不銹鋼直縫焊管成型工藝流程

  不銹鋼直縫焊管成型工藝主要有：滾卷成型、“UO”成型、“JCO”成型、輥式連續冷彎曲成型和拉拔成型。

一、滾卷成型

  這種成型方式，首先是將符合要求（厚度，材質）的不銹鋼板，按要求的寬度及長度下料，隨后要根據板厚決定是否開坡口。成型的第一步是預彎邊，然后經卷板機將不銹鋼板滾卷成型為開口管，如圖4-1所示。

  滾卷成型工藝流程：

  下料→開坡口（厚度＞6mm)→預彎邊→滾卷成型→坡口清理→點焊。

 采用該方式成型的關鍵是合縫處的彎曲成型，必須達到要求的曲率半徑。如此要求，是為下一步焊接和精整創造條件。為此，要求在滾卷前，在專用設備上，預先將其兩邊緣壓制彎曲成型，成型后的曲率半徑與焊管的半徑接近，這個成型過程稱之為預彎邊。隨后再在卷板機上滾卷成型。滾卷成型時，逐漸調整輥子的壓下量，并要求往復滾動，直到兩邊緣合攏；當圓度符合要求時，將其合縫處清洗并點焊，即完成滾卷成型。

 這種不銹鋼焊管成型方式的優點是：成型尺寸范圍大，成型質量較好，設備簡單造價低，操作也簡單，適宜小批量、厚壁、管徑大的焊管的生產。該成型方式不足之處是受輥子的長度和直徑的限制，可成型的鋼管的長度壁厚和外徑也受到限制；另外，滾卷成型還會造成鋼管表面的擦劃傷和壓坑，影響焊管的表面質量；其次，勞動強度大也較大。

 當板材厚度超過卷板機成型能力，滾卷成型有困難時，可以加熱鋼板，進行熱滾卷成型；但對不銹鋼板的加熱應特別謹慎，注意加熱溫度，防止由加熱引起耐腐蝕性能的下降，增加脆性相等問題的出現。

二、“UO”成型

“UO”成型，顧名詞義，先將被成型的鋼板壓制成“U”型，然后再將“U”型壓制成“O”型，即完成“UO”成型，如圖4-2所示。

“U”型前，需在鋼板的端部，如圖4-3所示，畫制成型道次線。成型道次線的畫制一般是中線對稱的兩邊密中間疏的道次線，目的是改型對稱，并使邊部成型不出現直邊，畫制線的條數與成型的道次相等。中386×12~18不銹鋼焊待“U”成型道次線的畫制見圖4-3。

“U”成型的模具是成型質量優劣的關鍵，表4-1和表4-2列出了某型號壓力成型機對應的鋼管尺寸、模具尺寸、成型方式和成型道次對應表，可供成型時參考。但要壓制出外形質量高的鋼管，與操作技術有密切關系，操作技術需在生產實踐中摸索和掌握。

“U”成型后的管坯，在“O”成型壓力制管機上，完成“O”成型。“O”成型時要選用與鋼管外徑基本相近的模具，并要求模具清潔無油污。在“O”成型過程中要仔細觀察成型質量，隨時采取相應措施，保證外觀質量。當“O”成型達到要求的外形和尺寸時，應按要求的間距和位置用氬弧焊分段進行點焊。點焊前要認真清理點焊處，點焊處要求清潔無油污，要保證點焊質量，因為點焊焊縫將保留在下一步焊接的焊縫內。

“UO”成型工藝流程：

  下料→開坡口（厚度＞6mm)→畫制成型道次線→預彎邊→“U”成型→“O”成型（坡口清理→點焊→加焊引弧、收弧板）。

“UO”成型方式的優點是：適應性強，靈活，可加工厚壁管等；只要有合適的模具，加工的厚度和長度不超出設備使用范圍，就可加工生產相應的焊管。

“UO”成型方式的缺點是：成型質量不高，有直邊，勞動強度大，設備及模具投資費用大。一般的“U”成型機采用液壓成型機，壓力在2000噸上下，成型長度在6m,設備非常龐大；如果加工生產的規格多，相應的模具也較多。

三、“JCO”成型

 該成型方式是采用了大型預彎邊機，通過合適模具對鋼板邊緣進行步進式預彎，從而得到理想的邊緣成型效果，避免焊管斷面“桃形”的出現。預彎邊即邊緣的“J”狀成型。

 鋼板邊緣步進式預彎成型后，采用多道模壓進行成型，得到理想的各部位變形均勻的圓形，即完成“C”成型。

“C”成型后，再經過壓力機和預焊機將其壓成閉合的“O”型管，即完成了“O”成型。

“JCO”成型工藝流程：

  下料→開坡口（厚度＞6mm)→預彎邊（“J”成型）→“C”成型→“O”成型（預焊）。

四、輥式連續冷彎曲成型

 連續彎曲成型是帶鋼在連續成型機組上，依次通過已經調整好的各架次成型輥，彎曲成型為直縫開口管。成型后的開口管，根據其厚度采用合理的焊接方法，在焊接擠壓輥處被焊接成有直縫的焊管。用該成型方式生產加工的焊管，外形質量高而穩定，同時生產效率高。連續彎曲成型的方式有以下幾種：

