金属零件成型工艺：扁管挤压、翅片辊压与百叶窗成型、主片/水室冲压、管件弯曲与端部成型

课程大纲

• 能说清扁管的两条制造路线（MPE 挤压、带材折叠/焊接）各自的工序链与管控点，并按可达壁厚、流道截面自由度、耐压上限三项给出选路判据（不给绝对数值，指明该向谁取数）
• 能对挤压、辊压/开窗、冲压、弯曲四族各写出双侧工艺窗口：超上限与超下限各出什么缺陷、用什么量测、判据落在哪个过程量上
• 能把成型后最薄处壁厚代入 σ_θ 复核耐压裕度，判断「按名义壁厚裕度够」的结论是否仍成立，并说明多孔挤压扁管为什么不能用这条式子
• 能按冲裁间隙与翻孔系数判断主片管孔的孔缘开裂风险与钎缝搭接量是否够，并说明毛刺方向为什么会压低可用的翻孔系数
• 能把一组成型工艺窗口正确分派到图纸公差、技术条件与过程文件三处，判据是「该量能否在验收环节被测出来」
• 能列出成型侧交给下游的交出物清单——毛刺方向与高度、截面/平面度漂移的抽检方式、成型润滑剂类型与允许残留口径——并说明各项分别是谁的输入变量

1. 扁管成型的两条路线：MPE 挤压与带材折叠/焊接
   • MPE 挤压走分流组合模：坯料被分流桥切开、在焊合室重新压合、经定型区成多孔截面，因此每根扁管都带纵向焊合线——它是这条路线的固有薄弱面，决定的是耐压与气密而不是外观；判据是焊合室压力（由挤压比、坯温、出口速度共同给）与爆破试验的破口位置是否落在焊合线上
   • 挤压速度—坯温窗口是双侧的：偏高侧出口温度逼近固相线，出现热裂与撕裂毛刺；偏低侧挤压力超机器能力、焊合不良。窗口宽度随牌号走（3003 与低镁 6 系的固相线差一档，牌号与固相线余量见 H1-01），不是设备参数表上的一个固定档
   • 最小可挤壁厚不是材料给的、是模具给的：孔壁（web）与外壁的下限由分流桥宽度、模芯悬臂强度与模具寿命共同卡死。这正是 H1-03『更薄扁管』止步的位置——H1-03 只取封顶结论作为薄壁化目标的上限，成因与量化窗口在本讲
   • 模具磨损会让截面尺寸沿寿命单向漂移：孔宽与壁厚随模次偏移，表现为批次间当量直径与流阻漂移（下游后果引 N3-03『挤压型材壁厚公差对流道堵塞/变形风险的影响』）。管控抓手是模次分段的截面抽检与趋势判定，终检合格与否抓不住单向漂移
   • 直线度与扭拧由牵引—拉伸矫直与冷床摆放决定，超差的后果不在管本身而在装配：芯体堆叠时插管不到位、钎焊间隙不均。芯体堆叠压紧与炉前自定位归 H2-08，钎焊变形与夹具归 H2-07，本讲只交出型材的形位状态
   • 第二条路线（本讲新增，A3-02 已在已发布讲义 §5.2 向学员承诺在本课展开）：带材开卷→辊压成形→折叠成扁管→焊合（高频焊或钎焊焊合）→内翅片装入或折成 B 型管。工序链与 MPE 完全不同，管控点从「模具」转移到「带材规格＋辊模＋焊合」
   • 两条路线的能力差别按三项对比讲、不给绝对数值：可达壁厚（折叠管受带材可供厚度与辊压成形性约束，挤压受模具与分流桥约束）、流道截面自由度（挤压可做任意内筋形状，折叠管靠内翅片或 B 型折弯换取流道）、耐压上限（挤压靠内筋受拉＋筋间平壁受弯，折叠管的承压路径要多算一条焊合缝）。三项的具体封顶值属供应商工艺能力数据，须向能力表取，本讲只给对比方向与判据
   • 焊合缝的冶金与缺陷判读不在本课：钎焊侧引 G3-02 第 4 讲与 H2 模块，本讲只管「焊合有没有形成」这一工艺量以及它落在承压路径的哪个位置
