工艺品介绍（精选10篇）
大家好，我制作的工艺品是环保袋。
它是由我小时候的裙子做成的，我用裙子的部分做成了这个小环保袋，又用了一些小装饰品做点缀，用裙子的中心做成前面的小袋子，就大功告成了。
我是因为防止白色污染制作的小环保袋，塑料袋是白色污染，对土壤、空气都有很大的影响。不过，只要有了环保袋，我们就可以避免用塑料袋，减少对世界的污染。第二点，小环保袋也十分的实用，它的布料结实，可容纳东西多，可买菜用，也可以装书、学习用品。
1 案例一煤磨取风管改造
1.1 改造前运行状况
(1)某公司现有两条天津院设计的5000t/d熟料生产线,一线煤磨取风口原设计一个沉降室,在沉降室取风口通过悬挂链条减少飞砂入磨,从而减少原煤贫化。但在实际运行过程中,链条本身间隙过大,收尘效果有限,同时,由于入磨温度基本在300℃左右,链条极易烧损,降低了收尘效果。
(2)大量飞砂入磨后,对转子秤,输送管道,燃烧器造成磨损,影响转子秤计量精度和稳定性。(3)飞砂的掺入加剧煤粉贫化,影响出磨煤粉质量,煤粉重新入窑进行二次煅烧,导致熟料烧成热耗上升;高温飞砂也影响到煤磨安全运行。
1.2 技改目的
(1)减轻煤粉贫化,降低入窑煤粉灰分;
(2)减少飞砂对煤粉质量影响和煤磨取风管内壁的磨损,提高窑系统运行稳定性;
(3)减少煤粉对燃烧器管道的磨损,延长燃烧器使用周期;
(4)保障煤磨安全运行。
1.3 改造方案
(1)在现有风管正下方,距离窑头平台边缘3500mm的位置作为中心,搭建如图1所示的旋风筒支架,两根主支撑钢架间距均为2000mm,高度为7500mm,顶部用工字钢连接加固,支撑旋风筒;在窑头平台上如图所示位置用两根工字钢与旋风筒支架搭接用于加固并可做检修通道;
(2)在现有风管图示位置上开一个直径为1250mm的接口,将新增加风管直接焊接在接口上,新增风管下端焊接在旋风筒上,并在要求的位置上焊接好膨胀节;在现有的沉降室如图所示位置上开一个直径为1250mm的接口,将新增风管直接焊接在接口上,另一端焊接在如图2所示的旋风筒侧面位置上,并在要求的位置将膨胀节安装好;
(3)旋风筒及风管安装完毕后,按图3所示位置做好回灰灰斗、下料分隔轮及安装好回灰风管;
1.4 技改效果
1.4.1 主要技术指标对比(见表1)
1.4.2 技改效果分析
从表1统计数据可以看出,技改后对发电影响不大,煤磨入窑煤粉灰分较技改前在一、二线使用同样煤质情况下灰分差值减小了1.23%,实际运行情况与预期效果相符。本次技改虽达到了预期目的,但也存在一些需要继续优化的地方,例如旋风筒尺寸偏小,导致系统阻力增大,在煤质偏差的情况下,出磨温度难以保障,不得不依靠发电让风,一定程度上影响发电负荷;下料管采用自制翻板阀,没有采用回转阀,下料不均匀,斜拉链地坑下料点存在跑灰现象;下料溜管没有改为阶梯式,容易磨通,在日后检修中需要进一步改进。
2 案例二窑尾烟室技改
某公司熟料生产线在生产运行中存在预热器塌料频繁、熟料结粒偏细等实际问题,为稳定系统工况,优化技术指标,公司利用市场淡季熟料库位高停窑检修机会,对系统关键部位进行了技改,并取得良好效果。
2.1 主要技改方案
对窑尾拱圈进行扩大(见图4)。
通过对现场数据测量以及原始图纸尺寸进行对比,拱圈与斜坡垂直距离为1.95m,即算出通风面积约3.79m2 (在没有结皮与物料通过的情况下),烟室缩口通风截面积为4m2 (没有结皮的情况下)判断出此处通风面积偏小,对窑内煅烧限定了燃烧空间,通过对拱圈浇注料进行技改(拱圈与斜坡垂直距离技改为2.25m),算出通风面积为4.5m2,增大0.71m2。窑内通风量变大,氧含量提高,为窑内煅烧创造有利条件。
22技改前后参数对比
(1)预热器各项指标对比(见表2)
(2)回转窑各项指标对比(见表3)
23技改前后效果分析
技改前:运行中预热器频繁出现塌料现象,熟料结粒偏细,质量合格率较低,三次风闸板开度净空高度不能超过40cm,窑头负压不易控制且飞砂料较多,系统阻力偏大,高温风机电流平均在230A,余热发电量偏低,仅为17.6万度/天。
技改后:拱圈扩大后增大了窑内通风,降低了窑内风速,从而使得窑内火焰顺畅,为熟料煅烧创造了有利条件,熟料结粒较技改前有较大改善。技改后预热器系统基本无塌料现象,系统阻力下降,高温风机电流由230A,降至200A,下降30A,工序电耗下降2.0kWh/t,实物煤耗下降5kg/t,吨熟料发电量上升了9kWh/t,达到了降本增效的目的。
3 案例三水泥磨100%原状脱硫石膏粉使用技改
为降低配料成本,提高产品市场竞争力,我公司大量使用原状脱硫石膏粉代替脱硫石膏球。由于原状脱硫石膏粉水分较大,物料流动性较差,2#工艺线大量使用原状脱硫石膏粉后,各皮带下料管频繁堵塞,必须安排专人在下料过程中定期清理才能保证下料正常,不但影响正常的生产运行,而且增加了员工劳动强度。为提高原状脱硫石膏粉使用比例,公司在充分论证的基础上,对输送皮带实施了技改。
3.1 技改前状况
9#皮带位于1#石灰石原料仓旁边,通过衔接8#皮带和10#皮带输送2#工艺线原料。上游8#皮带头部下料管直通9#皮带尾部,由一个三通阀控制分别输送1#石灰石原料和2#工艺线原料。下游9#皮带下料口再经一个三通阀通过10#皮带进入2#工艺线石膏仓,原料在经过两个三通阀翻板时频繁发生物料堵塞情况,被迫大幅度降低脱硫石膏粉掺入比例以减轻堵塞情况,并且存在因翻板动作不到位而造成漏料风险。技改前工艺流程见图5,9#皮带状况见图6。
3.2 技改方案
通过将10#皮带移位调整三通阀位置,9#皮带抬高改成双向皮带,皮带一端下料口直接入1#石灰石原料仓,将8#皮带下料管三通阀改成直通下料管工业流程见图7,现场图见图8。
3.3 技改效果
技改以后下料管未发生堵料情况,且不需安排专人进行清理下料管,不但有效降低了员工劳动强度,而且规避了漏料质量风险。在保证2#工艺线正常运转前提下脱硫石膏粉使用比例能达到100%,降低了配料成本,仅此一项每年就能节约生产成本约61万元左右。
