專利名稱：高強(qiáng)度直縫對(duì)焊三通模具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是一種大口徑厚壁三通的高強(qiáng)度直縫對(duì)焊三通模具，涉及用非軋制的
方式生產(chǎn)金屬管和壓制件的制作技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
國(guó)內(nèi)大口徑擠壓三通的生產(chǎn)多數(shù)是半經(jīng)驗(yàn)方式，加工精度差、效率低、成型率不 高?，F(xiàn)有大口徑厚壁三通的加工工藝，主要包括壓扁、鼓包、開孔拉拔、整形、坡口等工序。其 中，鼓包工序均需反復(fù)重復(fù)3次以上，才能夠滿足三通對(duì)主管、支管高度要求；拉拔工序需 要進(jìn)行2次以上，才能加工出所需三通毛坯。為保證鼓包時(shí)支管具有足夠的高度，坯管下料 余量普遍偏大。因此，目前大口徑厚壁三通的加工工藝模具結(jié)構(gòu)存在一定缺陷，擠壓成形難 度大，工序復(fù)雜，操作難度大，存在原材料和能源浪費(fèi)，效率低、成品率差、成本高。 此工藝下，為滿足三通補(bǔ)強(qiáng)要求，通常需要增加毛坯圓管下料尺寸，毛坯徑向尺寸 增加，毛坯圓管壓扁后，高度過大，擠壓力要求增高，受壓力機(jī)行程受限，因而采用增加徑向 尺寸進(jìn)行三通生產(chǎn)的企業(yè)加工Dnl000mm以上的大口徑三通均存在一定的困難。而且，擠壓 時(shí)，容易造成毛坯管壓扁后從中部塌陷，余料過大，成形時(shí)，肩部金屬材料淤積，很容易形成 褶皺、主支管肩部異常肥厚。為此，部分采用增加毛坯徑向尺寸余量的方法對(duì)主支管肩部補(bǔ) 足金屬，從而避免由于徑向尺寸過大造成的質(zhì)量缺陷。根據(jù)金屬熱加工原理和高強(qiáng)度管線 鋼的性能特點(diǎn)，軸向尺寸過大，容易造成毛坯三通端部皺縮、塌陷；余量過小，則難以補(bǔ)足主 支管肩部金屬流動(dòng)造成的形變。而且，根據(jù)熱壓成形的工藝特點(diǎn)，擠壓過程中，毛坯金屬不 僅在豎直方向流動(dòng)，在主支管肩部，其一方面是向下流動(dòng)， 一方面受下模主支管過渡區(qū)支反 力作用，有沿凹模徑向向兩側(cè)流動(dòng)的趨勢(shì)，同時(shí)，毛坯內(nèi)外表面以及內(nèi)部金屬，受模具摩擦 作用、潤(rùn)滑條件以及金屬內(nèi)部位錯(cuò)、釘扎等作用影響，也呈現(xiàn)出一定的不規(guī)則。熱壓三通工 藝的另外一個(gè)突出特點(diǎn)是環(huán)境溫度變化大、毛坯溫度差別大，擠壓過程中，毛坯內(nèi)外表面存 在較大溫度差別，鼓包拉拔時(shí)，因工藝需要，需要對(duì)坯管上部進(jìn)行熱處理，擠壓時(shí)，毛坯外部 很快冷卻，毛坯和模具摩擦作用、內(nèi)部金屬摩擦力均會(huì)產(chǎn)生較大熱量，毛坯金屬存在復(fù)雜的 動(dòng)態(tài)再結(jié)晶、加工硬化等過程，坯管經(jīng)多次加熱，管線鋼組織成分發(fā)生變化，晶粒粗大，機(jī)械 性能下降。因此，大口徑直縫對(duì)焊三通在滿足成形所需條件的情況下，同時(shí)需要保持焊縫位 置化學(xué)成分、強(qiáng)度、沖擊韌性等機(jī)械性能要求。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于設(shè)計(jì)一種焊縫變形較小、主支管壁厚均勻、局部補(bǔ)強(qiáng)效果 好、成形質(zhì)量高的高強(qiáng)度直縫對(duì)焊三通模具。 