双壁钛管件及其制造方法
【专利摘要】在示例中，描述了一种制造双壁钛导管的方法。示例方法包括针脚焊接多个同心板材以形成针脚层(902)、在双壁钛导管的内壁和外壁之间提供针脚层(904)、周向缝焊接内壁和外壁到针脚层以产生焊接组件(906)、在一定温度和压力下模压成型焊接组件以根据针脚焊接线形成多个同心板材之间的内部结构并且使在内壁、针脚层及外壁之间的扩散结合过程能够进行(908)以及从模具去除双壁钛导管(910)。
【专利说明】
双壁钛管件及其制造方法
技术领域
[0001]本公开一般涉及超塑性成形和扩散结合钛双壁管件，并且更具体地涉及具有内壁和外壁及至少一个从内壁延伸到外壁的加强件的双壁钛管。
【背景技术】
[0002]用于输送液体的管件和管道系统广泛应用于许多工业中。例如，在航空航天工业中，焊接的管道被应用在用于将加热的空气从发动机输送到前缘和机舱入口前舱从而防止在飞行中结冰条件下在这些表面上形成冰的环境控制系统和机翼除冰系统中。当然，管件也可被利用在许多其他工业中，包括需要偶尔在极端环境中使用的运输元件的石油工业或其他工业中。
[0003]管件材料可使用超塑性成形(SPF)和扩散结合(DB)技术来制造。很多年前就已知某些金属(比如钛和许多它的合金)显示出超塑性。超塑性是材料呈现异常高拉伸延长率且缩颈趋势减小的能力。这种能力通过在限制的温度范围和应变速率范围之内且由少数金属和合金来呈现。已经观察到钛和钛合金呈现等于或大于任何其他金属的超塑性特性。例如，利用合适的钛合金，表面面积的整体增加可以达到300%。超塑性成形的优点很多，包括能够产生复杂形状和深拉伸部件的能力，并且需要低变形应力在超塑性温度范围形成金属从而允许在最小化工具变形和磨损的低压下形成部件。
[0004]扩散结合(DB)指的是相似或不相似金属表面的冶金结合，通过施加一段持续时间的热和压力以使得在接合界面处的原子共混合。扩散结合在基础金属熔点(绝对)的一半或以上的固态中能够全部完成。实际时间、温度以及压力将随金属而改变。通过施加压力使得结合表面处于原子距离内。提供适当的压力使得一些塑性流动填充正常的空隙区域。如果压力太低，则小的空隙会保留在接合界面处并且接合强度将小于最大可获得的接合强度。压力的施加也破碎了表面氧化物和表面微凸体以呈现用于结合的洁净表面。用于扩散结合的高温具有加速在接合界面处的原子扩散功能以及提供有助于表面变形的金属软化以允许更紧密接触以用于在接合界面上的原子结合和运动的能力。高温和压力施加也导致了在允许金属原子间结合且因此加强了结合的结合期间表面污染物向基础金属中的扩散。允许足够的时间以便通过在接合界面上的原子扩散来确保结合强度。
[0005]根据现有工艺，以平坦形式制造管件板材，其中将一个或更多超塑性可成形金属板材放在配合的模具之间所限定的模具腔体中，加热所述板材到板材呈现超塑性的高温，并且然后使用气体将压差施加到板材的相反两侧上以成形板材。压力被选择成使得在所述高温下以在其超塑性范围内的应变速率应变材料，拉伸板材并且使得板材形成模具表面的形状。以这种方式，板材能够被成形成由模具限定的复杂形状。
[0006]在另一些现有工艺中，能够在组合的成形/结合操作中执行SPF和DB。例如，在一个示例组合SPF/DB工艺中，三个金属板材以平坦形式被堆叠以形成一个包/一组/一套(pack)。在板材之间选择性提供补砂材料以防止板材的相邻表面部分之间结合。包以足够气压在模具腔体中被加热和压缩以使未经补砂材料处理的板材的相邻部分通过扩散结合而连结。其后，将压缩气体注入板材之间以使包膨胀，并且因此将包超塑性形成为由模具腔体表面限定的构形。举例来说，这种组合SPF/DB工艺能够用于产生被成形且扩散结合成限定中空内部单元的复杂蜂巢夹层结构。一般的，超塑性成形和/或扩散结合工艺的简单性能够导致更轻和更便宜的结构以及具有更少紧固件和更大的潜在几何复杂性。
