[科普中国]-波导弯头

波导弯头（ waveguide corner）也称弯波导，其纵轴方向是突然而变化的一段波导。弯波导的作用是改变能量传输方向。对弯波导的要求是：反射小（即失配小），不降低击穿功率。弯波导有两种：一是正面弯波导，二是H面弯波导。弯曲部分的波导特性阻抗要发生变化，曲率半径愈小，变化愈大。

简介管件也是一类箱体类零件，三通、堵头、承接管等的液态模锻在前面都可以找到类似零件做参考，但弯头的液态模锻有其特殊性。

波导弯头是微波组件中不可缺少的重要零件。形状不甚复杂，但尺寸精度要求非常高，而且具有曲面内腔。下图所示的波导弯头内部尺寸偏差要求为±0.03mm～±0.05mm。最小壁厚仅为1mm，最大壁厚也只有1.5mm。其内部形状主要是考虑减少电磁波通过时的能量损失。1

技术要求对波导弯头的技术要求为：①内表面不能有麻点和针孔；②承受3atm；③零件内型腔圆角半径小于等于0．4m；④焊接性能好；⑤为标准件，需要保证零件批量生产的一致性。

工艺流程弯头是用于管道转弯处的一种管件。在管道系统所使用的全部管件中，所占比例最大，约为80%。通常，对不同材料或壁厚的弯头选择不同的成形工艺。目前，制造厂常用的无缝弯头成形工艺有热推、冲压、挤压等。

热推成形热推弯头成形工艺是采用专用弯头推制机、芯模和加热装置，使套在模具上的坯料在推制机的推动下向前运动，在运动中被加热、扩径并弯曲成形的过程。热推弯头的变形特点是根据金属材料塑性变形前后体积不变的规律确定管坯直径，所采用的管坯直径小于弯头直径，通过芯模控制坯料的变形过程，使内弧处被压缩的金属流动，补偿到因扩径而减薄的其它部位，从而得到壁厚均匀的弯头。

热推弯头成形工艺具有外形美观、壁厚均匀和连续作业，适于大批量生产的特点，因而成为碳钢、合金钢弯头的主要成形方法，并也应用在某些规格的不锈钢弯头的成形中。成形过程的加热方式有中频或高频感应加热（加热圈可为多圈或单圈）、火焰加热和反射炉加热，采用何种加热方式视成形产品要求和能源情况决定。

冲压成形冲压成形弯头是最早应用于批量生产无缝弯头的成形工艺，目前，在常用规格的弯头生产中已被热推法或其它成形工艺所替代，但在某些规格的弯头中因生产数量少、壁厚过厚或过薄。产品有特殊要求时仍在使用。弯头的冲压成形采用与弯头外径相等的管坯，使用压力机在模具中直接压制成形。在冲压前，管坯摆放在下模上，将内芯及端模装入管坯，上模向下运动开始压制，通过外模的约束和内模的支撑作用使弯头成形。与热推工艺相比，冲压成形的外观质量不如前者；冲压弯头在成形时外弧处于拉伸状态，没有其它部位多余的金属进行补偿，所以外弧处的壁厚约减薄10%左右。但由于适用于单件生产和低成本的特点，故冲压弯头工艺多用于小批量、厚壁弯头的制造。

其它的成形方法除上述三种常用的成形工艺以外，无缝弯头成形还有采用将管坯挤压到外模后，再通过管坯内通球整形的成形工艺。但这种工艺相对复杂、操作麻烦，且成形质量不如前述工艺，故较少采用。

工艺参数要求液态模锻波导弯头需要满足成型、内部组织、尺寸精度、表面质量以及焊接等要求。根据液态模锻的特点，只要满足了成型的要求，就能够满足其他四个要求。因此合理地选择和控制工艺参数是非常重要的。同其他液态模锻工艺方法一样，波导弯头液态模锻工艺必须考虑浇注温度、模具温度、加压开始时间、比压、浇人量以及润滑剂等工艺参数的影响。

(1)浇注温度

因波导弯头壁厚只有1mm～1.5mm，为了使液态金属充满型腔，应适当地提高浇注温度。但是浇注温度过高，会引起合金氧化、含气量增高，甚至产生裂纹。因此浇注温度应以700℃～730℃为宜。

(2)模具温度

模具温度对于薄壁箱体类零件的液锻顺利成型影响非常大，从金属充填型的角度出发，模具温度应为300℃～400℃，而从保证制件的表面质量和模具寿命的角度来看，模具温度应为200℃～300℃，两者兼顾，以300℃为宜。

(3)加压开始时间

对于薄壁件来说，应该尽可能缩短加压开始时间，但加压开始时间受到设备空行速度的限制。根据试验结果，加压开始时间必须小于等于10s。

(4)比压

比压是液态模锻工艺的重要工艺参数之一，必须给予足够重视。由于波导弯头液态模锻是间接施压，必须取较高的比压值，一般要求大于1MPa，否则难以获得满足要求的波导弯头。2

本词条内容贡献者为:

张静 - 副教授 - 西南大学