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我国对碳钢三通技术的研究现状

发布时间:2019-03-13
​碳钢三通同时由于液体压力传递均匀,故利用内高压成形工艺可以方便地控制工艺参数,对...

碳钢三通同时由于液体压力传递均匀,故利用内高压成形工艺可以方便地控制工艺参数,对工艺过程可以进行实时控制,用来成形传统工艺无法成形的复杂零件。但是内高压成形碳钢三通管有局限性,国内目前国标无缝三通采用胀形方法的成形力较低,内压与轴向进给的控制也不严格,但国外内高压工艺的成形压力较大,不能高温成形,且壁厚不能太大,因此内高压工艺能成形较大口径薄壁管件。

三通管件是近代工业上应用量大、面广的一种常见的管道联接件,在输送中、高压液体或气体的过程中会有局部涡流出现,对管件的性能有较大的影响。过去采用传统制造方法生产三通管件存在较多严重缺点,所以现在多采用无缝钢管成形三通管,其中有些方法的研究和生产国内尚处于初始阶段。本文重点研究了内高压工艺和翻边工艺生产无缝三通管件。

国内在多通管成形方面的研究起步较晚,在70年代末主要研究采用聚酷橡胶等为填充材料,通过对这些填充材料施力产生高的内压,从而使管坯发生胀形成形,这种工艺主要被应用于自行车车架接头管件的生产中。而在液压成形方面我国现阶段的研究还处于初级阶段,取得成功的实例很少,仅在三通管和多通管方面进行了初步的研究,用简化的工程算法推倒了国标三通管接头成形力的计算公式,计算精度远远不能满足生产实际的广泛应用。而加工生成的三通管、波纹管等管件和自行车零件,成形压力较低,内压与轴向进给的控制也不严格。用内高压成形制造汽车、飞机等机器零件还是空白。

近几年来,国内也出现了相关的研究。哈尔滨工业大学在液压机上采用塑性介质挤压成形碳钢管坯得到了三通管,北京钢铁研究总院十九室以铅锑合金为介质挤压T2铜管得到了三通管件,燕山大学及太原重型机械学院等在普通压力机上用液压成形得到支管长径比为2.4的三通管件,西安重型机械研究所、洛阳725所则开发出专用液压成形设备,为海军潜水艇动力装置提供铁白铜管大型薄壁国标碳钢三通管件。

虽然我们对于管件液压成形的研究和生产应用已经取得了长足的进步,但是还存在一些问题和不足,主要是:尚未很好采用国外成熟的管件成形模拟仿真软件对其成形过程进行全面的数值模拟仿真;没有与之匹配的完备实验台对理论分析进行较全面的实验验证研究;没有得出各种工艺因素对其成形过程的影响规律,进而缺乏对工艺参数进行优化与控制;未能合理有效的控制成形工艺过程,工艺稳定性差,难以获得良好的多通管件。

因此,在我国管件液压成形技术进入实用化还有一段路要走。目前国内还没有完全成熟的、具有自主知识产权的塑性成形数值模拟分析软件,但在模拟仿真技术的应用方面已取得了较大的成果。因此掌握并应用数值模拟仿真技术已成为目前各专家学者及企事业单位关注的热点。

基于我国对三通管件液压成形技术的研究现状以及国外的研究成果分析,目前对于国标无缝三通管液压成形技术研究的关键点是:

①通过对碳钢三通管液压成形过程的数值模拟仿真,找出管件液压成形规律;

②分析出影响成形结果的关键因素;

③总结相关因素与成形结果之间的关系;

④通过优化相关的参数,改进三通管液压成形的工艺技术。

通过对三通管液压成形技术的深入研究,促进该项技术在我国工业实际生产中的推广应用。


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