专利名称：钛及钛合金u型弯管精整定型的方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及金属加工领域，特别是涉及钛及钛合金U型弯管精整定型的方法及其
>J-U ρ α装直。
背景技术：
钛及钛合金作为换热元件具有很多优点耐腐蚀性好；管壁可以比较薄，提高了 换热效果；表面光洁，无垢层；密度小，强度高，可使设备体积小，重量轻。因此广泛应用于舰船、电力、石油开采、化工、海洋工程、冶金等领域。在多类钛制换热器中，U型弯管换热器是常见的形式之一。但是钛及钛合金变形抗力大，制得的U型弯管回弹现象严重，给弯管加工带来困难。常见的问题有弯曲半径增大，两腿长不能平行，穿管困难等。另一方面，对钛及钛合金U管单纯冷加工精整，难以精确定型，必须施以一定外部加热。传统的方式采用电接触加热或燃烧加热钛及钛合金U管，温度过高、污染重，且钛的化学活性较高，高温下易与空气中氧、氮、氢等气体发生氧化反应，产生脆性化合物。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中钛及钛合金U型弯管定型困难且高温下易被气体氧化的缺陷。为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是提供一种钛及钛合金U型弯管精整定型的方法，将钛及钛合金U型弯管置于交变磁场中，使钛及钛合金U型弯管产生同频率的感应电流，集肤效应使钛及钛合金U型弯管表面迅速加热，达到消除残余应力、精整定型的效果。在一个优选实施方式中，钛及钛合金U型弯管在惰性气体中加热。在一个优选实施方式中，该惰性气体为氩气。本发明还提供了一个技术方案一种钛及钛合金U型弯管精整定型的装置，包括定位组件、推进组件和感应器，定位组件固定钛及钛合金U型弯管，感应器连接高频交流电产生交变磁场，推进组件将定位组件推入或拉出感应器。在一个优选实施方式中，感应器包括一个或多个感应线圈。在一个优选实施方式中，感应线圈为U型。在一个优选实施方式中，钛及钛合金U型弯管精整定型的装置进一步包括惰性气体充气组件。在一个优选实施方式中，该惰性气体为氩气。在一个优选实施方式中，定位组件包括基板和多个定位销。基板开槽，定位销可在基板的槽中移动。本发明钛及钛合金U型弯管精整定型的方法及其装置，通过快速、高效加热的方式消除钛及钛合金U型弯管弯曲应力并精确定型，解决了钛及钛合金U型弯管弯曲不到位，误差偏大，弯曲处应力集中等问题。
图I是本发明钛及钛合金U型弯管精整定型装置感应器的俯视 图2是本发明钛及钛合金U型弯管精整定型装置感应器的侧视 图3是本发明钛及钛合金U型弯管精整定型装置定位组件的示意 图4是本发明钛及钛合金U型弯管精整定型装置推进组件的示意图。
具体实施方式
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下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。本发明钛及钛合金U型弯管精整定型的方法是将钛及钛合金U型弯管置于感应器中加热。感应器不直接产热，而是在通电后产生交变磁场，使钛及钛合金U型弯管产生同频率的感应电流。根据集肤效应，感应电流将集中在钛及钛合金U型弯管表面流过，使其表面迅速加热升温，达到消除残余应力、精整定型的效果。整个加热过程中，钛及钛合金U型弯管处于惰性气体保护气氛中。惰性气体通常选用IS气。感应器请参阅图I和图2，感应器包括一个或多个感应线圈I。感应线圈I是连通高频交流电(1000 30000Hz或更高)的空心铜管。将钛及钛合金U型弯管放入感应线圈I中，感应线圈I通电所产生的交变磁场在钛及钛合金U型弯管中产生出同频率的感应电流。利用集肤效应，可使钛及钛合金U型弯管表面迅速加热，从而达到消除应力的目的。感应器加热取代氧气、乙炔等气体燃烧加热的方式，无明火，环保安全。感应器的控制单元可调节控制加热时间、功率、保温时间等，简化人工操作。调至所需加热温度、功率，弯管可在10秒左右迅速升温至400 500°C (或所需温度)，从而达到消除残余应力，快速精确定型的效果。