CN109488432B - 一种挠性软管 - Google Patents

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Abstract

本发明属于金属加工技术领域，具体涉及一种挠性软管，挠性软管包括弹性螺旋管、减震导热层、拉伸限位层以及伸缩管，弹性螺旋管的加工工艺，包括：将弹性螺旋管的原料依次送入压辊中，进行口型压制形成型材，再将型材送入滚压轮单元加工得螺旋状弹簧；将螺旋状弹簧被焊面与焊机圆盘电极接触，通入大电流并转动圆盘电极形成螺旋管半成品；将螺旋管半成品经整管退火、化学抛光后得螺旋管成品。本发明通过将薄型钢带加工成弹簧，赋予螺旋管良好的弹性。

Description

一种挠性软管
技术领域
本发明属于金属加工技术领域，具体涉及一种挠性软管。
背景技术
车用挠性软管，是依据国家对汽车尾气排放标准要求设计而成的，具有挠性强、补偿范围大、零泄漏等特性，可充分满足国六排放标准的要求。其产品结构简单、拆装方便、制造成本低。
挠性软管由四部分组成，分别为(由外到里)弹性螺旋管、金属减震导热层(不锈钢丝针织网)、拉伸限位层(不锈钢丝编织网管)、2S伸缩管(均为不锈钢材料)，经焊接而成。
而决定挠性软管综合性能的因素众多，其中弹性螺旋管由于在软管的最外围，不仅需要有较好的刚性，同时又必须具备较好的柔韧性，这就要求弹性螺旋管的加工工艺需要极好的精密度，以确保薄型材料在加工过程中，受力面的受力均匀，避免材料发生破裂。
而在大多数的弹性螺旋管的制备时，常采用高分子材料进行制备，虽然能确保螺旋管的韧性，但是其刚性有较大的缺失，而且也不耐受环境的变化，使用寿命较短，至于合金螺旋管，受制于合金本身的较大硬度，常采用合金冶炼配合机械切削的方式进行，但是成品的韧性极差，且尺寸难以加工。
中国发明专利(CN101636613A)公开了具有平滑内孔的不锈钢波纹管，具有平滑或半平滑内孔，且填充或内衬材料，来减少水头(压力)损失、降低摩擦、隔音、阻燃和抗腐蚀。然而这些变化无法确保螺旋管具有良好的弹性。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明提供一种挠性软管，并通过特定的工艺获得挠性软管最外层的具有良好弹性的螺旋管。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种挠性软管，包括：弹性螺旋管、减震导热层、拉伸限位层以及伸缩管，所述拉伸限位层固定在所述伸缩管的外层，所述减震导热层固定在所述拉伸限位层的外层，所述弹性螺旋管固定在所述减震导热层的外层。
作为优选，所述减震导热层为不锈钢丝针织网，所述拉伸限位层为不锈钢丝编织网管。
作为优选，所述弹性螺旋管的加工工艺，包括如下步骤：
将弹性螺旋管的原料依次送入压辊中，进行口型压制形成型材，再将型材送入滚压轮单元加工得螺旋状弹簧；
将螺旋状弹簧被焊面与焊机圆盘电极接触，通入大电流并转动圆盘电极形成螺旋管半成品；
将螺旋管半成品经整管退火、化学抛光后得螺旋管成品。
螺旋管的制备过程中，如何保证其具有较高的弹性(韧性)，常规工艺中通过改变材料(如高分子材料等)，从根源上改变螺旋管的性能，但是无法保证使用的寿命，同时，由于本发明的螺旋管是应用于汽车尾气管中，而汽车尾气又具有较高的温度，这种高温环境会对高分子材料造成极大的损害，容易造成老化而失去弹性，进而无法保障安全性能，而频繁的更换更是造成成本的上升，虽然可以将高分子材料替换为合金材料，但是在常规冶炼工艺(浇注、粉末冶金等)制备时，不仅无法控制成品的弹性，又因工艺的固化而无法在后期进行弹性的性能改变。而本发明通过改变加工工艺，采用将原料进行口型压制来确定后续加工不会造成尺寸等造成偏差，进而压辊形成弹簧，将原料先加工成弹簧，可以利用弹簧本身固有的属性，来保证螺旋管具有弹性。而在后续的焊接过程中，采用中频电阻滚焊，通过两个圆盘电极与被焊面的接触，由于被焊材料具有一定的导电电阻，在大电流作用下使电极与被焊材料接触点处升温溶焊在一起。随着圆盘焊极的转动，点熔焊接就形成了连续焊接，整个过程均匀连续，能很好的保持弹簧两个螺旋环之间的均匀连接。
作为优选，所述原料为厚度0.2-0.3mm的不锈钢带。这里对原料的厚度进行了控制，是因为较厚的钢带具有较大的阻力，且厚度一旦上升，势必造成产品的弹性下降。
作为优选，所述压辊采用15组滚压轮。
进一步优选，所述15组滚压轮工作时同步旋转。
进一步优选，所述15组辊压轮的每对轮的间隙误差为0-10μm。
钢带越薄，其耐受外力的强度就越小，严格控制辊压轮的同步性并控制轮的间隙误差，可以避免在加工过程中造成钢带撕裂。
作为优选，滚压轮单元由3个压轮组成。
作为优选，所述型材送入滚压轮单元时进行同心、等径、等距绕制。
作为优选，所述螺旋状弹簧的口型宽度为3.6-4mm，口型边厚度是0.4-0.6mm，两个螺旋环形相邻的边部重叠(焊接面厚度)厚度为0.8-1.2mm，宽度为1.6-2mm。
作为优选，焊机采用水银导电、焊机与夹具、工件与圆盘电极的转动同步。焊轮与焊口的有机结合，可以实现焊缝宽度0.8mm的要求。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
(1)本发明通过将薄型钢带加工成弹簧，赋予螺旋管良好的弹性。
(2)本发明通过自制15组滚压轮，并严格进行同步旋转，且控制每对轮的间隙误差，避免薄型钢带发生撕裂。
(3)本发明采用中频电阻滚焊，通过两个圆盘电极与被焊面的接触，在大电流作用下使电极与被焊材料接触点处升温溶焊在一起，并随着圆盘焊极的转动，点熔焊接形成连续焊接。
附图说明
图1为本发明挠性软管的结构示意图。
图中，100、弹性螺旋管；200、减震导热层。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
