鍛壓技術(shù)：6061 鋁合金薄壁管-法蘭組合接頭超低溫局部脹壓連接規(guī)律
2023-11-21【作 者】程旺軍;張恒源;劉偉;高強(qiáng);孫耀寧
【前 言】
鋁合金薄壁管與薄壁法蘭組合接頭被廣泛應(yīng)用于航空航天、石油化工以及天然氣輸運(yùn)等工業(yè)領(lǐng)域[1-3]。連接結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、耐溫性和密封性能是影響鋁合金連接結(jié)構(gòu)使用壽命的關(guān)鍵因素。此類連接通常采用熔焊的方法進(jìn)行局部連接，整個(gè)熔焊過(guò)程存在薄壁管易燒穿、焊縫強(qiáng)度低、局部熱影響區(qū)面積大以及晶粒粗化等特點(diǎn);同時(shí)，熔焊工藝復(fù)雜、連接過(guò)程中勞動(dòng)強(qiáng)度大、生產(chǎn)效率低和廢品率高，難以滿足焊縫服役時(shí)對(duì)連接結(jié)構(gòu)的高強(qiáng)度和可靠性要求[4-5]。
本文提出了一種鋁合金薄壁管與薄壁法蘭超低溫局部擠壓塑性連接新方法，設(shè)計(jì)了相應(yīng)的超低溫脹形充模一壓緊密封的局部擠壓塑性連接模具，以解決現(xiàn)有鋁合金薄壁管與薄壁法蘭熔焊連接存在的技術(shù)難題。
【結(jié) 論】
（1）提出了鋁合金薄壁管與薄壁法蘭超低溫局部擠壓塑性連接新工藝，設(shè)計(jì)了超低溫局部擠壓塑性連接模具。通過(guò)超低溫局部徑向脹形和軸向壓緊密封兩個(gè)工藝過(guò)程，能夠有效解決復(fù)雜薄壁管和薄壁法蘭塑性連接的難題。
（2）通過(guò)工藝仿真比較分析了室溫和超低溫下鋁管一塑料一法蘭連接件的中間密封層和脹形載荷對(duì)徑向脹形和軸向壓緊密封兩工藝階段的材料壁厚分布和損傷因子的影響規(guī)律。發(fā)現(xiàn)中間密封層對(duì)管件徑向脹形和軸向壓緊密封過(guò)程的塑性應(yīng)變影響不顯著;脹形載荷越大，軸向壓緊密封外凸量越多，同時(shí)對(duì)材料塑性要求越高。
（3）材料減薄主要發(fā)生在徑向脹形階段，相同條件下外法蘭的損傷明顯小于內(nèi)管;超低溫下試件抵抗損傷的能力明顯高于室溫，有效抑制了塑性連接件的破裂缺陷。
以下是正文：
