不銹鋼焊管成形基本問題有哪些
浙江至德鋼業(yè)有限公司根據(jù)工廠多年不銹鋼焊管生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn),總結(jié)認(rèn)為不銹鋼焊管成形基本問題主要有以下三點(diǎn):
一、機(jī)架的排列與布置
輥式連續(xù)成形機(jī)的電焊管機(jī)組在我國分布較廣。輥式連續(xù)成形機(jī)架的排列與布置形式基本有兩種:一種是水平輥和立輥交替布置;一種是在封閉孔前成組布置立輥群,如圖15-5所示。其他組合形式均由此演變而來,常見類型列于表15-2.
整個(gè)機(jī)組完全采用水平輥和立輥交替布置的形式正在逐步淘汰,因?yàn)檫@種布置在封閉孔前兒架管坯的變形角相當(dāng)大,上下輥之間的直徑差很懸殊,因而輥面的速比可達(dá)到1.8~2.2。造成管坯表面劃傷,軋輥磨損嚴(yán)重。因此新設(shè)計(jì)的機(jī)組將這幾架以立輥組代替,既避免了劃傷又簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)。國外最近還出現(xiàn)了一種布置形式,它僅僅頭兩架開口孔和封閉孔是水平機(jī)架,其余都是立輥機(jī)架,簡(jiǎn)稱VRF法。該機(jī)組設(shè)備簡(jiǎn)單,重量輕,邊緣延伸小,管坯成形質(zhì)量好。
二、管坯成形的變形過程
管坯在成形機(jī)組中的變形包括縱向變形、橫向變形和斷面變形三部分。縱向變形是指管坯在軋制線方向上由平板變?yōu)閳A筒形的過程而言,它決定著成形質(zhì)量,如圖15-6所示為帶材成形過程中縱向變形的示意圖。縱向變形過程是不均勻的,在前幾架帶鋼邊緣部分的延伸大于中心部分,在封閉孔型前兩架時(shí)管坯中心變形角超過180°后,中心部分的延伸又大于邊緣,如圖15-7所示。總的結(jié)果是,成形為圓筒以后,邊緣的長(zhǎng)度L'大于原來的長(zhǎng)度L,相對(duì)伸長(zhǎng)率為:
為保證成形質(zhì)量的穩(wěn)定性,應(yīng)使延伸了的邊緣壓縮時(shí)能恢復(fù)原來的形狀,不致引起波浪和鼓包,這樣板帶邊緣的縱向積累拉伸變形應(yīng)在彈性變形極限以內(nèi)。根據(jù)胡克定律:
由此取邊緣上升角α=1°~1°25'.因此對(duì)不銹鋼焊管,該機(jī)組生產(chǎn)最大直徑d產(chǎn)品時(shí)所需的最小變形區(qū)長(zhǎng)度l是:
小于此值成形焊接后易起鼓包,過多增加機(jī)架也是浪費(fèi)。為了保證成形質(zhì)量,同時(shí)還需采取其他措施來控制帶材邊緣的相對(duì)延伸。
斷面變形是指成形后(實(shí)際上還包括定徑矯直的影響)壁厚變化而害。一般成形后壁厚總有所增加,管坯邊緣部分的壁厚總比中間部分略小,但差值很小對(duì)質(zhì)量無大影響,一般略而不計(jì)。
橫向變形是指管坯在孔型中承受橫向彎曲變形的問題,即軋輥的孔型設(shè)計(jì),對(duì)此以后將專門討論。
三、成形底線
成形底線是第一架至末架成形機(jī)的下輥孔型最低點(diǎn)的連線。成形底線的形式對(duì)于管坯成形的縱向變形過程有顯著的影響。
成形底線的形式基本上有圖15-8所示的四種形式:(1)上山法:底線在成形過程中逐漸上升;(2)水平底線法:成形過程中底線為水平線;(3)下山法:成形過程中底線逐漸下降;或者在預(yù)成形各架中逐漸下降,至封閉孔型后底線保持水平;(4)邊緣線水平法:成形過程中邊緣線保持水平,成形底線按下山法演變。
生產(chǎn)中多采用水平底線法和下山法,兩者相比前者較差,因?yàn)榍罢咄淮怪逼拭嫔现行暮瓦吘壍难由觳痪鶆蛐試?yán)重,下山法則比較均勻,如圖15-9所示。并且最后的積累變形也是前者的邊緣延伸比后者大。
單機(jī)模擬下山法成形的試驗(yàn)證明,要在成形過程中減少邊緣延伸量,使得出口管坯件保持平直運(yùn)行,送料時(shí)必須向下傾斜一定值,也就是使送料支撐點(diǎn)比下一機(jī)架的輥底線高出一下山值S,如圖15-9(a),設(shè)支持點(diǎn)與機(jī)架中心線距離為f,它們之間需保持一定關(guān)系:
S=Kf (15-3) 式中 K-根據(jù)變形量、板厚、管坯形狀確定的系數(shù),取0.05~0.15。
圖15-9(b)是S、f與成形件離開成形輥時(shí)彎曲曲率 1/R的關(guān)系。正值表示向上彎曲,負(fù)值表示向下彎曲。可見一定的機(jī)架間距只有一定的下山值可使成形件離開成形輥時(shí)保持平直。所以,最好在機(jī)架之間增設(shè)下山成形的輔助裝置,相對(duì)下一機(jī)架軋輥底線調(diào)整下山值以收到應(yīng)有的效果。
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