在技改后因为石膏粉的大量使用,2#工艺线物料整体水分较以前大幅度增加,通过将一台闲置收尘器移装到2#工艺线边料斗提头部位置(见图9),在处理边料斗提、辊压机小仓、11#和12#皮带扬尘的同时,也收排了物料输送过程中所生产的水气,降低了物料入磨水分,稳定了磨机工况。
4 案例四PH锅炉回灰系统增加水冷装置改造
某公司PH锅炉回灰系统温度过高,在180℃～200℃左右,导致1401入库斗提、1428入窑斗提胶带老化,斗提运行存在较大安全隐患见图11。
4.1 技改方案
将回灰拉链机底板全部更换为水冷式底板,铺设供水管道:利用电焊机焊接拉链机壳体法兰连接处(满焊),焊接完后检查是否存在漏洞,制作及焊接加长加宽壳体箱体,给整个箱体通冷却水管,在水管中间加连管道泵增大循环水流量,把进水管、回水管接在增湿塔水箱中,利用水箱促使冷热水循环使用(见图12)。
4.2 技改注意事项
(1)焊接拉链机壳体时检查是否满焊;
(2)对所有焊接管道、箱体用循环水进行清洗,必须保证畅通无阻塞;
(3)在回装过程中注意拉链机内部是否有水进入,作业完后清洁卫生。
4.3 技改效果评价
技改前PH锅炉回灰系统温度在180℃～200℃左右,对设备运行存在较大隐患,且回灰入库时进入入库斗提,温度偏高加快了斗提胶带老化速度。改水冷后回灰温度明显下降、由180℃～200℃降至120℃～140℃,解决了设备运行隐患,确保了设备安全运转。
摘要：列举了该公司几个工艺技改案例,如煤磨取风管改造、窑尾烟室改造、PH锅炉回灰系统增加水冷装置改造、水泥磨100%原状脱硫石膏粉输送系统技改,均取得明显效果。
关键词:数字中间片 工艺流程 发展趋势
一、DI工艺的由来
中间片实际上传承了传统胶片电影的制作工艺,拍摄的底片需要印制样片以供剪辑之用,用样片剪辑完成后再套用原底片。为了保护原底片不受损伤,采用套剪完的原底片印制翻正片,再从翻正片印制翻底片,用翻底片印制大量发行拷贝。翻正片、翻底片统称为中间片。这里的中间片是实实在在的胶片。传统工艺历经百年的发展,技术已经相当成熟了,对影片的质量和成本都很容易控制,但是其工艺周期长,印制的拷贝需要经过冲印后电影制作人员才可以看到,而且创作与参数调整不灵活,每经过一个制作环节图像质量就会下降。随着数字技术的进步和发展,从上世纪90年代开始,数字技术开始不断渗透到电影创作的各个环节中,从低画面质量的非线性剪辑到高画面质量的数字合成、图像处理和三维计算机动画,数字影像已经成为电影后期制作中的主要角色。
传统工艺的优势与劣势:优势:①技术成熟;②质量和成本易于控制。传统工艺的劣势:①工艺周期长;②拷贝需要冲印后方可看到,无法通过预览来灵活调整参数;③制作流程复杂,图像质量损失大。
电影的制作工艺逐步转向数字化,而中间片的概念也被延用下来。对于数字中间片(DI)来说,目前主要有狭义概念和广义概念两种观点。其中,狭义观点解释为数字技术对整个影片进行配光与调色,广义观点解释为从拍摄之后到印制发行拷贝之前,所有的影片处理都在全数字平台上完成。其中,后者越来越被人们所接受。
二、当前主流的DI工艺
胶片拍摄的素材经洗印后,经过一台带时间码的胶转磁设备以及一个带基本调色功能的胶转磁调色控制台,可以直接生成HD D5标清磁带。然后,将获得的标清视频版本放在非線性编辑系统上进行脱机编辑,剪辑完成后得到EDL表和媒体管理文件。胶片扫描系统根据keycode、EDL或者XML文件通过识别胶片的片边码对原底片进行高分辨率扫描(至少2K,即画面横向有2048个像素),扫描后的文件以序列帧的形式存放,而文件格式一般为无压缩的DPX或者CINEON。一般来说,精密的胶片扫描仪扫描速度从每秒1帧到每秒若干帧不等,分辨率最高能到达8K。接下来,采用具备画面对照功能的编辑系统,将扫描画面与之前的标清画面一一对应,确定扫面的正确性,完成套底剪辑。
DI流程中最具有挑战的部分是使用数字中间片系统完成数字的配光、特效等处理,制作成数字原母版。它对系统的运算要求很高,即使在高画面分辨率要求下,仍然能够实现实时的2k数据处理。数字配光可以使创作人员完美地设计影片的色调和效果,它也可以对画面的局部进行散焦和颜色调整,针对某种颜色(如人的肤色)进行单独的分离和控制,进行场景与场景间的颜色匹配,增加晕影等特殊光效。这就要求数字配光系统具备功能强大的工具和先进的流程管理。此外,由于胶片的色彩空间和制作中的电子显示设备色彩空间的巨大差异,完善的色彩管理系统也是DI流程中不可缺少的。
随着数字技术的不断进步,影片的拍摄也正在逐步转向数字化。越来越多的设备厂商也都生产出了可以和胶片画质媲美的数字电影摄影机。其中包括老牌摄影机生产厂家ARRI的D21D20、PANAVISION的GENESIS、DALSA的ORIGIN、THOMSON的VIPER以及SONY公司生产的F35F23、机身售价仅为17500美元的RED ONE等。这就使得数字中间片工艺又有了一个新的转变,出现了数字拍摄流程的数字中间片工艺。
由于数字拍摄的成本大大低于胶片拍摄,我国也出现了许多使用数字摄影机拍摄、最终在胶片影院放映的数字电影。
三、DI的发展趋势
木雕是土黄色的，整体部分是个毛竹的竹根。上面是姜太公，他脸上表情自然，面带微笑，因为左边的鱼笼里装满了又肥又大的鱼。姜太公身披蓑衣，头戴斗笠，这不禁让我想到了《渔歌子》里的一句“青箬笠，绿蓑衣，斜风细雨不须归。”姜太公手里还持有一根长长的钓竿，静静地坐在自己的竹筏上，眼睛看着水里的动静，生怕鱼逃走。这个竹雕的每一个细节都雕得都非常精致，特别是鱼竿，非常的细，雕刻家必须很小心，一用力鱼竿就会断。姜太公的脸部表情有模有样，五官栩栩如生。
竹雕吸引了很多来我家的客人，每次客人看见竹雕都会情不自禁地拍手叫好，感兴趣的客人还会拿出手机拍几张照片留念。
她重约两百克，身上穿着纯布的衣服，在袖领上还织上了精致的小花，在她的衣巾上也织了小花，她的腕上有两串小铃铛，而且扣子上也是小花样式的呢!她肯定很喜欢花，说不定衣服也是她自己织的呢!
