四层卷焊管成型技术

四层卷焊管具有可靠性高、强度高以及抗渗漏性强的特点,广泛应用于承受高压的管线中.四层卷焊管生产的关键技术是其成型技术.综合阐述了四层卷焊管成型过程中的各技术环节.     

四层卷焊管的应力应变分析

在大功率柴油发动机的高压油路中,常常需要用到管径较细、有一定壁厚且能承受高压的油管。以往采用铜来生产这种油管,其成本较高、资源少且加工精度低,而用卷焊管替代铜管则是发展的必然趋势。采用生产可靠性好、成本低、精度高的一次成型四层卷焊管的成型理论,通过有限元对其成型的可行性做了模拟,进而对四层卷焊管进行了应力应变分析,为寻找合理的应力-应变状态、优化工艺条件奠定了基础。     

四层卷焊管的应力应变分析

在大功率柴油发动机的高压油路中，常常需要用到管径较细、有一定壁厚且能承受高压的油管。以往采用铜来生产这种油管，其成本较高、资源少且加工精度低，而用卷焊管替代铜管则是发展的必然趋势。采用生产可靠性好、成本低、精度高的一次成型四层卷焊管的成型理论，通过有限元对其成型的可行性做了模拟，进而对四层卷焊管进行了应力应变分析，为寻找合理的应力—应变状态、优化工艺条件奠定了基础。     

一次成型四层卷焊管的孔型设计

在大功率柴油发动机的高压油路中 ,常常需要用到管径较细、有一定壁厚且能承受高压的油管。以往采用铜来生产这种油管 ,其成本较高、资源少且加工精度低 ,而用卷焊管替代铜管则是发展的必然趋势。本文采用生产可靠性好、成本低、精度高的一次成型四层卷焊管的成型理论对其成型中各道次的孔型进行了设计 ,通过有限元对其成型的可行性做了模拟 ,认为其孔型设计是合理的。     

直缝焊管液压成形极限理论预测模型

直缝焊管广泛应用于汽车车身管状零件液压成形中,焊接区影响着焊管塑性变形规律,准确评价焊管缩颈或破裂现象是工程上倍受关注的问题。基于金相分析法和显微硬度测量法分析高频感应焊管的结构特征,并根据液压成形条件下高频感应焊管的变形特点,提出一种用于计算直缝焊管液压成形极限的理论方法。基于该方法,选用Swift硬化方程和Hill屈服准则推导出直缝焊管液压成形极限理论预测模型,在已知焊管(包含焊接区和基体区)材料性能参数条件下可获得直缝焊管液压成形极限图。运用此理论预测模型,计算出QSTE340高频感应焊管的液压成形极限图。成形极限的计算结果与试验对比表明,二者吻合较好,这证明所建立的直缝焊管液压成形极限的理论预测模型是正确的。     

HFW焊管排辊成型预成型段有限元仿真分析

排辊成形已经被广泛的应用于钢管生产中,直缝焊管排辊成形过程涉及明显的非线性,为了更好地了解板带的排辊成形过程,针对Φ508mm焊管排辊成形机组的预成形建立了弹塑性大变形有限元模形,利用显式动力算法进行了仿真计算,分别得到了预成形段板带的等效塑性应变分布和几和变形,并和实际测量进行比较取得很好的吻合,验证了模拟的准确性。研究表明:排辊成形预成形阶段的较大塑性变形发生在带钢中心和与排辊接触的带钢边缘。     

50型螺旋式钢板仓卷边设备理论分析与试验

结合已有卷边设备的生产工艺和特点,研发了国内首台50型螺旋式钢板仓卷边设备,并完成了4次样机调试试验.分析了新型卷边设备关键机构的工作原理,对下轧辊调节机构进行了力学计算分析,完成了卷边孔型设计.利用显示动力学软件数值模拟了5 mm钢板的冷弯成形(卷边)过程,分析了成形过程中的等效应力和等效塑性应变.通过4次样机调试试验,将调试结果与模拟结果对比.结果 表明,折弯5 mm钢板比折弯3 mm的钢板力载荷大很多,有必要研发新型的卷边设备;卷边设备的后3个工位的应力峰值比前3个工位大,其中工位6应力峰值最大;文中的卷边孔型设计合理;卷边过程的模拟结果与试验结果一致.     

