一种铝合金“L”形矩形管钣焊复合成形方法与流程

一种铝合金“l”形矩形管钣焊复合成形方法
技术领域
1.本发明是一种铝合金“l”形矩形截面管的钣焊复合成形方法，尤其是矩形管壁厚厚度在4mm以下的薄壁管产品的钣焊复合成形方法。


背景技术：

2.部分航天产品的电缆在箱体外部铺设，为了提高电缆的“三防”性能，在电缆外面采用金属构件如电缆保护管等实现对电缆的保护及防护，电缆保护管通常为铝合金矩形管。为了适应电缆装配时的方向变化，“l”形矩形管是应用最多最广泛的的保护管，所述的“l”形矩形管的垂直于其四面管壁的横截面为相同的矩形，从侧面看其为“l”；其中“l”形矩形管的圆弧部位r角大小应适应电缆的形状。通常“l”形矩形管可通过选用合适的铝合金矩形管型材弯管成形后实现，但该方法存在型材起订量大、铝管弯管成形难度大等问题。


技术实现要素：

3.本发明提出了一种矩形管的钣焊复合成形工艺方法，以避免了现有技术中的“l”形矩形管要通过铝合金矩形管型材弯管成形而带来的成形困难、造价高、造成应力和褶皱的缺陷。
4.一种铝合金“l”形矩形管钣焊复合成形方法，其特征在于，包括下列步骤：
5.步骤一、工艺设计：
6.根据“l”形矩形管的结构特点，将其分解为两个侧板、上弧板、下弧板；其中，两个侧板为两个“l”形平面板材；上弧板、下弧板均为弯曲的矩形板；测量出上弧板、下弧板和两个侧板的平面形状和尺寸，测量出上弧板、下弧板弯曲的位置及弧度；
7.步骤二、裁剪板材：
8.按步骤一的测量尺寸，用激光切割出上弧板、下弧板和侧板；并对侧板去毛刺；
9.按步骤一的测量尺寸、位置及弧度，对上弧板、下弧板进行折弯或滚弯成形，并去毛刺；
10.步骤三、焊前清洗：
11.将侧板、上弧板和下弧板进行化学清洗或激光清洗，去除表面油污、氧化膜；
12.步骤四、矩形管装配及定位：
13.将侧板、上弧板和下弧板进行装配固定后用氩弧焊点焊定位；
14.步骤五、矩形管焊接：
15.采用氩弧焊方法进行矩形管焊接，焊接时焊接顺序如下：首先完成矩形管圆弧部位的焊接，共4条焊缝，其次完成“l”形直线段部位的焊接；
16.步骤六、去余量：
17.去端头余量，保证l形矩形管尺寸，再去毛刺；产品制作完成。
18.所述的步骤五矩形管焊接，应当保证减少焊接部位的应力。
19.有益效果：
20.为了避免型材起订量并降低弯管成形难度，本发明实现“l”形矩形管采用板材通过钣金折弯成形后再进行焊接成形，并根据矩形管的焊接质量要求，提出一种适合矩形管截面的焊接接头形式，本发明实现了“l”形矩形管的快速低成本成形制造，并有效提高产品生产效率。
附图说明
21.图1、“l”形矩形管结构示意图；
22.图2、“l”形矩形管结构分解示意图；
23.图3、侧板与上弧板、下弧板焊接接头示意图；
24.其中，1为侧板，2为上弧板，3为下弧板。
具体实施方式
25.在“l”形矩形管成形时，根据“l”形矩形管的结构特点，开展矩形管二次工艺设计，将其拆分为侧板、上弧板、下弧板，
26.并使用板材折弯成形实现上、下弧板成型，后将侧板、上弧板、下弧板进行焊接实现“l”形矩形管的复合成形。不仅避免了型材成形时的起订量问题，而且有效降低了工艺难度。
27.本方法在“l”形矩形管成形时，按照工艺设计、侧板及上下弧板成形、焊前激光清洗、矩形管装配及定位、矩形管焊接、去余量等工序完成。使用化学清洗或激光清洗将侧板、上下弧板表面的油污、氧化膜等去除，一方面可保证焊接质量稳定，另一方面确保成形后的矩形管内部无油污等以避免污染电缆。
28.每道工序完成工作如下：
29.一、l形矩形管复合成形工艺设计
30.根据“l”形矩形管的结构特点，开展对矩形管的二次工艺设计，将其分解为侧板、上弧板、下弧板。其中侧板为形成“l”形矩形管侧面的板材，结构特点为二维平面结构，形状为“l”形，可直接通过板材切割成型；上弧板为形成“l”形矩形管的上封板，特点为空间立体结构，形状依然为“l”形，上弧板圆弧部位通过折弯成型方法实现；下弧板为形成“l”形矩形管的下封板，特点为空间立体结构，形状依然为“l”形，下弧板圆弧部位通过折弯成型方法实现。
