一种马鞍面相贯焊接水管制造方法及其专用设备与流程

本发明属于管道连接结构技术领域，具体涉及为一种马鞍面相贯焊接水管制造方法及其专用设备。

背景技术：

随着柴油发动机环保要求越来越高，目前国大多数发动机厂家推出欧四、欧五排放标准机型抢占市场，对发动管路性能要求提高，多端口的管路应用也很广泛。将各种管径的管路连接在一起，不同管径相贯管体焊接的产品就多起来。

以前采用钻孔，小管径管体插入另一管体相贯线进行钎焊，容易出现砂眼泄漏，焊缝外观不光滑。

因此，有必要提供一种马鞍面相贯焊接水管制造方法，以克服上述不足。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述提到的缺陷和不足，而提供一种马鞍面相贯焊接水管制造方法，通过将管体焊接端冷镦成马鞍面与另一管体相贯焊接使产品焊缝外观美观，密封性更好。

本发明的另一目的在于提供一种马鞍面相贯焊接水管制造方法的专用设备。

本发明实现其目的采用的技术方案如下。

一种马鞍面相贯焊接水管制造方法，包括以下步骤：

步骤（1）、下料：按工程管体制作工艺规定所需，管体定长切割下料，下料后的管体呈中空的圆柱体状，得到待焊管体；

步骤（2）、倒角：去除待焊管体的端部毛刺；

步骤（3）、弯管：用数控弯管机对待焊管体进行加工弯曲；

步骤（4）、冷镦：待焊管体的端部冷镦加工成型，包括步骤（4a）和步骤（4b）；

步骤（4a）、加工直管锥形：将待焊管体夹设于第一定位工件，并且待焊接的管体端部外露于第一定位工件；然后将锥形冲头沿着待焊管体轴向冲压待焊管体外露的端部；待焊管体外露的端部在锥形冲头和第一定位工件的挤压下呈直径内小外大的圆锥状；

步骤（4b），马鞍面的成型：将步骤（4a）得到的待焊管体夹设于第二定位工件，并且待焊管体的待焊端部外露于第二定位工件；然后将马鞍冲头沿着管体轴向冲压待焊管体的待焊端部；待焊管体的待焊端部在马鞍冲头和第二定位工件的挤压下呈马鞍状；

步骤（5）、钎焊定位：将步骤（4）得到的待焊管体垂直定位于管路，待焊管体的待焊端贴设于管路表面，且待焊管体的待焊端包覆于管路的开孔；待焊管体与管路相连通；待焊管体直径和管路直径为相贯关系；

步骤（6）、钎焊：将待焊管体和管路的相贯处焊接在一起，保证密封；钎焊过程:表面清洗好的待焊管体以搭接型式与管路装配在一起，把钎料放在待焊管体和管路的间隙附近或间隙之间；当钎料被加热到稍高于钎料熔点温度后，钎料熔化，并借助毛细管作用被吸入和充满固态待焊管体和管路的间隙之间，液态钎料与管体金属、管路金属相互扩散溶解，冷疑后即形成马鞍面相贯焊接水管。

步骤（2）中，管体距离待焊接的端部从外向内10mm的内表面区域进行外表面抛光。

一种马鞍面相贯焊接水管制造方法，还包括以下步骤：

步骤（7）、处理：清理焊缝，检查焊缝是否存在缺陷；所述缺陷包括砂眼、气孔；

步骤（8）、电泳：对马鞍面相贯焊接水管的表面电泳处理；

步骤（9）、清洗：清洗马鞍面相贯焊接水管的内外壁，保证总成清洁度；

步骤（10）、检验：检查马鞍面相贯焊接水管的头部尺寸符合图纸，对马鞍面相贯焊接水管的空间尺寸三坐标检测进行数模对比，随机抽取3件样品进行冲洗检查清洁度；

步骤（11）、包装：将马鞍面相贯焊接水管套入pv塑料袋，塑封封口贴条形码装箱。

所述第一定位工件包括第一夹紧上钳口和第一夹紧下钳口；所述第一夹紧上钳口底面中部纵向开设有一条截面呈半圆状的第一上槽；所述第一夹紧下钳口顶面中部纵向开设有一条截面呈半圆状的第一下槽；所述第一夹紧上钳口底面和第一夹紧下钳口顶面触接，第一上槽和第一下槽围设成圆柱状的第一孔；所述第一孔的内径等于待焊管体的外径。

所述锥形冲头包括同轴设置的第一圆柱、第一圆台和第二圆柱；所述第一圆台呈直径上小下大的圆锥状；所述第一圆柱固定安装于第一圆台顶部；所述第二圆柱固定安装于第一圆台底部；所述第一圆柱的直径略小于管体的内径；所述第二圆柱的直径大于管体的外径。