   • 零覆盖举证（两块都是全库真空）：`挤压比`、`分流模` 在既有课正文 0 命中；既有 `挤压` 13 门逐条复核后只有 N3-03（挤压型材壁厚公差一句）、D2-01（挤压型材直流道一句）、A3-02（挤压成型难度一句）沾边，均为一句挂名；`折叠管` 0 门、`高频焊` 0 门、`内翅片` 仅 A3-02 一门且就是那条前指本身
2. 翅片带辊压与百叶窗成型
   • 全链是开卷—张力控制—辊压成波—开窗（切口）—折叠成波纹带—定长切断；每道工序的过程量各伤一个性能，讲的时候要一一对上，不能笼统说「辊压质量」
   • 百叶窗角度与开窗率有硬成型极限：切口是「切而不断」的局部剪切叠弯曲，角度越大、翅距越小、料越薄，切口根部越接近开裂与掉料。判据是切口根部完整性与掉料量——碎屑进芯体就直接变成钎焊污染源
   • 成型极限决定 A2-05、A3-02 讲的 j/f 甜点能不能从图纸兑现成实物：图上把百叶窗角拉满、翅距压到最小的方案常常正落在成型极限之外。空气侧优化的结论必须先过这道工艺可行性筛；j/f 性能口径引 A2-05、A3-02，本讲不重讲换热与压降
   • 辊模磨损让翅高、翅距、波形一致性漂移：翅高偏差直接改芯体堆叠总高与钎焊压紧行程，翅距偏差改空气侧流阻。抓手是辊模模次台账＋翅高/翅距在线测量，与第 1 讲的挤压模磨损属同一族单向漂移问题
   • 薄规格翅片带还有另一侧封顶值不在成型而在钎焊：抗下垂（sag）与包覆率的批次波动限制了「翅片还能多薄」。这一侧归 H1-01 的铝材技术条件与进厂判定、H1-03 的薄壁化失效边界，本讲不重讲来料判定，只把成型极限作为第二个封顶值交上去
   • 零覆盖举证：全库 `辊压` 的唯一实体命中是 H1-03 一条要点，且那条要点自己写明「极限的成因与量化窗口见 H1-05」；`翅片带` 同在那一句里；`百叶窗` 7 门全部在讲空气侧换热与压降，无一门讲怎么轧出来
3. 主片/水室/边板冲压，与不锈钢 BPHE 板片的深拉与压花
   • 冲裁间隙是双侧窗口，而毛刺不是外观问题而是方向问题：毛刺方向必须避开密封功能面与后道装配面（准则条目与扣分项归 I5-01，本讲给窗口与机理）；毛刺同时是钎焊前处理的输入变量——H2-02 已把「成型工序油、毛刺与截面漂移」明确列为它的输入并前指本课
   • 管孔翻孔高度直接决定钎缝搭接量：翻孔系数决定孔缘会不会裂，翻孔高度叠主片—扁管配合公差决定搭接长度够不够（下接 I5-01『翻孔高度与钎缝搭接量耦合』与 H2-08 可钎焊性设计），两件事要一起算，只控高度不控孔缘断面质量会在钎焊后才暴露
   • 拉深是双侧边界：压边力不足则法兰起皱，压边力过大则筒壁与圆角开裂。判据用成形极限图 FLD 上的应变路径——起皱与开裂各在图的两侧，只查一侧等于没查
   • 回弹与平面度是往后道传的量：主片与边板的回弹改的是定位基准和卷边法兰平面度，进而改卷边后密封垫的压缩量。卷边接缝的结构形式（主片爪高/爪数/爪距、翻边圆角、主片槽形）与卷边力窗口归 G2-11，本讲只交出「冲压过程量与平面度」这一输入，两课双向链、互不重讲
   • 件谱另增一类：不锈钢 BPHE 波纹板片的深拉与压花。奥氏体 316/316L 加工硬化率高、回弹显著大于 3xxx 铝，铝件那套冲裁间隙与 FLD 判据不可平移；人字纹波纹属浅拉深＋压花复合，减薄集中在波峰/波谷的过渡圆角上
   • BPHE 板厚公差与减薄率不止进第 5 讲的耐压校核，还改变板片接触点的贴合度与毛细间隙，从而决定钎着率与流道一致性——下接 G3-02 讲义 §4.3（钎着率＝承压路径完整性）与 §5.1（板厚公差作为制造分散性进承压裕度）。成形极限图与回弹补偿方法本身归本讲，钎焊冶金与缺陷判读引 G3-02 第 4 讲，两处均不重讲
