常见的封头加工材料有哪些 封头制造工艺流程

一、常见的封头加工材料有哪些

常见的封头生产材料有不锈钢、碳素钢、合金钢以及铜、铝、镍、钛等特殊材料，不同材料有着不同的特性，加工方式和适用领域都有所不同。

1、不锈钢封头

不锈钢材质表面光亮，触感坚硬，耐酸碱、耐氧化，成型性与相容性较强，适用领域广泛。不锈钢封头包含304不锈钢、321不锈钢、316L不锈钢、310S不锈钢、2205双相不锈钢等材质，304不锈钢封头适用于大部分应用场景，若封头需要用于高温环境，建议使用310S不锈钢，若封头需要用于酸碱环境，则需要耐酸碱性更强的316L不锈钢。

2、碳素钢封头

碳素钢硬度高，强度大，韧性强，用于封头制造的主要有Q235、20#、A3、16锰、Q345B、45号钢等。

3、合金钢封头

复合钢强度高，结构轻，表面亮泽，经久耐用，由于其较强的耐腐蚀特性，经常用于石油、化工、海水淡化、核工业等领域的压力容器封头制造。复合钢切削力大，容易在切割时出现误差。

4、特材封头

除了以上介绍到的合金钢封头之外，还有铜、铝、镍、钛等特材封头，所用材料包含5083-H112、1060、5052铝板，N5、N6镍材料，TA9、TC4钛板以及紫铜等。

二、封头制造工艺流程

封头的制造工艺和生产流程主要包括模板设计、材料准备、切割加工、成型、热处理、焊接、加工调整和表面处理等环节。下面将详细介绍封头的制造工艺和生产流程。

1、模板设计

模板设计是封头制造的起点，通过模板设计可以确定封头的形状、大小和曲率等重要参数。首先需要根据封头的实际应用需求以及相关标准和规范制定设计要求，然后根据设计要求绘制出封头的轮廓图，并进行优化调整。

2、材料准备

封头制造所使用的材料一般是金属板材，如不锈钢、碳钢、镍合金等。在材料准备阶段，需要根据设计要求选取合适的材料，并检查材料的外观质量、化学成分和物理性能等指标是否符合要求。

3、切割加工

切割加工是将大尺寸的金属板材按照模板设计要求切割成封头的轮廓形状。常用的切割方式包括剪切、焊接切割、氧气切割和等离子切割等，根据不同的切割方式选择相应的切割设备和工艺。

4、成型

成型是将切割好的金属板材通过机械力或液压力进行成型，使其成为封头的形状。成型过程中需要使用专用的成型设备，如液压成形机、冷弯机和卷曲机等。根据不同的封头形状和类型选择相应的成型设备和工艺。

5、热处理

热处理是为了改善封头的材料组织和性能，提高封头的强度和硬度。常用的热处理方式包括退火、正火、淬火和回火等，根据封头的材料和性能要求选择相应的热处理方式和工艺。

6、焊接

焊接是将各个封头部分进行连接的重要工艺环节。根据封头的形状和结构，选择相应的焊接方法，如手工电弧焊接、气体保护焊接、激光焊接和电阻焊接等。在焊接过程中要保证焊接接头的质量和焊接强度。

7、加工调整

加工调整是为了保证封头的形状和尺寸与设计要求一致。通过加工调整可以对封头进行切削、抛光和修整等工艺处理，使其达到加工要求。

8、表面处理

表面处理是为了提高封头的耐腐蚀性能和美观性。常用的表面处理方式包括喷砂、喷涂、电镀和抛光等，选择相应的表面处理方法和工艺根据封头的应用环境和要求。

三、封头制造的五个常见问题

1、设备制造厂与封头厂的“分工”

压力容器封头，国内绝大部分设备制造厂（以下简称制造厂）都是委托专业的封头压制单位进行加工。但考虑到对原材料的质量把控以及材料（尤其是特殊材料）的采购能力，封头原材料采买、下料拼焊一般由制造厂负责。

制造厂需根据封头结构和材料特性、受委厂家的压制能力、运输、综合成本等因素，制定合理的加工工艺，制定热加工及恢复材料性能热处理制度（必要时）。

2、冷冲压、热冲压

冷冲压成型以其尺寸精确、成本低、外观美观等优点被大量使用，主要用于直径6米以内、厚度40mm以下的封头，适用碳素钢、Q345R类低合金钢、不锈钢等。

热冲压成型最大厚度有的可达380mm，但热冲压有几个缺点：封头尺寸不太好控制；加热对材料本身影响也较大，可能会破坏原材料的性能；此外，热加工更为耗能并不环保。

3、旋压

旋压主要适用于厚度相对较薄的近似椭圆封头或平底封头，无需冲压模具。但目前，对于有些情况，业主是不太接受旋压封头的。

旋压分为冷旋压和热旋压，目前应用较多的是冷旋压，主要用于碳素钢、Q345R类低合金钢、不锈钢材料等。加工最大直径可达11米，厚40mm左右。凸形封头一般在旋压前需进行预成形，例如压鼓。

4、什么时候用分瓣

当冲压或旋压设备能力不够用，或整体运输受限时，会采用分辨加工成形。

分瓣，需根据具体形状制作模具，周期相对较长，且封头拼缝多，焊接工作量大，没有整体封头成型好。

一般直径6米以上的椭圆封头，直径5米以上的球封头采用分瓣。其中顶圆采用压鼓，瓣片采用上下模热压成形。

5、各加工方法的减薄率

旋压：椭圆封头减薄率为13%—16%，与直径成正比，与厚度成反比。

冲压：椭圆封头接近大曲率的部位减薄率通常最大，约为8%—10%。半球形封头（球缺）接近底部20°—30°范围的减薄率通常最大，约为12%—14%，保守取值13%—15%。

分瓣封头瓣片减薄率较小，一般都在5%以下，但顶圆板若采用整圆压制，其减薄率约为8%—10%，不过，除整圆压制（或先拼焊）外，顶圆板还可以采用分条压制（先压制后拼圆）。