雙壁鈦管件及其制造方法
【專利摘要】在示例中，描述了一種制造雙壁鈦導管的方法。示例方法包括針腳焊接多個同心板材以形成針腳層(902)、在雙壁鈦導管的內壁和外壁之間提供針腳層(904)、周向縫焊接內壁和外壁到針腳層以產生焊接組件(906)、在一定溫度和壓力下模壓成型焊接組件以根據針腳焊接線形成多個同心板材之間的內部結構并且使在內壁、針腳層及外壁之間的擴散結合過程能夠進行(908)以及從模具去除雙壁鈦導管(910)。
【專利說明】
雙壁鈦管件及其制造方法
技術領域
[0001]本公開一般涉及超塑性成形和擴散結合鈦雙壁管件，并且更具體地涉及具有內壁和外壁及至少一個從內壁延伸到外壁的加強件的雙壁鈦管。
【背景技術】
[0002]用于輸送液體的管件和管道系統廣泛應用于許多工業中。例如，在航空航天工業中，焊接的管道被應用在用于將加熱的空氣從發動機輸送到前緣和機艙入口前艙從而防止在飛行中結冰條件下在這些表面上形成冰的環境控制系統和機翼除冰系統中。當然，管件也可被利用在許多其他工業中，包括需要偶爾在極端環境中使用的運輸元件的石油工業或其他工業中。
[0003]管件材料可使用超塑性成形(SPF)和擴散結合(DB)技術來制造。很多年前就已知某些金屬(比如鈦和許多它的合金)顯示出超塑性。超塑性是材料呈現異常高拉伸延長率且縮頸趨勢減小的能力。這種能力通過在限制的溫度范圍和應變速率范圍之內且由少數金屬和合金來呈現。已經觀察到鈦和鈦合金呈現等于或大于任何其他金屬的超塑性特性。例如，利用合適的鈦合金，表面面積的整體增加可以達到300%。超塑性成形的優點很多，包括能夠產生復雜形狀和深拉伸部件的能力，并且需要低變形應力在超塑性溫度范圍形成金屬從而允許在最小化工具變形和磨損的低壓下形成部件。
[0004]擴散結合(DB)指的是相似或不相似金屬表面的冶金結合，通過施加一段持續時間的熱和壓力以使得在接合界面處的原子共混合。擴散結合在基礎金屬熔點(絕對)的一半或以上的固態中能夠全部完成。實際時間、溫度以及壓力將隨金屬而改變。通過施加壓力使得結合表面處于原子距離內。提供適當的壓力使得一些塑性流動填充正常的空隙區域。如果壓力太低，則小的空隙會保留在接合界面處并且接合強度將小于最大可獲得的接合強度。壓力的施加也破碎了表面氧化物和表面微凸體以呈現用于結合的潔凈表面。用于擴散結合的高溫具有加速在接合界面處的原子擴散功能以及提供有助于表面變形的金屬軟化以允許更緊密接觸以用于在接合界面上的原子結合和運動的能力。高溫和壓力施加也導致了在允許金屬原子間結合且因此加強了結合的結合期間表面污染物向基礎金屬中的擴散。允許足夠的時間以便通過在接合界面上的原子擴散來確保結合強度。
[0005]根據現有工藝，以平坦形式制造管件板材，其中將一個或更多超塑性可成形金屬板材放在配合的模具之間所限定的模具腔體中，加熱所述板材到板材呈現超塑性的高溫，并且然后使用氣體將壓差施加到板材的相反兩側上以成形板材。壓力被選擇成使得在所述高溫下以在其超塑性范圍內的應變速率應變材料，拉伸板材并且使得板材形成模具表面的形狀。以這種方式，板材能夠被成形成由模具限定的復雜形狀。
[0006]在另一些現有工藝中，能夠在組合的成形/結合操作中執行SPF和DB。例如，在一個示例組合SPF/DB工藝中，三個金屬板材以平坦形式被堆疊以形成一個包/一組/一套(pack)。在板材之間選擇性提供補砂材料以防止板材的相鄰表面部分之間結合。包以足夠氣壓在模具腔體中被加熱和壓縮以使未經補砂材料處理的板材的相鄰部分通過擴散結合而連結。其后，將壓縮氣體注入板材之間以使包膨脹，并且因此將包超塑性形成為由模具腔體表面限定的構形。舉例來說，這種組合SPF/DB工藝能夠用于產生被成形且擴散結合成限定中空內部單元的復雜蜂巢夾層結構。一般的，超塑性成形和/或擴散結合工藝的簡單性能夠導致更輕和更便宜的結構以及具有更少緊固件和更大的潛在幾何復雜性。
