[发明专利]薄壁小弯曲半径U形弯管的制作工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于薄壁小弯曲半径U形弯管的制作工艺。

背景技术

在一些气化炉中，镍基不锈钢的U形（180°）弯头（如φ38X4），其弯曲半径（R20和R25)小，管壁薄，与标准的发电锅炉相比，气化设备中的热流更大，适量的水流是关键参数，因此通球要求大大高于普通锅炉和ASME有关标准；现有薄壁小弯曲半径U形弯管的制作工艺主要有两种：1）在拉弯弯管机或侧助推弯管机上进行预弯后、再一次热挤压成型；该方法在预弯时由于弯管段内侧壁受压、外侧壁受拉，外侧的缩径量较大，其圆度较差，后续成品的通球直径降低；在热挤压时，由于壁薄、刚性差，易失稳起皱变形，内侧壁易增厚，通球直径也受到影响，导致该项指标难以达到要求，废品率高；2）采用制作U形实心锻件、再通过机加工U形通孔成形；该方法虽然通球直径可以达标，但存在工艺步骤多、加工难度大、周期长、成本高的缺点。

发明内容

针对上述存在的技术问题，本发明提供一种薄壁小弯曲半径U形弯管的制作工艺，它能减小弯管的变形、满足通球直径的要求，成品率高，且工序少、易加工、周期短，生产成本较低。

为了达到上述目的，本发明的薄壁小弯曲半径U形弯管的制作工艺，其特征在于包括以下步骤：A）充砂：在管件内填满砂料，并由端盖封闭管件的两端口；B）预弯：将管件装于顶镦弯管机上：顶镦夹夹紧管件的一端，管件的另一端由弯管模和夹块固定，由主轴带动弯管模旋转，同时油缸对顶镦夹施加轴向的推力，对管件进行推弯作业，使得管件中部弯至预设的弯曲半径为R1的180弯头°；C）热挤压：将管件加热至预设温度，放入挤压模挤压：挤压模由上、下背模及左上挤压模、左下挤压模、右上挤压模和右下挤压模组成，调整左、右侧挤压模的距离以适应弯头的弯曲半径，上、下背模与左上挤压模、左下挤压模、右上挤压模和右下挤压模设有相配合的斜面，上、下背模设有变形腔，左上挤压模、左下挤压模、右上挤压模和右下挤压模均设有截面为弧形的型腔，将管件的弯头两侧直管放入挤压模型腔中，上、下挤压模合模夹紧两直段管部分，推动两侧的挤压模向内移动，同时上、下背模向后移动，弯头部做自由变形直到形成弯曲半径为R0的180°弯头；将管件再放入整形模具：整形模具包括上、下模块，上、下模块均设有U形型腔，U形型腔弯头段的型腔为近似半圆形，该处型腔的最大深度略小于其宽度的一半，管件被挤压进入上、下模块合模后的型腔，完成整形，将弯头段整形至弯曲半径R0，R0< R1；D）去除管件两端端盖及管内砂料；

本发明由于在预弯时，通过油缸、顶镦夹对管件施加轴向的推力，弯头段外侧壁也受压，外侧壁的缩径量较小或为零，弯头段的圆度更好；管件中填满砂料，可提高管件的刚性，在预弯和加热挤压工序时管壁不易失稳起皱变形，内侧壁的增厚幅度也减小，加上模块U形型腔弯头段的最大深度略小于其宽度的一半，整形时可进一步减小内侧壁的增厚，提高圆度，以上皆能减小弯管的变形、满足通球直径的要求，成品率高，且工序少、易加工、周期短，生产成本较低；

作为本发明的一种优选，在步骤B）与C）之间还设有预热挤压工序：将管件加热至预设温度，放入挤压模挤压：挤压模由上、下背模及左上挤压模、左下挤压模、右上挤压模和右下挤压模组成，调整左、右侧挤压模的距离以适应弯头的弯曲半径，上、下背模与左上挤压模、左下挤压模、右上挤压模和右下挤压模设有相配合的斜面，上、下背模设有变形腔，左上挤压模、左下挤压模、右上挤压模和右下挤压模均设有截面为弧形的型腔，将管件的弯头两侧直管放入挤压模型腔中，上、下挤压模合模夹紧两直段管部分，推动两侧的挤压模向内移动，同时上、下背模向后移动，两侧的挤压模的间距决定弯曲半径，弯头部做自由变形直到形成弯曲半径为R2的180°弯头；将管件再放入整形模具：整形模具包括上、下模块，上、下模块均设有U形型腔，U形型腔弯头段的型腔为近似半圆形，该处型腔的最大深度略小于其宽度的一半，管件被挤压进入上、下模块合模后的型腔，完成整形，将弯头段整形至弯曲半径R2，R0<R2< R1；增设预热挤压，可进一步减小热挤压成型时的变形量，提高圆度；

作为本发明的一种优选，管件正、反向两次被挤压进入上、下模块合模后的型腔,进行整形；可提高整形效果；

综上所述，本发明能减小弯管的变形、满足通球直径的要求，成品率高，且工序少、易加工、周期短，生产成本较低。

附图说明

图1为实施本发明的顶镦弯管机的局部立体图。

图2为图1的俯视图。

图3为实施本发明预热挤压和热挤压工序的挤压模的主视图。