專利名稱：形狀記憶組合管件及其制造工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種組合管件及其制造工藝，尤其涉及一種形狀記憶組合管件及其制造工藝，可用于各個領(lǐng)域的工程管道連接，屬于功能材料技術(shù)領(lǐng)域?，F(xiàn)有技術(shù)中，對于復(fù)合管一般均采用螺紋卡套連接，如浙江楓葉公司生產(chǎn)的等徑三通管接頭，規(guī)格齊全，工程中應(yīng)用較多。但這種連接結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，如螺紋卡套三通，一共由十個另件組成，安裝也較為繁瑣；同時外形輪廓龐大，銅卡套與被連接不銹鋼顏色不一、影響美觀；另外其使用可靠性也較差，特別在安裝連接后，受外力作用產(chǎn)生一定撓度或短周期經(jīng)受振動或承受脈動疲勞載荷時，連接處經(jīng)常發(fā)生泄漏。近年來采用了形狀記憶管接頭連接，所采用材料具有形狀記憶功能，它連接管子在振動載荷條件下能防止泄漏，已成功應(yīng)用在航空液壓管和石油注水管以及城市供水管等方面。這種形狀記憶管接頭安裝操作很方便，只要將事先擴張的形狀記憶管接頭套上欲連接對裝的管端，稍許加熱，管接頭由于要恢復(fù)小口徑的狀態(tài)，于是開始收縮牢固地抱緊管子，達到連接管道的目的。顯然，管道記憶連接占用空間小，管道系統(tǒng)外觀雅致。直線走向管子用形狀記憶管接頭連接時，造價也較低，特別是用鐵基形狀記憶合金管接頭時，與其它一般連接方式不相上下。但是這種形狀記憶管接頭對于彎頭、三通和其它管件的連接，由于使用許多管接頭或過渡型管件，則提高了記憶連接管件的總體造價。
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種新型結(jié)構(gòu)的形狀記憶組合管件及其制造工藝，使之能簡化生產(chǎn)和安裝工序，降低連接管系總體造價，提高使用可靠性。
為達到這樣的目的，本發(fā)明的技術(shù)方案中采用形狀記憶合金作記憶管接頭，采用氬氣惰性氣體保護全周旋焊工藝，使記憶管接頭與可焊基管通過連接焊縫相連，在連接焊縫附近的記憶管接頭管壁上有一變徑帶。
本發(fā)明的記憶管接頭采用形狀記憶材料，可以是鎳鈦合金記憶材料，銅基合金記憶材料，或鐵基形狀記憶合金等材料，其數(shù)量可以是一個，也可以是兩個或多個?？珊富苁侵缚梢耘c記憶管接頭焊接的圓柱管或是彎頭管或是三通管或是帶螺紋圓管或是帶四角或帶六角的圓管，或是其它異型管?？珊富芘c形狀記憶管接頭的接口形狀一致，尺寸對應(yīng)，與記憶管接頭相連，其材料必須保證具有可焊性。連接焊縫通過氬氣保護的自動焊、旋弧焊形成。所說的變徑帶還可以是凹環(huán)槽，或凸環(huán)臺，或收縮坡環(huán)，或擴張坡環(huán)，用以緩解訓(xùn)練擴徑和回復(fù)縮徑的周圍約束，以防止基管剛性對形狀記憶行為產(chǎn)生干擾。
本發(fā)明的形狀記憶組合管件制作過程可按以下步驟進行(1)基管成形利用管內(nèi)腔油壓，借助模具成形，并形成帶封閉圓頭支管。(2)切削接口采用銑刀片機械切掉支管封閉圓頭，形成連接接口。(3)基管導(dǎo)角使用導(dǎo)角機床，切出基管接口外導(dǎo)角。(4)接頭導(dǎo)角利用錐銑刀，切出形狀記憶管接頭端部內(nèi)導(dǎo)角。(5)裝配卡緊利用導(dǎo)角錐面進行定位裝配，將管接頭插上基管接口并卡緊。(6)旋轉(zhuǎn)保護按焊接圓環(huán)平面的垂直心軸，旋轉(zhuǎn)工件并開通氬氣，實行惰性氣體保護，工件轉(zhuǎn)速10～25轉(zhuǎn)/分。(7)全周旋焊自動控制焊接周期，與旋轉(zhuǎn)周期匹配，達到全周焊接，避免漏焊或疊焊，旋焊電壓為11～30V，旋焊電流為110～240A。(8)滾壓溝環(huán)利用帶溝槽的心軸模具，外部滾壓成變徑帶。(9)退火酸洗高于奧氏體逆轉(zhuǎn)變終了溫度退火，經(jīng)過酸洗、磷化、皂化。(10)訓(xùn)練擴孔采用錐形沖頭，按管接頭方向擴徑，然后退出。
本發(fā)明具備顯著優(yōu)點，形狀記憶組合管件采用焊接一體化和制作工藝組合結(jié)構(gòu)，減少了多零件的裝配，可以節(jié)省貴重的形狀記憶材料，同時簡化了基管結(jié)構(gòu)，顯著降低了管件的總體造價；可簡化安裝工序，提高施工效率；由于減少了工程裝配連接點，提高了管道連接的安全度，使工程施工更為可靠；結(jié)構(gòu)中利用變徑帶能定位控制管子深入程度，施工非常方便；形狀記憶結(jié)構(gòu)復(fù)雜的零件成形很困難，而采用本發(fā)明的焊接組合結(jié)構(gòu)，簡化了工藝，提高了加工成品率。
