金屬波紋管的制造工藝

　　金屬波紋管的制造，是從選用原材料開始，經(jīng)過管坯制造、波紋管成形、整形、熱處理、表面處理、質(zhì)量檢驗等主要工藝環(huán)節(jié)，制造出符合設(shè)計要求的波紋管。
　　波紋管是形狀復(fù)雜、性能要求高的一種薄殼元件。它的制造工序多、工藝復(fù)雜。因此在波紋管的制造中，正確的工藝設(shè)計和實施是至關(guān)重要的。
　　波紋管管坯制造工藝
　　金屬波紋管管坯分為無縫管坯和有縫管坯兩種。
　　無縫管坯的制造，要根據(jù)不同的原材料．采用不同的工藝方法制造。材料加上廠可提供壁厚0.1~0.3mm、外徑φ10~60mm的長不銹鋼薄壁無縫管。這種無縫管表而光潔度高，但壁厚公差較大（+/-0.03mm），一般用來制造螺旋波紋管和性能要求不高的環(huán)形波紋管。金屬波紋管生產(chǎn)廠可用0.8~1mm厚的金屬板（帶）材或壁厚0.5~1mm的標(biāo)準(zhǔn)薄壁管，經(jīng)過多次拉深或旋壓拉深工藝制造各種規(guī)格波紋管管坯。這種工藝可以制得表面光潔度高、壁厚公差?。ㄓ锌p管坯的制造，一般是選用所需要厚度的板材或帶材，卷筒后用特種焊接對焊而成。有縫管坯的質(zhì)量，直接取決于板（帶）材質(zhì)量和焊接質(zhì)量。一般來說，其壁厚公差較容易控制。
　　1．多次變薄拉深制造工藝
　　多次變薄拉深制造工藝適用于制造管坯長度小于300mm的波紋管管坯，工藝過程主要包括落料、多次拉深、多次熱處理和多次變薄拉深。
　　2．鋼球旋壓變薄拉伸制造工藝及裝備
　　鋼球旋壓變薄拉深，是毛坯在高速旋轉(zhuǎn)下，受凸模、凹模與鋼球之間輾壓而拉深變薄的一種工藝方法。凸模（或者凹模）的高速旋轉(zhuǎn)，帶動鋼球本身旋轉(zhuǎn)，并沿著毛坯周線高速旋轉(zhuǎn)，毛坯在凸模上受軸向進(jìn)給時，材料受正向力和切向力的作用而變形。
　　3．焊接管坯制造工藝
　　用焊接方法制造波紋管管坯，是一種生產(chǎn)效率高、成本低、壁厚容易控制和適應(yīng)性強(qiáng)的工藝方法。目前多用于制造膨脹節(jié)用大直徑波紋管管坯和制造軟管用管坯。波紋管管坯的焊接，目前采用的主要是氣體保護(hù)直流氬弧焊、微弧等離子焊及激光焊接等工藝方法。焊接厚度為0.1mm~1mm，材料為1Cr18Ni9Ti、0Cr18Ni9、 00Cr17Ni14Mo2及GH169等。
　　4．多層波紋管管坯的制造
　　多層波紋管具有較高的耐壓力，還具有較小的剛度和較大的位移，常用來制造金屬膨脹節(jié)和無泄漏閥門用波紋管。
　　膨脹節(jié)用多層波紋管，內(nèi)徑一般都超過φ80mm，它的管坯多半是在焊接管坯時，預(yù)留好套管間隙，分別焊成相應(yīng)層的管坯后，順序套管即可。
　　閥用多層波紋管絕大部分內(nèi)徑小于φ60mm，其多層管壞，有不同的制造方法。一種是按預(yù)留套管間隙，用軋制或旋壓工藝分別制造相應(yīng)層管坯，順序套管成多層管坯。另一種方法是選用一種基本管坯，然后用縮徑或擴(kuò)徑工藝，改制成相應(yīng)層的管坯．然后順序套管成多層管坯。由于這種改制比軋制、旋壓制管直徑公差精度低，因此預(yù)留套管間隙稍大。
　　多層管坯的套管，按照波紋管產(chǎn)品對層間質(zhì)量的要求不同，可采用硬態(tài)下套管和軟態(tài)下套管兩種方法。制造完的硬態(tài)管坯，清洗內(nèi)外表面后，直接套管，然后進(jìn)行固溶或者退火熱處理。這種方法由于套管后要經(jīng)過熱處理和酸洗等工序，難以保證層間表面光潔和層間無多余物，硬態(tài)管坯先經(jīng)過熱處理和酸洗，在得到光潔表面質(zhì)量后，再進(jìn)行軟態(tài)下的套管，可以使波紋管產(chǎn)品層間質(zhì)量得到可靠保證。
　　波紋管成形工藝及裝備
　　波紋管的波紋成形是制造波紋管的關(guān)鍵工藝。目前常用的成形方法有：液壓成形、機(jī)械成形、橡膠成形、焊接成形、電化學(xué)成形等。