[0007]然而，使用现有的超塑性成形和扩散结合工艺导致仍需要进一步制造工艺将板材形成为管件系统的平坦板材，这一过程可改变已建立的结合。使用本文中所描述的示例，钛(或其他合金)双壁管能够运用SPF和DB来制造，该双壁管耐腐蚀、耐热并且以增加横截面在结构上被增强从而获得比在平坦板材中所见的更大的强度以提供钛管的故障防护。
【发明内容】
[0008]在一个示例中，描述了一种制造双壁钛导管的方法，该方法包括针脚焊接/跳焊(stitch weld)多个同心板材以形成包(pack)，该包随后形成内壁到外壁的加强件。将双壁钛导管的一组同心内壁和外壁周向缝焊接(seam weld)到内部针脚焊接的包板材以产生焊接组件，在一定温度和压力下模压成型焊接组件以根据针脚焊接线形成在多个同心板材之间的内部结构并且实现在外壁和加强件之间、内壁和加强件之间以及相邻加强件之间的扩散结合过程，以及从模具去除双壁钛导管。
[0009]在另一个示例中，描述了制造双壁管的另一种方法，该方法包括超塑性成形双壁管的内部结构，以及扩散结合双壁管的外壁、内壁和内部结构。超塑性成形和扩散结合包括:设置大体上紧密的同心无缝管件；用乳制管缝焊机针脚焊接无缝管件以产生包括针脚图案的包，该包随后形成内壁到外壁的加强件；周向缝焊接外壁的同心外板材到内壁和缝合的包以产生焊接管组件。成形工艺也包括将圆柱模具插入到焊接管组件内、将焊接管组件放到被加热模具内、使焊接管组件升温、对焊接管组件加压以根据针脚图案形成内部结构、保持用于外壁和内壁之间的扩散结合工艺的压力以及从被加热模具去除所得管部件并且冷却所得管部件。
[0010]在另一示例中，描述了双壁钛管结构，其包括内壁和外壁及在内壁和外壁之间延伸的多个加强件，并且所述多个加强件轴向和径向均对齐，并且所述多个加强件被扩散结合到内壁和外壁。
[0011 ]已经讨论的特征、功能及优点在各种实施例中能够独立地获得或还可结合在其他实施例中，进一步的细节将参考下面的描述和附图而见到。
【附图说明】
[0012]示例性实施例所认为的新颖特征在所附的权利要求中阐明。然而，当结合附图阅读时，通过参考下面的本公开示例性实施例的详细描述将更好地理解示例性实施例以及优选应用模式的进一步目的及其描述，其中:
[0013]图1是描述通过超塑性成形和扩散结合双壁管的外壁、内壁和内部结构来制造双壁管的示例方法的流程图。
[0014]图2示出了具有在其上焊接的示例性针脚图案的无缝管件的一部分。
[0015]图3示出了示例焊接管组件的一部分。
[0016]图4示出了另一示例焊接管组件的一部分。
[0017]图5示出了示例管件和示例模具形式。
[0018]图6A-6D示出了基于针脚图案的在内壁内的单元形成的示例。
[0019]图7A-7F示出了基于针脚图案的在管状结构内的单元形成的示例的另一视图。
[0020]图8示出了示例所得管部件。
[0021 ]图9是描述制造双壁钛导管的另一示例方法的流程图。
【具体实施方式】
[0022]所公开的实施例，现将参考附图在下文中更充分的描述，其中附图中显示了一些所公开的实施例而不是所有的所公开的实施例。实际上，几个不同的实施例可被描述并且不能被解释为对本文中所阐明的实施例的限制。相反，描述这些实施例以使本公开是彻底的以及完全的，并且向本领域技术人员充分的传达了本公开的范围。
[0023]在示例中，描述了用于超塑性成形(SPF)和扩散结合双壁导管的方法和系统。SPF一般指的是材料被超塑性变形超过其塑性变形的正常限制的工艺。能够通过在温度和应变速率限制的范围内呈现超塑性性能的某些材料来实现超塑性成形。例如，钛合金形成的工件能够在约为1450°?和约为1850°?之间的温度范围内以高达每秒约为3\10—4的应变速率被超塑性成形。扩散结合(DB)—般指的是连结构件使用热量和压力形成在所连结构件的材料之间的固态聚结的工艺。通过扩散结合的连结能够在被连结的材料的熔点以下的温度发生，并且在其间的聚结可以在使得制品宏观变形的负载之下的负载产生。