如图1所示，一种挠性软管，包括：弹性螺旋管100、减震导热层200、拉伸限位层以及伸缩管，所述拉伸限位层固定在所述伸缩管的外层，所述减震导热层200固定在所述拉伸限位层的外层，所述弹性螺旋管100固定在所述减震导热层200的外层。
此处值得说明的是，该挠性软管是应用在车辆上，具有挠性强、补偿范围大、零泄漏等特性，可充分满足国六排放标准的要求。其产品结构简单、拆装方便、制造成本低等特点。
优选的，弹性螺旋管100、减震导热层200、拉伸限位层以及伸缩管从外到内依次设置，并且通过焊接的方式连接在一起。
如图1所示，所述减震导热层200为不锈钢丝针织网，所述拉伸限位层为不锈钢丝编织网管。
优选的，减震导热层200实际上就是不锈钢丝针织形成的网状结构，其具有很好的减震导热效果，使得挠性软管具有减震导热的作用，而拉伸限位层为不锈钢丝编织网的管状结构，其具有一定的拉伸性，但是拉伸到一定长度时，就无法拉伸，从而起到拉伸限位效果，这样就能够使挠性软管在拉伸时能够限位。
实施例1
将厚度为0.25mm的不锈钢带原料依次送入15组滚压轮中，15组滚压轮工作时同步旋转，且15组辊压轮的每对轮的间隙误差为0μm，进行口型压制形成型材，再将型材送入由3个压轮组成的滚压轮单元进行同心、等径、等距绕制加工得螺旋状弹簧；
形成的螺旋状弹簧的口型宽度为3.8mm，口型边厚度是0.5mm，两个螺旋环形相邻的边部重叠(焊接面厚度)厚度为1.0mm，宽度为1.8mm，将螺旋状弹簧被焊面与焊机圆盘电极接触，通入大电流并转动圆盘电极形成螺旋管半成品；
将螺旋管半成品经整管退火、化学抛光后得螺旋管成品。
实施例2
将厚度为0.2mm的不锈钢带原料依次送入15组滚压轮中，15组滚压轮工作时同步旋转，且15组辊压轮的每对轮的间隙误差为5μm，进行口型压制形成型材，再将型材送入由3个压轮组成的滚压轮单元进行同心、等径、等距绕制加工得螺旋状弹簧；
形成的螺旋状弹簧的口型宽度为3.8mm，口型边厚度是0.5mm，两个螺旋环形相邻的边部重叠(焊接面厚度)厚度为1.0mm，宽度为1.8mm，将螺旋状弹簧被焊面与焊机圆盘电极接触，通入大电流并转动圆盘电极形成螺旋管半成品；
将螺旋管半成品经整管退火、化学抛光后得螺旋管成品。
实施例3
将厚度为0.3mm的不锈钢带原料依次送入15组滚压轮中，15组滚压轮工作时同步旋转，且15组辊压轮的每对轮的间隙误差为10μm，进行口型压制形成型材，再将型材送入由3个压轮组成的滚压轮单元进行同心、等径、等距绕制加工得螺旋状弹簧；
形成的螺旋状弹簧的口型宽度为3.8mm，口型边厚度是0.5mm，两个螺旋环形相邻的边部重叠(焊接面厚度)厚度为1.0mm，宽度为1.8mm，将螺旋状弹簧被焊面与焊机圆盘电极接触，通入大电流并转动圆盘电极形成螺旋管半成品；
将螺旋管半成品经整管退火、化学抛光后得螺旋管成品。
实施例4
将厚度为0.25mm的不锈钢带原料依次送入15组滚压轮中，15组滚压轮工作时同步旋转，且15组辊压轮的每对轮的间隙误差为0μm，进行口型压制形成型材，再将型材送入由3个压轮组成的滚压轮单元进行同心、等径、等距绕制加工得螺旋状弹簧；
形成的螺旋状弹簧的口型宽度为3.6mm，口型边厚度是0.4mm，两个螺旋环形相邻的边部重叠(焊接面厚度)厚度为0.8mm，宽度为1.6mm，将螺旋状弹簧被焊面与焊机圆盘电极接触，通入大电流并转动圆盘电极形成螺旋管半成品；
将螺旋管半成品经整管退火、化学抛光后得螺旋管成品。
实施例5
将厚度为0.25mm的不锈钢带原料依次送入15组滚压轮中，15组滚压轮工作时同步旋转，且15组辊压轮的每对轮的间隙误差为0μm，进行口型压制形成型材，再将型材送入由3个压轮组成的滚压轮单元进行同心、等径、等距绕制加工得螺旋状弹簧；
形成的螺旋状弹簧的口型宽度为4mm，口型边厚度是0.6mm，两个螺旋环形相邻的边部重叠(焊接面厚度)厚度为1.2mm，宽度为2mm，将螺旋状弹簧被焊面与焊机圆盘电极接触，通入大电流并转动圆盘电极形成螺旋管半成品；
将螺旋管半成品经整管退火、化学抛光后得螺旋管成品。
实施例6
与实施例1的区别仅在于，实施例6不锈钢带原料的厚度为0.1mm。
实施例7
与实施例1的区别仅在于，实施例7不锈钢带原料的厚度为0.4mm。
实施例8
与实施例1的区别仅在于，实施例8中15组辊压轮的每对轮的间隙误差为11μm。
对比例1
与实施例1的区别仅在于，对比例1的原料采用高分子橡胶。
对比例2
与实施例1的区别仅在于，对比例2的15组滚压轮工作时不同步旋转。
对比例3
与实施例1的区别仅在于，对比例3型材在滚压轮单元中不严格按照同心、等径、等距绕制。
将实施例1-8及对比例1-3的产品进行测试，测试其漏气率、拉伸强度、抗震性，结果如表1所示：
表1：实施例1-8及对比例1-3中产品的性能
Figure BDA0001877585920000071
从表1数据可以看出，15组辊压轮的协同性好坏会对产品性能造成较大影响，甚至无法生产出成品。
对产品进行2项抗震性检测：
1.工作温度为650℃±10℃，挠性金属软管总成加以轴向、径向50Hz的振动频率其轴向位移±5mm、径向位移±3mm，并震动1.6×107后(即高频低位移)；
2.工作温度为650℃±10℃，挠性金属软管总成加以轴向、径向10Hz的振动频率其轴向位移±15mm、径向位移±10mm，在震动1.6×107后(即低频高位移)；
结果如表2所示：
表2
Figure BDA0001877585920000081
从表中数据可以看出，通过本申请特定的辊压轮及辊压单元的自制，进而制备弹性螺旋管，能最大程度的适应环境的变化，有更长的寿命。
此外，对实施例1-8及对比例1-3的产品进行其他性能测试，只有实施例1-5符合：
在工作温度650℃±10℃环境下最大拉伸阻力Fmax≤200N；
周向可移动5°；
允许最小弯曲半径≤448mm；
允许最大弯曲角度≥17°；
轴线平行位移能力≥9mm。
其余实施例及对比例均无法满足工作需求。
尽管对本发明已作出了详细的说明并引证了一些具体实施例，但是对本领域熟练技术人员来说，只要不离开本发明的精神和范围可作各种变化或修正是显然的。

