彎管及彎管工藝介紹

1、彎管及彎管工藝介紹彎管加工工藝可以分為很多種，主要有拉彎、繞彎、推彎等多種方式，這些方式又可以分為冷彎和熱彎兩種彎制狀態(tài)。對于不同的彎管所應用的加工技術是不同的，不同彎管的特性也是不一樣的。中頻彎管：中頻彎管用于連接兩根公稱通徑相同的管子，使管路作90度轉彎。中頻彎管除含碳外一般還含有少量的硅、鈕、硫、磷按用途可以把碳鋼分為碳素結構鋼、碳素工具鋼和易切削結構鋼三類，碳素結構鋼又分為建筑結構鋼和機器制造結構鋼兩種；按冶煉方法可分為平爐鋼、轉爐鋼和電爐鋼；按脫氧方法可分為沸騰鋼、鎮(zhèn)靜鋼、半鎮(zhèn)靜鋼和特殊鎮(zhèn)靜鋼；按含碳量可以把碳鋼分為低碳鋼，中碳鋼和高碳鋼；按磷、硫含量可以把碳素鋼分為普通碳素鋼、優(yōu)質

2、碳素鋼和高級優(yōu)質鋼和特級優(yōu)質鋼。一般碳鋼中含碳量較高則硬度越大，強度也越高，但塑性較低。主要指力學性能取決于鋼中的碳含量，而一般不添加大量的合金元素的鋼，有時也稱為普碳鋼或碳素鋼。中頻彎管的成型工藝過程是復雜的，需要根據(jù)不同的材質和用途進行焊接，在一定的壓力下進行逐漸成形。中頻彎管的成型需要按照一定的工序進行，嚴格遵守相應的流程過程，否則生產出的中頻彎管就會產生質量問題。中頻彎管材質的粘性較高，斷屑性能差，因此在不銹鋼中頻彎管采用絲錐進行攻絲過程中容易出現(xiàn)切屑刮傷工件螺紋或絲錐崩刃等現(xiàn)象，影響加工效率和螺紋質量。中頻彎管按材質可分為：碳鋼中頻彎管，不銹鋼中頻彎管，合金鋼中頻彎管；按標準可分為：

3、國標中頻彎管，非標中頻彎管，國際標準：德標，日標，美標，英標中頻彎管?，F(xiàn)在就來了解一下關于碳鋼中頻彎管的知識吧。中頻彎管在我國的工業(yè)中被廣泛應用。中頻彎管根據(jù)長期生產制做，在多次失敗中總結出，比較合理的科學的新經驗，加入一定量的稀土元素改善鋼的合金質量。在電力、礦山、冶金等行業(yè)，物料的輸送、輸出、都是采用近距離、高壓輸送，管道承受著相當大的壓力，并經受很嚴重的磨損，單一材質的管道很難滿意此工況的要求。中頻彎管是用加熱圈套在鋼管上，四周離鋼管約15mm的空隙，外側略+2mm,內側略-2mm。（|）80OX3加熱寬度約55mm,61200X3加熱寬度約60mm。在彎曲的過程中，配合8Mpa的強風冷

4、卻降溫，使其彎曲時保持規(guī)定加熱寬度溫度在850。左右，這樣鋼管自身有兩端冷卻的圓度部分做支撐，使其彎曲部分始終在一個窄小寬度里進行，從而達到鋼管彎曲成形后圓度不變或很少變形的效果。中頻彎管主要用于加熱直縫管、無縫鋼管，通過中頻加熱后，達到效果才能生產.中頻感應加熱彎管是一種先進的彎管方法。但是，如果彎管工藝不當，可能出現(xiàn)管材金屬組織松弛損傷現(xiàn)象。這種損傷表現(xiàn)為一種微細的晶界裂紋，對管材的機械性能及使用壽命有一定的不良影響。中頻彎管的加熱范圍窄，管壁內外溫度不均，在彎管過程中管材受到驟冷驟熱，這是它本身固有的弱點。中頻彎管特點：1 .采用垂直外特性的電源，直流時采用正極性（焊絲接負極）2 .一般

5、適合于6mm以下薄板的焊接，具有焊縫成型美觀，焊接變形量小的特點3 .保護氣體為氮氣，純度為99.99%當焊接電流為5050A時，氮氣流量為80L/min,當電流為50250A時，氮氣流量為25L/min。4 .鴇極從氣體噴嘴突出的長度，以45mm為佳，在角焊等遮蔽性差的地方是23mm,在開槽深的地方是56mm,噴嘴至工作的距離一般不超過5mm。5 .為防止焊接氣孔之出現(xiàn)，焊接部位如有鐵銹、油污等務必清理干凈。6 .焊接電弧長度，焊接普通鋼時，以24mm為佳，而焊接不銹鋼時，以3mm為佳，過長則保護效果不好。7 .對接打底時，為防止底層焊道的背面被氧化，背面也需要實施氣體保護。8 .為使氮氣很