[0007]然而，使用現有的超塑性成形和擴散結合工藝導致仍需要進一步制造工藝將板材形成為管件系統的平坦板材，這一過程可改變已建立的結合。使用本文中所描述的示例，鈦(或其他合金)雙壁管能夠運用SPF和DB來制造，該雙壁管耐腐蝕、耐熱并且以增加橫截面在結構上被增強從而獲得比在平坦板材中所見的更大的強度以提供鈦管的故障防護。

【發明內容】

[0008]在一個示例中，描述了一種制造雙壁鈦導管的方法，該方法包括針腳焊接/跳焊(stitch weld)多個同心板材以形成包(pack)，該包隨后形成內壁到外壁的加強件。將雙壁鈦導管的一組同心內壁和外壁周向縫焊接(seam weld)到內部針腳焊接的包板材以產生焊接組件，在一定溫度和壓力下模壓成型焊接組件以根據針腳焊接線形成在多個同心板材之間的內部結構并且實現在外壁和加強件之間、內壁和加強件之間以及相鄰加強件之間的擴散結合過程，以及從模具去除雙壁鈦導管。
[0009]在另一個示例中，描述了制造雙壁管的另一種方法，該方法包括超塑性成形雙壁管的內部結構，以及擴散結合雙壁管的外壁、內壁和內部結構。超塑性成形和擴散結合包括:設置大體上緊密的同心無縫管件；用乳制管縫焊機針腳焊接無縫管件以產生包括針腳圖案的包，該包隨后形成內壁到外壁的加強件；周向縫焊接外壁的同心外板材到內壁和縫合的包以產生焊接管組件。成形工藝也包括將圓柱模具插入到焊接管組件內、將焊接管組件放到被加熱模具內、使焊接管組件升溫、對焊接管組件加壓以根據針腳圖案形成內部結構、保持用于外壁和內壁之間的擴散結合工藝的壓力以及從被加熱模具去除所得管部件并且冷卻所得管部件。
[0010]在另一示例中，描述了雙壁鈦管結構，其包括內壁和外壁及在內壁和外壁之間延伸的多個加強件，并且所述多個加強件軸向和徑向均對齊，并且所述多個加強件被擴散結合到內壁和外壁。
[0011 ]已經討論的特征、功能及優點在各種實施例中能夠獨立地獲得或還可結合在其他實施例中，進一步的細節將參考下面的描述和附圖而見到。
【附圖說明】
[0012]示例性實施例所認為的新穎特征在所附的權利要求中闡明。然而，當結合附圖閱讀時，通過參考下面的本公開示例性實施例的詳細描述將更好地理解示例性實施例以及優選應用模式的進一步目的及其描述，其中:
[0013]圖1是描述通過超塑性成形和擴散結合雙壁管的外壁、內壁和內部結構來制造雙壁管的示例方法的流程圖。
[0014]圖2示出了具有在其上焊接的示例性針腳圖案的無縫管件的一部分。
[0015]圖3示出了示例焊接管組件的一部分。
[0016]圖4示出了另一示例焊接管組件的一部分。
[0017]圖5示出了示例管件和示例模具形式。
[0018]圖6A-6D示出了基于針腳圖案的在內壁內的單元形成的示例。
[0019]圖7A-7F示出了基于針腳圖案的在管狀結構內的單元形成的示例的另一視圖。
[0020]圖8示出了示例所得管部件。
[0021 ]圖9是描述制造雙壁鈦導管的另一示例方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0022]所公開的實施例，現將參考附圖在下文中更充分的描述，其中附圖中顯示了一些所公開的實施例而不是所有的所公開的實施例。實際上，幾個不同的實施例可被描述并且不能被解釋為對本文中所闡明的實施例的限制。相反，描述這些實施例以使本公開是徹底的以及完全的，并且向本領域技術人員充分的傳達了本公開的范圍。
[0023]在示例中，描述了用于超塑性成形(SPF)和擴散結合雙壁導管的方法和系統。SPF一般指的是材料被超塑性變形超過其塑性變形的正常限制的工藝。能夠通過在溫度和應變速率限制的范圍內呈現超塑性性能的某些材料來實現超塑性成形。例如，鈦合金形成的工件能夠在約為1450°?和約為1850°?之間的溫度范圍內以高達每秒約為3\10—4的應變速率被超塑性成形。擴散結合(DB)—般指的是連結構件使用熱量和壓力形成在所連結構件的材料之間的固態聚結的工藝。通過擴散結合的連結能夠在被連結的材料的熔點以下的溫度發生，并且在其間的聚結可以在使得制品宏觀變形的負載之下的負載產生。
