90度彎頭在我們生活bai中是常見的物品。水管、油du管等運(yùn)載氣體zhi和液體的管腔常在拐角處采用90度彎頭dao連接。90度彎頭是一種極為重要的連接物品，因?yàn)槠浔憷?、廣泛的使用性和低廉的價(jià)格受到大家的青睞。一款好的90度彎頭不僅可以保證運(yùn)輸?shù)奈锲吩诠战翘幇踩ㄟ^不至于泄露，又可帶來一定美觀性。這就與它的制作工藝密不可分了。本文就將為大家90度彎頭的制作工藝及技術(shù)要求。
制作工藝
熱推成形
熱推彎頭成形工藝是采用專用彎頭推制機(jī)、芯模和加熱裝置，使套在模具上的坯料在推制機(jī)的推動下向前運(yùn)動，在運(yùn)動中被加熱、擴(kuò)徑并彎曲成形的過程。熱推彎頭的變形特點(diǎn)是根據(jù)金屬材料塑性變形前后體積不變的規(guī)律確定管坯直徑，所采用的管坯直徑小于彎頭直徑，通過芯?？刂婆髁系淖冃芜^程，使內(nèi)弧處被壓縮的金屬流動，補(bǔ)償?shù)揭驍U(kuò)徑而減薄的其它部位，從而得到壁厚均勻的彎頭。
熱推彎頭成形工藝具有外形美觀、壁厚均勻和連續(xù)作業(yè)，適于大批量生產(chǎn)的特點(diǎn)，因而成為碳鋼、合金鋼彎頭的主要成形方法，并也應(yīng)用在某些規(guī)格的不銹鋼彎頭的成形中。
成形過程的加熱方式有中頻或高頻感應(yīng)加熱(加熱圈可為多圈或單圈)、火焰加熱和反射爐加熱，采用何種加熱方式視成形產(chǎn)品要求和能源情況決定。
沖壓成形
沖壓成形彎頭是最早應(yīng)用于批量生產(chǎn)無縫彎頭的成形工藝，在常用規(guī)格的彎頭生產(chǎn)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(chǎn)數(shù)量少、壁厚過厚或過薄。
產(chǎn)品有特殊要求時(shí)仍在使用。彎頭的沖壓成形采用與彎頭外徑相等的管坯，使用壓力機(jī)在模具中直接壓制成形。
在沖壓前，管坯擺放在下模上，將內(nèi)芯及端模裝入管坯，上模向下運(yùn)動開始壓制，通過外模的約束和內(nèi)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(zhì)量不如前者;沖壓彎頭在成形時(shí)外弧處于拉伸狀態(tài)，沒有其它部位多余的金屬進(jìn)行補(bǔ)償，所以外弧處的壁厚約減薄10%左右。但由于適用于單件生產(chǎn)和低成本的特點(diǎn)，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(zhì)和設(shè)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(jī)，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(nèi)模和外模預(yù)留的間隙運(yùn)動而完成成形過程。
采用內(nèi)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(nèi)外模精度要求高;對管坯的壁厚偏差要求也比較苛刻。
中板焊制
用中板用壓力機(jī)做成彎頭剖面的一半，然后把兩個(gè)剖面焊接到一起。這樣的工藝一般用來作DN700以上的彎頭的。
技術(shù)要求
要求控制曲率半徑。比如半徑長度為1.5D，那么曲率半徑必須在所要求的公差范圍之內(nèi)。由于這些管件大多數(shù)用于焊接，為了提高焊接質(zhì)量，端部都車成坡口，留一定的角度，帶一定的邊，這一項(xiàng)要求也比較嚴(yán)，邊多厚，角度為多少和偏差范圍都有規(guī)定，幾何尺寸上比管件多了很多項(xiàng)。彎頭表面質(zhì)量和機(jī)械性能基本和管子是一樣的。為了焊接方便，和被連接的管子的鋼的材質(zhì)是要相同的。
