本發明涉及一種紫銅管的制造方法，具體涉及一種多折彎中空紫銅扭曲扁管的制造方法。

背景技術：

目前，供給大電流的焊接變壓器，其一次線圈和二次線圈均會發熱。如果異常發熱，則會產生絕緣體劣化等的故障。為確保焊接變壓器的散熱性能，針對通過大電流的，發熱量最大二次線圈需采用冷卻結構，對其進行降溫，以往的冷卻結構通常采用泊方銅管焊接于二次線圈外周，通入冷卻水進行降溫，該設計方式的散熱效果較差，僅對二次線圈外周部分的區域帶來散熱效果，且無法帶走二次線圈交替設置的一次線圈散發的熱量；

CN201310021859公開了一種焊接變壓器，其二次線圈采用中空設計，并在其內部通入冷卻水對二次線圈進行冷卻，該方案提供了中空二次線圈的加工方法，為使用兩個對銅板進行C字狀銑削加工形成具有中空水路通道的正側線圈和負側線圈，通過內部中空水路，在內部供給冷卻水進行冷卻，可以使其溫度下降至比一次線圈更低。從而，設置在二次線圈之間的一次線圈也基于流經二次線圈的冷卻水被冷卻。在上述的結構中，可以有效地將一次線圈冷卻。

相對而言，通過內部設置中空水路的方式，具有更好的散熱效果，但相對而言，通過銑削雕刻水路的方式，存在工序繁瑣，生產效率較低，需要大型銑削設備輔助生產，產生較多次品廢銅件及銑削廢銅料，造成變壓器成本大大增高。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種多折彎中空紫銅扭曲扁管的制造方法，通過對折彎部位的扭曲折合，并鍛打紫銅圓管，使紫銅圓管形成具有多個折彎的部位的，具有中空管道的扁紫銅管，并確保鍛打過程中紫銅圓管強度較低的各折彎部的不發生崩裂。

如圖1（X），針對CN201310021859公開的使用兩個對銅板(71,72)進行C字狀銑削加工形成具有中空水路73通道的正側線圈和負側線圈，該需要對對接面進行焊接封合，以形成閉合中空水路73，這需要較高的焊接技巧，方可使作為二次線圈使用的對銅板(71,72)在使用過程中不發生冷卻液滲漏現象；作為類似的代替案例，如圖1（Y），采用銅板件74銑削中空管道，在耗費較多的銅材的同時，效率較低，且中空水路73散熱效果較差。故發明人在實際應用過程中，考慮以無縫的紫銅圓管，通過合適的加工手段制成多折彎的中空紫銅扁管來代替現有的技術方案。

在實驗過程中，如圖2，以對M態的紫銅圓管直接折彎的加工方式，M態紫銅管在彎制過程中（銅管段指示點變化如圖2），折彎部的彈性屈服區81持續受到較大的外力作用并發生形變，直接鍛打時，紫銅圓管管壁外側受到強大的短時外力作用，此時紫銅圓管彈性屈服區81管壁外側受到來自鍛打方向和折彎方向雙重的屈服作用，尤其容易發生變形，開裂現象；此外，直接鍛打時容易折彎部的塑性屈服區82向中空管道內突出變形，減少管道內通路空間；這些因素對具有多重折彎的中空紫銅扁管而言，容易造成管路折彎區前后區域管路孔徑驟變，導致冷卻液通過折彎區流通不暢，而纏繞在磁芯周圍，并被該種中空紫銅扁管所包夾的一次線圈，在被中空紫銅扁管折彎區所包夾的區域容易發生熔斷現象，對變壓器設備帶來難以預估的潛在危害；對于具有局部開裂的中空紫銅扁管而言，更不適宜作為二次線圈使用，冷卻液的滲漏將會導致變壓器產生可預見的更大危害。