她的身上也带了不少的装饰品，有两个环子套在她脖子上，其中有一个环子上还有五个小铃铛呢，一晃它，它就叮叮当当地响，可有趣了!
她还有一双透亮的大大的耳环。
她的帽子上也有着许多的装饰物，有吊环，一串一串的珠子和精致的小花，头上还有一个大大的闪闪发光的头饰。她的身上还套着一串链子，链子下有一个铜片，铜片上定着“长命百岁”四个字，它旁边有十二个奇怪的图形，我费了好长时间才知道那是十二生肖。
她穿着红布做的裙子，裙子上也绣上了小花，而且裙子的上下各有一排小花。她还有一个纯朴的具有民族风味的长裙。
曲轴是发动机的核心部件之一, 被称为发动机的“心脏”, 其制造成本约占发动机总造价的10%-20%[1], 而对船用曲轴而言, 这一比例甚至可以达到1/3。曲轴与活塞杆相连, 工作过程中在活塞杆的推动下, 曲轴绕主轴颈轴线做旋转运动, 进而将活塞的往复运动转化为曲轴的旋转运动, 完成功率输出[2]。曲轴要承受弯曲力矩、扭转力矩以及交变载荷等的作用, 所受载荷大, 受力复杂, 易产生疲劳破坏。所以, 对大型曲轴的强度、刚度和耐磨性等力学性能提出了较高要求。
2 船用曲轴的分类
船用曲轴的制造工艺可分为两类:一种是整体制造的曲轴, 主要用于中小船舶;另一种是组装式曲轴, 主要用于万吨轮和发电用低速二冲程柴油发动机[3]。船用低速柴油机上的大缸径曲轴, 普遍采用组合的形式, 根据装配方式的不同, 可分为全组合式和半组合式。
3 船用曲轴的制造工艺现状
3.1 组合式船用曲轴制造工艺
全组合大型船用曲轴就是把主轴颈、曲臂、曲拐销分别加工, 然后将其装配在一起 (如图1) ;半组合大型船用曲轴则将曲臂和曲拐销加工成为一个整体 (即曲拐) , 然将曲拐和轴颈部件热压成为整体来组成大型船用曲轴 (如图2) 。组合式曲轴的曲拐有锻造和铸造两种制造方法。
低速柴油机所用的大型船用曲轴, 主要生产企业基本上均采用半组合式工艺。目前生产大型低速柴油机曲轴的企业主要有:韩国现代、韩国斗山重工业株式会社、日本神户制钢、捷克维特科维策股份公司等[4]。
(1) 锻造曲拐。组合式曲轴锻造的难点在于曲拐锻造。其锻造方法有:块型锻造法、环锻法、模锻法、弯锻法、镦锻法等。目前国内生产曲轴毛坯锻件的企业主要有两家, 鞍钢重机和一重集团。
(2) 铸造曲拐。铸造曲拐的优点是较经济, 成型性好, 缺点是容易产生铸造缺陷。在生产过程中, 必须对每道工序严格控制, 控制住针孔、夹渣和疏松等缺陷的产生, 以确保质量。铸钢曲拐生产的工艺, 主要有以下三种[5]:平铸法、竖铸法、模铸法。
3.2 整体式曲轴生产工艺
3.2.1 整体式自由锻工艺。曲轴的自由锻成形工艺, 可以分为块锻和弯锻。块锻工艺是将毛坯锻成方块, 再机加工成形。这一方法锻制的曲拐余量大, 纤维流线被切断, 降低了其抗弯曲和抗疲劳能力, 质量较差, 加工后曲臂的内侧常常出现严重鬼线及疏松性伤痕等缺陷。弯锻是将毛坯先压成扁坯, 再进行弯曲模架弯曲, 最后修整成形。其优点是余量少, 材料利用率有所提高, 金属纤维流向好, 抗弯曲和抗疲劳能力较好。块锻和弯锻工艺效率较低, 对工人的技术水平要求较高, 劳动强度大, 仅适用于小批量生产。
3.2.2 全纤维曲轴镦锻成型工艺。该工艺将金属材料锻造成棒料, 然后机加工成台阶轴, 最后在镦锻专用模具内成形, 每次只对一个曲拐进行热变形。在模具内, 当位于上方的弯曲模块对棒料进行弯曲变形的同时, 位于下方的左右镦粗模块同时向中间作镦粗运动。第一个曲拐不需定位, 从第二个曲拐起, 需要依次用已锻出的曲拐进行定位。
全纤维镦锻法是生产直径为120-350mm的大型全纤维曲轴锻件的主要生产方法。全纤维镦锻曲轴又具体分为以下几种方法: (1) RR法锻造曲轴。该法是在专用的工装模具上, 利用墩锻弯曲联合工序, 完成曲轴成形。当液压机横梁下落时, 在模座的斜面上, 液压机的力被分解成为水平墩锻分力和垂直夹紧分力。坯料被夹紧后, 两个模座相向移动预墩曲臂。同时, 中间弯曲模在夹紧连杆颈后, 向下弯曲, 曲柄随之成形[5]。RR法锻造曲轴的缺点是, 在锻造过程中, 它产生的水平墩锻分力为一定值, 该力与设备公称力之比, 仅等于33%;镦粗和弯曲同时进行, 工艺参数不能调整, 曲臂的尖角处常出现填充不满;采用台肩式棒料毛坯, 金属纤维被切断, 降低了曲轴的强度;由于局部加热, 多拐分步成形后需热校直[6]。 (2) TR法锻造曲轴。TR法是利用肘杆机构来实现力的分解。水平墩锻力和垂直夹紧力在变形过程中是肘杆和水平线夹角的函数。其变化规律是:水平墩锻力从最小值到最大值;垂直夹紧力从最大值到最小值。符合曲柄成形过程中对水平和垂直两个分力的实际需要。