因?yàn)閺濐^的諸多優(yōu)點(diǎn)，其的市場前景相當(dāng)廣闊。通過上文的描述，我們也可以看到，體積小小的彎頭，其制作工藝并不簡單，技術(shù)要求也相當(dāng)高。這是由于90度彎頭在物品運(yùn)輸拐角處，這是一處最易變松使物品泄露的地方。因此，彎頭的制作工廠在批量化生產(chǎn)彎頭的時(shí)候必須嚴(yán)格把關(guān)保證彎頭的質(zhì)量。選擇彎頭的時(shí)候也要注意其尺寸，確?？梢耘c前后接合。
鈦彎頭同不銹鋼彎頭的生產(chǎn)工藝類似，本文主要介紹4種常用生產(chǎn)鈦彎頭的方法：芯棒法，擠出法，UO法和熱成型法。
鈦彎頭的生產(chǎn)工藝之一：芯棒法（熱成型）
1. 從鈦管制造彎頭的最常見的彎頭制造工藝之一是芯棒法，它是一種熱成型方法。
2. 在這種方法中，將管道切成需要的長度，并借助液壓柱塞推動。感應(yīng)加熱線圈加熱管道，然后將其推過一個(gè)稱為“心軸”的模具，該模具允許管道同時(shí)膨脹和彎曲。
3. 該方法可用于制造大范圍的彎頭直徑。在此圖形中，您可以看到在第一步中將管道切成所需的長度。然后將這根切開的管子放在心軸上。下一步，在液壓工具的幫助下，將管子推到模具上，同時(shí)感應(yīng)線圈將管件加熱，形成彎頭。最后，將彎頭送去進(jìn)行熱處理和機(jī)械加工，然后再進(jìn)行外觀和尺寸檢查。
加入圖片 90度180度彎頭
擠出方式
· 在冷擠壓法中，將直徑、厚度與成品直徑、厚度相同的鈦管穿過模具，使其成型為所需的形狀。通常應(yīng)用于小到中型的鈦彎頭。
· 已切割的鈦管被推入冷彎模具中。需要適當(dāng)潤滑以避免過度摩擦并保護(hù)最終彎頭的表面光潔度。將擠壓推出成形的鈦彎頭送去進(jìn)行熱處理和機(jī)械加工，然后再進(jìn)行外觀和尺寸檢查。
大小頭照片等等
UO法
· UO方法用于制造中型彎頭，三通和異徑管。將板切成特殊設(shè)計(jì)的形狀，首先使用模具將其成形為U形，然后使用另一個(gè)模具將其成形為O形或管狀，這就是為什么將該方法稱為UO方法的原因。
· 一旦將配件制成不倒翁形狀，就將其從封閉接縫的內(nèi)部和外部進(jìn)行焊接。大型的鈦彎頭是由兩塊分開的板焊接制成的。同樣將制備好的鈦彎頭進(jìn)行熱處理和機(jī)械加工，然后再進(jìn)行外觀和尺寸檢查。
熱成型方法
· 在熱成型模具彎曲方法中，將管加熱到成型溫度并在具有特定形狀的模具中成型，可以根據(jù)需要重復(fù)此過程，以獲得所需的形狀，尺寸和壁厚。
· 熱成型方法通常應(yīng)用于無法在心軸模具上彎曲的厚壁彎頭。
鈦管件的應(yīng)用與發(fā)展
鈦管道配件標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)近幾年在我國興起，也是鈦管道應(yīng)用中的一次革命，它使鈦管道壽命大大提高，使鈦的應(yīng)用推進(jìn)一步。本文對我國標(biāo)準(zhǔn)鈦管件的發(fā)展歷史，鈦管件的工作情況，以往采用的鈦管件進(jìn)行了詳細(xì)分析和評述，并介紹了彎頭生產(chǎn)先進(jìn)技術(shù)—彎頭推擠工藝，此種工藝生產(chǎn)的鈦彎頭可保證壁厚均勻。介紹了國內(nèi)外鈦管件標(biāo)準(zhǔn)的誕生與發(fā)展，及我國的鈦管件生產(chǎn)和標(biāo)準(zhǔn)化。
鈦管件生產(chǎn)工藝的比較
我國70年代開始在民用工業(yè)的化工系統(tǒng)中使用鈦材，鈦?zhàn)鳛橐环N用于化工裝置中的耐腐蝕結(jié)構(gòu)材料，已經(jīng)確立了它的地位，而且作為化工輸送腐蝕性介質(zhì)管道中的理想材料，管道的壽命取決于管件，鈦管件 也愈來愈引起工程技術(shù)人員的重視，尤其鈦管件的標(biāo)準(zhǔn)化更為重要。