31.二、侧板及上、下弧板成形
32.采用激光切割方法完成侧板的成形，并去毛刺。
33.按上、下弧板工艺图完成上、下弧板圆弧部位的折弯或滚弯成形，并去毛刺。
34.三、焊前清洗
35.将侧板、上下弧板进行化学清洗或激光清洗，去除表面油污、氧化膜等。
36.四、矩形管装配及定位
37.将侧板、上下弧板进行装配固定后用氩弧焊点焊定位。定位后的焊接接头形式应符合工艺要求。
38.五、矩形管焊接
39.采用氩弧焊方法进行矩形管焊接，焊接时焊接顺序如下：首先完成矩形管圆弧部
位的焊接，共4条焊缝，其次完成“l”形直线段部位的焊接。焊接时应通过焊接顺序、工艺参数等控制焊接应力。
40.六、去余量
41.去端头余量，保证l形矩形管尺寸。
42.实施例：
43.下面通过实例对本方法做进一步的说明，如图1所示，“l”形矩形管结构如图1所示，所述“l”形矩形管的厚度优选设置为3mm至4mm，矩形管截面尺寸156mm
×
28mm，其中长度为156mm，宽度为28mm，l形矩形管圆弧部位的半径分别为r156mm、r184mm。
44.采用钣焊复合工艺方法实现时，工艺实现过程如下：
45.第一步：“l”形矩形管工艺设计
46.根据“l”形矩形管的结构特点，开展对矩形管的二次工艺设计，将其分解为侧板(数量2)、上弧板(数量1)、下弧板(数量1)三个零件。其中侧板为l形平面二维结构，侧板内圆弧半径为r156mm，外圆弧半径为r184mm；上、下弧板均为空间结构，形状为l形。“l”形矩形管分解图如图2所示，上弧板圆弧部位半径为r184mm，下弧板圆弧部位半径为r184mm。
47.第二步：侧板及上、下弧板成形
48.侧板为平面结构，采用激光精密切割方法实现，并去毛刺。为了满足侧板与上、下弧板焊接接头装配要求，焊接接头示意图如图3所示，侧板宽度应为矩形管截面宽度尺寸28mm减去侧板与上、下弧板装配时的预留间隙t(t为0.3～0.5mm)，t的大小根据矩形管壁厚确定，因此侧板的宽度尺寸为矩形管截面宽度尺寸(28-t)mm。
49.上、下弧板圆弧部位需采用钣金折弯或滚弯方法实现。按照二次工艺设计后形成的上、下弧板零件图，首先进行展开料计算，若进行折弯方法实现圆弧部位r的成形，则需划出折弯线，再进行上下弧板圆弧部位r角的成形。
50.第三步：焊前清洗
51.将侧板及上、下弧板进行化学清洗或激光清洗，去除表面油污、氧化膜等。第四步：矩形管装配及焊接定位。
52.将待装配、焊接的侧板及上、下弧板的焊接部位用刮刀进行焊前机械清理，要求机械清理后应露出金属光泽，保证焊接过程不会有氧化物夹杂。在焊接平台上通过使用压板、方箱等工具将侧板及上、下弧板进行装配、焊接定位，侧板及上、下弧板形成的焊接接头应符合图3要求，装配后应符合图1要求。定位焊长度10mm，定位焊间隙50～60mm，其中圆弧部位的定位焊间隙应小于直段部位，通常定位焊间隙为30mm左右。
53.第五步：矩形管焊接
54.采用氩弧焊方法实现矩形管侧板与上、下弧板的焊接，焊缝形式为外角焊。焊接顺序要求包括：首先完成“l”形矩形管圆弧部位焊接，圆弧部位为两侧侧板均应与上、下弧板圆弧部位进行焊接，因此应为交叉对称施焊；其次完成与圆弧相连的两直段部位的焊接，依然采取交叉对称施焊的焊接顺序。
55.第六步：去余量
56.去端头余量，保证l形矩形管长度及高度尺寸符合要求，并去毛刺，避免毛刺划伤电缆外皮。
57.铝合金尤其是铝镁合金材料以其优异的钣金成型及焊接性能被广泛应用，现有技
术中折弯、滚弯等方法均可实现铝合金材料的圆弧成形，氩弧焊焊接作为应用最广泛的低成本焊接方法可实现铝合金构件的可靠连接。