[0024]在示例中，超塑性成形和擴散結合鈦雙壁管件能夠通過制造具有內壁和外壁及至少一個從內壁延伸到外壁的加強件的雙壁鈦管來獲得。該管件可包括軸向對齊的多個加強件，并且在另一些示例中，該管件可包括軸向和徑向均對齊的多個加強件。
[0025]超塑性成形和擴散結合雙壁鈦管的示例方法包括設置大體上緊密的同心無縫管件、清潔無縫管件以及用乳制管件縫焊機針腳焊接無縫管件。接下來，該方法包括周向縫焊接外管件到內管件，包括針腳焊接包、熔焊接壓力線以及將圓柱模具插入到該管組件內。該管組件能夠被放到被加熱模具內并且使之升溫和加壓，這被保持用于在一段時間上發生擴散結合過程。所得部件能夠從模具被去除并且被冷卻以備用或進一步加工。
[0026]現在參考附圖，圖1是描述通過超塑性成形和擴散結合雙壁管的外壁、內壁以及內部結構來制造雙壁管的示例方法100的流程圖。管的外壁和內壁指的是包括同心地卷在一起的板材的管的內部層和外部層。超塑性成形和擴散結合的方法100可包括如一個或更多方框102-118所示的一個或更多操作、功能或動作。盡管按順序示出方框，但是這些方框在某些情況下可并行執行，和/或按與本文中所描述的不同的順序來執行。另外，基于所期望的實施方式，各種方框可組合成更少的方框、劃分為附加的方框和/或被去除。
[0027]在方框102中，方法100包括設置第一組緊密的同心無縫管件。在一些示例中，同心無縫管件具有近似匹配的直徑以實現在針腳焊接過程中的接觸。管件能夠通過使用無縫管件或乳制管件以圓形方式被夾在一起。在一個示例中，鈦的平坦板材可被設置在一起并且被卷成同心的鈦無縫管。
[0028]在一些示例中，方法100可選擇地包括清潔無縫管件以去除氧化物。
[0029]在方框104中，方法100包括使用乳制管件縫焊機針腳焊接無縫管件以產生包括針腳圖案的包，該針腳圖案隨后形成內壁至外壁的加強件。針腳焊接無縫管件可沿著無縫管件的長度方向產生針腳圖案。
[0030]圖2示出具有在其上焊接的示例針腳圖案的無縫管件的一部分。在圖2中，該部分包括緊密設置在一起的管件202和204，并且針腳焊接已經被執行。在圖2中的針腳圖案包括沿著管件202和204的長度延伸的多個平行線206和208，以及沿著管件202和204的寬度延伸的另一些平行線210和212。線206和208垂直于線210和212。盡管線206、208、210以及212被顯示和描述為沿著管件202和204的長度與寬度延伸，但是針腳焊接可以以其他方式被執行以例如在針腳之間具有空間的情況下沿著管件202和204焊接針腳或區域。
[0031]例如針腳圖案產生延伸了材料長度的獨立單元，比如單元214和216。縫焊機可被用于提供沿著管件長度的焊接圖案，例如以便提供焊接線206、208、210及212，并且不同的輥縫焊機可被用于繞焊接點的管件直徑以產生所期望的單元/蜂窩結構布局。
[0032]返回參考圖1，在方框106中，方法100包括設置第二組同心管件，以及在方框108中，方法100包括周向縫焊接外管件到包以產生焊接管組件。在一個示例中，這包括將包放在第一外管件和第二外管件之間，并且然后周向焊接第一外管件、第二外管件以及包(gp，被針腳焊接的管件)的末端的周邊。在一個示例中，包可包括在圖2中顯示的被焊接結構，并且可提供圍繞包的兩層材料以用于焊接。
[0033]圖3示出了示例焊接管組件的一部分。在圖3中，縫焊機已經被用于提供封閉內部兩個板材的周邊焊接302，所述內部兩個板材被針腳焊接并且在圖2中被顯示在兩個外板材304和306之間。該周邊焊接可以是在外板材上在板材末端處的周向焊接。在圖3中，焊接管組件的該部分是管狀或圓柱形狀。
[0034]圖4示出了另一個示例焊接管組件的一部分。在圖4中，焊接管組件被顯示為更橢的橢圓形。該管組件可經配置具有其他圓形橫截面形狀或橢圓形狀也是可以的。