6、好地保護焊接熔池，和便于施焊操作，鴇極中心線與焊接處工件一般應保持8085°角,填充焊絲與工件表面夾角應盡可能地小，一般為0°左右。9 .防風與換氣。有風的地方，務請采取擋網(wǎng)的措施，而在室內則應采取適當?shù)膿Q氣措施。中頻彎管的作用：在管路系統(tǒng)中，中頻彎管是改變管路方向的管件。按角度分，有45°及901800三種最常用的，另外根據(jù)工程需要還包括60。等其他非正常角度彎頭。彎頭的材料有鑄鐵、不銹鋼、合金鋼、可煨鑄鐵、碳鋼、有色金屬及塑料等。與管子聯(lián)結的方式有：直接焊接（最常用的方式）法蘭聯(lián)結、螺紋聯(lián)結及承插式聯(lián)結等。按照生產工藝可分為：焊接彎頭、沖壓彎頭、鑄造彎頭等。管

7、道安裝中常用的一種連接用管件，用于管道拐彎處的連接。中頻彎管工藝的制作過程是在鋼管待彎部分套上感應圈，用機械轉臂卡住管頭,在感應圈中通入中頻電流加熱鋼管，當鋼管溫度升高到塑性狀態(tài)時，在鋼管后端用機械推力推進，進行彎制，彎制出的鋼管部分迅速用冷卻劑冷卻，這樣邊加熱、邊推進、邊彎制、邊冷卻，不斷將彎管彎制出來。中頻彎管管件的耐蝕性取決于鋼中所含的合金元素。銘是使不銹鋼沖壓彎頭獲得耐蝕性的基本元素，當鋼中含銘量達到1.2%左右時，銘與腐蝕介質中的氧作用，在鋼表面形成一層中頻彎管很薄的氧化膜，可阻止鋼的基體進一步腐蝕。彎頭管件：冶煉不銹鋼沖壓彎頭的三步法即電爐+復吹轉爐+VOD三步。其特點是電爐作為熔

8、化設備，只負責向轉爐提供含Cr、Ni的半成品鋼水，復吹轉爐主要任務是吹氧快速脫碳，以達到最大回收Cr的目的。VOD真空吹氧負責進一步脫碳、脫氣和成分微調。三步法比較適合氧氣供應比較短缺的地區(qū)，并采用含碳量較高的鐵水作原料，且生產低C、低N不銹鋼沖壓彎頭比例較大的專業(yè)廠采用。目前世界上88%不銹鋼沖壓彎頭采用二步法生產，其中76%是通過AOD爐生產。因此它比較適合大型不銹鋼沖壓彎頭專業(yè)廠使用。沖壓成形彎頭是最早應用于批量生產無縫彎頭的成形工藝，目前，在常用規(guī)格的彎頭生產中已被熱推法或其它成形工藝所替代，但在某些規(guī)格的彎頭中因生產數(shù)量少、壁厚過厚或過薄。產品有特殊要求時仍在使用。彎頭的沖壓成形采用

9、與彎頭外徑相等的管坯，使用壓力機在模具中直接壓制成形。沖壓彎頭成形的示意圖見圖在沖壓前，管坯擺放在下模上，將內芯及端模裝入管坯，上模向下運動開始壓制，通過外模的約束和內模的支撐作用使彎頭成形。與熱推工藝相比，沖壓成形的外觀質量不如前者；沖壓彎頭在成形時外弧處于拉伸狀態(tài)，沒有其它部位多余的金屬進行補償，所以外弧處的壁厚約減薄10%生右。但由于適用于單件生產和低成本的特點，故沖壓彎頭工藝多用于小批量、厚壁彎頭的制造。沖壓彎頭分冷沖壓和熱沖壓兩種，通常根據(jù)材料性質和設備能力選擇冷沖壓或熱沖壓。冷擠壓彎頭的成形過程是使用專用的彎頭成形機，將管坯放入外模中，上下模合模后，在推桿的推動下，管坯沿內模和外模