[0024]在示例中，超塑性成形和扩散结合钛双壁管件能够通过制造具有内壁和外壁及至少一个从内壁延伸到外壁的加强件的双壁钛管来获得。该管件可包括轴向对齐的多个加强件，并且在另一些示例中，该管件可包括轴向和径向均对齐的多个加强件。
[0025]超塑性成形和扩散结合双壁钛管的示例方法包括设置大体上紧密的同心无缝管件、清洁无缝管件以及用乳制管件缝焊机针脚焊接无缝管件。接下来，该方法包括周向缝焊接外管件到内管件，包括针脚焊接包、熔焊接压力线以及将圆柱模具插入到该管组件内。该管组件能够被放到被加热模具内并且使之升温和加压，这被保持用于在一段时间上发生扩散结合过程。所得部件能够从模具被去除并且被冷却以备用或进一步加工。
[0026]现在参考附图，图1是描述通过超塑性成形和扩散结合双壁管的外壁、内壁以及内部结构来制造双壁管的示例方法100的流程图。管的外壁和内壁指的是包括同心地卷在一起的板材的管的内部层和外部层。超塑性成形和扩散结合的方法100可包括如一个或更多方框102-118所示的一个或更多操作、功能或动作。尽管按顺序示出方框，但是这些方框在某些情况下可并行执行，和/或按与本文中所描述的不同的顺序来执行。另外，基于所期望的实施方式，各种方框可组合成更少的方框、划分为附加的方框和/或被去除。
[0027]在方框102中，方法100包括设置第一组紧密的同心无缝管件。在一些示例中，同心无缝管件具有近似匹配的直径以实现在针脚焊接过程中的接触。管件能够通过使用无缝管件或乳制管件以圆形方式被夹在一起。在一个示例中，钛的平坦板材可被设置在一起并且被卷成同心的钛无缝管。
[0028]在一些示例中，方法100可选择地包括清洁无缝管件以去除氧化物。
[0029]在方框104中，方法100包括使用乳制管件缝焊机针脚焊接无缝管件以产生包括针脚图案的包，该针脚图案随后形成内壁至外壁的加强件。针脚焊接无缝管件可沿着无缝管件的长度方向产生针脚图案。
[0030]图2示出具有在其上焊接的示例针脚图案的无缝管件的一部分。在图2中，该部分包括紧密设置在一起的管件202和204，并且针脚焊接已经被执行。在图2中的针脚图案包括沿着管件202和204的长度延伸的多个平行线206和208，以及沿着管件202和204的宽度延伸的另一些平行线210和212。线206和208垂直于线210和212。尽管线206、208、210以及212被显示和描述为沿着管件202和204的长度与宽度延伸，但是针脚焊接可以以其他方式被执行以例如在针脚之间具有空间的情况下沿着管件202和204焊接针脚或区域。
[0031]例如针脚图案产生延伸了材料长度的独立单元，比如单元214和216。缝焊机可被用于提供沿着管件长度的焊接图案，例如以便提供焊接线206、208、210及212，并且不同的辊缝焊机可被用于绕焊接点的管件直径以产生所期望的单元/蜂窝结构布局。
[0032]返回参考图1，在方框106中，方法100包括设置第二组同心管件，以及在方框108中，方法100包括周向缝焊接外管件到包以产生焊接管组件。在一个示例中，这包括将包放在第一外管件和第二外管件之间，并且然后周向焊接第一外管件、第二外管件以及包(gp，被针脚焊接的管件)的末端的周边。在一个示例中，包可包括在图2中显示的被焊接结构，并且可提供围绕包的两层材料以用于焊接。
[0033]图3示出了示例焊接管组件的一部分。在图3中，缝焊机已经被用于提供封闭内部两个板材的周边焊接302，所述内部两个板材被针脚焊接并且在图2中被显示在两个外板材304和306之间。该周边焊接可以是在外板材上在板材末端处的周向焊接。在图3中，焊接管组件的该部分是管状或圆柱形状。
[0034]图4示出了另一个示例焊接管组件的一部分。在图4中，焊接管组件被显示为更椭的椭圆形。该管组件可经配置具有其他圆形横截面形状或椭圆形状也是可以的。
[0035]返回参考图1，在方框110中，方法100包括将圆柱模具插入到焊接管组件内，以及在方框112中，方法100包括将焊接管组件放到被加热模具内。示例模具是三件式模具以被用于保持管件内部(如，圆柱模具形式)和两个外半模上的形状。