[0035]返回參考圖1，在方框110中，方法100包括將圓柱模具插入到焊接管組件內，以及在方框112中，方法100包括將焊接管組件放到被加熱模具內。示例模具是三件式模具以被用于保持管件內部(如，圓柱模具形式)和兩個外半模上的形狀。
[0036]圖5示出了示例管件和示例模具形式。在圖5中，將圓柱模具502插入到管件內和被針腳焊接的包508被針腳焊接在一起，所述管件包括管件的層504和506(其中層504是管件的內壁)。然后將該焊接管組件插入到下模具510和上模具512。包括圓柱模具502、下模具510和上模具512的三件式模具被用于在結合過程期間保持管件形狀。雖然圖5顯示了具有大體恒定橫截面的管件的大體線性長度，但是可容易理解的是，管件的曲率和橫截面可以為非線性的和彎曲的，或任何其他構形。
[0037]返回參考圖1，在方框114中，方法100包括使焊接管組件升溫。作為一個示例，根據材料的合金，在模具內的焊接管組件被加熱到在約1450° F到約1850° F的溫度范圍內或在約1500° F到約1700° F的溫度范圍內的溫度。
[0038]在方框116中，方法100包括對外管加壓以填充模具，并且在方框118中，方法100包括對內焊接管組件加壓以根據針腳圖案形成內部結構。可以在約300psi的壓力下施加壓力，或可以在使得擴散結合過程能夠發生的其他壓力下施加壓力。作為一個示例，如圖5所示，擴散結合可以在包508內產生，比如擴散結合514。擴散結合也可在層504和506和包508之間產生，比如擴散結合516、518和520。
[0039]加壓使得管件的層504和506填充被加熱的下模具510和上模具512的輪廓。加壓也使得包508基于針腳圖案在內壁內形成單元。例如，針腳圖案提供邊界使得單元能夠擴展。加熱和加壓允許板材被粘結在一起。
[0040]圖6A-6D示出了基于針腳圖案在針腳焊接包內的單元形成的示例。圖6A示出了被針腳606和608針腳焊接到一起以形成單元的兩個板材602和604，所述單元比如單元610和612。在加熱和加壓過程期間，由于板材602和604以類似縫被子圖案被縫在一起，所以隨著時間推移形成氣泡。圖6B顯示了氣泡形成的初始階段，比如氣泡614。圖6C顯示了具有氣泡更充分的形成和擴展的后續階段。圖6D顯示了示例單元的最終形成，所述單元可以是矩形、正方形或任何其他形狀，并且擴散結合已經在板材之間形成，比如擴散結合616和618。
[0041 ]返回參考圖1，在方框120中，方法100包括保持用于在外壁和內壁之間的擴散結合過程的壓力。保持該壓力使得內壁能夠擴散結合到外壁。能夠保持該壓力一段時期，比如約為三個小時，使得外壁和內壁能經歷擴散結合過程以使外壁和內壁變成整體件。該壓力也使得單元或使得管件的內部結構能夠充分成形。
[0042]在方框122中，方法100包括從被加熱模具去除所得管部件并且冷卻所得管部件。
[0043]圖7A-7F示出了基于針腳圖案在管狀結構內的單元形成示例的另一個視圖。在圖7A中，顯示了包括內壁702、外壁704以及包括具有針腳焊接(如針腳焊接706)的針腳焊接板材的包的焊接包組件。在圖7B中，內壁和外壁被結合到針腳包，在針腳處形成焊接708。在圖7C中，進一步結合在包組件內發生并且出現一些單元形成。在圖7D中，再次，附加結合在包組件內發生，并且針腳焊接繼續形成單元。在圖7E中，針腳焊接變成了加強件，并且單元形成完成。在圖7E中，擴散結合通過保持導致擴散結合(如，結合710)的壓力而發生。
[0044]圖8示出了示例所得管部件。如圖所示，該管可以是包括內壁802和外壁804及在內壁802和外壁804之間延伸的多個加強件的雙壁鈦管結構，所述加強件比如加強件806。所述多個加強件軸向和徑向均對齊，并且所述多個加強件被擴散結合到內壁802和外壁804。