技术特征：
1.一种铝合金“l”形矩形管钣焊复合成形方法，其特征在于，包括下列步骤：步骤一、工艺设计：根据“l”形矩形管的结构特点，将其分解为两个侧板、上弧板、下弧板；其中，两个侧板为两个“l”形平面板材；上弧板、下弧板均为弯曲的矩形板；测量出上弧板、下弧板和两个侧板的平面形状和尺寸，测量出上弧板、下弧板弯曲的位置及弧度；步骤二、裁剪板材：按步骤一的测量尺寸，用激光切割出上弧板、下弧板和侧板；并对侧板去毛刺；按步骤一的测量尺寸、位置及弧度，对上弧板、下弧板进行折弯或滚弯成形，并去毛刺；步骤三、焊前清洗：将侧板、上弧板和下弧板进行化学清洗或激光清洗，去除表面油污、氧化膜；步骤四、矩形管装配及定位：将侧板、上弧板和下弧板进行装配固定后用氩弧焊点焊定位；步骤五、矩形管焊接：采用氩弧焊方法进行矩形管焊接，焊接时焊接顺序如下：首先完成矩形管圆弧部位的焊接，共4条焊缝，其次完成“l”形直线段部位的焊接；步骤六、去余量：去端头余量，保证l形矩形管尺寸，再去毛刺；产品制作完成。2.根据权利要求1所述的一种铝合金“l”形矩形管钣焊复合成形方法，其特征在于，所述的步骤五矩形管焊接，应当保证减少焊接部位的应力。

技术总结
本发明是一种铝合金“L”形矩形管钣焊复合成形方法，其特征在于，包括下列步骤：步骤一、工艺设计：根据“L”形矩形管的结构特点，将其分解为两个侧板、上弧板、下弧板；其中，两个侧板为两个“L”形平面板材；上弧板、下弧板均为弯曲的矩形板；测量出上弧板、下弧板和两个侧板的平面形状和尺寸，测量出上弧板、下弧板弯曲的位置及弧度；本发明实现“L”形矩形管采用板材通过钣金折弯成形后再进行焊接成形，并根据矩形管的焊接质量要求，提出一种适合矩形管截面的焊接接头形式，本发明实现了“L”形矩形管的快速低成本成形制造，并有效提高产品生产效率。率。率。


技术研发人员：马立彩 魏巍 李春辉 黄景雨
受保护的技术使用者：北京新风航天装备有限公司
技术研发日：2023.07.13
技术公布日：2023/9/9