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1、第22卷第6期樊立奎:薄壁直缝焊管辊式成型质量的研究与应用·43·薄壁直缝焊管辊式成型质量的研究与应用樊立奎(辽宁省锦州市焊管厂121000)摘要介绍了薄壁直缝焊管辊式成型机理,通过对圆周成型法和边缘成型法的理论分析,用综合弯曲法成功地对成型辊轮进行了改造设计,保证了带材成型质量,取得了较好的效果。主题词薄壁钢管精密钢管直缝焊钢管焊管机成型质量应用1概述2设备及带材成型方法焊管的辊式成型是指横断面上不等曲率薄壁直缝焊管的成型是在我厂引进的日弯曲和纵向连续运行的综合过程,而带材的本TIG焊管机上进行的,该机主要由以下三[1]弯曲则是一个多向受力的变形过程。部分组成:在直缝薄壁焊管
2、的成型中,直缝薄壁焊(1)前部变形由开口成型段的三组水平管的成型要比厚壁焊管困难的多,主要影响主动辊和四组被动立辊组成,主要是对带材带材成型和焊接质量的因素是带材边缘的伸粗成型;长和回弹,这种伸长和回弹是和带材的机械、(2)中部成型是由闭口成型段的两组水物理性能(抗拉强度、延伸率、硬度等)相关平主动辊和两组被动立辊组成,它可使粗成的。薄壁管的壁厚与外径之比越小,则其边缘型带材由开口孔顺利进入闭口孔成型;的不稳定性就越大,当带材边缘在成型时所(3)后部整形定径段由三组水平主动辊产生的伸长达到一定程度后,后期成型由于和两组被动立辊组成,对成型后的管坯进行边缘不稳定就会在边缘形成边部
3、浪形,叫做外圆尺寸校正和保证管材焊接质量。[2]边部纵向瓢曲。因此,主要是解决边部纵向该机组主机(包括焊接耐热辊一组)共由瓢曲问题,应从工艺上采取措施限制带材边十七组辊轮组成,主机配置如图1所示。缘的相对伸长,增加带材边缘的稳定性。它采用多组合理的弯曲变形辊轮,成型图1焊管机主机布置图1—电动机2—主联轴器3—减速机4—带材入口导卫装置5—小联轴器6—齿轮箱7—主动成型辊轮8—传动轴9—被动成型辊轮10—焊接耐热辊轮11—焊枪12—增加被动辊轮13—传动花键轴·44·焊管·第22卷第6期·1999年11月质量较好;并且辊轮调整方便,通过调整辊轮边缘和圆周综合弯曲法来对带材进行成
4、型。能充分控制焊缝质量。综合弯曲法是以成品管半径为边缘弯曲日本TIG薄壁直缝焊管成型机的变形半径,将带材边缘弯曲到某一变形角W。并且方法与国产设备略有不同,它在带材进入封W在以后的各成型辊轮上基本保持不变,而闭孔前增加了被动立辊数量,并利用增加的带材中间部分的弯曲成型则按圆周弯曲法进立辊向带材边部施加变形力,保证其周向变行变形分配。这种成型方法同时具有边缘弯形力与带材边部移动方向一致,使边部弯曲曲和圆周弯曲的效果。变形均匀合理,成型过变形得到改善。程稳定,边缘相对伸长小,成型质量好,特别适合于薄壁焊管成型。[3]3带材成型与设计3.2成型辊轮设计3.1带材成型原理从第一架成型辊
5、开始,将带材两边以接日本TIG薄壁焊管机的成型采用的是近成品管半径进行弯曲,中间部分弯曲半径圆周弯曲法。我们在实际生产中发现,薄壁管逐架减小,并且带材中间部分的长度也逐架在该机上成型还存在不足。带材在成型过程减小,当中间部分的弯曲半径与边缘弯曲半中稳定性较差,易产生游动,焊缝容易扭转,径之比为2.0～2.5时,带材进入带导向片的边缘相对伸长大于边缘弯曲法。因此,对薄壁封闭孔辊轮中。焊管辊式成型进行了深入的研究和探讨,重综合弯曲法设计为五步(如图2所示):新设计加工成型辊轮,并完善辊轮配置,采用(1)带材在整个宽度上进行弯曲(如图2综合弯曲法辊轮成型形状图2(a));封闭孔辊轮(
6、如图2(c));(2)弯曲后带材边缘不与成型辊接触,并(4)第一组导向辊轮进行圆周弯曲(如图以两个半径进行弯曲(如图2(b));2(d));(3)弯曲中间部位,然后进入带导向片的(5)第二组导向辊轮完成带材成型,进入第22卷第6期樊立奎:薄壁直缝焊管辊式成型质量的研究与应用·45·焊接耐热辊进行焊接成形(如图2(e))。为了防止变形后回弹,在成型过程中给带材增加变形量,以补偿变形后带材的回弹,所以4实例计算选择r=1.98mm。用综合弯曲法成型时,采用五个机架,需(3)带材成型时中心部分长度要计算出带材中心弯曲半径R和带材边缘N-iL=1.04b(2)N+1弯曲半径r,以及相应
7、的变形角H和W等参式中:N—成型机架数目;数。i—所计算的变形机架顺序号。[3](1)带材宽度b(4)带材成型时中心部分半径正确选择带材宽度对成品管的尺寸精度2R=0.25[(N-2i+1)+nN]r(3)和焊缝质量是非常关键的。高频焊接的薄壁式中:n—弯曲变形机架数。带材宽度受各种因素的影响:如材质、焊接电(5)相应变形角H和W流频率、带材边部状态、焊缝余量和定径余量57.3L等。根据试验并参考有关文献,按经验公式进H=2R(4)行计算。57.3(b-L)W=(5)b=P(d-t)+$1+