所述第二定位工件包括第二夹紧上钳口和第二夹紧下钳口；所述第二夹紧上钳口底面中部纵向开设有一条截面呈半圆状的第二上槽；所述第二夹紧下钳口顶面中部纵向开设有一条截面呈半圆状的第二下槽；所述第二夹紧上钳口底面左侧横向开设有截面呈四分之一圆的上缺口；所述第二夹紧下钳口顶面左侧横向开设有截面呈四分之一圆的下缺口；所述第二夹紧上钳口底面和第二夹紧下钳口顶面触接，第二上槽和第二下槽围设成圆柱状的第二孔，上缺口和下缺口围设成半圆柱形的第一槽；所述第二孔和第一槽处于同一平面，且垂直相交；第二孔的直径和第一槽的直径为相贯关系。

所述马鞍冲头的上端设置有均为长条状的中凸头、左凹槽和右凹槽；所述中凸头位于马鞍冲头的上端中部，且其横截面呈凸出的半圆状；所述左凹槽和右凹槽对称分设于中凸头两侧，且其横截面均呈开口向外的凹陷的扇形；中凸头的中轴、左凹槽的中轴和右凹槽的中轴均平行设置；所述中凸头的中轴、左凹槽的中轴和右凹槽的中轴处于同一水平面。

一种用于马鞍面相贯焊接水管制造方法的专用设备，包括第二定位工件和马鞍冲头；

所述第二定位工件包括第二夹紧上钳口和第二夹紧下钳口；所述第二夹紧上钳口底面中部纵向开设有一条截面呈半圆状的第二上槽；所述第二夹紧下钳口顶面中部纵向开设有一条截面呈半圆状的第二下槽；所述第二夹紧上钳口底面左侧横向开设有截面呈四分之一圆的上缺口；所述第二夹紧下钳口顶面左侧横向开设有截面呈四分之一圆的下缺口）；所述第二夹紧上钳口底面和第二夹紧下钳口顶面触接，第二上槽和第二下槽围设成圆柱状的第二孔，上缺口和下缺口围设成半圆柱形的第一槽；所述第二孔和第一槽处于同一平面，且垂直相交；第二孔的直径和第一槽的直径为相贯关系；

所述马鞍冲头的上端设置有均为长条状的中凸头、左凹槽和右凹槽；所述中凸头位于马鞍冲头的上端中部，且其横截面呈凸出的半圆状；所述左凹槽和右凹槽对称分设于中凸头两侧，且其横截面均呈开口向外的凹陷的扇形；中凸头的中轴、左凹槽的中轴和右凹槽的中轴均平行设置；所述中凸头的中轴、左凹槽的中轴和右凹槽的中轴处于同一水平面。

本发明具有以下有益效果：

一、采用冷镦成型马鞍面，产品定位精度高。

二、相贯马鞍面焊接不容易产生砂眼泄漏，焊接处曲面接触。

三、使产品的焊缝处外观更美观。

附图说明

图1是加工直管锥形的结构示意图；

图2是第一定位工件的主视结构示意图；

图3是第一定位工件的右视结构示意图；

图4是锥形冲头的结构示意图；

图5是马鞍面成型的结构示意图；

图6是第二定位工件的主视结构示意图；

图7是第二定位工件的右视结构示意图；

图8是马鞍冲头的主视结构示意图；

图9是马鞍冲头的右视结构示意图；

图中：第一定位工件100、第一夹紧上钳口110、第一上槽111、第一夹紧下钳口120、第一下槽121、第一孔130、

锥形冲头200、第一圆柱201、第一圆台202、第二圆柱203、

第二定位工件300、第二夹紧上钳口310、第二上槽311、上缺口312、上固定槽313、第二夹紧下钳口320、第二下槽321、下缺口322、下固定槽323、第二孔330、第一槽340、

马鞍冲头400、中凸头401、左凹槽402、右凹槽403。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作进一步详细说明。

一种马鞍面相贯焊接水管制造方法，包括以下步骤：步骤1、下料：按工程管体制作工艺规定所需，管体定长切割下料，下料后的管体呈中空的圆柱体状，得到待焊管体。

步骤2、倒角：去除待焊管体的端部毛刺，管体距离待焊接的端部从外向内10mm的内表面区域进行外表面抛光；保证焊接部位表面质量，使产品焊后焊缝更光滑。

步骤3、弯管：用数控弯管机对待焊管体进行加工弯曲。将图纸的空间xyz坐标输入到数控弯管机，使待焊管体弯曲按设定弯曲半径成型过程，从而得到符合图纸的空间尺寸形状。

步骤4、冷镦：待焊管体的端部冷镦加工成型，包括步骤4a和步骤4b；

步骤4a、加工直管锥形：将待焊管体夹设于第一定位工件100，并且待焊接的管体端部外露于第一定位工件100；然后将锥形冲头200沿着待焊管体轴向冲压待焊管体外露的端部；待焊管体外露的端部在锥形冲头200和第一定位工件100的挤压下呈直径内小外大的圆锥状；所述第一定位工件100包括第一夹紧上钳口110和第一夹紧下钳口120；所述第一夹紧上钳口110底面中部纵向开设有一条截面呈半圆状的第一上槽111；所述第一夹紧下钳口120顶面中部纵向开设有一条截面呈半圆状的第一下槽121；

