成形力对三通管成形的作用

碳钢无缝三通管成形过程中三个成形力的作用是决定成形成败的关键因素。三个力中，内压力的作用，一是成形，即在成形时作用在管坯的内表面，使管坯受到均匀的内部高压，支管型腔的金属通过变薄产生隆起；二是压迫管坯金属使之紧贴凹模而不发生向内弯曲或折叠等失稳。左、右挤压冲头的作用，主要是主管及过渡区的应力状态，使管坯金属在其作用下，向过渡区转移，否则管坯金属纯粹是在过渡区的拉伸作用下而产生流动。平衡力的作用是抵消内压力的影响，变形区的应力应变状态，使胀形部位的壁厚变薄趋势受到阻碍，危险变形区由支管端部中心转移到了支管端部圆角部位，   终使管件在良好的压应力的状态下成形。

在国标碳钢三通管成形过程中，一般认为成形的内压力   佳值等于或稍高于材料的屈服   。而平衡力与内压力也应保持   的比例关系，并随内压力的增加而增加。

内压的作用效果是使整个管坯塑性区的壁厚变薄，使过渡区金属向支管型腔拉伸变形。若成形内压不足，金属的厚向压应力不够而轴向压力过大，出现失稳，管坯向内凹陷；若成形内压过大，金属在较强的拉应力作用下变形，壁厚变薄严重。

左、右挤压冲头产生的挤压力则是使主管及过渡区呈增厚趋势，若其值过大，成形内压就会相对不足，出现失稳；其值过小，则管坯变薄明显。平衡力使支管及过渡区壁厚增加。这三个作用力间应保持合理的匹配关系，并且取值应在   的范围内。

传统的碳钢国标三通管复合挤压成形工艺，挤压冲头不但起着使管坯两端的金属向过渡区流动的作用，同时有使密闭在管内的密闭液体体积改变产生内压力的作用，所以作用在挤压冲头上的力与成形内压力间的匹配关系极为重要，是三个成形间匹配关系控制的。但是，在新的液压成形工艺中，管件内部的液体的压力是由外部的液压增压系统控制的，其大小不受挤压冲头的控制，在成形的时候，即使左右冲头不运动，只要密闭措施较好，内压力依然可以不断提高和改变，所以不需要考虑挤压冲头对内压的影响。因此挤压冲头的运动对碳钢三通管成形的影晌主要是对管坯金属流动的影响，体现为对三通管支管成形高度的影响。