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弯曲半径等于或小于公称直径的180°冲压焊接弯头的制造技术
弯头是管路系统中常用的零件之一，根据管道系统的布局和要求，经常需要将管道做90度或更大角度的弯曲，这时候就需要使用弯头。弯头分为焊接弯头和无缝弯头两种，根据制造中的不同工艺，焊接弯头又分为锻造、冲压和拼接三种制造工艺。本文将关注于冲压制造技术在制造弯头中的应用与研究。
一、弯头的制造工艺
（一）冷弯工艺
冷弯是将焊接三通或弯头压入匹配的轮廓模具中，通过使管子产生弯曲而成型。弯曲半径小于或等于公称直径的弯头常见于化学与石油工业中。其特点是生产过程比较简单便捷，可以快速生产出质量高、成本低的弯头，但是生产线投资和模具成本较高，实现大规模生产不是很方便。
（二）锻造工艺
锻造是将焊接三通或弯头加热到一定的温度，放入一个匹配的模具中，并施加一定的拉伸力和刚柔配合的力，在压制时模压块加工成形。锻造工艺的弯头性能稳定、弯曲半径可以小于公称直径。但是生产成本昂贵，非常耗能，大体量生产困难。
（三）冲压工艺
冲压是将坯料放入冲压模具中，通过上下模具压制，让坯料产生塑性变形，从而形成所需的形状。但是，对于弯曲半径小于公称直径的弯头，坯料往往会裂纹或折断，因而这种冲压工艺也难以制造小半径弯头。而，对于弯曲半径等于或稍大于公称直径的弯头，冲压工艺可用于生产。
（四）拼接工艺
拼接工艺是将焊接三通或弯头材料分别加工成两个半部分，两个半部分通过焊接拼接起来，形成完整的弯头。拼接工艺的优点是成本较低，生产便捷，适用于少量多品种的维修及改造工作。但是相对于锻造、冲压和无缝制造工艺的弯头，拼接弯头存在性能差、易泄漏等问题，因此拼接弯头的使用范围有限。
二、弯头制造中冲压工艺的应用
在弯头的制造中，冲压工艺的应用可以有效解决制造规格大，成本低的问题。冲压工艺可以采用重力下冲、惯性下冲和连续下冲等多种，其中以惯性下冲液压机的应用最为广泛。惯性下冲是将坯料放在上模的凸台上，下模突然上移，产生惯性力，使得坯料从凸台处推到下模处，得到弯头的过程中，难以控制弯曲角度和弯曲半径，显得不是非常合适。
而连续下冲是一项高精度的制造工艺，它可以实现弯曲半径和焊头和弯曲角度相同，并且适用于弯管壁厚又薄的情况。连续下冲液压机是一种可以生产覆膜弯头的高精度、高速、省力、驱动力小的弯头成形设备，具有结构简单、易于维护等优点。冲压弯头成形的金属流动性的强，使液压泥机制造的弯头具有良好的表面质量、重量和尺寸精度，伸缩性和冲击韧性等综合性能，可以保证管路系统的密封性和安全性。
三、冲压弯头的制造技术研究
为了保证弯头制造的质量和性能，冲压弯头制造技术的研究至关重要。在制造技术研究中，常见的关键技术包括弯头的形状设计、冲压工序的优化、材料热处理、激光焊接等。
（一）弯头形状设计
弯头的形状设计是冲压制造中最重要的环节之一。在弯头设计时，需考虑多种因素，如制造设备的能力、模具的制作难度、加工工艺的稳定性等。同时，还需考虑箍数、坡口成形等问题，弯头的设计形状应以达到预期的要求为目的，同时尽可能地考虑到生产过程中的微调效果。
（二）冲压工序优化
在制造过程中，可以通过控制冲压工序中的参数和调整落料方式等通过优化工序来提高弯头的造成精度和成品率。其中一些关键参数包括冲切力、冲头搭距、坯料材料良率等等。只有对这些参数进行精细的调整和优化，才能保证制造的弯头的质量和稳定性。
（三）材料热处理
需要生产小半径弯头时，材料的选择和热处理是非常关键的。制造小半径弯头需要材料的挠度和塑性等性能稳定；而大半径弯头则需要材料具有良好的冲压性和可塑性。材料热处理技术的应用能够改善材料的塑性，增加材料的弯曲性能，提高弯头的质量和稳定性。
（四）激光焊接
激光焊接是目前最先进的焊接技术之一，可以通过高能量的激光产生瞬时加热效果，从而实现焊接生产。激光焊接技术可以大幅减少焊接缺陷和成品率，同时还能保持材料的稳定性和弯曲性能，对弯头制造的安全性和可靠性有重要的意义。
四、总结
弯头是管道系统中经常使用的连接管件之一，其制造工艺与材料性能等因素直接影响管道系统的稳定性和安全性。当前，冲压工艺的应用和研究，为制造半径等于或小于公称直径的180°冲压焊接弯头提供了有效的解决方案。为了保障弯头的质量和稳定性，需要加强弯头工序优化、至简工艺技术、如激光焊接技术、新材料的使用优化等方面技术的研究与探究。
在未来，我们相信随着制造技术和成本的提高及更加环保和节能的先进工艺的引入，冲压工艺将会在管路系统中发挥越来越重要的作用，成为弯头制造的首选技术之一。