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长距波纹管的内高压成形详解
2019-08-30
摘要:长距波纹管是一种典型的大尺寸变径管件,其直径范围从240mm至500mm,材料为5A03铝合金。由于波纹之间的距离较长,一般大于100mm,现有制造波纹管的技术无法制造这种长距波纹管。本文兴迪源机械带来长距波纹管的内高压成形详解。

  长距波纹管是一种典型的大尺寸变径管件,其直径范围从240mm至500mm,材料为5A03铝合金,如图2-48所示。由于波纹之间的距离较长,一般大于100mm,现有制造波纹管的技术无法制造这种长距波纹管。目前的制造工艺是采用“滚筒一焊接”的技术路线制造,合格率低、焊缝可靠性差。本文兴迪源机械带来长距波纹管的内高压成形详解。

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  图2-48长距波纹管形状与尺寸(mm)

  长距波纹管整体内高压成形难点为:直径尺寸大,导致轴向推力达8000kN,轴向补料时位移精度控制困难,易导致起皱或开裂;整体成形时,波数量达10个以上,中部波纹不能得到材料补充,减薄率大,不能满足设计要求。

  对于该波纹管,如果对所有的波纹同时进行成形,由于中部波纹无法获得材料补充,最大减薄率高达24%,不满足波纹减薄率小于15%的设计要求。而且,由于5A03铝合金管材塑性较差,严重减薄还易导致开裂,如图2-49(b)所示。

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  图2-49长距波纹管整体成形壁厚变化和破裂缺陷 (a)减薄率分布;(b)开裂缺陷。

  为了解决长距波纹管整体成形存在的难题,发明了自补料局部成形方法,利用波纹区膨胀内压产生轴向拉力,将管材材料拉入波纹区,实现自补料,提高了壁厚均匀性。由于各波纹区仅在账形部位施加内压,所需合模力仅300t,降低到整体成形的1/10。并且由于环向液压反力仅作用于很窄的环形区域,轴向推力仅30t,降低到整体成形的1/20。

  图2-50为采用自补料局部成形方法获得长距波纹管试件及其壁厚与整体成形试件壁厚比较。可见自补料局部成形试件波纹区壁厚减薄明显小于整体成形试件的壁厚成形结束后管件总长度比初始管长度缩短107mm,每个波纹轴向平均补料量为10.7mm,各波纹补料量略有差别,导致减薄率略有不同,但是均小于10%,符合设计要求。

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图2-50长距波纹管及波纹区壁厚变化 (a)长距波纹管;(b)波纹区壁厚分布。

  成形后最小壁厚均出现在波纹最顶部,整个波纹管最小壁厚为2.83mm,最大减薄率为9.9%。在10.7mm的轴向补料量下,波纹变形均匀,理想均匀壁厚为2.93mm,该波纹管壁厚均差率为3.4%,壁厚均匀性较好。

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  部分文段和图片摘自:

  《现代液压成形技术》

  作者:苑世剑

  由兴迪源机械编辑

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