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桥梁用金属波纹管的成形方法

时间:2018-07-12   来源:金属波纹管厂家   作者:桥梁用金属波纹管   点击:

  金属钢带生产而成的桥梁用金属波纹管,由于其优越的力学性能、一定的形状记忆功能和优异的耐腐蚀性能,成为一种新型的波纹管材料。

  桥梁用金属波纹管由于具有无磁性、热辐射与电磁遮蔽性好、质量轻、灵敏度高和耐腐蚀强的优点,在桥梁工程、混凝土工程、高速公路、航空、航天、航海、原子能及化工工业等部门有广泛的应用前景。但是目前在我国应用还较少,其原因一是由于金属钢带材料价格较贵;二是金属钢带弹性模量低(仅为不锈钢的1/2),屈强比高(为0.8~0.84),冷加工变形回弹大,形变强化率高,不适于冷加工,因此在室温下加工工艺性不好,制造桥梁用金属波纹管的难度很大,所以,目前金属和金属合金波纹管的使用受到很大的限制。

桥梁用金属波纹管的成形方法

  鉴于目前介绍桥梁用金属波纹管的文献极少,本文主要介绍一下桥梁用金属波纹管的成形方法。

  桥梁用金属波纹管的成形方法

  桥梁用金属波纹管的成形方法有以下6种:液压成形、滚压成形、旋压成形、胀压成形、焊接成形和超塑成形。

  

1、液压成形

  液压成形适合加工纯金属波纹管,它是利用泵注入管坯中的介质压力(油或水),迫使管坯在限制模块中胀形,而后拆去模块间的定位撑,利用油压机或其他有关类似作用的设备,压缩管坯至所需的最终长度,拆去模块,便得成形的波纹管。

  液压成形的特点是:成形过程中,管坯受压均匀,减薄量适中。液压成形分为多波一次成形和单波连续成形两种方式,

  

2、滚压成形

  滚压成形是将管坯置于成形机内,借工作轮的旋转,在工作轮与管坯的接触面上产生摩擦力,并依靠该力带动整个管坯的回转,再借工作轮的向下进给,即在管坯上逐渐形成凸起,即初波。同时整形轮逐渐轴向靠拢,与缓慢进给的工作轮相应,最终在管坯的周向滚制出U形波纹,滚压成形每次可以滚成一个或多个波纹,适合加工直径较大的金属波纹管,但由于大直径的无缝金属管难于生产,该成形方法应用较少。这种方法也可以将工作轮置于管外,进行缩径成形,适于加工直径<100mm的金属波纹管,

  

3、旋压成形

  旋压成形是目前采用最多的金属波纹管生产方法,主要是用来生产螺旋波纹管。它的模具是由工作膜片和隔片组成的。管坯进入旋转的模具以后,在膜片和隔片的作用下,使管坯在径向和轴向均受到一定挤压,产生塑性变形,逐渐地成形为螺旋形波纹管,这种方法一般生产小的金属波纹管,例如日本用该种方法生产直径为9.52mm~28.6mm、壁厚0.3mm~0.7mm、管长6m以内的金属波纹管。

  

4、胀压成形

  胀压成形是在管坯内预先装有圆形内模,该模具是由若干分瓣的模块组合而成,内模的中央有一个靠油缸推动上下运动的锥体。当锥体下行时,对块体产生侧压力,在该力的推动下,模块使管坯受胀压而成波形,锥体上行后模块靠弹簧力复位,以上4种方法均为冷加工方法,基本上只能成形塑性较好的纯金属波纹管,由于需要无缝金属管做坯料,其成形的波纹管直径也受到限制。

  

5、焊接成形

  焊接成形是采用精密焊接技术,把多个由薄板冲制的环状膜片,沿其内外边缘交替焊接而成的带横向波纹的管状壳体焊接成形。其特点是:由于焊接波纹管在制造过程中,壁厚和其它几何尺寸易于控制,所以它的工作特性较好适用于制作高精度波纹管;轴向补偿量相当大,最大可达波纹管全长的80。但是不耐压,且制作成本高,多用于尺寸较大,要求补偿量大的低压金属波纹管。焊接工艺一般采用氩弧焊和等离子弧焊。

  

6、超塑成形

  超塑成形是一种最新的波纹管成形工艺,主要利用很多金属合金如Ti-6Al-4V等在供货状态即具有超塑性能这一特点来成形波深参数大金属合金波纹管。成形坯料为金属合金无缝管或高能束焊接(等离子弧焊、激光焊和真空电子束焊)而成的焊接筒体,可生产的金属合金波纹管直径只取决于超塑成形机的能力,一般为50~800mm,成形过程采用超塑气压胀形和轴向加载的复合成形工艺,由胀形阶段、合模阶段和充满阶段等3阶段组成。金属合金波纹管超塑成形示意图所示。

  超塑胀形过程如下:(1)胀形阶段:压力机不动,充氩气于管坯内,使管坯产生合适的塑性变形,即使管坯微微地鼓起来,能使中间模板固定在筒体上。(2)合模阶段:开动压力机向下,压合各模块。(3)充满阶段:继续加压并保压一段时间,使成形的波纹管各处全部贴紧模具。

  超塑成形的波纹管尺寸精确,不存在残余应力,缺点是成形过程为热加工,能耗较多,成形件的壁厚不均匀性高于液压成形件。

  桥梁用金属波纹管具有密封性好,无渗水、漏浆,环刚度高,磨擦系数小,耐老化,抗电腐蚀,柔韧性好,不易被捣棒凿破和新型的连接方式使施工连接更方便的优点,解决了传统金属波纹管的所有弊端,已经在众多桥梁工程施工中使用,得到施工方广泛好评。

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