最大的水平墩锻力可达设备公称力的1.2 倍, 相应于RR法的3.6 倍, 故它能充分利用设备的能力。 (3) 双向水压机锻造曲轴。双向水压机是一种专用性很强的曲轴锻造设备, 1961 年在依尔武德国家曲轴公司投产使用。该设备由轴向水压机和径向水压机联合锻造。轴向水压机用来墩锻曲臂, 径向水压机用来弯曲连杆颈。模具部分由模块组成。一套完整的模具应包括法兰模、止推模、曲臂模、压环模、弯曲模和曲柄分度模[7]。由于各工作缸直接作用在锻件上, 可根据曲轴的不同形状, 任选几步成形。该方法成形精度高, 加工余量小, 金属纤维连续程度更高。 (4) 其它专用压机锻造工艺。全纤维曲轴的其它锻造工艺包括德国帝森集团VSG公司的VSG镦锻法;20 世纪70 年代初, 英国发明的CIVROD法;天津大学和天津市康库德机电技术有限公司联合研究出NTR锻造法等。
3.3 模锻
汽车用曲轴整体模锻工艺较成熟, 2005~2010 年, 我国引进了十多条大型的曲轴自动化生产线, 其中部分采用了韩国、日本的步进梁技术。受设备吨位及模具制造能力的限制, 国内文献报道的最大的模锻曲轴是第二重型机械集团公司模具分厂所生产的KV12 大型曲轴, 曲轴长1852mm, 重340kg[8]。船用曲轴的模锻工艺主要为分段模锻法, 工序如下:首先将钢锭锻成“糖葫芦”形坯料, 然后将安装在活动横梁上的三个上模刚性组合后, 对加热坯料进行预锻, 得到飞边很厚的曲轴坯;再拆除上模的刚性组合, 先锻中间, 后对两边依次进行终锻, 得到飞边较薄锻件;切除飞边后, 最后将三个上模刚性组合, 进行曲轴校正。该工艺由于所需设备太大, 故应用不广[9]。
3.4 铸造
随着铸造技术的进步, 球墨铸铁的力学性能已经接近碳钢的水平, 且其耐磨性好、减震性好, 有极高性价比。球墨铸铁越来越广泛的应用到曲轴的制造中来。据报导, 美国曾生产长9.5m, 重15t的铸造曲轴。苏联克罗敏斯克热力机车厂专门生产球铁曲轴, 其长度为2480~3600mm, 主轴颈直径为220~250mm。比利时ACEC公司的铸造厂生产的最大球铁曲轴毛重达4t[10]。国内生产的最大的铸造曲轴为广州柴油机厂的12V320 曲轴铸件重量约6.5t[11]。曲轴的铸造工艺, 广泛采用粘土砂震实与高压造型工艺、铁模覆砂工艺与树脂砂重力铸造工艺。曲轴造型浇注工艺一般有, 平浇一平冷、平浇一立冷、立浇一立冷、斜浇一斜冷与斜浇一反立冷。在中大型球铁曲轴生产方面, 国内广泛采用金属型覆砂工艺生产。吠喃树脂自硬砂具有操作简便, 铸件表面质量好, 精度高, 砂型不必烘干, 落砂容易清理等优点, 因此用自硬砂铸型取代粘土砂干砂型生产大型铸件是当前国内外铸造业的共同发展趋势。
4 小结及展望
在我国, 小型曲轴主要采用模锻或铸造工艺生产;船用中高速柴油机曲轴的生产主要采用全纤维锻造成形及铸造, 其中, 全纤维锻造曲轴由于金属流线保存的好, 具有较好的综合力学性能, 生产技术相对稳定, 应用较广;球墨铸铁曲轴经过适当的热处理后也具有较好的力学性能, 且制造成本低, 推广应用在中低功率柴油机上可取得较好的经济效益;低速船用柴油机曲轴现阶段主要采用半组合式工艺生产。
(1) 柴油发动机向着大功率、绿色环保的方向发展, 对曲轴结构、力学性能及加工制造精度提出了更高的要求。所以, 对于全纤维锻造工艺的研究应集中在:a.进一步提高曲轴的强度、刚度等力学性能。比如, 采用光坯直接挤压方案, 进一步提高曲轴外轮廓的金属纤维连续性, 使曲轴的疲劳强度更高。b.提高产品质量及精度, 通过对镦粗及压弯力分别控制, 对镦粗过程中压弯时机的合理选择, 模具相关参数的合理设计, 进一步降低曲轴加工余量, 提高材料利用率。c.要大力研发曲轴镦弯成形的专用设备, 虽然一次性投资较大, 但可以大大缩短产品的制造周期, 提高生产效率。
(2) 球墨铸铁曲轴具有较好的力学性能, 较短的制造周期和生产成本, 在中小曲轴上, 出现了以铸代锻的趋势。对于大型船用铸造曲轴的铸造工艺及热处理工艺还需进一步研究, 明确相应的工艺参数及稳定其生产工艺, 要切实控制好大型铸造曲轴的废品率。
(3) 虽然大型组合式曲轴我国于2005 年才实现零的突破, 但是产能扩张较快, 如今, 不仅满足能国内需要, 而且开始部分出口国外。组合式曲轴的曲拐毛坯锻造难度较大, 需要应用比例实验、数值模拟分析等手段进一步研究曲拐的成形过程, 减少锻造余量, 提高材料的利用率。要从理论上进一步研究毛坯和模具尺寸对成形过程的影响, 减少成形缺陷。
摘要：文章介绍了船用曲轴制造技术的进展及其工艺特点, 指出了各方法的优缺点, 评述了船用曲轴制造技术在国内外的发展和应用, 并提出今后船用曲轴制造方法的发展方向。
