長距波紋管是一種典型的大尺寸變徑管件,其直徑范圍從240mm至500mm,材料為5A03鋁合金,如圖2-48所示。由于波紋之間的距離較長,一般大于100mm,現有制造波紋管的技術無法制造這種長距波紋管。目前的制造工藝是采用“滾筒一焊接”的技術路線制造,合格率低、焊縫可靠性差。本文興迪源機械帶來長距波紋管的內高壓成形詳解。

長距波紋管整體內高壓成形難點為:直徑尺寸大,導致軸向推力達8000kN,軸向補料時位移精度控制困難,易導致起皺或開裂;整體成形時,波數量達10個以上,中部波紋不能得到材料補充,減薄率大,不能滿足設計要求。
對于該波紋管,如果對所有的波紋同時進行成形,由于中部波紋無法獲得材料補充,最大減薄率高達24%,不滿足波紋減薄率小于15%的設計要求。而且,由于5A03鋁合金管材塑性較差,嚴重減薄還易導致開裂,如圖2-49(b)所示。

圖2-49長距波紋管整體成形壁厚變化和破裂缺陷?(a)減薄率分布;(b)開裂缺陷。
為了解決長距波紋管整體成形存在的難題,發明了自補料局部成形方法,利用波紋區膨脹內壓產生軸向拉力,將管材材料拉入波紋區,實現自補料,提高了壁厚均勻性。由于各波紋區僅在賬形部位施加內壓,所需合模力僅300t,降低到整體成形的1/10。并且由于環向液壓反力僅作用于很窄的環形區域,軸向推力僅30t,降低到整體成形的1/20。
圖2-50為采用自補料局部成形方法獲得長距波紋管試件及其壁厚與整體成形試件壁厚比較。可見自補料局部成形試件波紋區壁厚減薄明顯小于整體成形試件的壁厚成形結束后管件總長度比初始管長度縮短107mm,每個波紋軸向平均補料量為10.7mm,各波紋補料量略有差別,導致減薄率略有不同,但是均小于10%,符合設計要求。

圖2-50長距波紋管及波紋區壁厚變化 (a)長距波紋管;(b)波紋區壁厚分布。
成形后最小壁厚均出現在波紋最頂部,整個波紋管最小壁厚為2.83mm,最大減薄率為9.9%。在10.7mm的軸向補料量下,波紋變形均勻,理想均勻壁厚為2.93mm,該波紋管壁厚均差率為3.4%,壁厚均勻性較好。
【興迪源機械內高壓技術優勢】
興迪源機械以流體壓力成形技術為核心,主導產品有:內高壓成型設備、板材充液成形設備、管材零件液壓成形設備、水脹液壓成形設備、多工位連體液壓拉深設備、四柱式液壓機設備、框架式液壓機設備等,并可按照客戶的需求設計制造特殊的非標液壓設備、非標油缸、非標液壓系統和配備自動化傳動系統。
興迪源機械是先進輕量化成形技術的提供者,從產品研發、設備生產、模具研制、方案定制,直至最終交付及提供增值服務,我們為客戶提供的不僅僅是一臺設備,而是一整套智能制造成形方案。
部分文段和圖片摘自:
《現代液壓成形技術》
作者:苑世劍
由興迪源機械編輯
版權歸原作者所有
如若侵權請聯系刪除