[0036]图5示出了示例管件和示例模具形式。在图5中，将圆柱模具502插入到管件内和被针脚焊接的包508被针脚焊接在一起，所述管件包括管件的层504和506(其中层504是管件的内壁)。然后将该焊接管组件插入到下模具510和上模具512。包括圆柱模具502、下模具510和上模具512的三件式模具被用于在结合过程期间保持管件形状。虽然图5显示了具有大体恒定横截面的管件的大体线性长度，但是可容易理解的是，管件的曲率和横截面可以为非线性的和弯曲的，或任何其他构形。
[0037]返回参考图1，在方框114中，方法100包括使焊接管组件升温。作为一个示例，根据材料的合金，在模具内的焊接管组件被加热到在约1450° F到约1850° F的温度范围内或在约1500° F到约1700° F的温度范围内的温度。
[0038]在方框116中，方法100包括对外管加压以填充模具，并且在方框118中，方法100包括对内焊接管组件加压以根据针脚图案形成内部结构。可以在约300psi的压力下施加压力，或可以在使得扩散结合过程能够发生的其他压力下施加压力。作为一个示例，如图5所示，扩散结合可以在包508内产生，比如扩散结合514。扩散结合也可在层504和506和包508之间产生，比如扩散结合516、518和520。
[0039]加压使得管件的层504和506填充被加热的下模具510和上模具512的轮廓。加压也使得包508基于针脚图案在内壁内形成单元。例如，针脚图案提供边界使得单元能够扩展。加热和加压允许板材被粘结在一起。
[0040]图6A-6D示出了基于针脚图案在针脚焊接包内的单元形成的示例。图6A示出了被针脚606和608针脚焊接到一起以形成单元的两个板材602和604，所述单元比如单元610和612。在加热和加压过程期间，由于板材602和604以类似缝被子图案被缝在一起，所以随着时间推移形成气泡。图6B显示了气泡形成的初始阶段，比如气泡614。图6C显示了具有气泡更充分的形成和扩展的后续阶段。图6D显示了示例单元的最终形成，所述单元可以是矩形、正方形或任何其他形状，并且扩散结合已经在板材之间形成，比如扩散结合616和618。
[0041 ]返回参考图1，在方框120中，方法100包括保持用于在外壁和内壁之间的扩散结合过程的压力。保持该压力使得内壁能够扩散结合到外壁。能够保持该压力一段时期，比如约为三个小时，使得外壁和内壁能经历扩散结合过程以使外壁和内壁变成整体件。该压力也使得单元或使得管件的内部结构能够充分成形。
[0042]在方框122中，方法100包括从被加热模具去除所得管部件并且冷却所得管部件。
[0043]图7A-7F示出了基于针脚图案在管状结构内的单元形成示例的另一个视图。在图7A中，显示了包括内壁702、外壁704以及包括具有针脚焊接(如针脚焊接706)的针脚焊接板材的包的焊接包组件。在图7B中，内壁和外壁被结合到针脚包，在针脚处形成焊接708。在图7C中，进一步结合在包组件内发生并且出现一些单元形成。在图7D中，再次，附加结合在包组件内发生，并且针脚焊接继续形成单元。在图7E中，针脚焊接变成了加强件，并且单元形成完成。在图7E中，扩散结合通过保持导致扩散结合(如，结合710)的压力而发生。
[0044]图8示出了示例所得管部件。如图所示，该管可以是包括内壁802和外壁804及在内壁802和外壁804之间延伸的多个加强件的双壁钛管结构，所述加强件比如加强件806。所述多个加强件轴向和径向均对齐，并且所述多个加强件被扩散结合到内壁802和外壁804。
[0045]在图8中所示的双壁钛管结构可以是单体管，而没有由于在一定温度和压力下模压成型之前由电阻焊接多个同心钛管而导致的紧固件。为了获得更大的强度，所述多个加强件为该管提供连续的内部负载路径。该管的环状物针对耐腐蚀或耐高温应用能够被用于绝缘的目的。具有特定针脚图案的环状物也能适应处于空气或流体的任何构形的平行流或逆流。