关键词：船用曲轴,锻造,镦锻,铸造
参考文献
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(2)带钢头尾对接，采用单丝或双丝埋弧焊接，在卷成钢管后采用自动埋弧焊补焊。
(3)成型前，带钢经过矫平、剪边、刨边，表面清理输送和予弯边处理。
(4)采用电接点压力表控制输送机两边压下油缸的压力，确保了带钢的平稳输送。
(5)采用外控或内控辊式成型。
(6)采用焊缝间隙控制装置来保证焊缝间隙满足焊接要求，管径，错边量和焊缝间隙都得到严格的控制。
(7)内焊和外焊均采用美国林肯电焊机进行单丝或双丝埋弧焊接，从而获得稳定的焊接规范。
(8)焊完的焊缝均经过在线连续超声波自动伤仪检查，保证了100%的螺旋焊缝的无损检测覆盖率，若有缺陷，自动报警并喷涂标记，生产工人依此随时调整工艺参数，及时消除缺陷。
(9)采用空气等离子切割机将钢管切成单根。
(10)切成单根钢管后，每批钢管头三根要进行严格的首检制度，检查焊缝的力学性能，化学成份，溶合状况，钢管表面质量以及经过无损探伤检验，确保制管工艺合格后，才能正式投入生产。
(11)焊缝上有连续声波探伤标记的部位，经过手动超声波和X射线复查，如确有缺陷，经过修补后，再次经过无损检验，直到确认缺陷已经消除。
(12)带钢对焊焊缝及与螺旋焊缝相交的丁型接头的所在管，全部经过X射线电视或拍片检查。
(13)每根钢管经过静水压试验，压力采用径向密封。试验压力和时间都由钢管水压微机检测装置严格控制。试验参数自动打印记录。
随着我国电力行业的发展及清洁能源和节约能源的要求, 沿海和内陆高盐地区, 电力冷却器越来越多采用钛-钢复合板材进行制造, 这样不但可以节约大量昂贵的钛材, 也大大降低了设备成本。我公司就为广东某单位制作了一批钛-钢复合板型水水换热器, 主要用于汽轮机冷却水的热交换作用, 即直接将海水用做冷却介质, 其中管箱就是关键件之一, 文章就管箱的选材及焊接工艺进行分析介绍。
1 管箱结构及材料选择
管箱结构及连接方式如图1-图3。
该水水换热器公称直径φ1350, 图中所示为出水管箱, 即经过热交换后的海水出口管箱, 由12mm Q235B+2mm TA2爆炸复合板材组成, 工作介质海水。小管板为45mm Q345-R+4mm TA2, 换热管管束材质φ19×1.0的TA0, 管箱与壳体及小管板采用的填料函式连接。
2 难点分析
2.1 结构特点造成的难点
由于采用了填料函式结构, 必须保证水室制造的圆度才能加工, 以保证填料函部分能均匀压紧调料圈, 防止海水渗漏, 同时由于小管板在水室和壳体间处于自由伸缩状态, 水室中的海水与壳体中的纯水完全靠填料圈分隔, 必须处理好小管板与水室对接焊缝的结合公差, 也就是必须保证水室对接焊缝处的圆度和焊缝平整度。
2.2 钛-钢复合板板材焊接难点
Ti-Fe (钛-铁) 状态图可以知道, 铁在α-Ti (α-钛) 中的溶解度极低, 当Fe含量达到0.1%就要形成金属间化合物Ti Fe, 高温或含铁量更高时, 还可能形成Ti Fe2, 这种组织塑性极低, 焊缝严重脆化, 极易产生裂纹, 目前钛和钢直接熔化焊接的方法暂时还未研发出来。
钛本身亦有“第三金属”之称, 化学性质活泼, 常温下与氧生成致密氧化物而保持极高的稳定性和耐腐蚀性, 高温下与氧 (O) 、氮 (N) 、氢 (H) 均快速反应, 300℃以上快速吸氢, 600℃以上快速吸氧, 800℃以上快速吸氮, 高温下 (650℃-1000℃) 弯曲性能急速降低。同时环境中Fe离子含量也必须控制好;
2.3 难点综述
(1) 水室筒体必须卷制严格, 这点可以通过冷做工的仔细工作来解决;
(2) 填料函部分不能采用常规的钛复合板焊接工艺坡口;
(3) 接管处必须处理好耐腐蚀问题。
3 工艺措施制定
根据上述分析, 我们采用了以下措施:
(1) 水室筒体卷圆前, 将填料函部分复合板做一定工艺处理, 即将钛-钢复合层非常仔细的做局分离, 且留有一定余量, 防止焊接复层钛时将母材钢板熔化产生裂纹, 导致耐腐蚀性能失效;
(2) 除填料函部分外仍采用常规复合板焊接中使用的钛条盖板, 但不使用填板, 即不将对缝处复层钛板剥离;
(3) 接管孔采用金加工开出, 接管采用复合式接管, 即内衬钛合金的接管, 通过金加工将钢材部分剥离, 然后内衬钛直接与管箱复层钛焊接;
(4) 出水孔及端盖部分采用衬胶, 防止海水腐蚀。
4 工艺试验
4.1 钛条对接焊接试验
确定保护罩形式及尺寸, 经过查阅各方面资料和反复对比试验, 最终还是选择了长方体型拖罩, 背面保护氩气用铜管钻孔通过钢板模具沟槽反射进行;氩弧焊喷嘴直径最小不得小于12mm;并确定焊丝和规范参数, 并经过无损检验和力学实验进行验证;