為更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，以下通過附圖和實施例作進一步詳細描述。


圖1為本發(fā)明的形狀記憶組合管件結(jié)構(gòu)示意圖。
如圖所示，形狀記憶組合管件由四部分組成記憶管接頭1，可焊基管4，連接焊縫3和變徑帶2，記憶管接頭1與可焊基管4通過連接焊縫3相連，可焊基管4與記憶管接頭1的接口對應(yīng)，兩者具有可焊性，連接焊縫3附近記憶管接頭1管壁上有變徑帶2。
連接焊縫3通過鎢極氬氣保護焊形成，變徑帶2用于緩解訓(xùn)練擴徑和回復(fù)縮徑的周圍約束，防止基管剛性對形狀記憶行為產(chǎn)生干擾，記憶管接頭1采用形狀記憶材料制成，可以是鎳鈦合金記憶材料，或銅基合金記憶材料，或鐵基形狀記憶合金材料等。
實施例1管外徑為Φ20mm的形狀記憶不銹鋼復(fù)合管件，可焊基管材料為OCr18Ni9Ti，其管壁厚度為1mm，形狀記憶管接頭采用的不銹鋼材料牌號為OCr12Ni6Si5Mn16，管壁厚度為1mm，將形狀記憶管接頭內(nèi)導(dǎo)角與可焊基管接口外導(dǎo)角定位裝配，旋轉(zhuǎn)工件并開通氬氣，實行惰性氣體保護自動施焊，工件轉(zhuǎn)速25轉(zhuǎn)/分，旋焊電壓24V，旋焊電流110A，利用帶溝槽的心軸模具，在管接頭外部滾壓變徑帶。退火工藝為600℃,30min，錐形沖頭錐角30°，擴徑變形8％。組合管件獲得良好焊縫。
實施例2管外徑為Φ25mm的形狀記憶不銹鋼復(fù)合管件，其管壁厚度為1mm，可焊基管材料及形狀記憶管接頭材料同實施例1，利用氬氣保護自動施焊，工件轉(zhuǎn)速20轉(zhuǎn)/分，旋焊電壓11V，旋焊電流197A，其他步驟工藝參數(shù)同實施例1。組合管件獲得良好焊縫。
實施例3管外徑為Φ32mm的形狀記憶不銹鋼復(fù)合管件，其管壁厚度為1.2mm，可焊基管材料及形狀記憶管接頭材料同實施例1，利用氬氣保護自動施焊，工件轉(zhuǎn)速15轉(zhuǎn)/分，旋焊電壓12V，旋焊電流220A，其他步驟工藝參數(shù)同實施例1。組合管件獲得良好焊縫。
實施例4管外徑為Φ50mm的形狀記憶不銹鋼復(fù)合管件，其管壁厚度為1.5mm，可焊基管材料及形狀記憶管接頭材料同實施例1，利用氬氣保護自動施焊，工件轉(zhuǎn)速10轉(zhuǎn)/分，旋焊電壓30V，旋焊電流120A，其他步驟工藝參數(shù)同實施例1。組合管件獲得良好焊縫。
本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，使用可靠，外形美觀，可廣泛用于石油、化工、機械、航空、食品、制藥、建筑等多個領(lǐng)域的管道連接。
權(quán)利要求
1.一種形狀記憶組合管件，其特征在于采用形狀記憶材料作記憶管接頭(1)，記憶管接頭(1)與可焊基管(4)的接口對應(yīng)，并通過連接焊縫(3)相連，連接焊縫(3)附近記憶管接頭(1)的管壁上有變徑帶(2)。
2.如權(quán)利要求1所說的形狀記憶組合管件，其特征在于記憶管接頭(1)采用的形狀記憶材料可以是鎳鈦合金記憶材料，銅基合金記憶材料，或鐵基形狀記憶合金等材料，其數(shù)量可以是一個，也可以是兩個或多個。
3.如權(quán)利要求1所說的形狀記憶組合管件，其特征在于可焊基管(4)可以是變徑圓柱管、彎頭管、三通管、帶螺紋圓管、帶四角或帶六角的圓管或其它異型管。
4.如權(quán)利要求1所說的形狀記憶組合管件，其特征在于所說的變徑帶(2)還可以是凹環(huán)槽或凸環(huán)臺或收縮坡環(huán)或擴張坡環(huán)。
5.一種形狀記憶組合管件的制造工藝，其特征在于將形狀記憶管接頭內(nèi)導(dǎo)角與可焊基管接口外導(dǎo)角定位裝配，旋轉(zhuǎn)工件并開通氬氣，實行惰性氣體保護，工件轉(zhuǎn)速10～25轉(zhuǎn)/分，旋焊電壓為11～30V，旋焊電流為110～240A，并在管接頭外部滾壓變徑帶，退火酸洗，按管接頭方向擴徑后退出。
全文摘要
一種形狀記憶組合管件,采用氬氣保護全周旋焊工藝,使記憶管接頭與可焊基管通過連接焊縫相連,連接焊縫附近管壁上有變徑帶,用于緩解訓(xùn)練擴徑和回復(fù)縮徑時周圍產(chǎn)生的約束,防止基管剛性影響形狀記憶行為。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單,可節(jié)省貴重的形狀記憶材料,顯著降低管件的總體造價,提高了管道連接可靠性,可廣泛用于石化、機械、航空、建筑等各個領(lǐng)域的管道連接。
文檔編號F16L13/02GK1299025SQ0013519
公開日2001年6月13日 申請日期2000年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月28日
發(fā)明者劉文西, 陳金銘, 董治中 申請人:劉文西