直缝焊管排辊成形有限元仿真研究

为了更好地了解板带的成形规律,避免产品缺陷,针对直径为273mm的焊管排辊成形机组建立了基于Updated-Lagrangian法的弹塑性大变形有限元模型,并采用动力显式算法进行了全流程的ERW焊管排辊成形有限元仿真计算,分别得到了在不同成形段下管坯的花型、横向等效塑性应变和纵向应变。模拟结果表明,在排辊成形过程,板带边缘、中心以及与BreakDown轧辊接触的区域存在较大的加工硬化;在整个变形区内板带边缘和中心的纵向相对应变较小,可以防止边缘出现起皱、鼓包。     

碳钢芯/不锈钢复合型材套拉成形工艺研究

介绍一种碳钢芯/不锈钢复合型材预应力套拉成形原理,利用在焊管加工过程中引入碳钢芯并进行卷合,有效地解决了碳钢芯与不锈钢带材连续压合时的紧密性和稳定性问题,并对套拉成形工艺进行了试验研究。结果表明,当单边过盈量为0.1mm,套拉速度为6m/min,并采用专用套拉润滑剂时,复合型材套拉效果最佳。     

车用双层卷焊管坡口成型应力特性的仿真分析

双层卷焊管具有较高的抗爆破强度和抗振疲劳性能,易于弯曲成形,因此广泛应用于汽车制动系统中,并形成刹车管、燃油管和制动管等产品.坡口成型作为双层卷焊管管筒成型的第一道工序,其尺寸和质量将直接影响管筒成型质量.应用显式动力学有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA对坡口成型应力特性及其对加工质量影响进行仿真模拟,得出辊轮材...     

[材料绿色成形技术]异形排气管多向局部加载液力成形工艺

针对某乘用车异形排气管整体制造的难题,开展4系列不锈钢管材包括多向局部加载液力成形新方法的全流程液力成形工艺研究。基于Dynaform有限元模拟软件,建立绕弯成形及液力成形的有限元模型,监测管材壁厚分布的演化规律,进而优化成形工艺参数,开展实验验证。研究结果表明：初始管材直径对液力成形管材壁厚分布影响显著,初始管材直径为54 mm时能很好地满足工艺要求;在纵向加载液力成形阶段,可通过在上模具设计凸筋来实现对管材的局部加载成形,而在横向加载液力成形阶段,内压为48 MPa时可避免管材破裂、折叠等缺陷的产生;此外,局部加载液力成形可导致管材的应力应变状态发生明显改变,变形区管材的壁厚呈现增大趋势,最大减薄率由27.43%降至24.65%,最终零件的最大减薄率为28.05%。实验结果与模拟结果基本吻合,最大偏差值仅为2.89%。     

A new approach in producing metal bellows by local arc heating: a parametric study

Recently, dieless forming processes have been introduced to prevent the high costs of dies and tools. Local heating and axial compression process is an innovative method for producing metal bellows. In this research, producing metal bellows using simultaneous local electric arc heating and axial compression has been explained and investigated. SUS304 tubes with an outer diameter of 19 mm and a thickness of 1 mm have been employed to implement the tests. Various parameters could affect the process. Among these parameters, effects of applied displacement and device current, influencing convolution shape, thickness, and required forming force, are studied experimentally. It is found that the height, radius, and angle of the convolution and also the forming force could be controlled by alteration of these parameters. Furthermore, the result of buckling test showed that energy absorption capacity of the manufactured metal bellow has been increased in comparison to a typical tube. This method could be a suitable alternative for induction local heating and can reduce the high equipment costs.     

