熱加工工藝：雙金屬復合管液壓脹形工藝參數(shù)的優(yōu)化設計
2022-11-23【作 者】張閣;李蘭云;肖彥英
【前 言】
雙金屬復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]，以滿足強度高和具有耐腐蝕性、耐磨損等[2]嚴苛要求。 液壓成形制造的雙金屬復合管具有內(nèi)表面無擦傷和破壞、壁厚分布均勻等優(yōu)點，在石油天然氣工業(yè)中得到廣泛的應用[3-4]。
近年來， 相關(guān)領(lǐng)域?qū)W者對雙金屬復合管制造工藝的參數(shù)優(yōu)化進行了一定的研究。 雷凌云等[5]經(jīng)基層和襯層理化分析和襯層壁厚分析后， 對熱擠壓工藝進行優(yōu)化，調(diào)整后雙金屬復合管質(zhì)量提高。 崔磊等[6]采用響應面法進行雙金屬波紋管液壓成形多目標工藝參數(shù)優(yōu)化研究，得到了最優(yōu)工藝參數(shù)組合。倪興健等[7]設計正交試驗方案，確定試驗因素對試驗指標殘余接觸應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]通過正交試驗法對20/316L 雙金屬復合管的拉拔工藝參數(shù)進行了優(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)建壓曲線對在役雙金屬復合管逐步建壓試壓以完成試壓方案的優(yōu)化。
傳統(tǒng)的通過多次試制復合管的方法會增長優(yōu)化改進的周期，耗費更多的人力、物力、財力，生產(chǎn)成本高。 正交試驗設計是一種用于研究多因素不同水平的試驗設計方法，能夠科學地對試驗進行整體設計、綜合比較、統(tǒng)計分析。本文對脹形壓力、初始間隙、襯管壁厚這三個重要的工藝參數(shù)進行正交試驗設計與綜合優(yōu)化分析，從而得到最優(yōu)參數(shù)組合，以用于指導液壓成形法制造復合管的實際生產(chǎn)。
【結(jié) 論】
（1）對于殘余接觸應力這一指標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）基于對各因素對試驗指標的影響的正交試驗分析，綜合、平衡考慮殘余接觸應力和回彈，確定在本文參數(shù)設定條件下的優(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：
