CN104690108B - 一种管式不锈钢歧管制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种管式不锈钢歧管制造方法，针对传统工艺流程中客观存在的问题，按照发动机边界条件及整个排气系统走向进行歧管设计，将其制造方法分为零部件制造与歧管焊接两部分，一方面具有优良的成型性，歧管的走向能适应各种复杂空间角度的要求，并且加工容易；另一方面，从零部件加工到焊接成形，不锈钢歧管的焊缝质量高，管径尺寸精度高，焊接处不开裂，稳定性能好，焊缝强度满足冷加工的要求，可以满足其在高温环境下的使用要求，抗氧化性高，耐高温强度好，热疲劳特性优良，有着良好的市场前景。

Description

一种管式不锈钢歧管制造方法

技术领域

本发明涉及排气歧管加工制造方法技术领域，特别涉及了一种管式不锈钢歧管制造方法。

背景技术

管式不锈钢歧管是由不锈钢无缝管或不锈钢焊管焊接而成，内壁光滑，压力损失小，便于发动机功率发挥；气道壁厚比铸造管减小一半以下，重量减小将近一半，节约能源；壁薄升温快，发动机启动时较快地达到催化剂的点火温度，提高低温工况下催化剂的转化效率，所以现在已经被普遍推广与使用，然而，焊接式排气歧管往往由于结构复杂，整体的冲压造成材料局部减薄率较高，使得排气歧管强度不够，同时由于结构复杂，也使得焊接不便实施，制造工艺性不好，制造效率不高，且会对产品可靠性产生不良影响

申请号为201110418465.5的发明专利公开了一种不锈钢弯管式排气歧管的制造工艺，它包括：将不锈钢卷板按照所要制成的排气歧管的直径分切成对应宽度的钢带；将钢带在焊管机上冷弯成形为管坯；将管坯的接缝处使用固态高频焊机焊接成直缝原料长管，固态高频焊机所发出的焊接频率为150~300KHz，管坯的行走线速度控制在60~80m/min；将原料长管按照所要制成的排气歧管的长度切割成对应长度的原料短管；将原料短管在机床上加工出插接安装段与密封斜面段，得到排气歧管管坯；将排气歧管管坯在折弯机上折弯出所需形状的弯管式排气歧管。本发明的制造工艺消耗材料少，制得的弯管式排气歧管具有导热效率高、抗氧化性、耐高温强度和热疲劳特性小等优点。

申请号为200810095301.1的发明专利提供了一种内燃机燃料轨内的歧管的连接结构,它能够防止结构部件,例如燃料轨、歧管等发生腐蚀,并且还能防止燃料的氧化和其性能的恶化。在内燃机燃料轨的歧管的连接结构中,内燃机的燃料轨和歧管通过连接装置由紧固螺母相互连接,并且所述燃料轨由不锈钢或者至少对其内表面进行了防锈处理的钢制成,歧管由外管和内管形成的双管构成,其中内管相对于位于其内周面上的燃料而言具有比外管的外周面更加良好的防锈能力。歧管和连接装置的连接密封部分具有同歧管的内周表面相同的防锈能力;相对于燃料的包括歧管的密封表面在内的整个液体接触部分被内管覆盖。

申请号为201120109664.3的实用新型专利公开了一种汽车发动机排气歧管总成,包括排气歧管部分和催化器部分。排气歧管部分包括进气法兰盘、四根弯管气道及汇总气道,汇总气道由上壳体和下壳体对焊而成,其中最边上的一根弯管气道的一端与汇总气道的一端连接,另三根的一端分别与汇总气道的一侧连接,四根弯管气道的另一端均与进气法兰盘连接。催化器部分包括封装壳体、出口端锥、出口管和出口法兰盘,封装壳体前端与汇总气道的另一端连接,后端顺序连接出口端锥、催化器出管及出口法兰盘。上述结构由于前移了催化器部分,可有效解决冷起动时因排气温度低而达不到排放要求的问题,满足高标准排放要求。另外,采用半壳与弯管焊接的设计方式,改善产品的制造工艺性。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种管式不锈钢歧管制造方法，具有制造严谨，易于实现，成品质量高与使用效果好的特点，且有着良好的市场前景。

为解决以上技术问题，本发明采取的技术方案如下：一种管式不锈钢歧管制造方法，整个歧管按照发动机边界条件及整个排气系统走向设计，其制造方法分为零部件制造与歧管焊接两部分，所述零部件包括前法兰、四根不锈钢气道管、连接管、传感器螺母、后法兰五部分，依据弯管及焊接工艺性能划分；四根所述不锈钢气道管的一端分别与所述前法兰连接，另一端在出口处汇成一个整圆，每个出口为1/4圆形，四个半圆直线段间设置十字板；所述连接管上设置传感器螺母，并分别与四根所述不锈钢气道管、所述后法兰相连；