10、預留的間隙運動而完成成形過程。采用內外模冷擠壓工藝制造的彎頭外形美觀、壁厚均勻、尺寸偏差小，故對于不銹鋼彎頭特別是薄壁的不銹鋼彎頭成形多采用這一工藝制造。這種工藝所使用的內外模精度要求高；對管坯的壁厚偏差要求也比較苛刻。沖壓彎頭適用于石油、天然氣、化工、水電、建筑和鍋爐等行業(yè)的管路系。不需管坯作原料，可節(jié)約制管設備及模具費用，且可得到任意大直徑而壁厚相對較薄的碳鋼彎頭。由于上述二條原因，可以縮短制造周期，生產成本大大降低。因不需要任何專用設備，尤其適合于現(xiàn)場加工大型碳鋼彎頭。坯料為平板或可展曲面，因而下料簡單，精度容易保證，組裝焊接方便。沖壓彎頭的制作工藝首先焊接一個橫截面為多邊形的多棱環(huán)殼或

11、兩端封閉的多棱扇形殼，內部沖滿壓力介質后，施以內壓，在內壓作用下橫截面由多邊形逐漸變成圓，最終成為一個圓形環(huán)殼。根據(jù)需要，一個圓形環(huán)殼可以切割成4個90彎頭或6個60沖壓彎頭或其它規(guī)格的沖壓彎頭，該工藝適用于制造沖壓彎頭中徑與沖壓彎頭內徑比大于1.5的任何規(guī)格大型彎頭，是目前制造大型碳鋼彎頭的理想方法。對焊彎頭是利用電阻熱將兩工件沿整個端面同時焊接起來的一類電阻焊方法。對焊的生產率高、易于實現(xiàn)自動化，因而獲得廣泛應用。其應用范圍可歸納如下：（1）工件的接長例如帶鋼、型材、線材、鋼筋、鋼軌、鍋爐鋼管、石油和天然氣輸送等管道的對焊。（2）環(huán)形工件的對焊例如汽車輪輛和自行車、摩托車輪圈的對焊、各種鏈

12、環(huán)的對焊等。（3）部件的組焊將簡單軋制、鍛造、沖壓或機加工件對焊成復雜的零件，以降低成本。例如汽車方向軸外殼和后橋殼體的對焊，各種連桿、拉桿的對焊，以及特殊零件的對焊等。（4）異種金屬的對焊可以節(jié)約貴重金屬，提高產品性能。例如刀具的工作部分（高速鋼）與尾部（中碳鋼）的對焊，內燃機排氣閥的頭部（耐熱鋼）與尾部（結構鋼）的對焊，鋁銅導電接頭的對焊等。45。彎頭多指給排水專業(yè)的金屬彎頭，小管徑彎頭可以通過煨彎得到；冷彎、熱彎：一般中小管徑彎頭可以冷彎加工獲得；大管徑的就需要熱彎了。煨彎加工一般指現(xiàn)場完成。沖壓彎頭：工程上水系統(tǒng)使用的大多數(shù)（尤其大管徑）可以采購成品彎頭，加工方法是沖壓，產品一致性好。

13、推制彎頭：在80年代末接觸過用機械+模具內胎+中頻加熱方法推制鋼制彎頭的工藝，但后來大概是內外側壁厚不易掌控，少見實際應用。180。彎頭、斜接彎頭常用于管道的彎曲部位，用以改變管道的走向。常用的有45°彎頭和90°彎頭。彎曲半徑約為管子外徑1.0倍的稱為短半徑彎頭；約為管子外徑1.5倍的稱為長半徑彎頭。在管道系統(tǒng)布置時，一般直選用長半徑彎頭連接，短半徑彎頭通常用在管系安裝位置較緊湊的場合或者為了降低成本。采用短半徑彎頭時，其最高工作壓力一般不宜超過相同規(guī)格長半徑彎頭的0.8倍。斜接彎頭通常用于低壓（設計壓力s2.0MPa水以及類似流體介質條件比較緩和的大尺寸管道上。90度轉

14、彎頭高壓彎頭用途：連接兩根公稱通徑相同的管子，使管路作高壓彎頭研制歷時兩年，亞臨界和超臨界機組高壓彎頭分別能承受主蒸汽17.6兆帕的壓力、546度的高溫和25.4兆帕的壓力、576度的高溫，各項技術參數(shù)及性能指標均達到設計要求。據(jù)悉，我國當前在建電廠項目中主要采用亞臨界機組和超臨界機組。鍍鋅彎管：鍍鋅彎管密度為0.89-0.91g/cm,僅為鋼管的十分之一。由于重量輕，可大大工業(yè)降低運輸費用和安裝的施工強度。鍍鋅彎管特點：1、重量輕2、耐熱性能好：當工作水溫為70度，軟化的溫度為140度。3、高抗沖：由于獨特的抗沖強度性能比其它實壁管有了明顯改善，其環(huán)剛度相當于實壁的1.3倍。4、鍍鋅彎管使用