双层卷焊管生产工艺及其工艺参数控制的研究

介绍了双层卷焊管生产线的结构组成,重点分析了生产工艺中卷管成型和钎焊等关键工序,并对生产线中关键工艺参数的检测与控制进行了研究。     

金属波纹管单点增量成形过程研究

将单点增量成形技术引入金属波纹管成形,提出了一种金属波纹管单点增量成形工艺。基于ABAQUS/Explicit建立增量成形波纹管仿真模型,分析成形过程中成形力的演变,以及成形应力、材料局部变形位移和塑性应变分布的特点;建立了波纹管单点增量成形实验平台,采集成形过程数据并分析实验数据。结果表明：X向分力在增量成形管壁中的数值最大,其次是Y向分力和Z向分力;斜面拉伸区和圆弧过渡区的塑性应变大,该区域管壁容易发生过度减薄和断裂。     

Formability evaluation of dimple forming process based on numerical and experimental approach

Exhaust gas recirculation (EGR) cooler consists of a number of heat transfer tubes that have relatively larger net area than that of flat type tubes. The surface of the tubes is made up with lots of grooves and protrusions for enlarging the net heat transfer area. Most tubes are manufactured through forming processes, such as bending, spinning, roll forming, stamping and so on. Therefore, a series of fracture or defect can occur during the various forming processes. In this study, the manufacturing process of a dimple-type rectangular heat transfer tube used for an EGR cooler system is investigated based on the numerical simulation and the experimental approach. A prototype of the tube is designed and modified to a newly designed tube considering the conservation of the net heat transfer area based on the numerical and analytical approach. Formability evaluation of the tube sheet is carried out by using forming limit curves based on the plastic instability conditions. Strain- and stress-based forming limit curves are utilized to ensure the strain path independence. The newly designed tube having a number of dimples on the both sides are manufactured by the press forming process. Thickness distributions for the principal cross-sections are observed from both the simulation and the experiment and compared each other. From the results, it is confirmed that the forming process is robust to manufacture the dimple type rectangular tubes with the comparison of thickness, and application of the forming limit curves.     

矩形管冷弯成形的辊花设计及成形规律

依据矩形管冷弯成形的多道次孔型轧制特点,考虑轧前圆管坯与轧后矩形管存在的拓扑等价关系,建立了两者之间的形心映射数学模型,实现了矩形管冷弯成形过程的辊花设计,并进行了轧制实验。轧后产品满足GB/T 6728-2002的要求。基于弹塑性有限元法建立了矩形管冷弯成形的仿真模型,研究了冷弯成形的金属流动、纵向延伸和残余应力分布,确定了变形过程开裂危险区位置。     

采用小弯曲半径弯头反向推直与正向推弯的管坯设计方法

采用数值模拟技术对小弯曲半径弯头（1D）进行反向推直以获得弯头推弯成形时管坯的近似尺寸,并进行优化;在此基础上,采用正向成形法对优化管坯进行推弯模拟与试验验证,最终得到较为精确的管坯尺寸。以管径为32mm×1mm的LF2M铝合金管材进行小弯曲半径弯头成形为例,首先对弯头产品尺寸进行反向推直模拟,获得推直管坯尺寸后,进行优化与正向推弯模拟验证,最终对优化的精确管坯进行推弯成形试验,结果显示：通过反向推直与正向推弯模拟相结合获得小弯曲半径弯头推弯成形管坯尺寸的方法具有较高的可靠性,并得到了管径为32mm×1mm的LF2M铝合金管材进行高难推弯成形时的管坯尺寸与成形零件。     

Zr基非晶合金精密直齿轮超塑性成形试验研究

具有多种优异性能的大块非晶合金是近年来材料领域的重要研究成果之一。由于非晶合金在过冷区域表现出良好的超塑性性能,因而有望通过塑性加工的方法来获得非晶质的复杂结构精细零部件。以直径为5 mm的zr41.25Ti13.75Ni10Cu12.5Be22.5非晶合金棒材为试验材料,采用自行设计的专用真空炉和精密模锻装置,对带轮毂的精密直齿轮(节圆直径6 mm,齿数24,模数0.25 mm)进行了超塑性成形试验。分析对比了上芯杆直接冲孔成形、下芯杆直接冲孔成形和两阶段冲孔成形三种不同工艺的成形结果。结果表明,在其他工艺参数相同的条件下,两阶段成形工艺比其余两种工艺具有更低的成形压力和较小的内孔偏心度。选用两阶段成形工艺和合理的模具结构,制备出了具有良好尺寸精度和表面粗糙度的精密齿轮。经x射线衍射分析表明,所成形的齿轮没有发生明显晶化现象,从而较好地保持了大块非晶合金材料的各种优异性能。