隨著科技的進(jìn)步，現(xiàn)代石油化工企業(yè)朝著大型化、復(fù)雜化的方向發(fā)展。設(shè)備的大型化給制造企業(yè)帶來了機(jī)遇，但也帶來了大的挑戰(zhàn)。在大規(guī)格法蘭的生產(chǎn)制造過程中，由于法蘭坯料成環(huán)形，若用傳統(tǒng)的分瓣制作，如果大規(guī)格法蘭分瓣過多，必然會增加焊接工作量，而且焊接帶來的變形也會增加；如果分瓣過少，就浪費(fèi)了原材料，造成了的經(jīng)濟(jì)損失。

一、大規(guī)格法蘭的成型工藝

大規(guī)格法蘭件作為密封件和緊固連接件在航天航空、軍事、石油化工、風(fēng)力發(fā)電等有著廣泛的應(yīng)用，采用新工藝、是節(jié)約能源、降低成本提高產(chǎn)品質(zhì)量的重要措施。

傳統(tǒng)的大規(guī)格法蘭成型工藝主要有兩種：一種為通過水壓機(jī)整體鍛造的方式，該方法加工時間長，成品質(zhì)量差，成材率低且能耗大的缺點(diǎn)；另一種為通過碾環(huán)機(jī)碾擴(kuò)成形，該方法工藝復(fù)雜，成材率較低，占地面積大，加工成品時間長，同樣也存在能耗大的缺點(diǎn)。

鑒于現(xiàn)有技術(shù)所存在的一些材料利用率較低和耗能高的問題，本文旨在提供一種大規(guī)格法蘭成型設(shè)備及成型工藝，達(dá)到將加熱坯料一次成型的目的。

首先，通過查閱相關(guān)資料、技術(shù)和一些彎卷機(jī)的設(shè)計方法設(shè)計了一種大規(guī)格法蘭熱彎卷機(jī)的結(jié)構(gòu)，設(shè)計提供了轉(zhuǎn)臺式彎卷機(jī)的組成部分、大體結(jié)構(gòu)和較佳的具體實施方式。然后，采用大型商業(yè)有限元分析軟件DEFORM進(jìn)行了數(shù)值模擬，模擬分析了轉(zhuǎn)臺式熱彎卷法蘭的成形情況、彎卷過程的受力分析、不同因素對彎卷情況的影響、不同工藝參數(shù)對彎卷力的影響、彎卷后試件的截面形狀及變化規(guī)律，并對后期精加工提出建議。后，采用三輥彎卷法對加工大規(guī)格法蘭成型進(jìn)行了，并把放在通過調(diào)整三個彎曲輥的相對位置，解決坯料頭尾不能彎曲的缺點(diǎn)，力圖提高材料利用率。 

二、大規(guī)格法蘭的焊接工藝

1、卷制工藝卷制工藝

有冷卷和熱卷兩種，筆者所在公司通常采用冷卷（B可以達(dá)到100 mm）的卷制工藝。卷制使用的設(shè)備為卷板機(jī)卷制過程中要不斷調(diào)整精度，以達(dá)到所需要的圓度。通常，直徑方向誤差不超過3 mm。

3、焊接工藝

焊接施工中，雖然只有一道焊口，但考慮到焊接變形與焊接質(zhì)量，筆者所在公司采取X形坡口。首先，將環(huán)形坯料水平固定在龍門架夾具平臺上，然后進(jìn)行坡口加工，坡口加工先采用火焰進(jìn)行切割，然后用砂輪機(jī)磨制而成，要求坡口表面光滑、平整、無明顯凹槽，坡口表面及兩側(cè)無氧化鐵、雜質(zhì)、水分、油漬及分層等缺陷。

由于坯料的厚度較厚，選擇合適的焊接方法直接影響焊接產(chǎn)生的變形程度。筆者所在公司選擇手工焊進(jìn)行兩邊對稱焊接。若焊接不當(dāng)，仍有可能產(chǎn)生焊后變形。如，先焊完X坡口的一面，再焊接另一面；則先焊面時，結(jié)構(gòu)剛性還比較小，焊接變形較大，當(dāng)焊反面時，正面的焊縫已經(jīng)成型，結(jié)構(gòu)剛性增加，這時焊接引起的變形量比正面小，雖然兩者變形方向相反，但并不能抵消，后仍保留面的變形方向。根據(jù)焊接工件的厚度及焊條直徑確定焊接層數(shù)，本例工件厚50 mm，分成10層進(jìn)行，每面5層，焊接采用正反對稱焊接，每層焊接完成后錘擊焊縫數(shù)次，以及待焊縫冷卻以后再卸掉工裝夾具，盡量焊接應(yīng)力。

焊接完成后，按JN4700要求進(jìn)行的RT或UT檢查，由于焊接部位是應(yīng)力集中和法蘭強(qiáng)度比較薄弱的部位，所以進(jìn)行無損檢測，且達(dá)到等級要求。UT檢查達(dá)到I級合格，或者RT達(dá)到II級合格，檢測方法按JB4730規(guī)定進(jìn)行。