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多层板包扎方法与发展趋势可行性研究

   第一节 多层板包概念
 
   多层板的制作方法一般由内层图形先做,然后以印刷蚀刻法做成单面或双面基板,并纳入指定的层间中,再经加热、加压并予以粘合,至于之后的钻孔则和双面板的镀通孔法相同。(可行性研究
 
   1961年,美国Hazelting Corp.发表 Multiplanar,是开发多层板的先驱,此种多层板方式与现今利用镀通孔法制造多层板的方式几近相同。1963年日本涉足此领域后,有关多层板的各种构想方案、制造方法,则在全世界逐渐普及。因随着由电晶体迈入积体电路时代,电脑的应用逐渐普遍之后,因高功能化的需求,使得布线容量大、传输特性佳成为多层板的诉求重点。

 
   第二节 多层板制造方法
 
   当初多层板以间隙法(Clearance Hole)、增层法(Build Up)、镀通法(PTH)三种制造方法被公开。由于间隙孔法在制造上甚费工时,且高密度化受限,因此并未实用化。增层法因制造方法相当复杂,加上虽具高密度化的优点,但因对高密度化需求并不如来得迫切,一直默默无闻;尔近则因高密度电路板的需求日殷,再度成为各家厂商研发的重点。至于与双面板同样制程的PTH法,仍是多层板的主流制造法。
 
   第三节 多层板包扎方法
 
   现在各行各业对高压设备的需求越来越多。然而现实生产中,高压设备存在许多不可避免的先天缺陷,例如,使用环境存在频繁波动、高温、低温、压力以及强腐蚀性介质等,将。焊接工艺和操作技术也可能使其产生咬边、凹陷、焊瘤、气孔、夹渣、裂纹、未焊透、未熔合、错边、角变形和余高过高等缺陷。多层板包扎工艺的到来将大大减少此类事故的发生。近年来我国工业高速发展,对压力容器产品的大型化、高参数化的技术要求明显提高。如今大型压力容器有单层板焊式、单层锻焊式多层包扎式、多层绕带式、多层绕板式、多层绕带式、多层绕丝式、多层热套式。在这些之中,多层包扎压力容器的制造使用最多,因为其工艺的安全可靠,所以被普遍采用。
 
   1、分段包扎方法
 
   在多层板包扎中有一种方法叫分段包扎方法,顾名思义该结构制作的方法是先制作一节筒节,把内衬用的板卷制,然后焊接纵缝。接着把卷制成圆缺状的层板包扎在内衬上,然后焊接纵缝。包扎过程中相邻层板焊缝与内衬焊缝、相邻层板焊缝与每层层板焊缝不能重合,每条焊缝间的距离要不小于100m,切面展开图表示两焊缝的角度大于45°。依次包扎7层12mm厚的16MnR层板到预计厚度后形成单个筒节,在筒节的两端开坡口,将每段筒节通过环焊缝连接形成筒体。设计采用液压机械手整体夹紧式工艺包扎,内筒与层板之间以及每层层板和相邻两层层板的纵向和环向焊接接头相互错开,避免焊缝重叠,每一节层板要求设置通气孔。内筒采用较厚板26mm的16MnR板(根据压力容器的使用条件可以换为耐腐蚀,耐高温等材料,笔者为了方便设计层板与内筒选同一材料),主要是为了增加待包扎筒体的刚性,同时也便于在内筒内壁上开设检漏槽。
 
   2、整体包扎方法
 
   整体包扎方法和分段包扎方法的区别在于,整体包扎方法是先将内筒(内衬)组焊在一起形成一个整体的内筒。然后将内筒体与封头或者法兰焊接好,形成一个整体。然后在内通体上逐层包扎7层12mm厚的16MnR层板形成包扎层,包扎层的纵缝和分段包扎要求相同。分段包扎制造中由于先将层板分段包扎于分段内筒上,致使每节筒节的壁厚都非常厚,在后期的筒节组焊上,需要将每节筒节的两端开坡口埋弧焊,会产生深环焊缝。深环焊缝的制造生产上很容易产生焊接缺陷,且在焊接检验的过程中难以检验,此类缺陷很容易沿着壁厚方向扩展引起爆破失效。由于结构的影响,深环焊缝不能进行焊后的热处理工作,所以在环焊缝附近会产生很大的应力集中现象。整体包扎制造中,避免了深环焊缝的焊接,焊接过程中就减少了焊接缺陷的产生,并且层板与内筒,层板与层板间的焊缝相互错开,减少了应力集中。就算产生了焊接缺陷沿着壁厚方向也不会连续,整体包扎设计的压力容器只会出现泄漏不会出现爆炸的现象,降低了生产中的危险。3层板间隙检测(贴合率的检测)多层板包扎设计生产中,理想状态是层板与内筒,相邻层板间是没有缝隙紧密结合的。但是在生产制造中,由于卷板机的工作能力,各种人为外界因素导致,层板与内筒,层板与层板之间是由于表面不同,受力不均匀的情况导致层板与内筒,相邻层板与层板之间是存在间隙的。而这种间隙的存在是导致这个筒体预应力下降的重要原因,因为包扎式高压容器的预应力是通过每层层板间的接触传播的,间隙的产生大大降低了预应力的分散,降低了产品的质量。所以,降低层板的间隙是提高多层板包扎容器的使用寿命的重中之重。
 