[0045]在圖8中所示的雙壁鈦管結構可以是單體管，而沒有由于在一定溫度和壓力下模壓成型之前由電阻焊接多個同心鈦管而導致的緊固件。為了獲得更大的強度，所述多個加強件為該管提供連續的內部負載路徑。該管的環狀物針對耐腐蝕或耐高溫應用能夠被用于絕緣的目的。具有特定針腳圖案的環狀物也能適應處于空氣或流體的任何構形的平行流或逆流。
[0046]可執行在圖1中所示的方法100以制造許多或各種類型的雙壁導管或管結構。一個示例包括如上示出和描述的無縫、開環、熱壓過程。另一個示例包括針腳焊接后的無縫、閉環、熱壓過程，可對徑向間距執行點焊接或周向焊接。然而另一個示例包括乳制管、開環、熱壓過程，其中板材被乳制為管件，并且被摩擦攪拌焊接以確保SPF性能。又一個示例包括乳制管、閉環、熱壓過程，其中執行了點焊接或周向焊接和摩擦攪拌焊接。
[0047]圖9是描述制造雙壁鈦導管的另一個示例方法900的流程圖。方法900可包括如由一個或更多方框902-910所示的一個或更多操作、功能或動作。盡管按順序示出方框，但是這些方框在某些情況下可并行執行，和/或按與本文中所描述的不同的順序來執行。另外，基于所期望的實施方式，各種方框可組合成更少的方框、劃分為附加的方框和/或被去除。
[0048]在方框902中，方法900包括針腳焊接多個同心板材以形成針腳層。在一些示例中，針腳焊接在形成內部結構尺寸和形狀的多個同心板材上產生圖案。內部結構可包括在導管外壁的外板材之間延伸的至少一個加強件。
[0049]在方框904中，方法900包括在雙壁鈦導管的內壁和外壁之間提供針腳層。基于導管的應用可選擇特定的針腳焊接圖案用于在內壁和外壁之間的路徑的產生或單元的產生。
[0050]在方框906中，方法900包括周向縫焊接內壁和外壁到針腳層以產生焊接組件。該焊接組件現在是管狀形狀和管狀構形。
[0051]在方框908中，方法900包括在一定溫度和壓力下模壓成型焊接組件以根據針腳焊接線形成在多個同心板材之間的內部結構并且使得在內壁、針腳層以及外壁之間能夠實現擴散結合過程。基于導管的應用能夠選擇模具的形狀和構形。施加壓力和溫度以便使擴散結合過程出現，比如在300psi和1450° F下約為3小時。
[0052]在方框910中，方法900包括從模具移除雙壁鈦導管。在示例中，雙壁鈦導管是管狀結構。在另一些示例中，雙壁鈦導管是橢圓體結構。
[0053]通過使用本文中所描述的示例，能夠制造鈦(或其他合金)雙壁管，其耐腐蝕、耐高溫并且為了獲得更大的強度具有增加的橫截面以在結構上被增強從而為鈦管提供故障防護。例如，示例使用包括在比如石油工業或航空航天的極端環境下用于傳輸元件或結構應用的管件。
[0054]進一步，根據下面的條款本公開包括實施例:
[0055]條款1.一種制造雙壁鈦導管的方法，包括:
[0056]針腳焊接同心的多個板材以形成針腳層；
[0057]在雙壁鈦導管的內壁和外壁之間提供針腳層；
[0058]周向縫焊接內壁和外壁到針腳層以產生焊接組件；
[0059]在一定溫度和壓力下模壓成型焊接組件以根據針腳焊接線形成在多個同心板材之間的內部結構并且使得在內壁、針腳層以及外壁之間的擴散結合過程能夠實現；以及
[0060]從模具去除雙壁鈦導管。
[0061]條款2.根據條款I所述的方法，其中內部結構包括在內壁和外壁之間延伸的至少一個加強件。
[0062]條款3.根據條款I或2所述的方法，其中針腳焊接在形成內部結構尺寸和形狀的多個板材上產生圖案。
[0063]條款4.根據條款1、2或3所述的方法，其中雙壁鈦導管是管狀結構。
[0064]條款5.根據條款1、2、3或4所述的方法，其中雙壁鈦導管具有橢圓形狀。
[0065]條款6.一種制造雙壁管的方法，包括:
[0066]超塑性成形雙壁管的內部結構；以及
[0067]擴散結合雙壁管的外壁、內壁和內部結構，超塑性成形和擴散結合進一步包括:
[0068]設置大體上緊密的同心無縫管件；
[0069]用乳制管件縫焊機針腳焊接無縫管件以產生包括針腳圖案的針腳層；
[0070]周向縫焊接外壁的同心外板材到內壁和針腳層以產生焊接管組件；