1.1 鈦管件的工作情況首先我們分析一下鈦管件的工作情況：
鈦管道主要輸送的是腐蝕性嚴(yán)重危險(xiǎn)介質(zhì)，當(dāng)帶腐蝕介質(zhì)的介質(zhì)經(jīng)過鈦管件時(shí)、介質(zhì)都帶有一定的壓力，而各種管件的各部位承載壓力不同，以最為常用的三種管件（彎頭、三通、異徑管）來分析。
1.1.1彎頭
彎頭是各種管道系統(tǒng)的重要管件之一，除了用作改變介質(zhì)流動方向外，還起到提高管路柔性。當(dāng)介質(zhì)通過彎頭時(shí)，帶有壓力的介質(zhì)直沖彎頭的背部，介質(zhì)順著背部流動到出口，由此可見彎頭的背部即承受較大壓力又承受著嚴(yán)重的沖刷腐蝕，說明背部承載大于任何部位。
三通為管件、管道連接件。又叫管件三通或者三通管件，三通接頭，用在主管道要分支管處。
三通是具有三個(gè)口子，即一個(gè)進(jìn)口，兩個(gè)出口；或兩個(gè)進(jìn)口，一個(gè)出口的一種化工管件，有T形與Y形，有等徑管口，也有異徑管口，用于三條相同或不同管路匯集處。三通的主要作用是改變流體方向的。
三通是用于管道分支處的一種管件。對于采用無縫管制造三通來講，目前通常所采用的工藝有液壓脹形和熱壓成形兩種。三通的液壓脹形是通過金屬材料的軸向補(bǔ)償脹出支管的一種成形工藝。其過程是采用專用液壓機(jī)，將與三通直徑相等的管坯內(nèi)注入液體，通過液壓機(jī)的兩個(gè)水平側(cè)缸同步對中運(yùn)動擠壓管坯，管坯受擠壓后體積變小，管坯內(nèi)的液體隨管坯體積變小而壓力升高，當(dāng)達(dá)到三通支管脹出所需要的壓力時(shí)，金屬材料在側(cè)缸和管坯內(nèi)液體壓力的雙重作用下沿模具內(nèi)腔流動而脹出支管
鈦三通都是冷拔等徑三通，也是所謂的無縫等徑三通。這種三通的生產(chǎn)工藝都是冷拔的工藝，冷拔的工藝是兩邊擠壓管子而管子內(nèi)部也會加壓使其中間擠出支管，每一種材質(zhì)都有其特定的抗拉強(qiáng)度和抗屈服度，所以說選擇等徑三通的原料必須要了解其特性。平焊法蘭隨著外長輸管道建設(shè)的飛速發(fā)展,管道試壓成為必不可少的一個(gè)重要環(huán)節(jié),在試壓前后,必須對每段管線進(jìn)行通球掃線,次數(shù)一般為45次。三通的主要作用是改變流體方向的。按管徑尺寸劃分:等徑三通的接管端部均為相同的尺寸；異徑的三通的主管接管尺寸相同，而支管的接管尺寸小于主管的接管尺寸。以制作方法劃分:頂制、壓制、鍛制、鑄造等。
1.1.2三通
三通的工作情況，同彎頭相似，介質(zhì)通過三通時(shí)直沖三通的支路與直路的相交處，此處的承載壓力和沖刷腐蝕大于其它部位。支路為主管路的卸壓分流狀態(tài)。
1.1.3異徑管
異徑管的工作情況，介質(zhì)通過異徑管時(shí)往往介質(zhì)是從大頭向小頭流動，因截面積的逐漸變小使異徑管的錐體部位產(chǎn)生增壓現(xiàn)象，錐體內(nèi)表面即承載較大壓力又承受嚴(yán)重沖刷腐蝕。
以上分析表明鈦管件是鈦管道中極其重要的部件，它直接影響著鈦管道的壽命。
常見的鈦管件生產(chǎn)工藝
1.2.1多焊縫鈦彎頭
我國鈦管道使用初期國內(nèi)沒有廠家生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)的鈦管件，不得不使人們采用多焊縫式（俗稱“蝦米腰”式）鈦彎頭，它的加工工藝繁雜。通常采用將管切成多段斜口、焊接而成或板金下成多節(jié)葉形展開料，再卷制焊接，焊縫量大。由于焊接處的幾何形狀不連續(xù)，將產(chǎn)生較高的應(yīng)力集中，因此，對這種管件的工作壓力和工作溫度必須作出嚴(yán)格的規(guī)定。焊縫會大大降低耐蝕性、易泄漏、且外觀欠佳，內(nèi)表面為折面而增大了管道傳輸阻力和背部的焊縫受到嚴(yán)重的沖刷腐蝕而降低了壽命。
