沿長度方向直徑或壁厚發(fā)生變化管材的統(tǒng)稱。異型管斷面形狀復(fù)雜,多是采用冷加工等特殊方法來加工生產(chǎn)的。另外,由于其品種繁多,規(guī)格甚廣,所以必須根據(jù)產(chǎn)品的特征選用適當(dāng)?shù)募庸し椒ɑ虿粩鄤?chuàng)造新的成型方法來加工生產(chǎn)。
一、異形管的特點(diǎn)
1. 斷面形狀多樣,品種繁多,目前至少已有上萬種之多,最大直徑達(dá)4.06m,最小直徑僅3.0mm,應(yīng)用范圍也很廣泛。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,科研和生產(chǎn)部門采用更先進(jìn)、更合理的設(shè)計(jì),要求冶金部門生產(chǎn)出各種斷面、規(guī)格、材質(zhì)、力學(xué)性能和使用性能的異形管材,以滿足用戶需要。
2. 異形管中有很大一部分為輕型薄壁管材,屬于經(jīng)濟(jì)性斷面鋼材的一部分,可使金屬得到合理的應(yīng)用。如做結(jié)構(gòu)材,用40mmx40mmx4mm方管代替ф40mmx5mm圓管,斷面系數(shù)提高45.8%.用它制造機(jī)械零部件和散熱件可以少切削或無切削,這不僅簡化了加工過程,而且提高了經(jīng)濟(jì)效益和生產(chǎn)效率。
3. 大多數(shù)異形管造型美觀,用于結(jié)構(gòu)和日用器皿時大方雅致,美化了生活。管材的表面十分光潔(粗糙度Ra可達(dá)到0.25μm),尺寸精確。
4. 可以采用適當(dāng)?shù)姆椒?,生產(chǎn)各種周期斷面、變斷面和各種帶有縱筋或葉片的異形管材,用于工業(yè)各部門。
二、異形管的應(yīng)用范圍
從日常生活用品到飛機(jī)、火箭的制造,無線電通信,原子能電站和空間技術(shù)等方面都廣泛地使用異形管材。
在機(jī)器制造方面,可采用異形管來制造機(jī)動車輛的空心傳動軸、活塞、各種工具、緊固件、手表殼和各種機(jī)械零件。異形管不僅使機(jī)械設(shè)計(jì)更為合理,并可降低設(shè)備重量。
在建筑方面,采用異形管制作門窗,不僅結(jié)構(gòu)輕巧、耐用,而且造價便宜。
在自行車、摩托車、拖拉機(jī)、汽車和大型客車的結(jié)構(gòu)部分大量采用薄壁異形管,這種管材斷面系數(shù)大,抗彎、抗扭能力強(qiáng),表面光潔,而且重量較輕。在無軌電車上用變截面管制造集電桿,因?yàn)檫@種異形管具有良好的韌性和彈性。
在儀表、電信器材和醫(yī)療器械上廣泛應(yīng)用異形管制造支架、導(dǎo)軌(如X光設(shè)備的支架和導(dǎo)軌)以及箱、柜的框架等,使它們具有重量輕、造型美觀,式樣新穎和搬運(yùn)、攜帶方便的特點(diǎn)。外科手術(shù)上直接使用梅花針異形管做接骨的材料。超高頻無線電通信的波導(dǎo)管也是用尺寸精確的特種異形管制成的。
在各種熱工設(shè)備、機(jī)械設(shè)備或無線電接收機(jī)或發(fā)射機(jī)上,廣泛使用帶葉片和凸筋的異管制造散熱器或熱交換器,這種鋼管具有良好的散熱效果,能有效地降低設(shè)備或組件的溫度,使之維持長時間的正常工作。異形管材用做熱交換器的散熱管,具有良好的傳熱效果,可以大量地回收廢熱,提高熱效率,節(jié)約能源。
在體育用品和器械的制造上,不斷用異形管來代替貴重的木材制品。例如用金屬制造的壘球棒和標(biāo)槍。這些器械制造方法簡單,便于大量生產(chǎn),質(zhì)地優(yōu)良美觀,經(jīng)久耐用。
波紋管用來制造各種機(jī)械和火箭上的防震裝置,以減輕震動,減小噪聲,保證設(shè)備正常工作。
三、異形管的分類
異形管按照斷面特征,可以分為等壁異形管、異壁異形管和變截面管3大類。
1. 等壁異形管
等壁異形管是具有相同壁厚和不同橫斷面形狀的異形管。它根據(jù)斷面形狀的不同又可分為一般等壁異形管(圖11-12)和帶折筋等壁異形管(圖11-13)兩類。這兩類鋼管大多數(shù)用冷拔法或焊接管連軋成型法制成。
2. 異壁異形管
異壁異形管是具有不同壁厚的異形管。這類異形管也可以根據(jù)斷面形狀,進(jìn)一步分為具有兩根以上對稱軸的異形管、偏心管及異壁折筋管3種類型。前兩類變形過程復(fù)雜,必須根據(jù)斷面特征選擇合理的成型方法(如擠壓法),或采用異形管坯拉拔或冷軋而得。至于折筋管,由于其壁厚差別不大,實(shí)際上與等壁折筋管的生產(chǎn)方法基本相同。圖11-14、圖11-15分別是異壁異形管的3種類型的示意圖。
3. 縱向變截面管
凡縱向斷面形狀作周期變化或連續(xù)變化的異形管都稱為縱向變截面管,包括螺旋圓翼管、齒形管、斜筋管、等壁異形扭轉(zhuǎn)管、波紋管、螺旋波紋(凸筋)管、標(biāo)槍管和壘球棒等,如圖11-16所示。這類管的生產(chǎn)方法有液壓、旋軋、冷拔和冷軋法等。
四、異形管的深加工及發(fā)展前景
產(chǎn)品深加工無疑是當(dāng)前加工業(yè)的發(fā)展方向,如內(nèi)螺紋管可以進(jìn)一步深加工成高效節(jié)能的熱交換器等,而波紋管可以組合生產(chǎn)各種膨脹節(jié),一些焊接管可加工成異形管,還可以進(jìn)一步深加工成各種門窗等構(gòu)件。
總的來說,等壁異形管完全可以通過冷彎成型,采用焊接的方法來加工生產(chǎn)。
一些復(fù)雜斷面或變斷面的異型管,用一種加工方式是難以生產(chǎn)出高質(zhì)量產(chǎn)品的,往往是幾種方式的組合。如國外生產(chǎn)的內(nèi)螺旋凸筋管,采用的方法是:先軋制成單面螺旋凸筋的板帶,然后在焊管機(jī)上
焊接成內(nèi)螺旋凸筋管。這種新工藝比冷拔成型成本低得多且質(zhì)量好。對于作為結(jié)構(gòu)、裝飾、家具等用的異型不銹鋼管,應(yīng)廣泛采用焊接異型管,這樣可以大大降低成本。
復(fù)雜的異形管制造一般是采用冷加工方法獲得各種形狀,圖11-20 就是用冷輾軋法加工波紋管的示意圖。