金屬波紋管成形是波紋補償器制造的核心和基礎工藝,是標志性工藝,它決定著波紋管的整個制造工藝流程。波紋管的形狀和尺寸是在這道工序中形成的,它決定著波紋管的性能和質量,金屬波紋管補償器的波紋管的制造有液壓成形、橡膠成形、機械脹形、滾壓成形、焊接和電沉積成形等許多種方法,各種成形方法都有其固有的優點.我們采用的是主流的液壓成形方法,最適合于制造本項目的特種金屬波紋管。
1、波紋管液壓成形工藝。
金屬波紋管液壓成形屬于特薄壁管的液壓脹形領域,也屬于軟模成形技術的一種,它以液壓流體為軟模,以成形凹模為硬模,液壓脹形主要有兩個階段,脹形的第一階段,管材兩端和成形模具都固定不動,特薄壁管在模具的限制和管內的液體壓力作用下進行徑向脹形,脹形的程度比較小,其目的是讓成形模具在管材上軸向定位。成形的第二階段,管材在內壓力和軸向壓力的復合作用下,進一步進行脹形,在此階段,在軸向力的作用下,成形凹模進行軸向移動,直到各個成形凹模相互貼合在一起,成形完畢。在此階段,管材軸向縮短,在波紋處徑向擴脹,根據金屬成形原理,金屬在塑性成形過程中體積不變,波紋管徑向擴脹需要的材料通過管材軸向縮短來補充,而軸向加壓的脹形就是促進這種材料轉移的順利進行。軸向加壓的脹形可以提高材料的脹形程度,可以成形波紋深度較深的波紋管,可以提高波紋管的成形率,同時液壓成形的變形也比較均勻,并能獲得良好的表面質量。正因為具有上述很多優點,液壓成形才能成為金屬波紋管成形的主流技術。波紋管液壓成形工藝的關鍵是第一階段的成形壓力和脹形程度,通過成形壓力來控制脹形程度。如果脹形程度較大,管材容易破裂,如果脹形程度太小,脹形沒有起到軸向定位作用,成形之后的波紋管波紋不齊,成品率較低,波紋管成形壓力可以通過理論公式計算得到,但是由于管材的狀態不同,其力學性能有差異,在實踐中需要用修正系數進行修正。
多層金屬波紋管成形的關鍵是材料的性能、準確而穩定的成形壓力、合適的成形介質、嚴格可靠的端部密封、合理的成形模具等等。
2、機械脹形。
機械脹形是制造金屬波紋膨脹節用金屬波紋管的主要方法之一,美國制造金屬波紋膨脹節的公司應用機械脹形方法的較多,一般波紋管的內徑大于100~時應用。其成形過程如下:將有縱向焊縫的金屬波紋管薄壁圓筒套進脹形模,在液壓機或其它裝置的軸向壓力作用下,楔狀芯軸沿型芯向下運動,進而將剛體分瓣凹模向外擴張,使的圓筒件產生脹形變形,當脹形結束后,分瓣凸模和楔狀芯軸在退模力的作用下回復到原始位置,脹形后的工件軸向移動一段距離,以便脹形下一個波。機械脹形每次成形一個波,屬于單波逐次成形,成形第二個波紋時,以第一次成形的波紋定位,以此逐次成形。脹形時圓筒部分隨著脹形的變形力自由地拉入,以減少脹形部分的減薄量。按圓筒脹形分類,它屬于自然脹形,在脹形過程沒有加軸向力。機械脹形屬于單模具成形,一般情況下它只有分瓣凸模。應用機械脹形實現波紋管的成形,其凸模的分瓣的分瓣越多,則脹形精度就越高。如果在結構上加以改進,可以進一步消除脹形時出現的各分瓣凸模之間分瓣痕跡。
3、滾壓成形。
滾壓成形主要用來成形金屬波紋膨脹節用的金屬波紋管,適合大直徑波紋管的成形。目前成形的波紋管最大直徑可達8米。滾壓成形的原材料形式為:縱焊縫薄壁圓筒或機械脹形之后的波紋管,后者主要用于精密校形。滾壓成形過程:將縱縫焊接的薄壁圓筒至于滾壓成形機中,滾壓時隨著波形的加深,動輥要作徑向進給,同時各輥上的滾輪要作響應的軸向移動,滾壓逐個成形需要進行多次滾壓,成形設備為臥式或立式,機身為開式或閉式結構。滾壓方式:a)輥輪向內滾壓;b)輥輪向外滾壓;c)輥輪既向內滾壓又向外滾壓。