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钛焊管连续辊弯成型工艺研究


2025/11/9 14:46:02点击:
连续辊弯成型是钛焊管规模化生产的核心工艺,凭借高效、精准的优势,能将钛及钛合金带材逐步卷制成管状,为后续焊接工序奠定基础。钛材具有弹性模量低、回弹明显的特性,对辊弯成型的模具设计、参数控制提出严苛要求,成为工艺优化的核心难点。
 
钛焊管连续辊弯成型的关键环节包括带材预处理、辊系设计、成型参数调控及在线纠偏。带材预处理需通过精密裁剪保证宽度公差±0.1mm,同时采用机械打磨去除表面氧化皮,避免杂质影响成型精度;辊系设计采用“多道次渐进成型”理念,依据钛材力学特性设计凸缘辊、立辊等组合模具,通过12-18道次逐步实现带材从平板到闭口管坯的过渡,减少局部应力集中导致的起皱、开裂。
 
成型参数优化是提升管坯质量的核心。针对厚度1-3mm的TA2、TC4钛合金带材,优化后的关键参数为:成型速度0.8-1.5m/s,辊子转速同步误差≤±0.5%,每道次压下量控制在0.1-0.3mm。采用“小变形量、多道次”的成型策略,可有效抑制钛材回弹,保证管坯圆度公差≤0.3mm,对口间隙≤0.2mm,满足焊接对接要求。
 
成型过程中需配备在线纠偏系统,通过激光检测实时监控管坯中心线偏移量,当偏移超过0.5mm时自动调整侧辊位置,确保对口精度。同时,辊子需采用Cr12MoV耐磨材料,表面经氮化处理,避免钛材与模具粘连,保障成型连续性。
 
试验表明,优化后的连续辊弯成型工艺可实现钛焊管坯的无缺陷成型,管坯尺寸精度达标率超98%。当前工艺仍面临薄壁钛材成型起皱、高强度钛合金成型困难等问题。未来研究应聚焦智能化辊系调整系统、数值模拟辅助模具设计,进一步提升成型稳定性,拓展工艺对不同规格、材质钛焊管的适配性。