碳鋼管件基本工藝過程是:首先焊接一個橫截面為多邊形的多棱環殼或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殼。根據需要,一個圓形環殼可以切割成4個90○彎頭或6個60○彎頭或其它規格的彎頭,該工藝適用于制造彎頭中徑與彎頭內徑比大于1.5的任何規格大型彎頭,是目前制造大型承壓彎頭的理想方法。
碳鋼管件需要正火+ 回火熱處理、機加工端口,壁厚需留有燒損及機加工余量。一般余量為彎頭理論壁厚的10 % ~20 %。彎頭壁厚δ與截面直徑D 比值越小,與模具的貼 合性能越好,但彎頭內弧越容易失穩起皺。根據金屬在塑性變形時體積不變、推制成形時壁厚不變( 實際微減薄) 、彎頭外弧長度與管坯長度相等的特點,推導出 推制管坯外徑公式: 如果實際選用的管坯外徑比按公式計算得到的Dp值小,與模具貼合性能好,但彎頭內弧容易失穩起皺。如果實際選用的管坯外徑比按公式計算得到的Dp 值大,結 果則正好相反。根據上述原則,對本次試驗用推制彎頭采用的推制管坯見表1 ( A 為彎管左段部分) 。 芯棒頭的材質及形狀對推制彎頭幾何形狀的影響 芯棒頭材質及形狀是一個重要的工藝參數,由設計及制造直接控制。
碳鋼管件芯棒頭材質一般有ZG1Cr18Ni9Ti 、ZG3Cr20Ni14 、ZG1Cr25Ni20Si2 、ZG0Cr20Ni25等,高溫強度及耐磨性逐漸升高,價格也是相應升高。如果是小批量生產 ,可以選擇ZG1Cr18Ni9Ti 、ZG3Cr20Ni14 ; 如果是大批量生產,應選擇ZG3Cr25Ni20 Si2 、ZG0Cr20Ni25 ,但ZG0Cr20Ni25 價格太高,故這次試驗芯棒頭材 質選用了ZG1Cr25Ni20 Si2 。芯棒頭按曲率半徑分為單曲率、雙曲率和多曲率三種。單曲率、雙曲率、多曲率芯棒,推力逐漸減小,制作成本逐漸升高。本次試 驗選雙曲率芯棒。按截面形狀分為圓截面和橢圓截面兩種,圓截面制作簡單,成本低,但耐磨碳鋼彎頭的橢圓度及減薄率過大;橢圓截面制作復雜,成本高,但推制彎頭的橢圓度及減薄率小。