如何在兼顧生產效率的同時，避免多折彎中空紫銅扁管的折彎部產生開裂為本發明的研究課題。

下述方案為解決本發明技術難題的手段：

一種多折彎中空紫銅扭曲扁管的制造方法，其特征在于以下步驟：

a）選定長度不限的紫銅圓管，并確定N（N≥2）次的折彎次數與對應的折彎部位；

b）對紫銅圓管的各折彎部位進行局部加熱至M態后去應力退火，將第一退火處兩端的銅管段一和銅管段二沿軸心線相對扭曲，同時將銅管段一和銅管段二相對折合……將第N退火處兩端的銅管段N和銅管段N+1沿軸線線相對扭曲，同時將銅管段N和銅管段N+1相對折合，并使銅管段N-1和銅管段N+1不位于同一平面，而后將折彎后的紫銅圓管冷卻至Y態；

c）將冷卻后的折彎紫銅圓管整體加熱至M態，并將M態的折彎紫銅圓管進行鍛打為中空扁平管狀，并使所有銅管段位于同一平面，且相對鍛打面呈平面狀；

d）將鍛打后呈M態的中空扁平管狀的紫銅扁管進行淬火處理，使之冷卻并得到所述的多折彎中空紫銅扭曲扁管。

如圖3所示，通過對紫銅圓管的各折彎部位進行局部加熱至M態后去應力退火，圖3（a）所示為銅管段一51與銅管段二52沿軸心線相對扭曲區(41,42)的示意狀態，銅管段一51上的指示點沿軸心線相對于原位置偏移約90°；圖3（b）所示為銅管段一51與銅管段二52沿相對折合的示意狀態，銅管段一51和銅管段二52相對折合至夾角為90度。在實際折彎過程中，圖3（a）（b）狀態同時進行，銅管段一51上的指示點相對于原位置偏移如圖3（c）狀態。

扭曲過程效果如圖3（a）中退火處紋理線所示，此時紫銅管管壁密度上升，同時進行緩慢折彎的過程中，內應力沿紋理線進行釋放，折彎處的內應力可得到有效的消除，形成圖3（c）狀態時，不使彈性屈服區61、塑型形變區62造成大幅度形變，有效于減少折彎處加工過程中的變形傾向；冷卻至Y態后重新加熱至M態進行鍛打至圖3（d）狀，可避免直接一次性完成折彎、鍛打工序，使折彎區彈性屈服區61’管壁外側受到雙重的屈服作用而發生開裂，使折彎區塑性屈服區62’管壁內側受到雙重的擠壓作用而發生過度形變。

上述技術方案的步驟a）中，折彎次數N不超過6次。減少折彎次數，便于折彎后的紫銅圓管的一次鍛打工序的進行.

上述技術方案的步驟b）中，如圖3-4，銅管段N和銅管段N+1相對折合形成的夾角不小于60°；相鄰兩銅管段的扭曲角不超過90°；以銅管段N的橫截面為側視基準，側視狀態下，銅管段N-1和銅管段N+1之間的夾角α為10°~45°。上述的技術手段有利于減少紫銅圓管在加工過程中折彎區彈性屈服區61、塑型形變區62的形變與開裂現象。

上述技術方案的步驟b）中，局部加熱方式為使用感應線圈進行加熱，控制煨制溫度為900~1000℃，中頻加熱頻率為1000~1500Hz，加熱功率為1600-1800KW，控制感應加熱頭和管材之間的間隙保持在5~8mm。采用感應加熱的方式，有助于紫銅圓管折彎區的定位加熱，且便于紫銅圓管折彎工序的同步進行。

上述技術方案的步驟c）中，使用加熱爐將折彎紫銅圓管整體加熱至M態。相對于其他加熱方式，直接整體加熱更有益后續的鍛打工序的進行，有效提升加工效率。

上述技術方案的步驟d）中，淬火方式為使用通過冷卻液通入紫銅扁管中空管道，冷卻至Y2態后進行整體冷卻至常溫。采用該方法處理有助于減少直接淬火時銅管表面的細密裂痕，更適合于厚度較低的中空紫銅圓管的加工。

作為優選的紫銅圓管材料，所述的紫銅圓管外徑為30-50mm，厚度為3-12mm，使用該種規格范圍的紫銅圓管，在折彎過程中能有效避免折彎區形變的同時，具有足夠的強度，在鍛打加工過程中的壁厚與中空管路的變化小，均勻性均一，經鍛打后所述的多折彎中空紫銅扭曲扁管的厚度變化范圍為±1%~5%，更適合于多折彎中空紫銅扁管的加工。