Claims (3)

1.一种挠性软管的加工工艺，其特征在于，所述工艺包括如下步骤：
包括挠性软管，所述挠性软管包括弹性螺旋管、减震导热层、拉伸限位层以及伸缩管，所述拉伸限位层固定在所述伸缩管的外层，所述减震导热层固定在所述拉伸限位层的外层，所述弹性螺旋管固定在所述减震导热层的外层，所述减震导热层为不锈钢丝针织网，所述拉伸限位层为不锈钢丝编织网管；
将弹性螺旋管的原料依次送入压辊中，进行口型压制形成型材，再将型材送入滚压轮单元加工得螺旋状弹簧；
将螺旋状弹簧被焊面与焊机圆盘电极接触，通入大电流并转动圆盘电极形成螺旋管半成品；
将螺旋管半成品经整管退火、化学抛光后得螺旋管成品；
所述原料为厚度0.2-0.3mm的不锈钢带，所述压辊采用15组滚压轮，所述15组滚压轮工作时同步旋转，所述15组滚压 轮的每对轮的间隙误差为0-10μm。
2.根据权利要求1所述的挠性软管的加工工艺，其特征在于，滚压轮单元由3个压轮组成。
3.根据权利要求1所述的挠性软管的加工工艺，其特征在于，所述型材送入滚压轮单元时进行同心、等径、等距绕制。
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