隨著厚壁鋁管在建筑、電子、汽車和軌道交通等方面的應用日漸增加,厚壁鋁管的形狀也日趨多樣化和復雜化。研究發(fā)現(xiàn),在目前的冷卻方式和條件下,鋁管正常出料后在冷床上冷卻,數(shù)分鐘后就會出現(xiàn)鋁管向空心部位或壁厚較厚的部位彎曲的現(xiàn)象,這種冷卻后產(chǎn)生彎曲的過程,可分為以下五個階段:
1.鋁管薄壁部分溫度下降快,先產(chǎn)生收縮力,厚壁部分或空心管部分溫度下降慢,幾乎沒有收縮力。
2.薄壁部分截面積較小,產(chǎn)生的收縮力較小,或被牽引機牽引力消除。
3.鋁管離開牽引機,溫度繼續(xù)下降。
4.鋁管截面上受到的收縮力大小不均,鋁管沿擠壓方向往厚壁部分或空心管部分彎曲。
5.鋁管厚壁部分或空心管部分截面積較大,隨著溫度下降逐漸產(chǎn)生較大收縮力,薄壁部分溫度已大幅下降,不再產(chǎn)生 收縮力或收縮力較小。
試驗結果表面,局部冷卻的方式能夠有效調(diào)節(jié)鋁管出料后的冷卻平衡。其主要原因如下:
①普通風冷條件下,鋁管各部位與空氣接觸的換熱系數(shù)均相等,但由于壁厚或形狀不同,各部位的散熱速度不相等,所以,厚壁部或空心管的散熱速度比薄壁部慢。
②采用局部高壓氣霧冷卻時,由于同時存在空氣和水兩種換熱介質,且水的換熱系數(shù)比空氣大,所以能提高散熱速度。
③高壓空氣將水霧化,增加了水和鋁管接觸的表面積,同時破壞了水和高溫鋁管接觸時產(chǎn)生的蒸氣膜,提高了換熱效率。
④高壓氣霧噴嘴具有較強的方向性,氣霧的夾角約為25°~30°,能夠實現(xiàn)局部冷卻而不影響鋁管其它部位。