热加工工艺：大型封头内压胀形工艺数值模拟
2022-02-19【作 者】陈海峰;康泰
【前 言】
压力容器是石油、化工、能源等行业中的重要设备，随着我国社会经济的发展，核电、煤化工、炼油、石化、军工等行业的压力容器呈现出大型化的发展趋势，特别是大直径大壁厚的加氢反应器、煤液化反应器、核反应堆壳体等的出现，大型封头更就应运而生。为了保证设备在高温高压下长期高效运转，采用的压力容器尺寸越来越大，对性能的要求也越来越高。传统的封头成形有：整体锻造，这种方法对大型锻造设备及工艺都有极高的要求，冲压成形，它容易出现刮伤、拉痕、大面积起包等现象；旋压成形，它有着所需设备吨位小、加工成本低、工艺灵活、成形范围广等优点，但极易造成板坯失稳起皱，难以满足大型封头的制造要求：分瓣组合焊接成形，它可以用较小吨位的压力机成形较大尺寸的封头，但是存在封头分片设计、计算和下料复杂、工艺路线长、焊缝质量难以保证，需要整体热处理等缺点；爆炸成形，它的特点是不需要复杂的大型设备和复杂的模具，但缺点就是危险性大，成形的形状不规则；内压胀形技术。
本文采用有限元模拟方法，研究了大型封头内压胀形过程，研究了毛还变形特点，分析成形过程中的变形租度及应力应变的分布变化，确定合理的工艺参数，这对提高实际生产水平具有一定的意义。
【结 论】
（1）在整个变形过程中，在正向拉深中，毛坯底部的变形最大，然后变形沿着向上方向透渐减小，此时它的最大应变达到0.9056；在反向拉深变形中，最大的变形区域出现在封头竖边向下的区域，此时它最大应变达到了8.213。
（2）冲压成形封头时，冲头对毛还的压力是不均匀，局部的应力过大使毛还在圆角半径处出现了褶皱和严重的拉伸变形。与冲压成形相比，内压胀形过程中，毛坏始终受到均匀的气压，毛坏变形比较均匀，没有发生褶皱和严重的拉伸变形现象。
以下是正文：