本實(shí)用新型毛坯主管上下變形均勻、整齊，焊縫部位金屬流動(dòng)性較小、尺寸變化規(guī) 則，機(jī)械性能較高。采用徑向和軸向補(bǔ)償支管和主支管肩部金屬，可以彌補(bǔ)現(xiàn)有工藝毛坯金 屬徑向變形率較大、成形質(zhì)量差的缺點(diǎn)。拉拔頭調(diào)心性能好，能夠保證毛坯支管多次加工的 定位精度，強(qiáng)度高、承載力強(qiáng)，能夠獲得支管壁厚較均勻的高強(qiáng)度厚壁三通。采用本實(shí)用新型對(duì)現(xiàn)有油氣管道熱壓三通模具改進(jìn)，成形質(zhì)量高、簡(jiǎn)單易行、操作方便、經(jīng)濟(jì)合理。 本直縫對(duì)焊三通擠壓成形所用的成形模具如圖1、圖2所示，主要由上模、下模、附 模等組成。上模和下模上下相對(duì)，上模兩端有安裝孔I和吊耳I ;下模兩端由緊定螺釘各 連接有附模，下模兩側(cè)各有吊耳II ，下面有安裝孔II ，在吊耳II的下部，裝有緊定螺釘。
其中 上模下部為橫向半管形中空，是半徑為0. 5倍的三通公稱直徑+5 20mm半管形 中空的矩形模具鋼板； 下模如圖3、圖4所示，下模上部為橫向半管形中空，是半徑為0. 5倍的三通公稱直 徑+5 20mm半管形中空的矩形模具鋼板，且半管形中空的中部有向下貫通的圓孔； 附模如圖5、圖6所示，附模上中部有半管形中空，是半徑為0. 5倍的三通公稱直 徑+5 20mm半管形中空的矩形鋼板，底端兩側(cè)裝有掛鉤，附模與下模軸向平行方向長(zhǎng)度為 100 200mm ; 拉拔頭如圖7、圖8所示，拉拔頭為扁平圓錐形，其中部豎直方向設(shè)有矩形通槽，在 通槽兩邊各有一與之垂直的弧形槽；拉拔頭上兩邊各裝有一支耳，丁字形拉拔桿為扁圓頭 丁字形。 將附模通過兩側(cè)底端兩側(cè)裝有掛鉤固定在下模兩端，使附模內(nèi)凹底面略高出下模 內(nèi)凹底面一定距離，擰緊緊定螺釘。 上模用吊耳I 、下模用吊耳I1吊運(yùn)，上模通過安裝孔I用螺栓固定在壓力機(jī)機(jī) 座上部，下模通過安裝孔II用螺栓固定在壓力機(jī)機(jī)座下部。上模和下模兩者之間留出適當(dāng) 距離，在下模內(nèi)壁刷涂潤(rùn)滑劑。 本實(shí)用新型毛坯主管上下變形均勻、整齊，焊縫部位金屬流動(dòng)性較小、尺寸變化規(guī) 則，機(jī)械性能較高。采用徑向和軸向補(bǔ)償支管和主支管肩部金屬，可以彌補(bǔ)現(xiàn)有工藝毛坯金 屬徑向變形率較大、成形質(zhì)量差的缺點(diǎn)。拉拔頭調(diào)心性能好，能夠保證毛坯支管多次加工的 定位精度，強(qiáng)度高、承載力強(qiáng)，能夠獲得支管壁厚較均勻的高強(qiáng)度厚壁三通。采用本實(shí)用新 型對(duì)現(xiàn)有油氣管道熱壓三通模具改進(jìn)，成形質(zhì)量高、簡(jiǎn)單易行、操作方便、經(jīng)濟(jì)合理。

圖1高強(qiáng)度直縫對(duì)焊三通模具主視圖 圖2高強(qiáng)度直縫對(duì)焊三通模具A-A向結(jié)構(gòu)剖視圖 圖3下模主視圖 圖4下模右視圖 圖5附模主視圖 圖6附模右視圖 圖7拉拔頭主視圖半剖視圖 圖8拉拔頭右視圖半剖視圖 其中l(wèi)-上模 2-下模 3-附模 4-安裝孔I 5-吊耳I 6-安裝孔11 7-吊耳11 8-緊定螺釘[0027] 9-掛鉤 10-拉拔頭 11-通槽 12-弧形槽 13-支耳 14-拉拔桿 15-三通毛還
具體實(shí)施方式實(shí)施例.