   • 零覆盖举证：`起皱`、`成形极限` 在既有课正文 0 命中；`冲裁` 除 I5-01 一条 DFM 条目外无实体内容；`冲压` 19 门复核后仅 I4-01 一条材料适用域挂名，其余全是 ram air「冲压风」的同形异义
4. 管件弯曲与端部成型
   • 绕弯/推弯/滚弯三法先按 R/D 与批量选：绕弯配芯棒、防皱块与刮料块能做到小 R/D，推弯与滚弯用于大半径与长管；选法选错时后面所有窗口都白卡——芯棒方案本身就是窗口的一部分
   • 最小弯曲半径的工艺侧来源：R/D 下限由外弧减薄率与内弧起皱两条判据卡出，再叠回弹补偿才落到规格书上，因此它随芯棒方案与设备能力而变。G11-01 讲义第 209 行已把这句写给学员并前指本课；设计侧的硬约束（布置时不许硬弯）归 G11-01 与 I2-02，本讲只讲窗口从何而来、早期怎么与工艺方谈下来
   • 减薄率、椭圆度、起皱三条判据各管一件事，不能用一句「弯得好不好」的目视判断代替：减薄率进耐压校核（第 5 讲），椭圆度进压降与密封面接触的连续性（密封面口径见 G11-03），起皱进疲劳与清洁度
   • 回弹补偿与一次成型率：铝的 σ_y/E 比钢大一档，同 R/t 下回弹更明显；补偿量只能靠首件试模迭代或成形仿真标定，查表拿不到。换牌号或换来料批次后一次成型率掉下来，先查回弹与来料状态，不是先查设备
   • 端部成型（扩口/缩口/翻边/滚槽/球头）是密封面的成形来源：褶皱、划伤、椭圆与壁厚过度减薄会直接变成漏点。密封选型与 O 圈/密封面设计归 G11-02、G11-03，胀接与扣压等机械连接的工艺量（涨管率、扣压直径）归 H3-02——H3-02 已明说「管端扩口/缩口/弯曲这些成形工艺量不在本课，归 H1-05 与 G11-01 的成形一节」，本讲只管成形工艺窗口本体，胀接是连接不是成型
   • 夹持直段的口径在此统一（两门课此前不一致）：I5-01 把「弯与弯之间、弯到管端留弯机夹持直段」列为准则条目并把工艺窗口指向本课，I2-02 同一条按布置占位自交付。本课口径＝夹持直段长度的工艺下限归本课工艺侧，走向上给它占位归 I2-02 布置侧
   • 零覆盖举证：`扩口`、`缩口`、`滚槽` 在既有课正文 0 命中（H3-02 那处是把它们派出去的边界句）；`弯管` 唯一命中 J5-04 讲的是两相流在弯管处拍动，同形异义
5. 成型与设计的耦合：落到图纸、技术条件与 SPC
   • 成型减薄要在已顶到硬边界的名义壁厚上再吃掉一截：耐压校核必须代成型后最薄处，而 H1-03 只算了名义值——它自己写明「耐压校核用的壁厚必须是成型后最薄处而不是图纸名义值，减薄率与最小弯曲半径的来源见 H1-05」，这就是它留给本课的真实漏洞。多孔挤压扁管另有一套判据（内筋受拉＋筋间平壁受弯，见 G2-07），定量校核走 J5-01 的 FEA 与爆破实测
   • 壁厚预算要串起来算：图纸壁厚 = 承载壁厚 + 成型减薄 + 腐蚀余量。H3-06 已把这条写成「算出的是承载壁厚，还要另加成形减薄（→H1-05）与腐蚀余量」；三项各有属主，本讲只负责中间那项的取值来源与累加规则，并交出「间隙与实际壁厚」给 H3-06 的弧焊窗口
   • 反向封顶：翅片与扁管的成型极限给 H1-03 的薄壁化目标封顶——薄壁化目标不能只从减重账倒推，要同时对齐成型极限（本讲）与钎焊侧的 sag/Si 侵蚀边界（归 H1-03、H1-01）
