多層板包扎設備

1、單臂卡鉗式包扎機

①本設備可包扎DN800~DN1600(外徑≤Φ1800)的整體多層夾緊式高壓容器,通過行走機構在軌道上的運動,可包扎長度2~30m的容器,并達到HG3129-1998的行業標準。

②夾緊機械手的動作采用液壓原理、電器控制,其油缸可以同步往返也可單獨往返移動,單個行程為150mm,油缸工作壓力為≤16MPa,單個最大夾緊力19634kg。配有遠程和近程控制。

③預緊裝置的上、下拉緊仍采用液壓原理、電器控制,其油缸上、下可以同步往返也可單獨往返移動,單個行程550mm,油缸工作壓力為≤16MPa,單個最大預緊力2443kg。也有遠程和近程控制。

④夾緊機械手的升降操作,采用浮動裝置,電器控制,方便機械手上、下移動(和微調),確保機械手升降靈活,快速。

⑤綜上所述,本裝置是自主創新,改進產品結構,使之更新換代,為資源節約型(如:層板下精料、筒節不再車兩端面焊接坡口、深槽焊等);環境友好型(人性化操作,減少勞動強度)的設備。達到本行業和國內領先水平。

2、設備主要技術參數

液壓系統最高工作壓力:16MPa;

機械手油缸行程:150mm;

預拉緊裝置油缸行程:550mm×2;

浮動有效高度:≤950mm;

單個浮動提升力≥1300kgf ;

有效包扎容器外直徑:φ900~φ1800mm。

3、設備組成

本設備由行走機構、單臂架、液壓系統二套、四個夾緊機械手、四組浮動裝置、二組預拉緊裝置、三只頂升油缸等組成。

多層板包扎方法

現階段我們國家在針對壓力容器的制作方法有很多成果,就運用多層包扎制作壓力容器筒體就有兩種方式,并且在多層板包扎的基礎上又延伸出許多方法,比如多層繞板式、多層繞帶式等等,筆者就不詳細論述。重點進行多層板包扎兩種方法的論述。

1、分段包扎方法

在多層板包扎中有一種方法叫分段包扎方法,顧名思義該結構制作的方法是先制作一節筒節,把內襯用的板卷制,然后焊接縱縫。接著把卷制成圓缺狀的層板包扎在內襯上,然后焊接縱縫。包扎過程中相鄰層板焊縫與內襯焊縫、相鄰層板焊縫與每層層板焊縫不能重合,每條焊縫間的距離要不小于100m,切面展開圖表示兩焊縫的角度大于45°。依次包扎7層12mm厚的16MnR層板到預計厚度后形成單個筒節,在筒節的兩端開坡口,將每段筒節通過環焊縫連接形成筒體。設計采用液壓機械手整體夾緊式工藝包扎,內筒與層板之間以及每層層板和相鄰兩層層板的縱向和環向焊接接頭相互錯開,避免焊縫重疊,每一節層板要求設置通氣孔。內筒采用較厚板26mm的16MnR板(根據壓力容器的使用條件可以換為耐腐蝕,耐高溫等材料,筆者為了方便設計層板與內筒選同一材料),主要是為了增加待包扎筒體的剛性,同時也便于在內筒內壁上開設檢漏槽。