[0071 ]將圓柱模具插入到焊接管組件內；
[0072]將焊接管組件放到被加熱模具內；
[0073]使焊接管組件升溫；
[0074]對焊接管組件加壓以根據針腳圖案形成內部結構；
[0075]保持用于在外壁和內壁之間進行擴散結合過程的壓力；以及
[0076]從被加熱模具去除所得管部件并且冷卻所得管部件。
[0077]條款7.根據條款6所述的方法，其中同心無縫管件具有近似匹配的直徑以使在針腳焊接期間能夠實現接觸。
[0078]條款8.根據條款6或7所述的方法，進一步包括清潔無縫管件以去除氧化物。
[0079]條款9.根據條款6、7或8所述的方法，其中針腳焊接無縫管件包括沿著無縫管件的長度產生針腳圖案。
[0080]條款10.根據條款6、7、8或9所述的方法，其中周向縫焊接外壁的外板材到內壁和針腳層包括:
[0081 ]將內壁放在第一外板材和第二外板材之間；以及
[0082]周向焊接第一外板材、第二外板材以及內壁的末端周邊。
[0083]條款11.根據條款6、7、8、9或10所述的方法，其中將焊接管組件放到被加熱模具內包括將焊接管組件放到下模具和上模具中。
[0084]條款12.根據條款6、7、8、9或10所述的方法，其中使焊接管組件升溫包括加熱焊接管組件至約1450° F到約1850° F的溫度范圍內的溫度。
[0085]條款13.根據條款6、7、8、9、10、11或12所述的方法，其中對焊接管組件加壓以形成內部結構包括:
[0086]使得外板材填充被加熱模具的輪廓；以及
[0087]對內壁的無縫管件加壓以基于針腳圖案形成在內壁內的單元。
[0088]條款14.根據6、7、8、9、10、11、12或13所述的方法，其中對焊接管組件加壓以形成內部結構包括在約300ps i的壓力下加壓。
[0089]條款15.根據6、7、8、9、10、11、12、13或14所述的方法，其中保持用于在外壁和內壁之間進行擴散結合過程的壓力包括保持壓力一段時間使得外壁和內壁能夠經歷擴散結合過程以使外壁和內壁變成整體件。
[0090]條款16.—種雙壁鈦導管結構，包括:
[0091]內壁和外壁以及在內壁和外壁之間延伸的多個加強件；以及
[0092]其中所述多個加強件軸向和徑向均對齊，并且所述多個加強件被擴散結合到內壁和外壁。
[0093]條款17.根據條款16所述的雙壁鈦管結構，其中內壁和外壁包括沒有由于在一定溫度和壓力下模壓成型之前由電阻焊接多個同心鈦管所導致的緊固件的單體管。
[0094]條款18.根據條款16或17所述的雙壁鈦管結構，其中所述多個加強件提供連續的內部負載路徑。
[0095]條款19.根據條款16、17或18所述的雙壁鈦管結構，其中所述多個加強件基于用乳制管件縫焊機針腳焊接無縫管件以產生針腳圖案并且對焊接的無縫管件加壓以根據針腳圖案形成內部結構。
[0096]條款20.根據條款16、17、18或19所述的雙壁鈦管結構，其中內壁和外壁被擴散結入口 ο
[0097]為了說明和描述的目的，已經呈現了不同的有利設置的描述，并且該描述不是意在詳盡的或將實施例限制于所公開的形式中。對于本領域技術人員來說很多修改和變化將是顯而易見的。進一步，相對于其他有利的實施例，不同的有利實施例可描述不同的優點。所選擇和描述的實施例或已選的實施例是為了更好的解釋實施例的原理、實際應用并且使得本領域其他技術人員能夠理解本公開的具有適合于特定預期用途的各種變化的各種實施例。
【主權項】