以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本實(shí)用新型。本例是對(duì)WPHY70，①1067X42mm
三通的模具。 如圖1、圖2所示，高強(qiáng)度直縫對(duì)焊三通模具主要由上模1、下模2、附模3等組成。 上模1和下模2上下相對(duì)，上模1兩端有安裝孔I 4和吊耳I 5;下模2兩端由緊定螺釘8 各連接有附模3，下模2兩側(cè)各有吊耳n 7，下面有安裝孔n e，在吊耳n 7的下部，裝有
緊定螺釘8。
其中 上模1下部為橫向半管形中空，是半徑為0. 5倍的三通公稱直徑+15咖半管形中 空的矩形模具鋼板； 下模2如圖3、圖4所示，下模2上部為橫向半管形中空，是半徑為0. 5倍的三通公 稱直徑+15mm半管形中空的矩形模具鋼板，且半管形中空的中部有向下貫通的圓孔； 附模3如圖5、圖6所示，附模3上中部有半管形中空，是半徑為0. 5倍的三通公稱 直徑+15mm半管形中空的矩形鋼板，底端兩側(cè)裝有掛鉤9，附模3與下模2軸向平行方向長(zhǎng) 度為200mm ; 拉拔頭10如圖7、圖8所示，其特征在于拉拔頭10為扁平圓錐形，其中部豎直方 向設(shè)有矩形通槽ll，在通槽11兩邊各有一與之垂直的弧形槽12 ;拉拔頭10上兩邊各裝有 一支耳13，丁字形拉拔桿14為扁圓頭丁字形。 將附模3通過兩側(cè)底端兩側(cè)裝有掛鉤9固定在下模2兩端，使附模3內(nèi)凹底面略 高出下模2內(nèi)凹底面一定距離，擰緊緊定螺釘8。 上模1用吊耳15、下模2用吊耳I1 7吊運(yùn)，上模1通過安裝孔I 4用螺栓固定在 壓力機(jī)機(jī)座上部，下模2通過安裝孔I1 6用螺栓固定在壓力機(jī)機(jī)座下部。上模1和下模2 兩者之間留出適當(dāng)距離，在下模2內(nèi)壁刷涂潤(rùn)滑劑。 將毛坯圓管壓制成扁管，加熱至IOO(TC保溫30min以上，將其放入裝配好的模具， 起動(dòng)壓力機(jī)，上模1下壓，扁管中部鼓起，重復(fù)該過程，直至扁管高度符合三通支管要求，冷 卻后，在毛坯中部鼓起位置開口，制成三通毛坯15。 三通毛坯15加熱至IOO(TC保溫30min以上，將其放入裝配好的模具，用吊運(yùn)桿深 入支耳13，將拉拔頭IO平行送至三通毛坯15中部，放下拉拔頭IO，并抽出吊運(yùn)桿。拉拔桿 14沿通槽11送進(jìn)拉拔頭IO，轉(zhuǎn)動(dòng)拉拔桿14并使之準(zhǔn)確卡裝在弧形槽12中。 裝配好后，起動(dòng)壓力機(jī)下壓，上模1隨之開始下行，與此同時(shí)，牽引拉拔桿14、上模 1和拉拔桿14運(yùn)動(dòng)速度保持適當(dāng)均衡，拉拔頭10受拉拔桿14的牽引力下行，上模1和下模 2合模后，拉拔頭10隨之由三通毛坯15抽出。 本例中，三通材料WK1Y70 ;三通尺寸①1067X42mm ;還管尺寸 ①1300X40X1610mm ;三通毛還15最大增厚^ 52mm ;[0044] 高強(qiáng)度直縫對(duì)焊三通模具規(guī)格①1087X40mm;上模1、下模2外觀尺寸 1750 X 1400 X 850mm ;附模外觀尺寸1600 X 20 X 600 用本例的模具生產(chǎn)的高強(qiáng)度直縫對(duì)焊三通焊縫變形較小、主支管壁厚均勻、局部 補(bǔ)強(qiáng)效果好、成形質(zhì)量高。
