。

发明内容

本发明的目的是提供一种超大直径钢制法兰的锻造及其制造方法，其优点在于不受到设备的限制，简化生产步骤，缩短周期长，降低生产成本，提高经济效益。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种超大直径钢制法兰的锻造及其制造方法，包括以下步骤：S1、准备若干长条坯料；S2、长条坯料采用弯曲，得到弧形坯料；S3、在基板上画样；S4、去除弧形坯料多余部分；S5、依照画样将弧形坯料放置在基板之后上检查画样；S6、在弧形坯料端部加工连接坡口；S7、将弧形坯料放回到基板上；S8、采用电弧增材制造的方式将弧形坯料连接；S9、法兰整体回火去应力；S10、对法兰进行机械加工去除余量。

进一步的，在步骤S1中，首先计算法兰外径的周长，周长分成若干段，每段的长度即长条坯料的长度。

进一步的，在步骤S6中，相邻两个弧形坯料的连接坡口形成开口的角度范围是45-50°。

进一步的，在步骤S5中，当弧形坯料依照画样放样的时候，保证弧形坯料之间接缝处小于1mm。

进一步的，在步骤S8中，包括以下步骤：1、准备设备、丝材和保护气体；2、对连接坡口进行逐层剖析建立模型，规划增材路径；3、根据模型逐层填充，支撑填充满连接坡口。

进一步的，在步骤1中，丝材选择为316L不锈钢，保护气体选择为氩气和氮气的混合气体。

进一步的，在步骤3中，每层的填充路径为沿宽度方向逐行填充。

进一步的，在步骤3中，焊接速度为0.35-0.5m/min，焊接电流控制在120-140A，送丝速度控制在80～100mm/s。

进一步的，在步骤S9中，法兰送入炉中加热回火，温度范围控制在1080-1120℃，保温1-1.5h，之后油冷到室温。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1.针对于直径超过6m的超大型法兰，其制造不需要依赖大型压机，对设备要求低，降低生产成本，提高经济效益；

2.采用电弧增材的技术将多段弧形坯料连接为一个整体，可以明显连接处的尺寸精度，替换人工焊接大大缩短了工作时间。

附图说明

图1是超大直径钢制法兰的锻造及其制造方法的步骤示意图；

图2是连接坡口的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

实施例1：一种超大直径钢制法兰的锻造及其制造方法，如图1所示，包括以下步骤：S1、准备若干长条坯料，坯料选用316L超低碳不锈钢。工作人员首先计算法兰外径的周长，周长分成若干段，每段的长度即长条坯料的长度，最后按计算所得的长度。本实施例中，制造的法兰尺寸为φ9800mm/φ9100mm*640mm，工作将设计的法兰均分为4段。

S2、长条坯料采用弯曲，得到弧形坯料。弧形坯料对应为圆心角为90°。

S3、在基板上画样。基板选用和坯料同样的材料。在基板依照法兰1∶1画样。

S4、采用线加工的方式去除弧形坯料多余部分，同时将每段弧形坯料编号。

S5、依照画样将弧形坯料放置在基板之后上检查画样，保证弧形坯料之间接缝处小于1mm。

S6、如图2所示，在弧形坯料端部加工一对连接坡口，一对连接坡呈内外对称布置。相邻两个弧形坯料的连接坡口形成开口的角度范围是45-50°。

S7、将弧形坯料放回到基板上，并且重新复核画样线。

S8、采用电弧增材制造的方式将弧形坯料连接，其具体包括：

1、准备设备、丝材和保护气体。其中设备优选ABB焊接机器人和变位机，丝材选择为316L不锈钢，保护气体选择为氩气和氮气的混合气体。

2、对连接坡口进行逐层剖析建立模型，规划增材路径。

3、根据模型从下到上逐层填充，支撑填充满连接坡口。每层的填充路径为沿宽度方向逐行填充。焊接参数：焊接速度为0.35-0.5m/min，焊接电流控制在120-140A，送丝速度控制在80～100mm/s。

S9、法兰整体回火去应力。工作人员将法兰送入炉中加热，升温到1080℃，升温速率控制在120℃/min，达到目标温度之后保温1h，之后油冷到室温。

S10、法兰进行机械加工去除余量。最后对法兰进行超声波无损检测，法兰零件符合NB1T47008-2010和70BJ026-2010的标准。

实施例2：与实施例1不同的地方在于，在步骤S9中，工作人员将法兰送入炉中加热，升温到1100℃，升温速率控制在100℃/min，达到目标温度之后保温1h15min，之后油冷到室温。

实施例3：与实施例1不同的地方在于，在步骤S9中，工作人员将法兰送入炉中加热，升温到1120℃，升温速率控制在150℃/min，达到目标温度之后保温1h30min，之后油冷到室温。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。