所述第一夹紧上钳口110底面和第一夹紧下钳口120顶面触接，第一上槽111和第一下槽121围设成圆柱状的第一孔130；所述第一孔130的内径等于待焊管体的外径。

所述锥形冲头200包括同轴设置的第一圆柱201、第一圆台202和第二圆柱203；所述第一圆台202呈直径上小下大的圆锥状；所述第一圆柱201固定安装于第一圆台202顶部；所述第二圆柱203固定安装于第一圆台202底部。

所述第一圆柱201的直径略小于管体的内径；所述第二圆柱203的直径大于管体的外径。更进一步，第一圆柱201的直径按管体的内径d^-0.2-0.3选取；第二圆柱203的直径按机床模具连接孔径配合间隙选取。

作为优选，所述第一圆台202的锥度为1：√3/6；第一圆台202所在的圆锥的圆锥角的角度为120°。

步骤4b，马鞍面的成型：将步骤4a得到的待焊管体夹设于第二定位工件300，并且待焊管体的待焊端部外露于第二定位工件300；然后将马鞍冲头400沿着管体轴向冲压待焊管体的待焊端部；待焊管体的待焊端部在马鞍冲头400和第二定位工件300的挤压下呈马鞍状；

所述第二定位工件300包括第二夹紧上钳口310和第二夹紧下钳口320；所述第二夹紧上钳口310底面中部纵向开设有一条截面呈半圆状的第二上槽311；所述第二夹紧下钳口320顶面中部纵向开设有一条截面呈半圆状的第二下槽321；

所述第二夹紧上钳口310底面左侧横向开设有截面呈四分之一圆的上缺口312；所述第二夹紧下钳口320顶面左侧横向开设有截面呈四分之一圆的下缺口322；

所述第二夹紧上钳口310底面和第二夹紧下钳口320顶面触接，第二上槽311和第二下槽321围设成圆柱状的第二孔330，上缺口312和下缺口322围设成半圆柱形的第一槽340；所述第二孔330和第一槽340处于同一平面，且垂直相交；第二孔330的直径和第一槽340的直径为相贯关系。

所述第二夹紧上钳口310前后两侧纵向设置有上固定槽313；所述第二夹紧下钳口320前后两侧纵向设置有下固定槽323。上固定槽313和下固定槽323的设置，用以将第二夹紧上钳口310和第二夹紧下钳口320固定于冷镦机。

所述马鞍冲头400的上端设置有均为长条状的中凸头401、左凹槽402和右凹槽403；所述中凸头401位于马鞍冲头400的上端中部，且其横截面呈凸出的半圆状；所述左凹槽402和右凹槽403对称分设于中凸头401两侧，且其横截面均呈开口向外的凹陷的扇形；中凸头401的中轴、左凹槽402的中轴和右凹槽403的中轴均平行设置；作为更优选，所述中凸头401的中轴、左凹槽402的中轴和右凹槽403的中轴处于同一水平面。

步骤5、钎焊定位：将步骤4得到的待焊管体垂直定位于管路，待焊管体的待焊端贴设于管路表面，且待焊管体的待焊端包覆于管路的开孔；待焊管体与管路相连通；待焊管体直径和管路直径为相贯关系。

步骤6、钎焊：将待焊管体和管路的相贯处焊接在一起，保证密封。钎焊过程:表面清洗好的待焊管体以搭接型式与管路装配在一起，把钎料放在待焊管体和管路的间隙附近或间隙之间；当钎料被加热到稍高于钎料熔点温度后，钎料熔化，并借助毛细管作用被吸入和充满固态待焊管体和管路的间隙之间，液态钎料与管体金属、管路金属相互扩散溶解，冷疑后即形成马鞍面相贯焊接水管。

步骤7、处理：清理焊缝，检查焊缝是否存在缺陷。所述缺陷包括砂眼、气孔等。

步骤8、电泳：对马鞍面相贯焊接水管的表面电泳处理。

步骤9、清洗：清洗马鞍面相贯焊接水管的内外壁，保证总成清洁度。

步骤10、检验：检查马鞍面相贯焊接水管的头部尺寸符合图纸，对马鞍面相贯焊接水管的空间尺寸三坐标检测进行数模对比，随机抽取3件样品进行冲洗检查清洁度。

步骤11、包装：将马鞍面相贯焊接水管套入pv塑料袋，塑封封口贴条形码装箱。

本方案具有以下优点：

1.产品通过采用冷镦成型马鞍面，产品定位精度更好，

2.两种结构相比：原来是焊接处是线接触，现在相贯面焊接接触面积大焊接后不容易产生砂眼泄漏；

3.钎料不会杂乱流动；

4.使产品的焊缝处外观更美观一些。

本发明按照实施例进行了说明，在不脱离本原理的前提下，本装置还可以作出若干变形和改进。应当指出，凡采用等同替换或等效变换等方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。