權(quán)利要求一種大口徑厚壁三通的高強(qiáng)度直縫對(duì)焊三通模具，其特征是它主要由上模(1)、下模(2)、附模(3)組成；上模(1)和下模(2)上下相對(duì)，上模(1)兩端有安裝孔I(4)和吊耳I(5)；下模(2)兩端由緊定螺釘(8)各連接有附模(3)，下模(2)兩側(cè)各有吊耳II(7)，下面有安裝孔II(6)，在吊耳II(7)的下部，裝有緊定螺釘(8)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的高強(qiáng)度直縫對(duì)焊三通模具，其特征是所述上模(1)為下部為 橫向半管形中空，是半徑為0. 5倍的三通公稱直徑+5 20mm半管形中空的矩形模具鋼板。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的高強(qiáng)度直縫對(duì)焊三通模具，其特征是所述下模(2)為上部為 橫向半管形中空，是半徑為0. 5倍的三通公稱直徑+5 20mm半管形中空的矩形模具鋼板， 且半管形中空的中部有向下貫通的圓孔。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的高強(qiáng)度直縫對(duì)焊三通模具，其特征是所述附模(3)為上中部 有半管形中空，是半徑為0. 5倍的三通公稱直徑+5 20mm半管形中空的矩形鋼板，底端兩 側(cè)裝有掛鉤(9)，附模(3)與下模(2)軸向平行方向長(zhǎng)度為100 200mm。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的高強(qiáng)度直縫對(duì)焊三通模具，其特征是所述拉拔頭(10)為扁 平圓錐形，其中部豎直方向設(shè)有矩形通槽(ll)，在通槽(11)兩邊各有一與之垂直的弧形槽 (12);拉拔頭(10)上兩邊各裝有一支耳(13)，丁字形拉拔桿(14)為扁圓頭丁字形。
專利摘要本實(shí)用新型是一種大口徑厚壁三通的高強(qiáng)度直縫對(duì)焊三通模具，涉及用非軋制的方式生產(chǎn)金屬管和壓制件的制作技術(shù)領(lǐng)域。它主要由上模(1)、下模(2)、附模(3)組成；上模(1)和下模(2)上下相對(duì)，上模(1)兩端有安裝孔I(4)和吊耳I(5)；下模(2)兩端由緊定螺釘(8)各連接有附模(3)，下模(2)兩側(cè)各有吊耳II(7)，下面有安裝孔II(6)，在吊耳II(7)的下部，裝有緊定螺釘(8)。用本模具生產(chǎn)的高強(qiáng)度直縫對(duì)焊三通，焊縫變形較小、主支管壁厚均勻、局部補(bǔ)強(qiáng)效果好、成形質(zhì)量高。
文檔編號(hào)B30B15/02GK201516449SQ200920246299
公開日2010年6月30日 申請(qǐng)日期2009年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月19日
發(fā)明者馮斌, 劉宇, 劉金生, 岳莎莎, 常增順, 李燁崢, 李玉卓, 石榮滿, 祝鵬, 魏秦文 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司;中國(guó)石油天然氣管道局