[0046]可执行在图1中所示的方法100以制造许多或各种类型的双壁导管或管结构。一个示例包括如上示出和描述的无缝、开环、热压过程。另一个示例包括针脚焊接后的无缝、闭环、热压过程，可对径向间距执行点焊接或周向焊接。然而另一个示例包括乳制管、开环、热压过程，其中板材被乳制为管件，并且被摩擦搅拌焊接以确保SPF性能。又一个示例包括乳制管、闭环、热压过程，其中执行了点焊接或周向焊接和摩擦搅拌焊接。
[0047]图9是描述制造双壁钛导管的另一个示例方法900的流程图。方法900可包括如由一个或更多方框902-910所示的一个或更多操作、功能或动作。尽管按顺序示出方框，但是这些方框在某些情况下可并行执行，和/或按与本文中所描述的不同的顺序来执行。另外，基于所期望的实施方式，各种方框可组合成更少的方框、划分为附加的方框和/或被去除。
[0048]在方框902中，方法900包括针脚焊接多个同心板材以形成针脚层。在一些示例中，针脚焊接在形成内部结构尺寸和形状的多个同心板材上产生图案。内部结构可包括在导管外壁的外板材之间延伸的至少一个加强件。
[0049]在方框904中，方法900包括在双壁钛导管的内壁和外壁之间提供针脚层。基于导管的应用可选择特定的针脚焊接图案用于在内壁和外壁之间的路径的产生或单元的产生。
[0050]在方框906中，方法900包括周向缝焊接内壁和外壁到针脚层以产生焊接组件。该焊接组件现在是管状形状和管状构形。
[0051]在方框908中，方法900包括在一定温度和压力下模压成型焊接组件以根据针脚焊接线形成在多个同心板材之间的内部结构并且使得在内壁、针脚层以及外壁之间能够实现扩散结合过程。基于导管的应用能够选择模具的形状和构形。施加压力和温度以便使扩散结合过程出现，比如在300psi和1450° F下约为3小时。
[0052]在方框910中，方法900包括从模具移除双壁钛导管。在示例中，双壁钛导管是管状结构。在另一些示例中，双壁钛导管是椭圆体结构。
[0053]通过使用本文中所描述的示例，能够制造钛(或其他合金)双壁管，其耐腐蚀、耐高温并且为了获得更大的强度具有增加的横截面以在结构上被增强从而为钛管提供故障防护。例如，示例使用包括在比如石油工业或航空航天的极端环境下用于传输元件或结构应用的管件。
[0054]进一步，根据下面的条款本公开包括实施例:
[0055]条款1.一种制造双壁钛导管的方法，包括:
[0056]针脚焊接同心的多个板材以形成针脚层；
[0057]在双壁钛导管的内壁和外壁之间提供针脚层；
[0058]周向缝焊接内壁和外壁到针脚层以产生焊接组件；
[0059]在一定温度和压力下模压成型焊接组件以根据针脚焊接线形成在多个同心板材之间的内部结构并且使得在内壁、针脚层以及外壁之间的扩散结合过程能够实现；以及
[0060]从模具去除双壁钛导管。
[0061]条款2.根据条款I所述的方法，其中内部结构包括在内壁和外壁之间延伸的至少一个加强件。
[0062]条款3.根据条款I或2所述的方法，其中针脚焊接在形成内部结构尺寸和形状的多个板材上产生图案。
[0063]条款4.根据条款1、2或3所述的方法，其中双壁钛导管是管状结构。
[0064]条款5.根据条款1、2、3或4所述的方法，其中双壁钛导管具有椭圆形状。
[0065]条款6.一种制造双壁管的方法，包括:
[0066]超塑性成形双壁管的内部结构；以及
[0067]扩散结合双壁管的外壁、内壁和内部结构，超塑性成形和扩散结合进一步包括:
[0068]设置大体上紧密的同心无缝管件；
[0069]用乳制管件缝焊机针脚焊接无缝管件以产生包括针脚图案的针脚层；
[0070]周向缝焊接外壁的同心外板材到内壁和针脚层以产生焊接管组件；
[0071 ]将圆柱模具插入到焊接管组件内；
[0072]将焊接管组件放到被加热模具内；
[0073]使焊接管组件升温；