為進一步減少加工過程中發生的形變與開裂現象，在加熱紫銅至M態時，控制M態紫銅的屈服強度在65-75MPa，晶粒度為0.20-0.35mm的范圍內時為宜。

作為一種優良的成品方案，所述的多折彎中空紫銅扭曲扁管的長軸為45-60mm；短軸為10-25mm，冷卻液自中空內管通入可帶走更多的熱量。

優選的，鍛打方式為對折彎紫銅圓管進行整體一次鍛打，更適合于壁厚較薄，側視狀態銅管段N-1和銅管段N+1之間的夾角較小的紫銅圓管的整體鍛打加工；或對折彎紫銅圓管自折彎處向兩側銅管段進行分段式鍛打，如采用中小型空氣錘進行鍛打工序，更適合于壁厚較厚的紫銅圓管的鍛打加工，且相對于一次整體鍛打而言，設備限制較小，利于推廣。

附圖說明

圖1是銑削加工二次線圈的示意圖；

圖2是紫銅圓管直接折合過程的示意圖；

圖3是紫銅圓管扭曲與折合過程的示意圖；

圖4是是紫銅圓管的側視示意圖；

圖5是四折彎中空紫銅扭曲扁管的效果例示意圖。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更容易被理解，以下結合實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。

下面結合附圖和較佳的實施例，與現有技術對比對本發明作進一步說明。

實施例1

選定長度不限，外徑35mm*壁厚5mm的T2紫銅圓管，選定四處折彎部位，使用感應線圈對折彎部位加熱，控制煨制溫度為900~1000℃，中頻加熱頻率為1000~1500Hz，加熱功率為1600-1800KW，控制感應加熱頭和管材之間的間隙保持在5~6mm，在此狀態下加熱至M態，使M態紫銅的屈服強度在70-75MPa，晶粒度為0.20-0.35mm的范圍時，并保溫10~20min對各折彎處去應力退火；將第一折彎處11兩端的銅管段一21和銅管段二22沿軸心線相對扭曲20°~40°，同時將銅管段一21和銅管段二22相對折合形成150°夾角；同理，將第二折彎處12、第三折彎處13、第四折彎處14兩端的銅管段二22和銅管段三23、銅管段三23和銅管段四24、銅管段四24和銅管段五25相對扭曲10°~25°，同時將銅管段二22和銅管段三23、銅管段三23和銅管段四24、銅管段四24和銅管段五25相對折合形成90°夾角，并使銅管段一21和銅管段三23、銅管段二22和銅管段四24、銅管段三23和銅管段五25不位于同一平面，而后將折彎后的紫銅圓管冷卻至Y態；

將冷卻后的折彎紫銅圓管送至加熱爐中，整體加熱至M態，并大型鍛打設備將M態的折彎紫銅圓管進行整體一次鍛打或折彎處向兩側銅管段進行分段式鍛打，形成如圖5的四折彎中空扁平管狀紫銅扁管，使所有銅管段位于同一平面，且相對鍛打面呈平面狀；而后進行淬火處理，使之冷卻并得到所述的多折彎中空紫銅扭曲扁管。

為確保后續的加工便利性，如圖4，在折扭曲折合紫銅圓管時，將以銅管段二22、銅管段三23、銅管段四24的橫截面為側視基準，側視狀態下，銅管段一21和銅管段三23、銅管段二22和銅管段四24、銅管段三23和銅管段五25之間的夾角α為10°~20°，作為一種優選的加工手段，更適合于后續的整體一次鍛打的加工；當然，如果采用分段式鍛打的加工方式，則銅管段一21和銅管段三23、銅管段二22和銅管段四24、銅管段三23和銅管段五25之間的夾角大小對鍛打效果影響較小，優選采用夾角10°~45°的范圍為宜，更適宜于中小型空氣錘的鍛打加工。