   • 成型工艺窗口怎么分派：哪些量进图纸（最小壁厚、椭圆度、平面度、毛刺方向与高度、翻孔高度），哪些量进技术条件与过程文件（挤压比与模次上限、冲裁间隙、压边力、芯棒方案、回弹补偿量）。判据只有一条——能不能在验收环节被测出来；测不出来的量不许写成图纸公差
   • 与 H1-01 已安排的「铝材技术条件与进厂判定」fold 做上下游对接：来料判定（牌号、状态、包覆率、板厚、包装与储运）归 H1-01，本课接的是「来料合格之后成型还会再改什么」，不重讲进厂判定方法
   • 成型工序油的源侧口径（本轮新增，此前全站无属主）：成型润滑剂类型、允许残留量、能否在钎焊升温段挥发净，必须由成型侧作为交出物给定。H2-02 的流程起于脱脂、只把它当输入变量；H4-03 与 I3-05 把拉延油残留当粘接/密封的头号杀手——三门课全在受害侧，没有一门定源侧。判据方向是「可挥发或易皂化的润滑剂配可用的脱脂方式」，残留限值与检测方法由产线与供应商共同定，本课不给数值
   • 批次一致性与 SPC 抓手：本课四族过程量里真正要上 SPC 的是随模次单向漂移的那几个——挤压截面尺寸、辊模翅高/翅距、冲裁毛刺高、弯曲一次成型率；单向漂移要用趋势判定与模次分段抽检，靠合格/不合格终检抓不住。这一条同时补 I5-01 只有钎焊/压铸/注塑/机加四类 DFM 准则、不含塑性成型的空缺（I5-01 已明说「本节只列准则条目与扣分项，工艺窗口与机理见 H1-05」）

• 以为耐压校核代图纸名义壁厚就够，其实挤压/带材的壁厚负偏差、弯曲外弧减薄、端部成型二次减薄三笔要串联累加；代名义值系统性高估裕度，而且误差方向永远偏危险侧
• 以为扁管耐压也用 σ_θ = p·d/(2t)，其实多孔挤压扁管是内筋受拉＋筋间平壁受弯，设计变量是筋数/筋厚/筋间跨距/平壁厚（见 G2-07）；拿 σ_θ 算扁管会得出错误的壁厚结论
• 以为最小弯曲半径是查供应商规格得到的固定值，其实它是在给定芯棒方案与设备能力下由减薄率/椭圆度窗口卡出的下限，早期可以与工艺方谈下来；等定型后再谈就没有余地（G11-01 已把这句写给学员）
• 以为扁管只有 MPE 挤压一条制造路线，其实还有带材折叠＋焊合一条，两条路线可达的壁厚、流道截面自由度与耐压上限都不同；选路选错会到样件阶段才发现流道方案根本做不出来
• 以为毛刺只是外观与手感问题，其实毛刺的高度与方向同时影响密封功能面、翻孔孔缘的开裂风险与钎焊前处理效果——毛刺朝凸缘受拉侧会明显压低可用的翻孔系数
• 以为终检合格就等于批次受控，其实模具与辊模磨损引起的截面尺寸、翅高翅距漂移是单向趋势；必须靠模次分段抽检与趋势判定抓，等它漂到超差已经报废一整批
• 以为回弹补偿量可以按材料查表，其实它随 σ_y/E 与 R/t 走、换牌号换批次就变；不锈钢 BPHE 板片的回弹显著大于 3xxx 铝，铝件那套补偿量与 FLD 判据不可平移
• 以为空气侧把百叶窗角拉满、翅距压到最小就是最优方案，其实那个点常落在开窗成型极限之外——切口根部开裂与掉料会把 j/f 甜点连同芯体清洁度一起毁掉；性能方案要先过成型可行性这道筛
• 以为成型件交给钎焊线只需要「洗干净」，其实成型润滑剂的类型决定了能不能洗净：源侧不定润滑剂与残留口径，脱脂再准也救不回预热区裂解出来的残碳黑斑（H2-02 已把它列为输入变量，却没有一门课定源侧）
• 以为把所有工艺窗口都写进图纸公差最保险，其实测不出来的量写进图纸只会变成争议条款——判据是能否在验收环节被测出，测不出的量应落到技术条件与过程文件里

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