　　液壓成形和機(jī)械成形是金屬波紋管制造行業(yè)常用的工藝。它適于制造具有良好塑性的銅合金、不銹鋼、彈性合金及高溫合金等材料的U型、S型、Ω型等波型的波紋管，具有廣泛的適應(yīng)性和良好的工藝性。
　　1．液壓成形工藝
　　液壓成形是金屬波紋管應(yīng)用最廣泛、最常見的一種成形方法。主要用來制造環(huán)形波紋管，可成形壁厚0.08~4mm的波紋管。波紋管液壓成形是管坯在受內(nèi)壁液體壓力下，當(dāng)應(yīng)力超過屈服強(qiáng)度后，在專用模具內(nèi)成形為波紋管。
　　2．機(jī)械成形工藝
　　波紋管的機(jī)械成形，包括旋壓成形、滾壓成形和機(jī)械膨脹等工藝方法。
　　一般來說機(jī)械成形具有工藝簡單、工裝制造容易，生產(chǎn)效率高等優(yōu)點。同時也存在產(chǎn)品制造比較粗糙，性能不高等缺點。它較多應(yīng)用于螺旋波紋管，波紋膨脹節(jié)、大直徑厚壁波紋管的制造。
　　3．橡膠成形工藝
　　橡膠成形工藝是脹形工藝的一種。它是以橡膠為成形凸模，在壓力作用下像膠凸模變形，把管坯按凹模型腔成形波紋管，成形方式通常是單波連續(xù)成形。
　　4．機(jī)械液壓成形
　　機(jī)械液壓成形是將管坯先用滾壓方法向內(nèi)滾形，然后用液壓方法向外脹形形成波紋管的成形方法。機(jī)械液壓成形的波紋管，由于波峰、波谷都參加了變形，都達(dá)到了強(qiáng)化，對提高波紋管彈性起到了良好的作用，是制造深波波紋管的一種有效工藝方法。
　　波紋管的熱處理
　　熱處理在波紋管的制造工藝過程中及在波紋管獲得彈性性能上，是必不可少和重要的工藝。
　　制造波紋管材料，按強(qiáng)化方法可分為加工硬化型和彌散強(qiáng)化型兩種。常用的加下硬化材料有H80、QSn6.5-0.1、NiCu28-2.5-1.5、1Cr18Ni9Ti及00Cr17Ni14Mo2等。它們在再結(jié)晶退火或者淬火固溶處理后，形成單一的α固溶體或單一奧氏體，具有優(yōu)良的塑性變形性能，能夠滿足變徑、變薄和成形工藝要求，在波紋管成形時的冷變形過程中，材料產(chǎn)生加工硬化，GH4132、GH4169等。它們在淬火固溶狀態(tài)下，形成單一過飽和固溶體，具有優(yōu)良的塑性，能滿足冷加工塑性變形性能，在波紋管成形后的時效熱處理時，析出彌散的強(qiáng)化相使材料得到強(qiáng)化，從而使波紋管獲得優(yōu)良的彈比性能。
　　波紋管熱處理的目的有二：一是在波紋管制造工藝過程中，消除加工硬化，恢復(fù)塑性；二是強(qiáng)化材料，獲得彈性。
　　波紋管熱處理有內(nèi)在和外在的質(zhì)量要求。內(nèi)在質(zhì)量是熱處理后使材料獲得一定的組織狀態(tài)、晶粒度和力學(xué)性能；外在質(zhì)量主要是熱處理后的表面氧化程度。
　　波紋管的表面處理
　　1．銅合金的表面處理工藝
　　銅合金波紋管的表面處理工藝包括除油、疏松氧化皮、弱酸洗、光亮酸洗和鈍化等工序。
　　2．不銹鋼的表面處理工藝
　　不銹鋼波紋管表面處理工藝主要為除油、疏松動氧化皮和酸洗。
　　波紋管的整形工藝
　　波紋管成形后，由于彈性回彈使波紋管波距、波型都與吸計要求有差異，必須進(jìn)行整形。
　　對于加工硬化材料制成的波紋管，一般用手工和機(jī)械整形兩種方法。對于彌散硬化材料的波紋管，將其裝入時效夾具內(nèi)時效，使波紋管定型，以達(dá)到整形效果。
　　波紋管的穩(wěn)定處理工藝
　　波紋管在加工過程中，會產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，使其彈住和幾何尺寸不穩(wěn)定。波紋管的穩(wěn)定處理目的就在于消除應(yīng)力，穩(wěn)定性能，穩(wěn)定幾何尺寸。
　　波紋管的穩(wěn)定處理包括熱穩(wěn)定處理工藝和機(jī)械穩(wěn)定處理工藝。一般情況下只作熱穩(wěn)定處理，有特殊要求時才須作機(jī)械穩(wěn)定處理。