[发明专利]一种缩小或消除多层波纹管层间间隙的方法

说明书

技术领域

本发明属于电磁成形及特种焊接技术领域，具体涉及一种缩小或消除多层波纹管层间间隙的方法。

背景技术

波纹管是由薄壁多层管制造的，主要制造具有减震功能的部件，主要应用于重要设备和重要仪器上，如航天发动机、汽车、发电站等具有强烈振动的场合，材料多为不锈钢。

例如，航天发动机工作时使用液氢、液氧推进剂，其中用于输送液氢、液氧低温推进剂的管路，需要承受剧烈振动并摇摆。在制造加工这个管路的过程中，需要应用薄壁多层管制成的波纹管，其中端头部分与接头焊接前需要将多层焊接成一层，采用的工艺称为滚焊，滚焊的过程中，由于多层管的层间间隙，焊接过程中，在层间常出现“空洞”缺陷，这个“空洞”是严重的质量问题，必须消除，现主要采用机械方法去除后补焊。最可靠的“空洞”消除方法就是消除层间间隙，而现有技术均无法实现。

电磁成形技术是利用电磁原理将电能经过电容器积蓄后瞬间释放，并转化为电磁力作用于导电性能良好的金属材料使其发生变形的一种制造技术，具有高速、能量大、无污染、小回弹、节能、环保等优点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种缩小或消除多层波纹管层间间隙的方法，其通过磁脉冲消除薄壁多层金属管层间间隙，从而达到减少焊接缺陷的目的。

本发明的技术方案如下：一种缩小或消除多层波纹管层间间隙的方法，该方法具体包括如下步骤：

步骤1、选择适合进行磁脉冲加工的金属管材；

步骤2、根据产品后续加工工序的要求，选择合适的消除层间间隙的方式；

步骤3、测量待加工金属管材内径或外径的尺寸，确定所需模具的尺寸；

步骤4、根据待加工金属管材的管径大小、厚度、材料，选用不同的磁脉冲线圈，将线圈安装在波纹管内或外，并将磁脉冲线圈两端连接至磁脉冲设备的两极；

步骤5、利用磁脉冲设备放电使波纹管变形，消除波纹管层间间隙。

所述的步骤1中适合进行磁脉冲加工的金属管材包括铝、铜合金，不锈钢多层金属管材。

所述的多层金属管材的单层厚度为0.1～0.5mm，多层金属管直径为100～200mm，长度为10～20mm，2～3层，金属管材总厚度在1.5mm以下。

所述的步骤2中消除波纹管层间间隙的方式包括缩径方式和胀形方式，其中，如果需要保证金属管材内径尺寸，则采用向内施加压力的缩径方式；如果需要保证金属管材外径尺寸，则采用向外施加压力的胀形方式。

所述的步骤3中所需模具的尺寸是根据待加工金属管材内径或外径的尺寸所确定，其中，采用胀形方式模具的直径比零件小0.5mm-0.8mm，采用缩径方式模具的直径比零件大0.1mm-0.3mm。

所述的步骤5中磁脉冲设备放电的电压范围为5kV～20kV，放电能量在1kJ～25kJ，放电次数为2～3次。

本发明的显著效果在于：本发明所述的一种缩小或消除多层波纹管层间间隙的方法，解决了航天发动机所用多层波纹管焊接的技术难题，大幅提高了焊接质量。

附图说明

图1为本发明所述的一种缩小或消除多层波纹管层间间隙的方法中采用缩径方式消除多层薄壁管层间间隙的原理结构示意图；

图2为本发明所述的一种缩小或消除多层波纹管层间间隙的方法中采用胀形方式消除多层薄壁管层间间隙的原理结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1、图2所示，一种缩小或消除多层波纹管层间间隙的方法，该方法具体包括如下步骤：

步骤1、选择适合进行磁脉冲加工的金属管材；

选择包括铝、铜合金，不锈钢多层金属管材，其中，多层金属管材的单层厚度为0.1～0.5mm，多层金属管直径为100～200mm，长度为10～20mm，2～3层，金属管材总厚度在1.5mm以下；

步骤2、根据产品后续加工工序的要求，选择合适的消除层间间隙的方式；

根据产品后续加工工序的要求，如果需要保证金属管材内径尺寸，则采用如图1所示的向内施加压力的缩径方式；如果需要保证金属管材外径尺寸，则采用如图2所示的向外施加压力的胀形方式；

步骤3、测量待加工金属管材内径或外径的尺寸，确定所需模具的尺寸；

测量待加工金属管材内径或外径的尺寸，确定所需模具的尺寸，其中，采用胀形方式模具的直径比零件小0.5mm-0.8mm，采用缩径方式模具的直径比零件大0.1mm-0.3mm；