[0074]对焊接管组件加压以根据针脚图案形成内部结构；
[0075]保持用于在外壁和内壁之间进行扩散结合过程的压力；以及
[0076]从被加热模具去除所得管部件并且冷却所得管部件。
[0077]条款7.根据条款6所述的方法，其中同心无缝管件具有近似匹配的直径以使在针脚焊接期间能够实现接触。
[0078]条款8.根据条款6或7所述的方法，进一步包括清洁无缝管件以去除氧化物。
[0079]条款9.根据条款6、7或8所述的方法，其中针脚焊接无缝管件包括沿着无缝管件的长度产生针脚图案。
[0080]条款10.根据条款6、7、8或9所述的方法，其中周向缝焊接外壁的外板材到内壁和针脚层包括:
[0081 ]将内壁放在第一外板材和第二外板材之间；以及
[0082]周向焊接第一外板材、第二外板材以及内壁的末端周边。
[0083]条款11.根据条款6、7、8、9或10所述的方法，其中将焊接管组件放到被加热模具内包括将焊接管组件放到下模具和上模具中。
[0084]条款12.根据条款6、7、8、9或10所述的方法，其中使焊接管组件升温包括加热焊接管组件至约1450° F到约1850° F的温度范围内的温度。
[0085]条款13.根据条款6、7、8、9、10、11或12所述的方法，其中对焊接管组件加压以形成内部结构包括:
[0086]使得外板材填充被加热模具的轮廓；以及
[0087]对内壁的无缝管件加压以基于针脚图案形成在内壁内的单元。
[0088]条款14.根据6、7、8、9、10、11、12或13所述的方法，其中对焊接管组件加压以形成内部结构包括在约300ps i的压力下加压。
[0089]条款15.根据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内壁之间进行扩散结合过程的压力包括保持压力一段时间使得外壁和内壁能够经历扩散结合过程以使外壁和内壁变成整体件。
[0090]条款16.—种双壁钛导管结构，包括:
[0091]内壁和外壁以及在内壁和外壁之间延伸的多个加强件；以及
[0092]其中所述多个加强件轴向和径向均对齐，并且所述多个加强件被扩散结合到内壁和外壁。
[0093]条款17.根据条款16所述的双壁钛管结构，其中内壁和外壁包括没有由于在一定温度和压力下模压成型之前由电阻焊接多个同心钛管所导致的紧固件的单体管。
[0094]条款18.根据条款16或17所述的双壁钛管结构，其中所述多个加强件提供连续的内部负载路径。
[0095]条款19.根据条款16、17或18所述的双壁钛管结构，其中所述多个加强件基于用乳制管件缝焊机针脚焊接无缝管件以产生针脚图案并且对焊接的无缝管件加压以根据针脚图案形成内部结构。
[0096]条款20.根据条款16、17、18或19所述的双壁钛管结构，其中内壁和外壁被扩散结入口 ο
[0097]为了说明和描述的目的，已经呈现了不同的有利设置的描述，并且该描述不是意在详尽的或将实施例限制于所公开的形式中。对于本领域技术人员来说很多修改和变化将是显而易见的。进一步，相对于其他有利的实施例，不同的有利实施例可描述不同的优点。所选择和描述的实施例或已选的实施例是为了更好的解释实施例的原理、实际应用并且使得本领域其他技术人员能够理解本公开的具有适合于特定预期用途的各种变化的各种实施例。
【主权项】
1.一种制造双壁钛导管的方法，包括: 针脚焊接同心的多个板材(602，604)以形成针脚层(902) 在所述双壁钛导管的内壁(702，802)和外壁(704，804)之间提供所述针脚层(904); 周向缝焊接所述内壁(702，802)和所述外壁(704，804)到所述针脚层以产生焊接组件(906)； 在一定温度和压力下模压成型所述焊接组件以根据针脚焊接线形成在所述多个同心板材之间的内部结构(610，612)以便使得在所述内壁(702，802)、所述针脚层和所述外壁(704，804)之间实现扩散结合过程(908);以及 从所述模具去除所述双壁钛导管(910)。