 1. 帶鋼中心彎曲成型

  帶鋼中心彎曲成型是從帶鋼的中軸線開始彎曲的，彎曲的半徑R是恒定的，等于成品管的半徑，然后逐架增大中間變形角0,最終進入有導向片的閉合孔形的成型輥，到此完成了直縫焊管的成型。中心彎曲成型見圖4-4。

2. 帶鋼邊緣彎曲成型

 帶鋼邊緣彎曲成型是從帶鋼的邊緣開始彎曲成型的，彎曲的半徑B是恒定的，等于成品管的半徑，然后逐架次增加邊緣變形寬度，與此同時相應地逐架次減小帶鋼（管坯）的中間寬度，直至進人閉合成型輥，成型為開口直縫管。帶鋼邊緣彎曲成型見圖4-5。

3. 圓周彎曲成型

  圓周彎曲成型是沿帶鋼全部寬度同時進行彎曲變形，其彎曲半徑逐架次減小，而中心彎曲角在成型過程中逐架次增大，到閉合成型輥后成型為開口直縫管。圓周彎曲成型見圖4-6。

 4. 雙半徑彎曲成型

 雙半徑彎曲成型，是以擠壓輥半徑為邊緣彎曲半徑，將帶鋼邊緣彎曲到某一變形角度，并且在以后各成型道次中保持不變，而帶鋼中間的彎曲變形則按圓周成型方式進行。

 該成型方法吸取了邊緣彎曲成型和圓周彎曲成型的優點，具有變形均勻、成型穩定、邊緣延伸小的好處，不足之處是對不同管徑的成型輥共用性差。雙半徑彎曲成型見圖4-7。

5. 成型區長度

 連續式成型機從第一架水平輥中心至最后一架水平輥中心的距離稱為成型區長度。確定成型區長度的原則是：必須保證帶鋼邊緣在成型過程中不產生塑性變形，以防止邊緣鼓包和波浪等成型缺陷的產生。最佳的成型區長度是在保證這個原則的前提下的最小成型區長度。

 對于連續彎曲成型機組所需要的成型區長度，它與彎曲總變形量有關。目前尚沒有通用的成型區長度計算方法。

  一般認為成型區長度為最大升起高度（即焊管的外徑）的40~57倍。

 這樣一來，成型區長度L=(40~57)Dmax.

  式中：L--成型區長度；

          Dmax--最大升起高度（即焊管的外徑）。

6. 成型輥架數和間距

  成型輥架數和間距的確定要考慮到帶鋼邊緣的塑變形、機架的結構設計，以及導衛裝置的安裝等多方面的要求。在同一機組里，成型輥間距可以相同，也可以不同。對于連續彎曲成型焊管機組，其水平輥機架間距（1),可由所生產的最大管徑Dmax確定：

    I=kDmax

      ＝（5.7~10)Dmax

  從而可得水平輥架數n為：成型區長度／水平輥機架間距。

  n=L/I

  ＝［（40~57)Dmax]/[(5.7~10)Dmax]

  ＝7~10(架）

7. 成型輥軸徑和底徑

 連續成型焊管機組的成型輥軸徑（Φ),可根據下面經驗公式確定：

  Φ=kDmax

   其中，Dmax--鋼管最大直徑；K-系數。

  系數k的取值范圍見表4-3。

  立輥軸徑一般為所生產鋼管最大直徑（Dmax)的一半。

  第一架下成型輥的底徑，一般取相應軸徑的1.9~2.1倍，隨后各機架的下成型輥底徑應逐架增加0.5%~0.65%,以便使成型機架間的帶鋼保持一定的張力。上成型輥底徑要根據下成型輥底徑和上下輥傳動比來確定。但當采用下成型輥單獨傳動時，上成型輥底徑的選擇只需考慮滿足強度的需要。

  立輥的腰徑應根據水平輥機架間距、孔型系統、結構形式等確定，一般為所生產鋼管最大直徑的1~2倍。

 8. 成型底線

  從成型機的第一架至最后一架，各架下成型輥孔型的最低點的連線稱為成型底線。成型底線的分布大致有4種（圖4-8):

  上山法：底線在成型過程中逐漸上升（圖4-8a);

  底線水平法：底線在成型過程中是一條水平線（圖4-8b);

  下山法：底線在成型過程中逐漸下降（圖4-8c);

  邊緣線水平法：邊緣線（各架邊緣點的連線）在成型過程中保持水平（圖4-8d)。

  在焊管成型過程中，一般采用下山法，因為下山法在降低邊緣成型高度，并減小邊緣縱向變形的同時，還最大限度地減小了帶鋼橫斷面上縱向延伸的不均勻性。

五、拉拔成型

  拉拔成型雖然可以實現機械化生產，但該成型方式的先天不足是易產生邊浪，成型后的管坯會出現弓形，給焊接造成困難。所以，現在不銹鋼焊管成型已經很少采用。拉拔成型見圖4-9所示。