2、整體包扎方法

整體包扎方法和分段包扎方法的區別在于,整體包扎方法是先將內筒(內襯)組焊在一起形成一個整體的內筒。然后將內筒體與封頭或者法蘭焊接好,形成一個整體。然后在內通體上逐層包扎7層12mm厚的16MnR層板形成包扎層,包扎層的縱縫和分段包扎要求相同。分段包扎制造中由于先將層板分段包扎于分段內筒上,致使每節筒節的壁厚都非常厚,在后期的筒節組焊上,需要將每節筒節的兩端開坡口埋弧焊,會產生深環焊縫。深環焊縫的制造生產上很容易產生焊接缺陷,且在焊接檢驗的過程中難以檢驗,此類缺陷很容易沿著壁厚方向擴展引起爆破失效。由于結構的影響,深環焊縫不能進行焊后的熱處理工作,所以在環焊縫附近會產生很大的應力集中現象。整體包扎制造中,避免了深環焊縫的焊接,焊接過程中就減少了焊接缺陷的產生,并且層板與內筒,層板與層板間的焊縫相互錯開,減少了應力集中。就算產生了焊接缺陷沿著壁厚方向也不會連續,整體包扎設計的壓力容器只會出現泄漏不會出現爆炸的現象,降低了生產中的危險。3層板間隙檢測(貼合率的檢測)多層板包扎設計生產中,理想狀態是層板與內筒,相鄰層板間是沒有縫隙緊密結合的。但是在生產制造中,由于卷板機的工作能力,各種人為外界因素導致,層板與內筒,層板與層板之間是由于表面不同,受力不均勻的情況導致層板與內筒,相鄰層板與層板之間是存在間隙的。而這種間隙的存在是導致這個筒體預應力下降的重要原因,因為包扎式高壓容器的預應力是通過每層層板間的接觸傳播的,間隙的產生大大降低了預應力的分散,降低了產品的質量。所以,降低層板的間隙是提高多層板包扎容器的使用壽命的重中之重。

層板間隙的多與少另一個變現方式就是貼合率,提高層板的貼合率就是降低了層板間的間隙,在檢查層板是否有間隙時是以0.03mm的塞尺,塞不進相鄰兩層層板之間或者層板與內筒之間。還可以用手敲擊層板表面,聲音飽滿而不是空曠的聲音,用這種方法敲擊整個層板表面,飽滿聲音占總面積的比例來檢測層板是否成功包扎在內筒或者上一層板上。檢測的詳細方法是:除了用塞尺的方法,敲擊法將包扎板平均分成160格,對每一格進行敲擊,對不合格的區域標注,未標注的部分占總部分的比率即為貼合率,該指標大于等于85%層板貼合才算過關。第二次檢查貼合率是在縱焊縫與環焊縫都焊完后進行,由于縱焊縫的的橫向收縮能力,層板的貼合率會比1次檢測的值更高,貼合率更好。

大功率功放 - 基材:陶瓷+FR-4板材+銅基,層數:4層+銅基,表面處理:沉金,特點:陶瓷+FR-4板材混合層壓,附銅基壓結.

軍工高頻多層板 - 基材:PTFE,板厚:3.85mm,層數:4層,特點:盲埋孔、銀漿填孔。

綠色產品 - 基材:環保FR-4板材,板厚:0.8mm,層數:4層,尺寸:50mm×203mm,線寬/線距:0.8mm,孔徑:0.3mm,表面處理:沉金、沉錫。

高頻、高Tg器件 - 基材:BT,層數:4層,板厚:1.0mm,表面處理:化金。

嵌入式系統 - 基材:FR-4,層數:8層,板厚:1.6mm,表面處理:噴錫,線寬/線距:4mils/4mils,阻焊顏色:黃色。

DCDC,電源模塊 - 基材:高Tg厚銅箔、FR-4板材,尺寸:58mm×60mm,線寬/線距:0.15mm,孔徑:0.15mm,板厚:1.6mm,層數:10層,表面處理:沉金,特點:每層銅箔厚度3OZ(105um),盲埋孔技術,大電流輸出。

高頻多層板 - 基材:陶瓷,層數:6層,板厚:3.5mm,表面處理:沉金,特點:埋孔。

光電轉換模塊 - 基材:陶瓷+FR-4,尺寸:15mm×47mm,線寬/線距:0.3mm,孔徑:0.25mm,層數:6層,板厚:1.0mm,表面處理:鍍金+金手指,特點:嵌入式定位。

背板 - 基材:FR-4,層數:20層,板厚:6.0mm,外層銅厚:1/1盎司(OZ),表面處理:沉金。

微型模塊 - 基材:FR-4,層數:4層,板厚:0.6mm,表面處理:沉金,線寬/線距:4mils/4mils,特點:盲孔、半導通孔。

通信基站 - 基材:FR-4,層數:8層,板厚:2.0mm,表面處理:噴錫,線寬/線距:4mils/4mils,特點:深色阻焊,多BGA阻抗控制。

數據采集器 - 基材:FR-4,層數:8層,板厚:1.6mm,表面處理:沉金,線寬/線距:3mils/3mils,阻焊顏色:綠色啞光,特點:BGA、阻抗控制。