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述内部结构包括在所述内壁(702，802)和所述外壁(802，804)之间延伸的至少一个加强件(806)。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中针脚焊接在形成所述内部结构(610，612)尺寸和形状的所述多个板材(602，604)上产生图案。4.一种制造双壁管的方法，包括: 超塑性成形所述双壁管的内部结构；以及 扩散结合所述双壁管的外壁、内壁和所述内部结构，所述超塑性成形及扩散结合进一步包括: 设置大体上紧密的同心无缝管件(102); 用乳制管件缝焊机针脚焊接所述无缝管件以产生包括针脚图案的针脚层(104); 周向缝焊接所述外壁的同心外板材到所述内壁和所述针脚层以产生焊接管组件(108); 将圆柱模具插入到所述焊接管组件内(110); 将所述焊接管组件放到被加热模具内(112); 使所述焊接管组件升温(114); 对所述焊接管组件加压以根据所述针脚图案形成所述内部结构(118); 保持用于在所述外壁和所述内壁之间进行扩散结合过程的压力(120);以及 从所述被加热模具去除所得管部件并且冷却所述所得管部件(122)。5.根据权利要求4所述的方法，其中所述同心无缝管件具有近似匹配的直径以使得在针脚焊接期间能够接触。6.根据权利要求4或5所述的方法，其中针脚焊接所述无缝管件包括沿着所述无缝管件的长度产生所述针脚图案。7.根据权利要求6所述的方法，其中周向缝焊接所述外壁的外板材到所述内壁和所述针脚层包括: 将所述内壁放在第一外板材(304)和第二外板材(306)之间；以及 周向焊接所述第一外板材(304)、所述第二外板材(306)和所述内壁的末端的周边。8.根据权利要求6所述的方法，其中将所述焊接管组件放到所述被加热模具内包括将所述焊接管组件放到下模具(510)和上模具(512)内。9.根据权利要求6所述的方法，其中对所述焊接管组件加压以形成所述内部结构包括: 使得所述外板材填充所述被加热模具的轮廓(116);以及 对所述内壁的所述无缝管件加压以基于所述针脚图案形成在所述内壁内的单元(118)010.根据权利要求6所述的方法，其中保持用于在所述外壁(704，804)和所述内壁(702，802)之间进行所述扩散结合过程的压力包括保持压力一段时间以使得所述外壁(704，804)和所述内壁(702，802)能够经历所述扩散结合过程以使所述外壁(704，804)和所述内壁(702，802)成为整体件。11.一种双壁钛管结构，包括: 内壁(702，802)和外壁(704，804)及在所述内壁(702，802)和所述外壁(704，804)之间延伸的多个加强件(806)；以及 其中所述多个加强件(806)轴向和径向均对齐，并且所述多个加强件(806)被扩散结合到所述内壁(702，802)和所述外壁(704，804)。12.根据权利要求11所述的双壁钛管结构，其中所述内壁(702，802)和所述外壁(704，804)包括没有由于在一定温度和压力下模压成型之前由电阻焊接多个同心钛管所导致的紧固件的单体管。13.根据权利要求11或12所述的双壁钛管结构，其中所述多个加强件(806)提供连续的内部负载路径。14.根据权利要求13所述的双壁钛管结构，其中所述多个加强件(806)基于用乳制管件缝焊机针脚焊接无缝管件以产生针脚图案并且对所焊接的无缝管件加压以根据所述针脚图案形成所述内部结构。15.根据权利要求13所述的双壁钛管结构，其中所述内壁(702，802)和所述外壁(802，804)被扩散结合。
【文档编号】F16L9/18GK105855318SQ201610001314
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年1月4日
【发明人】C·W·拉斯特
【申请人】波音公司