阅读说明：本技术 一种差厚管制管方法 (Method for manufacturing differential thickness pipe ) 是由 陈钢 刘培星 初冠南 金光宇 殷继丽 展英姿 侯晓英 汤化胜 孙卫华 于 2021-08-13 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种差厚管制管方法,包括以下步骤：1)根据差厚管方案选择等壁厚基础管；2)将原补丁管端部外圆倒斜角形成补丁管；3)将补丁管与基础管套在一起,组成套管；4)设计压紧模具；5)将套管放入下模中,并对补丁管的位置进行定位,上模向下运动,将套管处的圆形截面压成椭圆截面；6)上模后退至不影响管件取出,取出管件,差厚管制坯结束；7)将套管作为预制管进行下一步成形；本发明制管工艺简单、灵活,成本低；模具结构简单,压机所需吨位小；采用镀层管时,加热后400-950℃套管结合面可发生冶金结合；此工艺不需要施加内压即可对管坯进行截面改变,同时可以实现管坯的压扁、缩管和弯管工艺,具有非常高的应用前景。(The invention discloses a method for manufacturing a differential thickness pipe, which comprises the following steps: 1) selecting a base pipe with equal wall thickness according to the scheme of the differential thickness pipe; 2) chamfering the outer circle of the end part of the original patch tube to form a patch tube; 3) sleeving the patch pipe and the base pipe together to form a sleeve; 4) designing a compaction mould; 5) placing the sleeve into the lower die, positioning the patch tube, and moving the upper die downwards to press the circular section of the sleeve into an elliptical section; 6) the upper die is retreated until the pipe fitting is not influenced to be taken out, the pipe fitting is taken out, and the differential thickness pipe blank making is finished; 7) taking the sleeve as a prefabricated pipe to carry out next-step forming; the pipe manufacturing process is simple and flexible, and the cost is low; the die has simple structure and small tonnage required by the press; when the coating pipe is adopted, metallurgical bonding can occur on the joint surface of the sleeve pipe at the temperature of 400-950 ℃ after heating; the process can change the section of the tube blank without applying internal pressure, can realize the processes of flattening, shrinking and bending the tube blank, and has very high application prospect.)

一种差厚管制管方法

技术领域

本发明涉及工业制造技术领域，具体涉及一种差厚管制管方法。

背景技术

封闭截面管件由于其抗弯强度高、整体性、耐撞性好，材料利用率高等优点，正广泛应用于汽车、航空等领域。但由于零件各部分受力条件不同，管件各所需的抗弯模量也不同。为了充分利用材料强度刚度并减重，差厚管在一些汽车零部件中也开始了应用。目前差厚管主要采用差厚板(TRB)制造，工艺过程为差厚板的变厚度轧制—退火热处理—连续辊弯—焊接成管—焊缝处理。

采用较多的是差厚拼焊管，由两个或两个以上不等厚管坯采用激光焊接而成，沿轴向具有多个壁厚值。但激光焊接成本高，且焊缝处壁厚变化剧烈，在成形过程中焊缝容易破裂，使得拼焊管的实际应用很少。

另有采用无缝管制造差厚钢管的方法[专利名称：差厚钢管的制造方法及差厚钢管，申请号：201780016090.5]，采用无缝管作为坯料，在外模具的限制下，由锥形塞件对管坯进行机械扩管。在此工艺中，采用的管坯为无缝管，成本较高，且管坯在摩擦力作用下容易出现局部断裂问题。

因此，需要设计一种差厚管制管方法，为解决差厚管制管困难、成本高、适用性差等问题。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种差厚管制管方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种差厚管制管方法，包括以下步骤：

1)根据差厚管方案选择等壁厚基础管，基础管壁厚为差厚管最小壁厚；

2)根据差厚管方案设计一段原补丁管，原补丁管壁厚为设计壁厚与基础管壁厚之差，将原补丁管端部外圆倒斜角形成补丁管；

3)将补丁管与基础管套在一起，组成套管，套管处截面圆外径为D；

4)设计压紧模具，合模后轮廓形状为椭圆形，椭圆水平长轴＝(1～1.2)D，椭圆周长＝(0.9～0.9999)πD；

5)将套管放入下模中，并对补丁管的位置进行定位，上模向下运动，将套管处的圆形截面压成椭圆截面；

6)上模后退至不影响管件取出，取出管件，差厚管制坯结束；

7)将套管作为预制管进行下一步成形，成形工序为管材低压成形、充压镦形，包括常温成形和热成形。

具体的是，所述步骤2)中的补丁管在基础管外层或在基础管内层，补丁管内径＝基础管外径±0～2mm。

具体的是，所述步骤3)中的套管如采用补丁管在基础管外层，则将补丁管加热或常温与基础管套在一起组成套管；套管如采用补丁管在基础管内层，则将基础管加热或常温套在补丁管的外层组成套管。