1.2.2焊接三通
三通采取在直管道上開孔，將支路直接管焊接而成，因鈦材的加工性能不如其它材料，焊接處的相貫線的加工也是相當(dāng)困難的。更為重要的是，焊縫處產(chǎn)生直角，一是嚴(yán)重的影響著介質(zhì)的流導(dǎo)，增大了管道的傳輸阻力，二是相貫線的曲線焊接困難，三是直角部位的沖刷腐蝕增大，使直角部位早損。
1.2.3壓片焊接式鈦彎頭
1.上模 2.坯料 3.下模
為了改善多焊縫鈦彎頭的缺陷，采用壓半片焊接式鈦彎頭。它與多縫“蝦米腰”式相比，焊縫相應(yīng)少些，且焊縫沒有迎面受到?jīng)_刷腐蝕，而順向受沖刷，因而耐腐情況要好一些。
1.2.4鑄造式彎頭
人們企圖甩掉焊縫，研制出無縫鈦彎頭，產(chǎn)生了鑄造式彎頭，雖說以無縫彎頭而出現(xiàn)，但壁厚（至少5mm）與管道壁厚（2～4mm）不能匹配，而且表面光潔度差，而增加傳輸阻力。更為重要的是內(nèi)部存在著 大量的由鑄造產(chǎn)生的氣孔等缺陷，嚴(yán)重影響耐蝕性及壽命，不適合對焊式鈦管道的使用，大多應(yīng)用在小直徑的承播式管件，此種工藝生產(chǎn)的鈦管件成本高、得不到使用者的認(rèn)定。
1.2.5沖制鈦彎頭
有人利用沖壓方法沖制鈦彎頭，外表看來是乎達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，但從實(shí)質(zhì)來看，該加工工藝是將管坯在沖床上沖壓模中沖壓成型，成型過程中將彎頭的背部受拉，迫使背部拉薄，腹部管壁受壓而增厚造成壁厚不均或打皺。且使用過程中因彎頭背部承受沖刷腐蝕，由于背部壁減薄，所以背部會產(chǎn)生早損。壁厚難以保證，其耐壓和壽命都達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)中的壁厚公差要求，盡量不使用此種工藝生產(chǎn)的鈦彎頭。
1.2.6推擠工藝
如何提高鈦管道壽命？提高鈦管件壽命而成為管道設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域的一大學(xué)術(shù)難題。
彎頭推擠工藝是在八十年代中、后期由日本引入我國的一項(xiàng)鋼制彎頭生產(chǎn)新技術(shù)。由于該工藝可實(shí)現(xiàn)連續(xù)性生產(chǎn)，并且生產(chǎn)的彎頭壁厚均勻一致，因而它迅速取代了傳統(tǒng)工藝。相繼又研制出無縫鈦三通、無縫異徑管等無縫鈦管件產(chǎn)品，無縫管件的最大直徑可達(dá)Φ219，并達(dá)到了ASTM B363—95標(biāo)準(zhǔn)要求。
推制鈦彎頭的加工是以無縫鈦管作為坯料，在專用推制擠壓機(jī)上采用管徑小于成品口徑的坯料推制擠壓成型，成形模固定在主機(jī)上不動，有一活動推力推動管坯從右方向左方前進(jìn)，坯料在成型模時(shí)，受到加熱及保護(hù)，成型過程中管坯受到擴(kuò)漲，對成型過程中受力分析表明，其不同部位的受力大小是不同的，但都是二向受壓，一向受拉，即軸向受壓、徑向受壓、周向受拉。整個(gè)變形過程中直徑逐漸變大、彎曲、長度縮短而厚度基本不變。用網(wǎng)絡(luò)法的實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)，彎頭成型時(shí)的變形主要發(fā)生在下部。坯料上畫上均勻網(wǎng)格，成型中可觀察到彎頭背部成型時(shí)方格變化不大，到腹部變形越嚴(yán)重，網(wǎng)格在周向被拉長，軸向被壓縮，而網(wǎng)格總面積不變，表明厚度方向上沒有明顯變化.
