熱加工工藝：雙金屬?gòu)?fù)合管液壓脹形工藝參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)
2022-11-23【作 者】張閣;李蘭云;肖彥英
【前 言】
雙金屬?gòu)?fù)合管是將兩種不同的金屬管材通過塑性變形或其他連接技術(shù)結(jié)合的新型管材[1]，以滿足強(qiáng)度高和具有耐腐蝕性、耐磨損等[2]嚴(yán)苛要求。 液壓成形制造的雙金屬?gòu)?fù)合管具有內(nèi)表面無擦傷和破壞、壁厚分布均勻等優(yōu)點(diǎn)，在石油天然氣工業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用[3-4]。
近年來， 相關(guān)領(lǐng)域?qū)W者對(duì)雙金屬?gòu)?fù)合管制造工藝的參數(shù)優(yōu)化進(jìn)行了一定的研究。 雷凌云等[5]經(jīng)基層和襯層理化分析和襯層壁厚分析后， 對(duì)熱擠壓工藝進(jìn)行優(yōu)化，調(diào)整后雙金屬?gòu)?fù)合管質(zhì)量提高。 崔磊等[6]采用響應(yīng)面法進(jìn)行雙金屬波紋管液壓成形多目標(biāo)工藝參數(shù)優(yōu)化研究，得到了最優(yōu)工藝參數(shù)組合。倪興健等[7]設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)方案，確定試驗(yàn)因素對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)殘余接觸應(yīng)力和壁厚分布均勻性的影響， 并得到優(yōu)化的工藝參數(shù)組合。 陸曉峰等[8]通過正交試驗(yàn)法對(duì)20/316L 雙金屬?gòu)?fù)合管的拉拔工藝參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化分析， 得出優(yōu)化后硬質(zhì)合金模具比優(yōu)化前的工作壽命高。 潘旭等[9]依據(jù)建壓曲線對(duì)在役雙金屬?gòu)?fù)合管逐步建壓試壓以完成試壓方案的優(yōu)化。
傳統(tǒng)的通過多次試制復(fù)合管的方法會(huì)增長(zhǎng)優(yōu)化改進(jìn)的周期，耗費(fèi)更多的人力、物力、財(cái)力，生產(chǎn)成本高。 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)是一種用于研究多因素不同水平的試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，能夠科學(xué)地對(duì)試驗(yàn)進(jìn)行整體設(shè)計(jì)、綜合比較、統(tǒng)計(jì)分析。本文對(duì)脹形壓力、初始間隙、襯管壁厚這三個(gè)重要的工藝參數(shù)進(jìn)行正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)與綜合優(yōu)化分析，從而得到最優(yōu)參數(shù)組合，以用于指導(dǎo)液壓成形法制造復(fù)合管的實(shí)際生產(chǎn)。
【結(jié) 論】
（1）對(duì)于殘余接觸應(yīng)力這一指標(biāo)的主次因素為脹形壓力、襯管壁厚、初始間隙，其中脹形壓力、襯管壁厚有顯著影響，而初始間隙有一定影響；影響回彈的主次因素是脹形壓力、初始間隙、襯管壁厚，其中脹形壓力有顯著影響，初始間隙和襯管壁厚影響較小。
（2）基于對(duì)各因素對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)的影響的正交試驗(yàn)分析，綜合、平衡考慮殘余接觸應(yīng)力和回彈，確定在本文參數(shù)設(shè)定條件下的優(yōu)選工藝參數(shù)組合為：脹形壓力為 170 MPa、初始間隙為 2 mm、襯管壁厚為 3 mm。
以下是正文：