   层板间隙的多与少另一个变现方式就是贴合率,提高层板的贴合率就是降低了层板间的间隙,在检查层板是否有间隙时是以0.03mm的塞尺,塞不进相邻两层层板之间或者层板与内筒之间。还可以用手敲击层板表面,声音饱满而不是空旷的声音,用这种方法敲击整个层板表面,饱满声音占总面积的比例来检测层板是否成功包扎在内筒或者上一层板上。检测的详细方法是:除了用塞尺的方法,敲击法将包扎板平均分成160格,对每一格进行敲击,对不合格的区域标注,未标注的部分占总部分的比率即为贴合率,该指标大于等于85%层板贴合才算过关。第二次检查贴合率是在纵焊缝与环焊缝都焊完后进行,由于纵焊缝的的横向收缩能力,层板的贴合率会比1次检测的值更高,贴合率更好。

 
   第四节 多层板发展趋势
 
   关于家具板材这个行业,很多人都称之为传统制造业。分析板材行业的趋势,就要了解人造板这种产品的历史和未来。追溯源头,人造板从原来的通过骨胶将木材进行粘贴组合、再经过近现代的化学胶进行制造,都是人造板产品的不断优化与进步。
 
   如化学胶与原来的骨胶对比,将人造板的胶合能力进行加强,防水性能增强。板材也从原来的木材材质,到后来的旋切、刨切等各种工艺。
 
   这些生产工艺、胶黏剂、原材料的进步,都代表了板材行业的向前发展,也是消费者的需求向产品品质化发展。
 
   然而这样良好的发展势头,却在过去的一段时间内非常缓慢,甚至一度有停步的趋势。如在2千年以后,人造板行业主要的产品就是颗粒板、刨花板这几类产品,而这些产品仍在沿用污染较大的脲醛胶、酚醛胶等三醛胶。污染大,原材料又没有专项部门进行把控,导致板材行业出现大大小小的很多问题被曝光。
 
   这种情况在几年以后的多层板崛起,有了突飞猛进的改变。因为多层板的原材料有了保证,而宜美康生产的多层板,胶黏剂方面又有了新研发的蛋白胶这种无醛胶。最后,多层板是可以通过侧面直接观察产品的品质,这样良好的家具板材,正是消费者所迫切需求的。
 
   因为随着生活水平的提高,消费者在物质生活已经得到满足的同时,就要考虑到家具板材的质量、环保、家人健康等一系列的问题,所以多层板也发挥了用武之地,成为了目前家具板材的主流产品。
 
   在目前的家居市场中,不可否认的是多层板一直走在人造板行业的前列,无论是从产品质量方面、还是从环保性能方面,都是多层板遥遥领先。例如蛋白胶这样物质,先应用于多层板产品,经过制造家具之后的一段时间,再广泛的被很多颗粒板企业所运用。
 
   所以,多层板的发展,正是整个板材企业的发展趋势,以目前多层板良好的发展行情,可以看出板材行业还有很大的进步空间。同时,目前的多层板产品也正在带动整个板材行业的改革之路。
 
   为什么这么说呢。因为多层板的出现,多层板的崛起,使得消费者对于板材产品质量方面有了新的认识,原来的刨花板原材以次充好、添加假料的情况不再出现,这也对整个行业树立了新风。
 
   而多层板更容易在板材环保方面做到更高水平,从整体上带动了板材产品的环保性能,不想被淘汰,就要环保、无污染,这是很多消费者家庭都需要的一个重要条件。

 
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