所述前法兰与缸盖接触的表面平面度不大于0.2，其制作流程包括落料、冲孔、磨平面；

所述不锈钢气道管满足弯管工艺性能，弯角半径不能小于1.2倍管径，所述气道管在自动弯管机上加工，所述弯管机带有助推机构；

所述不锈钢气道管的气管进端为圆形，出端为1/4圆形，按出口形状设计冲头，弯管后可在管端成形机上对气管进行管端成形；

所述连接管可用直管管端成形工艺加工，其加工流程包括下直管料、压制成形、冲传感器螺母孔；

所述传感器螺母由数按车加工，以便保证螺纹精度；

所述后法兰与缸盖接触的表面平面度不大于0.2，其制作流程包括落料、冲孔、磨平面；

所述歧管焊接采用MIG焊接工艺，其焊接方法流程包括四根气管道与十字板焊接、四根气道管与前法兰焊接、连接管与传感器螺母焊接、综合焊接；在焊接时，将四根气道管的进端外圆及端面、出端外圆定位压紧，进而焊接十字道及出口外圆处四角；将前法兰一面两销定位夹紧、四根气道管出端外圆定位压紧，进而焊接四根气道管的管口；将连接管外形及转感器螺母内孔定位，进而将转感器螺母安装到连接管螺孔内，在端面压紧后，焊接螺母；将前、后法兰分别一面两销定位压紧，连接管传感器螺母内孔定位，进而焊接连接管两端焊缝；所有焊接完成后，对整个歧管进行气密性试验。

所述气道管与所述连接管材料为022Cr18NbTi，壁厚为1.5mm；所述前法兰与所述后法兰厚10mm，材料为Q235；所述传感器螺母材料为12Cr13。

所述连接管可用板料拉伸冲压工艺，其加工流程包括落料、拉伸、冲孔、切边、翻边成形、冲传感器螺母孔。

所述十字板由两个中间开半通槽的直板组成，且用板料一次冲压成形。

所述歧管焊接的焊丝为ER308LSi，氩气流量为20±5L/min，设备采用机械手工作站。

依照本发明的制作方法进行排气歧管的生产，其有益效果在于：一方面具有优良的成型性，歧管的走向能适应各种复杂空间角度的要求，并且歧管加工容易；另一方面，从零部件加工到焊接成形，不锈钢歧管的焊缝质量高，管径尺寸精度高，焊接处不开裂，稳定性能好，焊缝强度满足冷加工的要求，排气歧管的通流直径可以准确与发动机的排量及背压相适应，可以满足其在高温环境下的使用要求，抗氧化性高，耐高温强度好，热疲劳特性优良。

附图说明

为更清楚的说明本发明各实施例的技术方案，使用附图和实施例一起解释本发明。

图1为本发明管式不锈钢歧管各零部件的组成结构图。

图2为本发明十字板的组成原理结构图。

图3为本发明歧管焊接的流程图。

具体实施方式

下面对本发明具体实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，通过结合附图对本发明的优选实施例进行说明：

本发明在实施中，如图1所示，管式不锈钢歧管结构：是由按照发动机边界条件及整个排气系统走向设计的排气歧管，根据弯管及焊接工艺性能，将歧管分成前法兰1、四根不锈钢气道管、连接管7、传感器螺母8、后法兰9五部分，为便于标识，四根不锈钢气道管可分别记为1#管2、2#管3、3#管4、4#管5 ，四气道管在出口处汇成一个整圆，每个出口为1/4圆形，为了避免在汇集处相互接触使各管之间保证一定间隙，在四个半圆直线段间加十字板6，连接管安装传感器螺母，同时与四气道管与后法兰相连，起过渡作用。

在歧管各零件具体制作中，由于歧管是在高温及交变载荷下工作，并且外漏，因此歧管的材料需要高温强度高并且耐腐蚀，一般情况下，气管主材料选用022Cr18NbTi，壁厚1.5mm，前、后法兰厚均为10mm，材料为Q235，传感器螺母材料为12Cr13。

各零部件在制备过程中的具体要求在于：前法兰与缸盖接触的表面平面度不大于0.2，以免密封不严漏气，制作工艺是：落料、冲孔、磨平面；气道管保证不与发动机干涉条件干涉，同时还要满足弯管工艺性能，弯角半径不能小于1.2倍管径。弯管在自动弯管机上加工，最好弯管机带有助推机构，这样可减少弯角外测材料减薄率，四个气管进端为圆形，出端为1/4圆形，按出口形状设计冲头，弯管后可在管端成形机上对气管进行管端成形；连接管可用直管管端成形工艺加工，具体为：下直管料、压制成形、冲传感器螺母孔；也可用板料拉伸冲压工艺，具体为：落料、拉伸、冲孔、切边、翻边成形、冲传感器螺母孔；后法兰需保证平面度不大于0.2，以免密封不严漏气，制作工艺为：落料、冲孔、磨平面；十字板由两个中间开半通槽的直板组成，可用板料一次冲压成形，如图2所示；传感器螺母由数按车加工，以便保证螺纹精度。