15、壽命長：管材在額定的使用溫度和壓力下，使用壽命達到50年以上，具有防紫外線、防輻射，使產品永不褪色。5、耐腐蝕性好：除少數(shù)氫化劑外，可耐多種化學介質的侵蝕，具有優(yōu)異的耐酸、耐堿、耐腐蝕性、不會生銹，不會腐蝕，不會滋生細菌，無電化學腐蝕。鍍鋅彎管機大致可以分為數(shù)控彎管機，液壓彎管機等等。彎管機的用途：液壓彎管機主要用于電力施工，公、鐵路建設，鍋爐、橋梁、船舶、家俱，裝潢等方面的管道鋪設及修造，具有功能多、結構合理、操作簡單、移動方便、安裝快速等優(yōu)點。本機器除了具備彎管功能外，還能將油缸作為液壓千斤頂使用，相對于數(shù)控彎管設備而言具有價格便宜，使用方便的特點，在國內彎管機市場占據(jù)主導產品位置。數(shù)控彎

16、管機，可對管材在冷態(tài)下進行一個彎曲半徑（單模）或兩個彎曲半徑（雙模）的纏繞式彎曲，廣泛使用于汽車、空調等行業(yè)的各種管件和線材的彎曲。彎管加工新工藝：自由彎曲彎管工藝：自由彎曲的彎管新工藝主要應用于汽車行業(yè)。具結構原理如圖所示。彎曲主要由Z方向的進給通過導向模和彎曲模完成，而彎曲模通過一個球軸承和導向模是相連的。彎管時，只需通過交流伺服電機改變球軸承的X、Y軸方向即可。自由彎曲彎管工藝具有許多優(yōu)點，如具有快速的彎曲速度、即使在只有很少過渡量的多個彎或螺旋形彎曲的情況下也不需重新裝夾管件即可完全按照自定義彎曲幾何形狀而成形等。而且其特別適合彎曲型材和管材，這使自由彎曲更加適用于汽車彎管零部件的制造

17、。零半徑彎管工藝：在制造空調裝置、熱水裝置等的熱交換器時，由于配管空間的限制，希望彎管的彎曲半徑愈小愈好。近幾年，利用彎曲加工與液壓相結合的方法成功地開發(fā)出了彎曲半徑為零的彎管加工技術。如圖所示，模具由上下模組成，在上下模內插入鋼管，管內施加內壓P,上下模具在推力W勺作用下相對移動，使鋼管產生零半徑彎曲。為了防止彎曲變形時產生局部斷裂，在鋼管的兩端施加壓力F。選擇適宜的內壓力P、壓力F和模具移動力W有利于減少鋼管彎曲成形過程中產生缺陷的可能性，從而得到成形優(yōu)質的彎管。中頻感應熱彎曲彎管工藝：中頻感應局部加熱彎管工藝是當今國際公認的大直徑厚壁管材彎管加工中最先進的工藝方法。如圖所示，它是一種采用

18、電磁感應局部加熱鋼管，用噴水或噴冷風的方法控制適當?shù)臒嶙冃螀^(qū)，并用導輾支承導向，由旋轉的曲臂夾住管子前端部，推動管子后端使之彎曲成形的方法。這一新工藝具有彎管質量高，外形美觀，彎曲半徑準確且適用范圍廣，工藝裝備簡單，生產率高和經濟效益顯著等優(yōu)點。已廣泛應用于電站、化工等設備中大型管道的加工。華北電力大學研制開發(fā)的機電液一體化ZW系列大型中頻彎管機是我國目前最先進的中頻彎管設備。熱應力彎曲彎管工藝：熱應力彎曲是一種利用工件內部溫度分布不均勻所產生的熱應力來驅動工件變形的特殊的成形方法，具有無外力、無模具、便于現(xiàn)場操作等優(yōu)點。通常產生熱應力的方法是對工件進行局部加熱或冷卻。加熱方式包括火焰局部加熱