1.一種制造雙壁鈦導管的方法，包括: 針腳焊接同心的多個板材(602，604)以形成針腳層(902) 在所述雙壁鈦導管的內壁(702，802)和外壁(704，804)之間提供所述針腳層(904); 周向縫焊接所述內壁(702，802)和所述外壁(704，804)到所述針腳層以產生焊接組件(906)； 在一定溫度和壓力下模壓成型所述焊接組件以根據針腳焊接線形成在所述多個同心板材之間的內部結構(610，612)以便使得在所述內壁(702，802)、所述針腳層和所述外壁(704，804)之間實現擴散結合過程(908);以及 從所述模具去除所述雙壁鈦導管(910)。2.根據權利要求1所述的方法，其中所述內部結構包括在所述內壁(702，802)和所述外壁(802，804)之間延伸的至少一個加強件(806)。3.根據權利要求1或2所述的方法，其中針腳焊接在形成所述內部結構(610，612)尺寸和形狀的所述多個板材(602，604)上產生圖案。4.一種制造雙壁管的方法，包括: 超塑性成形所述雙壁管的內部結構；以及 擴散結合所述雙壁管的外壁、內壁和所述內部結構，所述超塑性成形及擴散結合進一步包括: 設置大體上緊密的同心無縫管件(102); 用乳制管件縫焊機針腳焊接所述無縫管件以產生包括針腳圖案的針腳層(104); 周向縫焊接所述外壁的同心外板材到所述內壁和所述針腳層以產生焊接管組件(108); 將圓柱模具插入到所述焊接管組件內(110); 將所述焊接管組件放到被加熱模具內(112); 使所述焊接管組件升溫(114); 對所述焊接管組件加壓以根據所述針腳圖案形成所述內部結構(118); 保持用于在所述外壁和所述內壁之間進行擴散結合過程的壓力(120);以及 從所述被加熱模具去除所得管部件并且冷卻所述所得管部件(122)。5.根據權利要求4所述的方法，其中所述同心無縫管件具有近似匹配的直徑以使得在針腳焊接期間能夠接觸。6.根據權利要求4或5所述的方法，其中針腳焊接所述無縫管件包括沿著所述無縫管件的長度產生所述針腳圖案。7.根據權利要求6所述的方法，其中周向縫焊接所述外壁的外板材到所述內壁和所述針腳層包括: 將所述內壁放在第一外板材(304)和第二外板材(306)之間；以及 周向焊接所述第一外板材(304)、所述第二外板材(306)和所述內壁的末端的周邊。8.根據權利要求6所述的方法，其中將所述焊接管組件放到所述被加熱模具內包括將所述焊接管組件放到下模具(510)和上模具(512)內。9.根據權利要求6所述的方法，其中對所述焊接管組件加壓以形成所述內部結構包括: 使得所述外板材填充所述被加熱模具的輪廓(116);以及 對所述內壁的所述無縫管件加壓以基于所述針腳圖案形成在所述內壁內的單元(118)010.根據權利要求6所述的方法，其中保持用于在所述外壁(704，804)和所述內壁(702，802)之間進行所述擴散結合過程的壓力包括保持壓力一段時間以使得所述外壁(704，804)和所述內壁(702，802)能夠經歷所述擴散結合過程以使所述外壁(704，804)和所述內壁(702，802)成為整體件。11.一種雙壁鈦管結構，包括: 內壁(702，802)和外壁(704，804)及在所述內壁(702，802)和所述外壁(704，804)之間延伸的多個加強件(806)；以及 其中所述多個加強件(806)軸向和徑向均對齊，并且所述多個加強件(806)被擴散結合到所述內壁(702，802)和所述外壁(704，804)。12.根據權利要求11所述的雙壁鈦管結構，其中所述內壁(702，802)和所述外壁(704，804)包括沒有由于在一定溫度和壓力下模壓成型之前由電阻焊接多個同心鈦管所導致的緊固件的單體管。13.根據權利要求11或12所述的雙壁鈦管結構，其中所述多個加強件(806)提供連續的內部負載路徑。14.根據權利要求13所述的雙壁鈦管結構，其中所述多個加強件(806)基于用乳制管件縫焊機針腳焊接無縫管件以產生針腳圖案并且對所焊接的無縫管件加壓以根據所述針腳圖案形成所述內部結構。15.根據權利要求13所述的雙壁鈦管結構，其中所述內壁(702，802)和所述外壁(802，804)被擴散結合。
【文檔編號】F16L9/18GK105855318SQ201610001314
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年1月4日
【發明人】C·W·拉斯特
【申請人】波音公司