哈夫彎頭在內(nèi)弧和外弧存在兩條焊縫，為了減少內(nèi)弧的一條焊縫，優(yōu)化彎頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計，采 用兩種不同焊材的卷管進行了熱推制工藝試驗，得到了單縫彎頭推制工藝關(guān)鍵參數(shù)：焊縫置于彎頭外 弧偏側(cè)弧約10。的位置能夠滿足推制工藝的要求，不會產(chǎn)生焊縫缺陷。對推制彎頭進行取樣分析，分析 結(jié)果表明：R307和R407兩種不同焊材的焊縫，推制后其性能均滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求，但R307焊材的 抗拉強度余量較小。
 
火電冷端系統(tǒng)以及核電ADG、ABP及抽氣系統(tǒng)設(shè) 計的彎頭多數(shù)都是哈夫彎頭。哈夫彎頭是以鋼板為 原材料，利用放樣方法。11下料為近似扇形坯料，坯料 在外力的作用下沿上下模具成型，成型后的半成品再 組焊成彎頭，在內(nèi)外弧中間位置形成兩條焊縫，因此 又稱為雙縫彎頭。哈夫彎頭的特點是在內(nèi)弧和外弧 的位置存在兩條焊縫，而內(nèi)弧是彎頭結(jié)構(gòu)中應(yīng)力較大 的部分，該處存在焊縫，增加了系統(tǒng)運行風(fēng)險；哈夫彎 頭制造工藝為熱成形，下料形狀為扇形，會造成鋼板 原材料的浪費，生產(chǎn)成本較高。 單縫推制彎頭也是以鋼板為原材料，先將鋼板制 造成卷管，再利用卷管推制彎頭，最終在彎頭的外弧 或近外弧形成一條焊縫，因此稱之為單縫推制彎頭。 與哈夫彎頭相比，這種彎頭不僅節(jié)約原材料，更重要 的是減少了內(nèi)弧的一條焊縫，降低了彎頭內(nèi)弧較高應(yīng)力所帶來的風(fēng)險，優(yōu)化了彎頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計。目前，有 縫彎頭的制造多為壓制成形，其成形工藝與無縫彎頭 的壓制工藝類似，也有相關(guān)文獻報道口。J。 文中基于無縫管推制彎頭工藝，搜集并分析了大 量的相關(guān)工藝數(shù)據(jù)，嘗試用卷管來推制這種單縫彎 頭，為單縫彎頭的設(shè)計以及工程應(yīng)用提供一定的 參考。
 
推制彎頭規(guī)格選擇為中559 mm×16 mm，彎曲半 徑R=838 mm，直段A=50 mm．彎頭材質(zhì)為A691 1— 1／4 CR CL22。根據(jù)工藝數(shù)據(jù)積累以及生產(chǎn)實踐，選 擇壁厚為24 mm的鋼板，卷管規(guī)格定為刪．26 mm×24 HHn．
 
A6911—1／4 CR C勉的材質(zhì)彎頭一般選用焊材 R3Cr7，但考慮到焊縫經(jīng)過推制700℃加熱以及正火，其焊 縫的力學(xué)性能會有所下降，又選擇了高一級別焊材R4cr7 做對比試驗，2種不同的焊材選用情況。
 
有縫彎頭比無縫彎頭多了至少1條縱向焊縫，使得 彎頭的受力狀態(tài)更加復(fù)雜。文獻[6—8]表明：彎頭的 橫截面中，切向拉應(yīng)力的最高值位于中性區(qū)的內(nèi)壁和內(nèi) 弧區(qū)外壁，且縱向焊縫存在著焊接殘余應(yīng)力和抗變形能 力較差等缺陷，因此在彎頭上尤其是內(nèi)弧位置不宜存在 縱向焊縫。根據(jù)推制彎頭變形規(guī)律實測結(jié)果及制造經(jīng) 驗，彎頭在推制前后變形規(guī)律為：在推制過程中，內(nèi)弧金 屬沿軸向縮短，沿周向延長，外弧偏側(cè)弧10。一15。左右 位置(根據(jù)推制芯棒設(shè)計的不同而略有變化)變形量最 小，幾乎無變形，這與文獻[9]的研究結(jié)果基本一致。 為了減小焊縫的變形，降低焊縫在推制過程中開裂或焊 接缺陷變形拉長的風(fēng)險，將試驗彎頭的管子縱焊縫放置 于外弧偏向一側(cè)約10。的位置，其推制工藝參數(shù)與無縫 彎頭推制工藝參數(shù)保持一致。
 
通過對R307和R407兩種不同焊材的卷管進行 推制工藝試驗，焊縫置于彎頭外弧偏側(cè)弧約10。的位 置較合理，能夠滿足推制工藝的要求，不會產(chǎn)生焊縫 缺陷。綜合對比兩種不同焊材焊縫的力學(xué)性能、彎曲 性能以及硬度等各個指標(biāo)發(fā)現(xiàn)，2種不同焊材的焊縫 推制后其性能均滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求，但R407焊材的強度和硬度指標(biāo)優(yōu)于R307焊材，而R307焊材的沖 擊功則優(yōu)于R407。 兩種不同的焊材均能滿足單縫彎頭推制工藝的 要求，并能夠獲得性能合格的彎頭產(chǎn)品。由此可見， 單縫推制彎頭的制造工藝是可行的，可為單縫彎頭的 設(shè)計以及工程應(yīng)用提供一定的參考。