歧管的焊接采用MIG焊接工艺，焊丝为ER308LSi，氩气流量为20±5L/min，设备采用机械手工作站，这样工艺稳定，较易保证产品质量，具体工艺流程如图3，其焊接方法流程包括四根气管道与十字板焊接、四根气道管与前法兰焊接、连接管与传感器螺母焊接、综合焊接。

各零部件在焊接过程中的具体要求在于：

1：四弯管与十字板焊接：

四气道管进端外圆及端面、出端外圆定位压紧，焊接十字道及出口外圆处四角，电压21-23V，电流105-115A，焊速35-40cm/min。

2：四弯管前法兰焊接：

前法兰一面两销定位夹紧，四气道管出端外圆定位压紧，焊接四管口，电压21-23V，电流110-120A，焊速35-40cm/min。

3：转感器螺母与连接管焊接：

连接管外形及转感器螺母内孔定位，转感器螺母安装到连接管螺孔内，端面压紧，焊接螺母，电压21-23V，电流110-120A，焊速35-40cm/min。

4：综合焊接：

前、后法兰分别一面两销定位压紧，连接管传感器螺母内孔定位，焊接连接管两端焊缝，电压21-23V，电流110-120A，焊速40-50cm/min。

所有焊接完成后，对整个歧管进行气密性试验，试验压力为200KPa，30S试验压降不大于5KPa视为合格，如不合格，涂肥皂水找出漏点进行补焊。

Claims (2)

1.一种管式不锈钢歧管制造方法，整个歧管按照发动机边界条件及整个排气系统走向设计，其特征在于：其制造方法分为零部件制造与歧管焊接两部分，所述零部件包括前法兰、四根不锈钢气道管、连接管、传感器螺母、后法兰五部分，依据弯管及焊接工艺性能划分；四根所述不锈钢气道管的一端分别与所述前法兰连接，另一端在出口处汇成一个整圆，每个出口为1/4圆形，四个半圆直线段间设置十字板；所述连接管上设置传感器螺母，并分别与四根所述不锈钢气道管、所述后法兰相连；

所述前法兰与缸盖接触的表面平面度不大于0.2，其制作流程包括落料、冲孔、磨平面；

所述不锈钢气道管满足弯管工艺性能，弯角半径不能小于1.2倍管径，所述气道管在自动弯管机上加工，所述弯管机带有助推机构；

所述不锈钢气道管的气管进端为圆形，出端为1/4圆形，按出口形状设计冲头，弯管后在管端成形机上对气管进行管端成形；

所述连接管用直管管端成形工艺加工，其加工流程包括下直管料、压制成形、冲传感器螺母孔；

所述传感器螺母由数控车床加工，以便保证螺纹精度；

所述后法兰与缸盖接触的表面平面度不大于0.2，其制作流程包括落料、冲孔、磨平面；

所述歧管焊接采用MIG焊接工艺，其焊接方法流程包括四根气管道与十字板焊接、四根气道管与前法兰焊接、连接管与传感器螺母焊接、综合焊接；在焊接时，将四根气道管的进端外圆及端面、出端外圆定位压紧，进而焊接十字道及出口外圆处四角；将前法兰一面两销定位夹紧、四根气道管出端外圆定位压紧，进而焊接四根气道管的管口；将连接管外形及传感器螺母内孔定位，进而将传感器螺母安装到连接管螺孔内，在端面压紧后，焊接螺母；将前、后法兰分别一面两销定位压紧，连接管传感器螺母内孔定位，进而焊接连接管两端焊缝；所有焊接完成后，对整个歧管进行气密性试验；所述歧管焊接的焊丝为ER308LSi，氩气流量为20±5L/min，设备采用机械手工作站；

所述气道管与所述连接管材料为022Cr18NbTi，壁厚为1.5mm；所述前法兰与所述后法兰厚10mm，材料为Q235；所述传感器螺母材料为12Cr13；

四弯管与十字板焊接：四气道管进端外圆及端面、出端外圆定位压紧，焊接十字道及出口外圆处四角，电压21-23V，电流105-115A，焊速35-40cm/min；

四弯管前法兰焊接：前法兰一面两销定位夹紧，四气道管出端外圆定位压紧，焊接四管口，电压21-23V，电流110-120A，焊速35-40cm/min；

传感器螺母与连接管焊接：连接管外形及传感器螺母内孔定位，传感器螺母安装到连接管螺孔内，端面压紧，焊接螺母，电压21-23V，电流110-120A，焊速35-40cm/min；

综合焊接：前、后法兰分别一面两销定位压紧，连接管传感器螺母内孔定位，焊接连接管两端焊缝，电压21-23V，电流110-120A，焊速40-50cm/min；

所有焊接完成后，对整个歧管进行气密性试验，试验压力为200KPa，30S试验压降不大于5KPa视为合格，如不合格，涂肥皂水找出漏点进行补焊。

2.如权利要求1所述的管式不锈钢歧管制造方法，其特征在于：所述十字板由两个中间开半通槽的直板组成，用板料一次冲压成形。