4.2 复合板的焊接试验
表中单位:焊接电流A;焊接电压V;焊丝规格、喷嘴直径mm;气体流量L/min
确定复层与基层碳钢分离的尺寸及焊接参数, 并经无损检验和断面金相检验进行验证。
5 工艺实施
5.1 焊接准备
焊前为防止环境中Fe离子含量超标, 在车间隔离出一定空间并做好防护, 我们采用了特质小木屋进行焊接作业, 同时参与作业人员及检验人员的进出、工作服、鞋帽均作了特别规定;对复合母材及钛管、管板钻孔清理也做了具体检验要求。
5.2 焊接顺序及方法
因为钛材高温下易吸收有害气体造成耐蚀性能下降, 故采用先焊接基层碳钢焊缝, 再焊接复层钛材的顺序。焊接碳钢时, 经过设计计算, 母材留有2mm钝边, 卷制后保证对口间隙尽可能小, 可以不用焊透, 为防止钛材受热损伤, 需减少热输入量, 又最大程度保证基材焊缝厚度, 决定采用氩弧焊打底, CO2填充;而复层钛的焊接采用脉冲氩弧焊焊接, 一方面减少热输入, 另外有利于减少有害气体溶入, 保证焊缝质量。
5.3 焊接材料及规范参数
5.3.1 焊接材料选择
基层材料采用氩弧焊时, 选用φ2.5mmm TIG-50焊丝, CO2填充采用φ1.2mmm ER50-6焊丝;
复合层 (TA2) 材料采用φ1.6mmm TA2焊丝。
5.3.2 焊接工艺参数选择
详见表1。
5.3.3 理体制基层材料焊接要点
基层材料为Q235, 焊接性良好, 焊接时注意小规范快速焊接, 同时要求有人监视背面焊缝, 不得因焊接速度过慢或电流过大造成复合层钛板变色;更不能出现焊穿现象。
5.3.4 复层材料焊接
复层材料必须在基层焊接完毕后进行, 焊前注意按规定清理, 当复层材料对口间隙较大时, 应先用φ1.2mmm TA2焊丝采用不锈钢手锤压进填满间隙。
第一层不要填丝, 直接熔焊, 填料函处第二层再用φ1.6mmm TA2焊丝填充, 焊接的关键处就是不能将基层碳钢熔化, 焊完用尼龙砂轮仔细打磨余高至与复层平齐, 非填料函处加钛条 (钛盖板) 按表中参数对搭接焊缝焊接2层。整条焊缝焊完后进行渗透检测不得出现缺陷显示。示意图如图4。
5.3.5 管箱接管的焊接
管箱接管采用爆炸复合接管, 即内衬钛管或钛棒然后加工成复合管, 复合接管先在车床将碳钢剥离并车好角度, 与管箱连接, 法兰用复合板加工而成。管箱接管孔必须采用金加工工艺保证接管与管箱连接紧密;
接管与法兰、接管与管箱基层按常规焊接方法焊接, 复层焊接前严格执行工艺规定仔细清理, 采用碰角焊缝直接焊接。焊接的要点一是必须检查结合面间隙, 如较大, 可以先用带锥形的紫铜或不锈钢冲严, 接管中应采用紫铜或木头塞紧, 防止空气对流影响焊接质量。焊接时拖罩应作适当调整, 同时提前送气时间要加长以保证接管内充满氩气, 仍然采用脉冲直流电弧焊接, 规范参数按上表选择。焊完后进行透检测不得出现缺陷显示, 接管的示意图如图5。
6 检验与试验
管箱焊接完毕, 进行渗透检验, 按JB4730标准进行, 但考虑到设备使用条件的特殊性, 工艺规定不允许出现包括气孔在内的任何缺陷显示以充分保证产品焊缝的致密性和耐腐蚀性能, 即要求必须严格于标准。
7 出水孔出的焊接处理
因为出水孔比较大, 本产品常用的衬胶工艺, 故对焊接无特定要求, 但复层板焊接前应适当留出余量, 碳钢件焊接时必须保证内外焊缝致密且打磨到圆滑, 经表面检验合格后进行衬胶防腐。
8 结束语
我单位为客户制作的这种水水换热器具有换热效率高, 结构新颖特点, 最大区别常规产品的焊接过程是复合板必须直接进行焊接, 这给焊接工艺和焊工操作都带来一定的挑战, 但经过全体人员的努力, 现在产品已投入使用一年多, 反映质量状况良好, 工作效率很让用户满意。经过此批次产品制作, 我们总结出以下经验:
(1) 钛钢复合板焊接具有特殊性, 必须严格控制焊接环境和工艺参数, 即使复合板, 仍然可以直接对焊焊接;
(2) 接管采用复合管是比较省时省力的一种思路, 是小径管的防腐问题变得简单;
(3) 钛钢复合板的焊接拖罩在焊接时具备十分重要的作用, 必须通过反复试验选取合适形状和尺寸;
(4) 钛钢复合板的焊接采用脉冲直流电源具有很好的非脉冲电源无法替代作用。
摘要：文章对填料函式钛-钢复合板换热器管箱的制作工艺进行了介绍, 重点在复合板焊接工艺和接管工艺改进工艺, 为钛-钢复合板制作换热器设备提供了具备一定参考价值的意见。
关键词：钛-钢复合板,换热器,管箱,制造工艺
参考文献
[1]中国机械工程学会.焊接手册 (第2卷) [M].机械工业出版社, 1992.
[2]沈慧唐.焊接技术与高招[M].机械工业出版社, 2003.
