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弯头知识

弯头加工工艺的介绍-推制工艺

作者:孟村弯头 时间:2019-05-09 11:23
       推制是利用合适的芯棒通过中频加热,边推边成型的工艺方法。该工艺在成型过程中存在扩管过程,弯头的内弧壁厚较难保证。工艺流程为下料一装料一中频加热一推制一校口一半成品检验一热处理一机加工一成品检验一油漆包装。
 
       推制弯头几何形状的主参数有曲率半径、与曲率半径圆垂直的截面不圆度及壁厚。影响推制弯头几何形状的工艺参数有推制用坯料的材质、壁厚和外径、芯棒头的材质及形状、加热温度及其分布以及推进速度。下面分别讨论各工艺参数对推制弯几何形状的影响。
(1)推制弯头用坯料的材质、壁厚和外径对推制弯头几何形状的影响火力发电行业常用推制弯头的材质有WB36和A335P22等。WB36的高温强度小于A335P22的高温强度,WB36的高温塑性小于A335P22的高温塑性,WB36的导热系数小于的A335P22导热系数。故在坯料外径、壁厚及芯棒头形状尺寸相同的情况下,WB36与模具的贴合性能小于A335P22。推制弯头需要正火+回火热处理、机加工端口,壁厚需留有烧损及机加工余量。一般余量为弯头理论壁厚的10%~20%。弯头壁厚δ与截面D直径比值
越小,与模具的贴合性能越好,但弯头内弧越容易失稳起皱。根据金属在塑性变形时体积不变、推制成形时壁厚不变(实际微减薄)、弯头外弧长度与管坯长度相等的特点。如果实际选用的管坯外径比理论计算得到的管坯外径值小,与模具贴合性能好,但弯头内弧容易失稳起皱。如果实际选用的管坯外径比理论计算得到的管坯外径值大,结果则正好相反。
(2)温度及其分布对推制弯头几何形状的影响。加热温度是一个重要的工艺参数,由中频电源功率调节直接控制。对于碳钢和合金钢,加热温度的确定原则是材质奥氏体化温度以上,且推制时弯头内壁主压应力小于材料在此温度下的屈服极限。材质奥氏体化温度越高,加热温度越高;材质高温屈服极限越高,加热温度越高。中频感应加热,WB36钢的最高温度为850~900℃,A335P22钢为900~950℃,A335P91材质的加热温度最高点为900~1000℃。测温方式为固定式远红外测温仪和手动式远红外测温仪相结合。温度分布是一个重要的工艺参数,由感应圈形状及感应圈与芯棒头相对位置直接控制。感应圈形状是主要因素,感应圈与芯棒头相对位置是次要因素。温度沿芯棒头轴向分布规律为低、中、高、中,温度沿芯棒头径分布规律为低、中、高。加热温度高,推制弯头壁厚增大。
(3)芯棒头的材质及形状对推制弯头几何形状的影响芯棒头材质及形状是一个重要的工艺参数,由设计及制造直接控制。
芯棒头材质一般有ZG1Cr18Ni9Ti、ZG3Cr20Ni14、ZG1Cr25Ni20Si2、ZG0Cr20Ni25等,高温强度及耐磨性逐渐升高,价格也是相应升高。如果是小批量生产,可以选择ZG1Cr18Ni9Ti、ZG3Cr20Ni14;如果是大批量生产,应选择ZG3Cr25Ni20Si2、ZG0Cr20Ni25;但ZG0Cr20Ni25价格太高,故这次试验芯棒头材质选用了ZG1Cr25Ni20Si2。芯棒头按曲率半径分为单曲率、双曲率和多曲率三种。单曲率、双曲率、多曲率芯棒,推力逐渐减小,制作成本逐渐升高。本次试验选双曲率芯棒。按截面形状分为圆截面和椭圆截面两种,圆截面制作简单,成本低,但推制弯头的椭圆度及减薄率过大椭圆截面制作复杂,成本高,但推制弯头的椭圆度及减薄率小。有整形段芯棒制作复杂,成本高,使用时间长无整形段芯棒制作简单,成本低,但前端磨损快。按芯棒头角度分为60°和90°两种,90°芯棒多用于火焰加热。
(4)推进速度对推制弯头几何形状的影响推进速度作为一个重要的工艺参数,由液压系统流量调节直接控制。
 
       推进速度的确定原则是弯头内壁主压应力小于材料在此温度下的屈服极限,弯头外
壁伸长率小于材料在此温度下的最大伸长率。材质透热系数、磁导率及中频功大,推进速度快。推进速度快,生产率提高,但推制弯头的壁厚减薄率增大。
 
       推制工艺成本低。但无法满足弯头内径最小壁厚的要求。根据D5054--2006《火力发电厂汽水管道应力计算技术规定》,弯管任意一点的实测壁厚不得小于直管最小壁厚。在供热行业和火力发电厂里推制弯头都有一定的应用。
 
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