薄壁小弯曲半径弯头制造工艺探讨.docx

薄壁小弯曲半径弯头制造工艺探讨【摘要】本文详细介绍了薄壁管子小弯曲半径弯头的一些制作要点。针对不同弯管机通过大量工艺试验对设备参数调整、弯管模具改进以及弯制工艺改进等方式来保证弯头质量。从而为管子弯制和小R挤压提供了可以借鉴的方法。【关键词】制造工艺；弯头制造；小弯曲前言在日趋激烈的市场竞争中成本控制是企业生存的一个重要方面。在保证使用性能及使用寿命的前提下紧凑型、薄壁蛇形管可节省空间降低锅炉总体高度；同时可节约原材料对锅炉成本控制有着巨大的意义。因此薄壁管子小弯曲半径弯头的制造工艺研发迫在眉睫。如今我们通过公司现有的弯管设备对部分弯头的制作进行反复的工艺试验从而发现和总结出了一些普遍性的制造方法和宝贵经验。在此基础上我们仍需要对影响弯管及挤压弯头的各种因素进行更深入、更精细化的研究和分析从而找到更先进、操作性更强的工艺方法。1弯头成型要素及制造难点目前公司的弯管机分4种包括114、108、89、60弯管机；弯制的管子主要为φ32～φ63.5之间管子材质包含碳钢、合金钢及不锈钢。弯管包含三个主要控制要点。包括弯头的椭圆度、管子壁厚减薄量以及弯头外观成型。这三个控制点相辅相成相互制约。对于薄壁小弯曲半径的弯头弯制时最容易出现的问题在于椭圆度超差以及弯头内侧出现褶皱。弯管时弯头外侧为拉伸面弯头内侧为挤压面.当管子壁厚相对较薄时内侧会由于挤压过度产生褶皱；与之相对外侧则会因为拉伸过渡出现壁厚达不到要求甚至出现拉裂的情况。对于挤压弯头常见的缺陷有：弯头内侧内凹、挤压后弯头呈方形、偏心及椭圆度超差。小R挤压对工人操作要求较高包括对加热温度的控制挤压和整形时弯头的摆放位置等。当壁厚较薄时更大程度增加了加热弯头随意变形的可能性容易造成弯头不合格。2弯管要点介绍影响弯管质量的因素是多样化的。在弯制管子规格φ60×420G弯管半径R120弯管角度150°的弯头过程中弯管速度为480r/h所用滑槽规格为φ60/R120。首次弯制后弯头内侧出现明显褶皱椭圆度10%；随后将弯管速度降为200r/h弯制后未出现褶皱但弯头椭圆度超过标准要求的12%达到17%；再次调整弯管速度至300r/h所弯制出的弯头椭圆度仍然超差为12.8%同时弯头内侧有轻微褶皱。经分析此弯头弯制需克服的问题在于降低弯管速度可消除褶皱但同时会使弯头椭圆度超差二者大致呈反比关系。于是采取以下措施：1.换用φ60/R105的滑槽并在一定程度上加大滑槽与管子之间的夹紧力增加反变形来保证椭圆度；2.将弯管速度调整至250r/h来消除褶皱。调整后再进行试弯弯头内侧未发现褶皱椭圆度为11.2%弯头合格。通过长期试验得出管子本身而言其外径、壁厚及材质对弯头成型有决定性作用其中以管子外径与壁厚的影响尤其明显。管子外径越小壁厚越厚弯头成型越好。比如在相同材质的情况下同样为4mm的壁厚管子外径φ51时可顺利弯制R105的弯头而外径增加至φ60时弯制R120的弯头会出现部分报废的情况。管子材质对弯管的影响取决于材料的硬度比如SA-213T91和SA-213TP347H两种材质的管子（注：SA-213T91硬度为250HBWSA-213TP347H硬度为192HBW）规格同为φ60×4。材质为SA-213T91的管子可顺利弯制R120的弯头而SA-213TP347H的管子弯制R200的弯头合格率只能达到85%。从弯管机的角度弯管速度、滑槽速度、滑槽与弯管模的夹紧程度、滑槽的选用等都与弯管质量相关。弯管时弯管速度与滑槽速度保持一致。夹紧管子后滑槽、夹块与弯管模之间应留有2mm的间隙如夹紧力不足弯头内侧会产生褶皱；若夹紧力过大会造成弯管模和滑槽的损坏以及管子的拉伤。滑槽的选用有两个要点：第一保证滑槽长度≥弯头的弧长；第二滑槽的反变形是否足够。所有弯头在弯制时被弯曲部位管子截面会有一种向上下变形的趋势而弯管模与滑槽的作用之一就是限制这种趋势称之为反变形使弯曲后管子截面的椭圆度在一定范围内。因此弯头的椭圆度超差其直接原因就是滑槽的反变形不足。在了解了影响弯头质量的各种因素及影响方式后我们就可以采取相应的措施来消除缺陷。比如弯头内侧出现褶皱可采用降低弯管速度、增大夹紧力的方法；椭圆度超差时采用增加弯管速度、改用反变形更强的滑槽或增加夹紧力的方法来降低椭圆度。除此之外还可以在弯制前对弯管部位进行加热或者局部加热的方式帮助其成型。3小R挤压小R挤压成型法主要加工管子弯曲半径与外径之比接近1倍或小于1倍的弯头。其加工需经过以下流程：预弯―加热―挤压―加热―整形。由于制造过程复杂对每个环节都需要严加控制对工人操作经验要求也更高。二次挤压弯头最