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精密螺旋钢管工艺要求

精密焊管的原材料,除必须达到普通高频电焊钢管原材料的基本要求外,还须满足以下几方的要求: 


一、 对原料材质的质量要求:


精密焊管的原材料,除必须达到普通高频电焊钢管原材料的基本要求外,还须满足以下几方的要求:


1 化学成份:


冶炼时,重点是提高钢的纯净度,减少钢中的非金属夹杂物的含量,硫和磷含量要小于0.03%,为了适应后步冷变形加工,硫含量最好不要超过0.02%,因此要严格控制钢的化学成份。同时为保证产品具有良好的力学性能,冷弯、焊接等工艺性能,还需适当增加一些Nb、Ni、V等元素。


2 钢带形状和尺寸:


钢带轧制时,应采用AGC和板形控制系统,提高钢带厚度精度和板形精度。同时还要采用控制冷却方法,提高钢带的强韧性。纵剪钢带宽度尺寸精度要求要控制,钢带边缘要无压痕和毛刺,以提高焊接质量。


3 钢带表面的锈蚀:


钢带表面的黄锈为氧化铁的结晶水,在焊接过程中,高温会使其中的氧氢折出,如不能排出,存在于焊缝之中,易产生气孔微裂纹,改变组织结构,降低材料塑性,降低延伸率,所以要避免钢带表面锈蚀。

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二、 焊管成形工艺:


焊管成形工艺,即焊管机组成形及定径部分孔型设计和调整方法均会直接影响焊接质量的优劣。传统的成形工艺为辊式成形工艺,有单半径,双半径;W反弯法成形孔型体系,加上二辊、三辊、四辊或五辊挤压辊,二辊或四辊定径来保证成形质量。此种传统辊式成形工艺,大都用于直径小于φ114㎜的焊管机组。美国的排辊成形工艺、奥钢联的CTA成形技术,日本中田的FF或FFX柔性成形技术等,对成形后的焊口形状和良好的表面质量都有较好的保证,适用于规格范围更广的焊管机组。各种成形工艺技术,有不同优缺点,适合不同的条件,根据产品大纲、产品用途应在设备选型时慎重考虑、以选择不同的成形工艺技术。


为了减少弹性变形,对于精密焊管机组加工变形道次都比普通焊管道次相应增加2~3道次。在变形安排上,应减少初始时变形角度,保证稳定的咬入,中间弯形角度适当加大,后部变形适当减少,增加变形道次不仅仅是减少变形力,还可使带钢有释放表面应力的机会,让表面应力增加的梯度缓慢,可以避免出现裂纹。在调整过程中,首先应保证垂直中心线的各道次统一,以中心作为基轴,找准定位尺寸及中间套,在水平线的位置上,应按照工艺安排,形成上山线(下山线)平直线,不能出现曲线跳动。在没有穿带前,就应该调整好各机架的孔型形状,测量各道次尺寸,保证产品稳定进入各机架。在调整中要均衡受力,不可以在一个机架上强行变形,保证提升角稳定均匀变化。


精密焊管生产中,控制并调整好焊管机组成型及定径机座设备积累误差和轧辊弹跳量是较陈旧的焊管机组也能生产精密焊管的关键。


三、焊缝毛刺的形成和清除:


通过高频电流集肤效应和邻近效应,电流集中在焊缝处加热至熔融状态,经挤压辊侧向加压焊接时,受挤压力作用,多余的金属和氧化物堆积于焊缝上部形成外表面毛刺;受挤压力和重力的共同作用,另一些多余金属和氧化物沿钢管轴线方向在内侧下垂形成内毛刺。


毛刺宽度通常在0.5~3㎜左右,内毛刺高度是不均的,一般为0.2~0.6㎜。个别高度可达1㎜以上。外毛刺一般用刨削法清除,而内毛刺在钢管内空间小,清除技术难度增加。由于内毛刺的存在,当钢管再进行冷拔或冷轧精加工时,会在钢管内表面形成裂纹、折叠或划痕。因此对于精密焊管,不清除内毛刺就无法达到内表面质量要求,也无法进行后步工序加工。


外毛刺清除装置有一把刨刀和二把刨刀型式,用一把刨刀要停机换刀,而用二把刨刀清除毛刺,换刀可不需停机。


清除内毛刺技术难度大,由于去内毛刺的专用装置在钢管内部,工作环境很差,看不见,摸不到,它受到带钢精度、机组设备精度、成形工艺、焊缝形状等影响,往往得不到保证。国外资料报导,内孔在14㎜以上的焊管都可以去除内毛刺,实际上内孔25㎜以下的内毛刺清除就很困难了。国内技术一般在内孔50㎜以上较大直径的焊接钢管可以清除内毛刺。


清除内毛刺,通常是在连续焊管生产线上清除,也可以采用离线方法清除。


清除内毛刺方法,目前主要有以下几种方法:


切削法:该方法是利用伸进管内固定刀刃或旋转切削头,对毛刺进行切削。


辗压法:该方法是利用伸进管内的滚压装置,使内毛刺产生塑性变形,达到减薄内毛刺高度的效果。


氧化法:钢管焊接开始时,用通气喷嘴向内焊缝喷射氧气流,利用焊缝焊接余热,使内毛刺加速氧化,并在气流冲出下脱落。


拉拔法:钢管通过模具时,在浮动塞的环形刀刃作用下,清除钢管内毛刺。


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