在本實施例中，經過上述的加工工序，經鍛打后的四折彎中空扭曲紫銅扁管的長軸為50-52mm，短軸為12.5-13.5mm，中空管道的長軸為40-62mm，短軸為2.8-3.2mm，厚度為4.9mm-5.1mm，適合作為380V或220V變1V-20V的焊接變壓器的二次線圈進行使用。

實施例2

選定長度不限，外徑45mm*壁厚10mm的T2紫銅圓管，選定四處折彎部位，使用感應線圈對折彎部位加熱，控制煨制溫度為900~1000℃，中頻加熱頻率為1300~1500Hz，加熱功率為1600-1800KW，控制感應加熱頭和管材之間的間隙保持在6~8mm，在此狀態下加熱至M態，使M態紫銅的屈服強度在65-68MPa，晶粒度為0.20-0.25mm的范圍，并保溫15~20min對各折彎處去應力退火；將第一折彎處11兩端的銅管段一21和銅管段二22沿軸心線相對扭曲25°~35°，同時將銅管段一21和銅管段二22相對折合形成150°夾角；同理，將第二折彎處12、第三折彎處13、第四折彎處14兩端的銅管段二22和銅管段三23、銅管段三23和銅管段四24、銅管段四24和銅管段五25相對扭曲20°~25°，同時將銅管段二22和銅管段三23、銅管段三23和銅管段四24、銅管段四24和銅管段五25相對折合形成90°夾角，并使銅管段一21和銅管段三23、銅管段二22和銅管段四24、銅管段三23和銅管段五25不位于同一平面，而后將折彎后的紫銅圓管冷卻至Y態；

將冷卻后的折彎紫銅圓管送至加熱爐中，整體加熱至M態，并大型鍛打設備將M態的折彎紫銅圓管進行整體一次鍛打或折彎處向兩側銅管段進行分段式鍛打，形成如圖5的四折彎中空扁平管狀紫銅扁管，使所有銅管段位于同一平面，且相對鍛打面呈平面狀；而后進行淬火處理，使之冷卻并得到所述的多折彎中空紫銅扭曲扁管。

在本實施例中，紫銅圓管的厚度相對于實施例1更厚，為避免紫銅圓管內外溫差較大，而使管道以及不同角度的四個折彎處的收縮率不均衡的弊端，可通過使用諸如水、冷卻油等冷卻液通入紫銅扁管中空管道，冷卻至Y2態后，使用水或冷卻油等冷卻方式對M態的四折彎中空扁平管狀紫銅扁管進行整體冷卻至常溫，此手段適合于厚度較高，各個折彎處角度差異偏大的多折彎中空扁平管狀紫銅扁管的處理，當然，采用同樣的手段對實施例1或其他厚度較薄的紫銅扁管，同樣具有良好的應用效果。

相對于實施例1的紫銅圓管而言，在本實施例中的紫銅圓管管壁相對更厚，在整體一次鍛打的加工過程中，可在折扭曲折合紫銅圓管時，適當減小銅管段N-1和銅管段N+1之間的夾角，如將以銅管段二22、銅管段三23、銅管段四24的橫截面為側視基準，側視狀態下，銅管段一21和銅管段三23、銅管段二22和銅管段四24、銅管段三23和銅管段五25之間的夾角為10°~15°；當然，如果采用分段式鍛打的加工方式，則銅管段一21和銅管段三23、銅管段二22和銅管段四24、銅管段三23和銅管段五25之間的夾角大小對鍛打效果影響較小，優選采用夾角10°~45°的范圍為宜，更適宜于中小型空氣錘的鍛打加工。

在本實施例中，經過上述的加工工序，經鍛打后的四折彎中空扭曲紫銅扁管的長軸為54-56mm，短軸為24-26mm，中空管道的長軸為34-35.5mm，短軸為5-5.2mm，厚度為9.8mm-10.2mm，同樣適合作為380V或220V變1V-20V的焊接變壓器的二次線圈進行使用。

以上所述僅為本發明的較佳實施例，并非用來限定本發明的實施范圍；即凡依本發明的權利要求范圍所做的等同變換，均為本發明的權利要求范圍所覆蓋。