感应器的加热电源2可将市电电源的220V交流电转化为36V高频(1000 30000Hz或更高)交流电输入感应线圈I。充气组件请参阅图I和图2，充气组件包括设在感应器上的惰性气体充气口 3和气体保护罩4。气体保护罩4罩住感应线圈1，仅留一小口供定位组件推进或拉出，可使惰性气体与空气隔离。惰性气体充气口 3设在气体保护罩4上。另外，充气组件还向待加工的钛及钛合金U型弯管的一个管口通惰性气体。如此，在整个升温加热、保温定型过程中，钛及钛合金U型弯管工件始终处于惰性气体保护气氛中，避免了钛管材表面氧化污染。惰性气体可选用氩气或其他气体。定位组件和推进组件请参阅图4，定位组件包括基板5和定位销6。取一定厚度及强度的耐高温绝缘板材，作为定型的基板5。在基板5上加工一定尺寸的、带圆弧的槽。定位销6包括无磁耐热不锈钢材质的螺栓、螺母及其耐高温绝缘外套。定位销6在基板5的槽中移动，可根据加工要求调节尺寸，将需要加热定型的钛及钛合金U型弯管固定在基板5上。请参阅图5，推进组件为一带轮的小车7，定位组件的中心放置在此推进组件上，两端悬空。小车7可进可退，如此将定位组件悬空的一端连同钛及钛合金U型弯管的弯头部分送入或拉出感应器。本发明钛及钛合金U型弯管精整定型的方法及其装置采取超音频感应加热，多点圆弧式精确定位，并备有充气组件，可充氩气等惰性气体保护加热。本发明快速、高效加热消除钛及钛合金U型弯管弯曲应力，并精确定型，同时有效地避免了钛管高温氧化。解决了钛及钛合金U型弯管弯曲不到位，误差偏大，弯曲处应力集中等问题。以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。·
权利要求
1.一种钛及钛合金U型弯管精整定型的方法，其特征在于将所述钛及钛合金U型弯管置于交变磁场中，使所述钛及钛合金U型弯管产生同频率的感应电流，集肤效应使所述钛及钛合金U型弯管表面迅速加热，消除残余应力。
2.根据权利要求I所述的钛及钛合金U型弯管精整定型的方法，其特征在于所述钛及钛合金U型弯管在惰性气体中加热。
3.根据权利要求2所述的钛及钛合金U型弯管精整定型的方法，其特征在于所述惰性气体为氩气。
4.一种钛及钛合金U型弯管精整定型的装置，其特征在于，包括定位组件、推进组件和感应器，所述定位组件固定钛及钛合金U型弯管，所述感应器连接高频交流电产生交变磁场，所述推进组件将所述定位组件推入或拉出所述感应器。
5.根据权利要求4所述的钛及钛合金U型弯管精整定型的装置，其特征在于所述感应器包括一个或多个感应线圈。
6.根据权利要求5所述的钛及钛合金U型弯管精整定型的装置，其特征在于所述感应线圈为U型。
7.根据权利要求4所述的钛及钛合金U型弯管精整定型的装置，其特征在于所述钛及钛合金U型弯管精整定型的装置进一步包括惰性气体充气组件。
8.根据权利要求4所述的钛及钛合金U型弯管精整定型的装置，其特征在于所述钛及钛合金U型弯管精整定型的装置进一步包括氩气充气组件。
9.根据权利要求4所述的钛及钛合金U型弯管精整定型的装置，其特征在于所述定位组件包括基板和多个定位销，所述基板有槽，所述定位销可在所述基板的槽中移动。
全文摘要
本发明公开了一种钛及钛合金U型弯管精整定型的方法，将钛及钛合金U型弯管置于交变磁场中，使钛及钛合金U型弯管产生同频率的感应电流，集肤效应使钛及钛合金U型弯管表面迅速加热，达到消除残余应力、精整定型的效果。本发明还公开了一种钛及钛合金U型弯管精整定型的装置，包括定位组件、推进组件和感应器，定位组件固定钛及钛合金U型弯管，感应器连接高频交流电产生交变磁场，推进组件将定位组件推入或拉出感应器。本发明钛及钛合金U型弯管精整定型的方法及其装置通过快速、高效加热的方式消除钛及钛合金U型弯管弯曲应力并精确定型，解决了钛及钛合金U型弯管弯曲不到位，误差偏大，弯曲处应力集中等问题。
文档编号B21D7/16GK102896186SQ20111020982
公开日2013年1月30日 申请日期2011年7月26日 优先权日2011年7月26日
发明者路开, 路金林, 孙志芳 申请人:张家港华裕有色金属材料有限公司