本发明公开了一种内径不变两端壁厚增大管材的挤压装置，包括穿孔模杆、前段外径定型模具、中段外径定型模具和后段外径定型模具；所述前段外径定型模具包括前段环形外模、前段封口模、第一径向驱动缸和第一轴向驱动缸；所述中段外径定型模具上设置有加热坯料的第一加热装置；所述后段外径定型模具包括后段环形外模、后段封口模、第二径向驱动缸和第二轴向驱动缸；还公开了一种内径不变两端壁厚增大管材的挤压装置的挤压方法；在挤压过程中，通过选用不同的挤压模具来实现铝合金管前端管段、中间管段和后端管段的挤压成形，一次性挤压出两端外径增大的铝合金管，生产工艺流程短，生产成本低；同时产品整体质量均匀稳定，铝合金管各段内、外圆同轴度好，产品质量高。