塑性工程学报：环壳液压胀形过程的研究
2023-01-31【作 者】苑世剑;王仲仁;王海
【引 言】
弯头作为管路系统的关键元件在石油 、化工、天然气、水电、建筑和锅炉压力容器等行业应用越来越多。目前 ，弯头成形方法主要有 ：①钢管绕弯法，用钢管在弯管机上用模具成形[1]；②推制弯头法 ，可以热推[2]，也可以冷推[3]。热推时，可不使用芯模 ；③冲压焊接弯头法 ，是先用模具冲出半个弯头 ，然后再焊接成整个弯头 ]。这些方法适用于加工中小管径的标准系列弯头 ，最大管径一般不超过 1m，而且加工过程中不可避免地存在 内侧管壁起皱和外侧管壁减薄等问题 。此外还有焊制近似弯头 ，俗称虾米腰 ，是用几段直管近似弯管 ，工艺简单，可进行现场制作。但不能承受较大内压，一般 只用于压力较低或基本不受压的管路系统中，如烟道 、排水管道等。随着工业的发展 ，管路逐渐 向大直径发展，对大直径弯头需求也逐渐增加 ，因此开发大直径弯头成形具有重要的工程应用价值 。
球形容器无模液压成形新工艺自1985年提出以来[5]，在理论分析、实验研究和工程应用方面取得了许多成果 ，目前制造的球形容器最大直径达 9.4m，最大壁厚达 24mm，应用于供水、液化气和建筑装饰等领域，并且已扩展到椭球等非球类壳体的液压成形[6,7]。在此基础上，本文提出用环壳液压胀形工艺制造大直径弯头的方法 ，采用该方法加工弯头可以不需要模具和压力机，不需要管材，节省投资 ，降低生产成本 。
【结 论】
1)胀形过程中，环壳内侧首先产生塑性变形 ，外侧最后产生塑性变形 。外环壳的成形压力大于内环壳的成形压力。外环壳体处于双向拉伸变形状态，内环壳体处于一拉一压变形状态 。焊缝附近点变形过程较复杂。
2)胀形后 ，截面不圆度较小 ，环壳的整体成形效果较好 ，表明用无模液压胀形法制作弯头是可行的。该方法具有不使用管材作原料 ，不需要专用设备和模具 ，下料简单 ，组焊容易 ，周期短，成本低等优点，为制作大型弯头提供 了一种新工艺方法 。
以下是正文：