具体的是，所述步骤5)中的下模为U形深腔结构或L形结构，轴线为满足成形件要求的曲线或直线；压紧模具两端设计有椭圆过渡到圆的过渡区。

具体的是，所述差厚管上的补丁管设有多段，差厚管上在不同处同时采用补丁管在基础管外层或补丁管在基础管内层进行套管。

具体的是，所述基础管和补丁管采用铝合金或低碳钢或高强钢或镁合金或高温合金的同种材料或异种材料。

具体的是，所述基础管和补丁管形成套管后在接缝处采用激光焊接或点焊或粘接或不做固定连接，采用焊接时需对焊缝进行刮平处理。

本发明具有以下有益效果：

本发明设计的差厚管制管方法与TRB差厚管相比，制管工艺简单、灵活，成本低；模具结构简单，压机所需吨位小；采用镀层管时，加热后(400-950℃)套管结合面可发生冶金结合；此工艺不需要施加内压即可对管坯进行截面改变，同时可以实现管坯的压扁、缩管和弯管工艺，具有非常高的应用前景。

附图说明

图1是外层加厚差厚管制管工艺示意图。

图2是图1中A-A向的剖视图。

图3是图1中B-B向的剖视图。

图4是内层加厚差厚管制管工艺示意图。

图5是图4中C-C向的剖视图。

图6是图4中D-D向的剖视图。

图7是L形压紧模具压紧前的结构示意图。

图8是L形压紧模具压紧后的结构示意图。

图中：1-基础管；2-原补丁管；2-1-补丁管；3-1-套管；3-2-差厚管；4-压紧模具；4-1-上模；4-2-下模。

具体实施方式

以下将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地进一步详细的说明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：如图1-3所示，一种外层加厚的差厚管制管方法，步骤如下：

步骤一：根据差厚管设计需求选择等壁厚的基础管1，基础管1壁厚为差厚管最小壁厚。

步骤二：根据差厚管设计需求选取一段原补丁管2，原补丁管2壁厚为设计壁厚与基础管1壁厚之差，原补丁管2内径＝基础管1外径±(0～2)mm，将原补丁管2的两端外圆倒斜角形成补丁管2-1。

步骤三：补丁管2-1内径≤基础管1外径时，将补丁管2-1加热使其套入基础管1的外壁，组成套管3-1。补丁管2-1内径>基础管1外径时，无需加热将补丁管套入基础管1的外壁，组成套管3-1，套管3-1处截面圆外径为D。

步骤四：设计压紧模具4，合模后A-A截面轮廓形状为椭圆形，椭圆水平长轴2a＝(1～1.2)D，椭圆周长＝(0.9～0.9999)πD。其中，下模4-2为U形深腔结构。

步骤五：将套管3-1放入下模4-2中，同时对补丁管2-1的位置进行定位，上模4-1向下运动将套管3-1的补丁管处截面压成椭圆截面，成为差厚管3-2。

步骤六：上模4-1后退至不影响管件取出，取出管件，差厚管3-2制坯结束。

步骤七：差厚管制管完成后，将其作为预成形管进行下一步成形，成形工序为管材低压成形、充压镦形等，包含冷成形和热成形。

实施例2：如图4-6所示，一种内层加厚的差厚管制管方法，步骤如下：

步骤二：根据差厚管设计需求选取一段原补丁管2，原补丁管2的厚度为设计壁厚与基础管1壁厚之差，原补丁管2外径＝基础管1内径±(0～2)mm，将原补丁管2的两端内圆倒斜角形成补丁管2-1。

步骤三：补丁管2-1外径≥基础管1内径时，将基础管1加热使其套入补丁管2-1的外壁，组成套管3-1，补丁管2-1外径<基础管1内径时，将补丁管2-1套入基础管1的内壁，组成套管3-1，套管处截面圆外径为D。

其他步骤与实施例1相同。

实施例3：

设计压紧模具4，下模4-2为L形结构，如图7-8所示。其他步骤与实施例1或实施例2相同。

实施例4：

基础管和补丁管的材料为铝合金、低碳钢(包含镀层管，如GI/GA镀锌，锌铝镁，铝硅涂层等)、高强钢(包含镀层管，同上)、镁合金或高温合金，同种材料或异种材料。步骤五中的套管处圆形截面压制为椭圆截面后，可消除套管间隙；当管坯为镀层管时，加热后(400-950℃)镀层金属会发生液化并扩散至裸板中，套管结合面发生冶金结合。

实施例5：

原补丁管2在壁厚较薄时可不对其进行倒角。

实施例6：

补丁管2-1与基础管1套管后可使用激光焊接或点焊或粘接或不做连接，采用焊接时需对焊缝进行刮平处理。

差厚管3-2上的补丁管2-1设有多段，差厚管3-2上在不同处同时采用补丁管2-1在基础管1外层或补丁管2-1在基础管1内层进行套管。

本发明不局限于上述实施方式，任何人应得知在本发明的启示下作出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。

本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。