异径管-大小头
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异径管也叫大小头，用来连接不同尺寸的管子，一般它分 为同心异径管和偏心异径管两种，当异径管立起来后两端口的 投影是同心圆时，它就叫同心异径管，而偏心异径管的投影是 小圆内切于外圆。同心异径管的质量应符合现行国家标准《钢 制对焊无缝管件》GB/T12459 的规定，并应满足下列要求：同 心异径管的圆度不应大于相应端外径的 1%，且允许偏差为 ±3mm，同心异径管两端中心线应重合，其偏心值允许偏差为 ±5mm.
随着锅炉容量增大、蒸汽参数提高，在管路系统阀门连接 处、大直径加温器与高温低温过热器集箱连接处、锅炉本体部 分为保证介质流在不同压力和温度下均衡流速而广泛采用异 径管接口，其接口尺寸从 φ76 至 φ219 品种繁多，范围十分广 泛，对生产工艺提出了更高的要求。根据本公司无异径管缩口 专用设备的实情，我们在普通压力机上，采用模具，实现了异 径管的缩口的工艺。
缩口是指在空心坯料或管状坯料的端部使其径向尺寸减小的 成形方法。缩口时，变形区内金属受切向压力和轴向压力的作用， 而使直径缩小、壁厚和高度增加切向压应力也使变形区材料易于 起失稳起皱，同时在非变形区的筒壁，由于承受全部缩口压力P， 也可能引失稳变形。因此，防止失稳是缩口工艺的主要问题，其 极限变形程度受到侧壁的抗压强度或稳定性的限制。 缩口按工艺方法分为：模压缩口，旋压缩口和冲压缩口。 按缩口时是否对工件加热又可分为常温缩口和加热缩口。本公 司由于条件限制，多半采用常温状态下的模压缩口。
缩口系数与模的结构形式关系极大，还与材料的种类，先 对厚度有关。这是由于随着材料相对厚度的增加了，缩口系数 可小些。相反材料厚度越小，缩口系数就要相应增大。由于本公司采用的较大口径异径管，材料厚度较厚，其缩口系数可相 对小些。本公司目前生产中应用的 φ133×10 缩口至 φ76×7.5 为例，其缩口系数为 0.57。实际缩口的成败，还与润滑情况， 毛坯边缘的整齐程度、材料的机械性能及模具的表面情况等工 艺条件有关。
异径管的成形，在本公司压制初期，采用了不同压制阶段 不同缩口模锥角，以 φ133×13 缩口至 φ76×7.5 为例。根据 分析，由于在普通压力机上采用模具，通过加压实现异径管缩 口，其变形区内金属同时受切向和轴向压应力，且主要受切向 压应力的作用，而使管径缩小、壁厚和高度增加。根据锅炉管 径常用规格、模具的通用性和相关计算，我们将缩口系数初定 为 0.85，缩口次数定为 3 次，由于缩口时口部材料略有增厚， 需对其进行削薄处理，相应的工艺过程如表二所示。
实验结果：在非变形区的筒壁，由于承受前部缩口压力， 容易失稳变形。由于操作工在第一道缩口时未按要求压制到 位，导致在第二道工序时，其失稳现象比较严重。另外即使完 全按上述工艺操作，成品中因失稳造成的侧壁变形严重影响了 质量。为此，我们进行了分析和工艺改进。
根据分析：作用在管口表面的压应力，是属于集中载荷的 表现，这个表面力一开始就集中在整个管口，并渐次推向变形 区的整个内部，其在管口端单位面积上的压力过渡至异径管截 面上，由于截面积减小了，其单位面积上的压力增大了，从而 造成了变形，迫使变形区的几何形状完全吻合于缩口模具的型 腔为止。从受力的方向性分析，主要承受切向力，在厚度方向 的外区产生压缩应变，变形金属有向曲率中心移动的倾向，愈 靠近外表面的金属，其切向拉伸应变愈大，移向曲率中心的倾 向也愈大。当侧向压力已经产生并渐次增大时，金属的晶间 变形将会被晶内变形所代替，侧向压力增加会使晶间滑移更困 难，因而变形会向晶内发展。为此，我们确定保持模锥角不 变，其金属在初次压缩时，在变形区产生塑变的金属晶粒较 多，需要较大的压力，在二次压缩时，由于锥角不变，原先已 产生塑变的金属晶粒基本不变，而沿锥角方向产生塑变的金属 晶粒较少，因而二次压缩时所需的压力较初次小得多，以次类 推，第三道工序缩口所需压力依次减少，从而使加工金属渐次 向模具行腔中流动，并达到要求。
实践证明改进后的工艺十分可靠，在多道缩口时，其所需 压力渐次减小，与理论上的推导吻合。在其它类似的异径管的 缩口中采用这种工艺均取得成功。
在异径管缩口中，防止失稳现象是可以避免的，同时选用 合理的缩口系数和缩口次数，并对口部增厚采取工艺出路，均 可收到满意的效果。 通过以上径异径管缩口工艺的分析、使用与研究，大量的 不同规格的径异径管缩口均可在普通压力机上，通过模具完 成，提高了设备的利用率，对与中小型厂家值得借鉴。