轴类锻件一般如果较大的轴的话采用自由锻，自由锻里面就有一类是轴类锻件，如果你有兴趣过来看看，浙江一重特钢有限公司我们主要生产自由锻锻件和锻造圆钢，其中有一类就是轴类锻件。
第一节
轴类零件加工
一、概述
(一)、轴类零件的功用与结构特点
1、功用：为支承传动零件（齿轮、皮带轮等）、传动扭矩、承受载荷，以及保证装在主轴上的工件或刀具具有一定的回转精度。
2、分类：轴类零件按其结构形状的特点，可分为光轴、阶梯轴、空心轴和异形轴（包括曲轴、凸轮轴和偏心轴等）四类。
轴的种类
a)光轴
b)空心轴
c)半轴 d)阶梯轴 e)花键轴 f)十字轴 g）偏心轴 h)曲轴
i)凸 轮轴
若按轴的长度和直径的比例来分，又可分为刚性轴（L/d＜12＝和挠性轴（L/d＞12）两类。
3、表面特点：外圆、内孔、圆锥、螺纹、花键、横向孔
（二）主要技术要求：
1、尺寸精度
轴颈是轴类零件的主要表面，它影响轴的回转精度及工作状态。轴颈的直径精度根据其使用要求通常为IT6～9，精密轴颈可达IT5。
2、几何形状精度
轴颈的几何形状精度（圆度、圆柱度），一般应限制在直径公差点范围内。对几何形状精度要求较高时，可在零件图上另行规定其允许的公差。
3、位置精度
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主要是指装配传动件的配合轴颈相对于装配轴承的支承轴颈的同轴度，通常是用配合轴颈对支承轴颈的径向圆跳动来表示的；根据使用要求，规定高精度轴为0.001～0.005mm，而一般精度轴为0.01～0.03mm。
此外还有内外圆柱面的同轴度和轴向定位端面与轴心线的垂直度要求等。
4．表面粗糙度
根据零件的表面工作部位的不同，可有不同的表面粗糙度值，例如普通机床主轴支承轴颈的表面粗糙度为Ra0.16～0.63um，配合轴颈的表面粗糙度为Ra0.63～2.5um，随着机器运转速度的增大和精密程度的提高，轴类零件表面粗糙度值要求也将越来越小。
(三)、轴类零件的材料和毛坯
合理选用材料和规定热处理的技术要求，对提高轴类零件的强度和使用寿命有重要意义，同时，对轴的加工过程有极大的影响。
1、轴类零件的材料
一般轴类零件常用45钢，根据不同的工作条件采用不同的热处理规范（如正火、调质、淬火等），以获得一定的强度、韧性和耐磨性。
对中等精度而转速较高的轴类零件，可选用40Cr等合金钢。这类钢经调质和表面淬火处理后，具有较高的综合力学件能。精度较高的轴，有时还用轴承钢GCrls和弹簧钢65Mn等材料，它们通过调质和表面淬火处理后，具有更高耐磨性和耐疲劳性能。
对于高转速、重载荷等条件下工作的轴，可选用20CrMnTi、20MnZB、20Cr等低碳含金钢或38CrMoAIA氮化钢。低碳合金钢经渗碳淬火处理后，具有很高的表面硬度、抗冲击韧性和心部强度，热处理变形却很小。
2、轴类零件的毛坯
轴类零件的毛坯最常用的是圆棒料和锻件，只有某些大型的、结构复杂的轴才采用铸件。
（四）、轴类零件的预加工
轮类零件在切削加工之前，应对其毛坯进行预加工。预加工包括校正、切断和切端面和钻中心孔。
1、校正：校正棒料毛坯在制造、运输和保管过程中产生的弯曲变形，以保证加工余量均匀及送料装夹的可靠。校正可在各种压力机上进行。
2、切断：当采用棒料毛坯时，应在车削外圆前按所需长度切断。切断叮在弓锯床上
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3、切端面钻中心孔：中心孔是轴类零件加工最常用的定位基准面，为保证钻出的中心孔不偏斜，应先切端面后再钻中心孔。
4、荒车：如果轴的毛坯是向由锻件或大型铸件，则需要进行荒车加工，以减少毛坯外国表面的形状误差，使后续工序的加工余景均匀。
二、典型主轴类零件加工工艺分析
轴类零件的加工工艺因其用途、结构形状、技术要求、产量大小的不同而有差异。而轴的工艺规程编制是生产中最常遇到的工艺工作。
（一）轴类零件加工的主要问题
轴类零件加工的主要问题是如何保证各加工表面的尺寸精度、表面粗糙度和主要表面之间的相互位置精度。
轴类零件加工的典型工艺路线如下：
毛坯及其热处理→预加工→车削外圆→铣键槽等→热处理→磨削
（二）CA6140主轴加工工艺分析
1、CA6140主轴技术条件的分析
（1）、支承轴颈的技术要求
主轴两支承轴颈A、B的圆度允差 0.005毫米，径向跳动允差 0.005毫米，两支承轴颈的1：12锥面接触率＞70%，表面粗糙度Ra0.4um。支承轴颈直径按IT5-7级精度制造。
主轴外圆的圆度要求，对于一般精度的机床，其允差通常不超过尺寸公差的50％，对于提高精度的机床，则不超过25%，对于高精度的机床，则应在 5～10％之间。
（2）、锥孔的技术要求
主轴锥孔（莫氏 6号）对支承轴颈 A、B的跳动，近轴端允差 0.005mm，离轴端300mm处允差 0.01毫米，锥面的接触率 ＞70％，表面粗糙度Ra0.4um，硬度要求 HRC48。
（3）、短锥的技术要求
短锥对主轴支承轴颈A、B的径向跳动允差0.008mm，端面D对轴颈A、B的端面跳动允差0.008mm，锥面及端面的粗糙度均为Ra0.8um。
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（4）、空套齿轮轴颈的技术要求
空套齿轮的轴颈对支承轴颈A、B的径向跳动允差为 0.015毫米。
（5）、螺纹的技术要求
这是用于限制与之配合的压紧螺母的端面跳动量所必须的要求。因此在加工主轴螺纹时，必须控制螺纹表面轴心线与支承轴颈轴心线的同轴度，一般规定不超过0.025mm。
从上述分析可以看出，主轴的主要加工表面是两个支承轴颈、锥孔、前端短锥面及其端面、以及装齿轮的各个轴颈等。而保证支承轴颈本身的尺寸精度、几何形状精度、两个支承轴颈之间的同轴度、支承轴颈与其它表面的相互位置精度和表面粗糙度，则是主轴加工的关键。
（三）、CA6140主轴加工工艺过程四）、主轴加工工艺过程分析
1、主轴毛坯的制造方法及热处理
批量：大批；材料：45钢；毛坯：模锻件
(1)材料
在单件小批生产中，轴类零件的毛坯往往使用热轧棒料。