19、和加熱爐內整體加熱；冷卻方式包括空冷、噴水冷卻及浸水冷卻。具體采用哪種方法，應根據(jù)實際加工條件及工件特征選擇。北京機電研究所曾對管的熱應力彎曲進行了相關研究，設計出一種爐內整體加熱后浸水冷卻的方案，能夠獲得較好的彎曲效果。它是先將管子整體加熱到一定的高溫，然后以一定速度水平浸入水中管件完全冷卻后，最終凹向后入水的一側。激光成型彎管：激光成形是一種利用激光束照射材料表面時形成的內部非均勻熱應力場來實現(xiàn)材料成形的新技術。其彎曲成形的基本原理可概括如下：經激光掃描在材料的受熱區(qū)形成很大的不均勻溫度場，而周圍冷態(tài)材料的約束使該溫度場所誘發(fā)的熱應力大大超過了隨溫度變化的屈服極限，從而產生壓縮塑性變形，最

20、終當材料冷卻后形成了殘余應力和彎曲變形。激光彎曲成形的機理有溫度梯度機理OO峋、鍛粗機理和壓曲機理。不同的機理有不同的適用范圍和條件。管材的激光彎曲成形主要是利用UM成形機理。與其他彎管工藝相比，激光彎曲成形是一種非接觸式、不需外力的無模成形技術，工藝更加靈活。激光彎曲成形具有成形精度高、生產周期短、柔性大等特點，適合于小批量零件生產，可成形各類異構件、高硬度和脆性材料，如鈦鍥合金、陶瓷、鑄鐵等。但這種方法的設備投入成本高，對操作人員的技能要求也比較高。由于激光成形研究起步較晚、加之加工成本高，目前還沒有大量應用該技術的報道。零半徑鋼管彎管：在制造空調裝置、熱水裝置等的熱交換器時，由于配管空間

21、的限制，希望彎管的彎曲半徑愈小愈好。近幾年，利用鋼管彎曲加工與液壓彎管加工相結合的方法成功地開發(fā)出了彎曲半徑為零的鋼管彎管加工技術。模具由上下模組成，在上下模內插入鋼管，管內施加內壓P,上下模具在推力w的作用下相對移動，使鋼管產生零半徑彎曲。為了防止彎曲變形時產生局部斷裂，在鋼管的兩端施加壓力F。選擇適宜的內壓力P、壓力F和模具移動力w,有利于減少鋼管彎曲成形過程中產生缺陷的可能性，從而得到成形性良好的彎管。冷沖壓型彎管：冷沖壓是一種先進的金屬型材加工方法，它是建立在金屬型材及管材塑性變形的基礎上，利用模具和沖壓設備對板料金屬進行加工，以獲得所需要的型材及彎管零件形狀和尺寸。冷沖壓和切削加工相

22、比，具有彎管生產率高、拉彎加工成本低、金屬型材材料利用率高、彎管加工產品尺寸精度穩(wěn)定、能拉彎成形復雜零件及適合大批量生產等一系列優(yōu)點，在機械、航空、汽車、電子、輕工和家電等工業(yè)部門生產中應用廣泛。冷沖壓工藝大致可區(qū)分為分離工序與成形工序兩大類。彎管屬于沖壓工藝中的成形工序，是最為普遍的彎管成形方法。彎曲成形就是將金屬材料彎成一定的角度、曲率和形狀。彎曲成形的應用廣泛，在沖壓生產中占有十分重要的地位。彎曲可以在壓力機上使用彎曲模壓彎，也可以在彎板機、彎管機、滾彎機和拉彎機上進行。彎曲材料有板料、棒料、管材和型材。管材的彎曲加工，在汽車、電子、石油化工、管道工程、航空航天等工業(yè)部門，占有十分重要的

23、地位，用管材制造的彎曲零件，無論是平面彎曲件，還是空間彎曲件，除大量應用于氣體、液體的輸送管路外，在金屬結構中的應用也十分廣泛。采用管材彎曲加工管件，除了常用鋼、銅、鋁管外，也使用各種合金及其他金屬管作為管坯。彎管質量的好壞，將直接影響到這些行業(yè)產品的結構合理性、安全性期可靠性。為了滿足用戶對不同形狀、不月規(guī)格彎管的需求，提高管材彎管加工的質量和工效.可以采用一些新技術來改善鋼管的彎管加工極限，提高彎管加工精度，增加鋼管彎曲加工的柔性化程度，防止因拉彎變形而產生的鋼管內側起皺、外側壁厚減薄以及歪扭等形狀的不規(guī)則變化。無余量型彎管：提高彎管加工效率的關鍵技術是實施無余量彎管。近年來，管子無余量彎管加工已成為了相當熱門的制造技術之一，它可減少彎管拉彎后的加工處理，有效降低生產成本，縮短加工周期，是實現(xiàn)管子先焊后彎工藝的先決條件。我廠以提