对于直径差较大的阶梯轴，为了节约材料和减少机械加工的劳动量，则往往采用锻件。单件小批生产的阶梯轴一般采用自由锻，在大批大量生产时则采用模锻。
（2）热处理
45钢，在调质处理（235HBS）之后，再经局部高频淬火，可以使局部硬度达到HRC62～65，再经过适当的回火处理，可以降到需要的硬度（例如 CA6140主轴规定为 HRC52）。
9Mn2V，这是一种含碳0.9%左右的锰钒合金工具钢，淬透性、机械强度和硬度均比45钢为优。经过适当的热处理之后，适用于高精度机床主轴的尺寸精度稳定性的要求。例如，万能外圆磨床 M1432A头架和砂轮主轴就采用这种材料。
38CrMoAl，这是一种中碳合金氮化钢，由于氮化温度比一般淬火温度为低540—550℃，变形更小，硬度也很高（HRC＞65，中心硬度HRC＞28）并有优良的耐疲劳性能，故高精度半自动外圆磨床MBG1432的头架轴和砂轮轴均采用这种钢材。
此外，对于中等精度而转速较高的轴类零件，多选用40Cr等合金结构钢，这类钢经调质和高频淬火后，具有较高的综合机械性能，能满足使用要求。有的轴件也选用滚珠轴承钢如 GCr15和弹簧钢如 66Mn等材料．这些钢材经调质和表面淬火后，具有极高的耐磨性和耐疲劳性能。当要求在高速和重载条件下工作的轴类零件，可选用18CrMnTi、20Mn2B等
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苏州海普威精锻有限公司http:/// 低碳含金钢，这些钢料经渗碳淬火后具有较高的表面硬度、冲击韧性和心部强度，但热处理所引起的变形比38CrMoAl为大。
凡要求局部高频淬火的主轴，要在前道工序中安排调质处理（有的钢材则用正火）, 当毛坯余量较大时(如锻件)，调质放在粗车之后、半精车之前，以便因粗车产生的内应力得以在调质时消除；当毛坯余量较小时（如棒料），调质可放在粗车（相当于锻件的半精车）之前进行。高频淬火处理一般放在半精车之后，由于主轴只需要局部淬硬，故精度有一定要求而不需淬硬部分的加工，如车螺纹、铣键槽等工序，均安排在局部淬火和粗磨之后。对于精度较高的主轴在局部淬火及粗磨之后还需低温时效处理，从而使主轴的金相组织和应力状态保持稳定。
2、定位基准的选择
对实心的轴类零件，精基准面就是顶尖孔，满足基准重合和基准统一，而对于象CA6140A的空心主轴，除顶尖孔外还有轴颈外圆表面并且两者交替使用，互为基准。
3、加工阶段的划分
主轴加工过程中的各加工工序和热处理工序均会不同程度地产生加工误差和应力，因此要划分加工阶段。主轴加工基本上划分为下列三个阶段。
（1）、粗加工阶段
1）毛坯处理 毛坯备料、锻造和正火
2）粗加工 锯去多余部分，铣端面、钻中心孔和荒车外圆等
（2）、半精加工阶段
1）半精加工前热处理 对于45钢一般采用调质处理以达到220～240HBS。
2）半精加工 车工艺锥面（定位锥孔）半精车外圆端面和钻深孔等。
（3）、精加工阶段
1）精加工前热处理 局部高频淬火
2）精加工前各种加工 粗磨定位锥面、粗磨外圆、铣键槽和花键槽，以及车螺纹等。
3）精加工 精磨外圆和内外锥面以保证主轴最重要表面的精度。
4、加工顺序的安排和工序的确定
具有空心和内锥特点的轴类零件，在考虑支承轴颈、一般轴颈和内锥等主要表面的加
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苏州海普威精锻有限公司http:/// 工顺序时，可有以下几种方案。
①外表面粗加工→钻深孔→外表面精加工→锥孔粗加工→锥孔精加工；
② 外表面粗加工→钻深孔→锥孔粗加工→锥孔精加工→外表面精加工；
③ 外表面粗加工→钻深孔→锥孔粗加工→外表面精加工→锥孔精加工。
针对CA6140车床主轴的加工顺序来说，可作这样的分析比较：
第一方案：在锥孔粗加工时，由于要用已精加工过的外圆表面作精基准面，会破坏外圆表面的精度和粗糙度，所以此方案不宜采用。
第二方案：在精加工外圆表面时，还要再插上锥堵，这样会破坏锥孔精度。另外，在加工锥孔时不可避免地会有加工误差（锥孔的磨削条件比外圆磨削条件差人 加上锥堵本身的误差等就会造成外圆表面和内锥面的不同轴，故此方案也不宜采用。
第三方案：在锥孔精加工时，虽然也要用已精加工过的外圆表面作为精基准面；但由于锥面精加工的加工余量已很小，磨削力不大；同时锥孔的精加工已处于轴加工的最终阶段，对外圆表面的精度影响不大；加上这一方案的加工顺序，可以采用外圆表面和锥孔互为基准，交替使用，能逐步提高同轴度。
经过这一比较可知，象CA6140主轴这类的轴件加工顺序，以第三方案为佳。
通过方案的分析比较也可看出，轴类零件各表面先后加工顺序，在很大程度上与定位基准的转换有关。当零件加工用的粗、精基准选定后，加工顺序就大致可以确定了。因为各阶段开始总是先加工定位基准面，即先行工序必须为后面的工序准备好所用的定位基准。例如CA6140主轴工艺过程，一开始就铣端面打中心孔。这是为粗车和半精车外圆准备定位基准；半精车外圆又为深孔加工准备了定位基准；半精车外圆也为前后的锥孔加工准备了定位基准。反过来，前后锥孔装上锥堵后的顶尖孔，又为此后的半精加工和精加工外圆准备了定位基准；而最后磨锥孔的定位基准则又是上工序磨好的轴颈表面。
工序的确定要按加工顺序进行，应当掌握两个原则：
1）工序中的定位基准面要安排在该工序之前加工。例如，深孔加工所以安排在外圆表面粗车之后，是为了要有较精确的轴颈作为定位基准面，以保证深孔加工时壁厚均匀。
2）对各表面的加工要粗、精分开，先粗后精，多次加工，以逐步提高其精度和粗糙度。主要表面的精加工应安排在最后。
为了改善金属组织和加工性能而安排的热处理工序，如退火、正火等，一般应安排在机械加工之前。
为了提高零件的机械性能和消除内应力而安排的热处理工序，如调质、时效处理等，苏州海普威精锻有限公司http:///
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5、大批生产和小批生产工艺过程的比较
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