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1、大断面方矩型直缝焊管的研制赵瑞诚唐志毅徐健生周建新(江苏玉龙钢管有限公司 214183)摘要 介绍了一种带钢直接成方生产方、矩型焊管的生产工艺以及用这种工艺生产的方、矩型管的机械性能、金相组织结构和弯角处硬度变化规律 , 表明带钢直接成方工艺生产的方、矩型管除弯曲角有限区域外 , 其余管体部位的机械性能均与母材基本相近 , 完全能满足国家标准要求。主题词 直缝焊管方型钢管矩型钢管高频感应焊冷弯性能成型工艺1前言我国冷弯型钢产品 , 自 20 世纪 50 年代问世以来 , 已开发研制出各种规格品种千余种 , 但多以小规格、薄壁管为主。而且直缝焊接圆管占的比重较大。近年来 , 壁厚 12. 7mm
2、、边长 300mm 的大规格方矩型冷弯型钢管已有产品供应市场 , 但远远不能满足轻钢轻板钢结构建筑对大截面方矩型直缝焊管的需求。我公司近年自行设计建造了一条 600mm大规格冷弯型钢生产线、产品最大断面尺寸方管为 425mm 425mm , 壁厚 7 13mm , 矩型管为350mm 500mm , 壁厚 7 13mm , 投产至今已生产各种形状、规格的产品 30 余种 , 外形尺寸及机构性能全部达到国家标准 GB 6727 - 86 及GB 6728- 86 新规定的指标要求。2带钢直接成方工艺特点 600mm 型冷弯型钢机组 , 辊模设计采用定点变径法 , 带钢经“下山”法 , 无张力直接
3、弯曲成方矩型管 , 经高频感应焊接成型 , 最后精整达到成品外形尺寸要求。成型工艺流程如下 :纵剪带钢及轧辊准备上料开卷五辊矫平剪切对焊剪边铣边带钢喂入冷弯成型高频施焊挤压成型去外毛刺空冷及水冷精整轧制四辊矫直 飞锯定输 送定尺分检成品检验台成品包装标识入库。带钢直接成方工艺与圆变方工艺相比 , 其冷弯变形区域仅局限于四个弯角有限的区域内 (通常冷加工变形区宽度约 30 50mm ) , 因此 , 除四个弯曲变形角处抗拉强度 (Rb ) 和屈服强度 (Rs) ,由于冷弯加工硬化而有所提高 , 延伸率 (D5) 有所下降外 , 其余平面部分完全不参与变形 , 故各项机械性能指标基本与母材相同。用
4、这种方法加工制成的冷弯型钢能耗量最低。辊模消耗费用最节约以及型钢内应力最小。这对于以后的实际应用和构件深度加工至关重要。与此截然不同 , 用圆变方工艺生产的方矩型管 , 除角部抗拉强度、屈服强度比母材明显提高 , 延伸率有所下降外 , 其余平面部分由于成型过程中也参与变形 , 故抗拉强度、屈服强度均有一定幅度的提高 (约 10% 15% ) , 延伸率下降了约 20%。辊模变形角半径 (R ) 按照成品弯角等弧长的设计方案作为计算基点 , 变形弯角半径圆心沿同一圆心垂直线按下公式的变化规律确定其数值。R = 180LPAn- ks式中 L 成品圆角弧长 ,mm ;An各道次弯角 , ( ) ;
5、k卡尔特普罗菲尔常数 ;s原料厚度 ,mm。成型第一道至第三道弯曲上部两个弯角至72 , 第四道至第七道弯曲下部两个弯角至 64 , 第八道至第十道为封闭孔型 , 同时弯曲四个角至挤压成型要求。33焊管第 25 卷第 3 期 2002 年 5 月 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved. 3机械性能及金相组织对材质为 Q 235 产品规格为 300mm 300mm 8mm 方管 , 各项机械性能实测结果及弯角处硬度值 (HRB )变化规律见表 1 和表 2。以表 2 实测参数为依据 , 绘制弯
6、角处硬度值表 1机械性能实测结果取样部位 Rb (M Pa) Rs (M Pa) D5 (% ) 冷弯 180 A k (J ) 断裂部位母材 505 370 26 合格 63 焊管底面 495 360 25 合格 58 弯角部位 550 19 焊缝区域 475 360 82 母材表 2弯角处硬度值 (HRB)测试结果管型检测点间距 (0 为弯曲角中心点 ) (mm )+ 150 + 50 + 40 + 25 + 15 + 5 0 - 5 - 15 - 25 - 40 - 50成型焊管 96 97 100 111 120 136 154 140 117 110 101 96精整焊管 99 10
7、4 106 114 114 144 161 155 148 133 17 108(HRB )变化曲线图 (见图 1)。焊缝内毛刺形貌见图 2, 焊缝区金相组织变化见图 3。从图中能明显看出 , 焊缝区晶粒度为 8 级左右 , 由等轴晶构成 , 无明显方向性 , 没有柱状晶出现 , 基体由铁素体 + 少量珠光体构成。图 1弯角硬度值变化曲线43焊管 2002 年 5 月 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.图 2实物内毛刺图 3焊缝区金相组织 ( 100)4结语(1) 我公司自行设计制造的
8、600mm 直缝焊接冷弯型钢机组 , 其动力系统、传动部件、机架构成完全能够满足板厚 4 13mm , 板宽 5001600mm 各类直缝焊管及开口冷弯型钢 (如槽钢等 )产品对设备所提出的工艺要求。(2)带钢直接成方冷弯型钢焊管 , 除弯曲角有限区域外 , 其余管体部位的抗拉强度、屈服强度、延伸率均与母材基本相近。(3) 采用“下山”法 , 无张力带钢直接成方工艺 , 焊缝成型良好 , 内外毛刺适中及产品外形尺寸、机械性能、焊缝金相组织等均能满足国标要求。参 考 文 献1 朱少文 . 生产方矩管时圆成方和直接成方两种工艺的比较 . 冷弯型钢通讯 , 1996 (2)2 王先进主编 . 冷弯型
9、钢生产及应用 . 北京 : 冶金工业出版社 , 1994第一作者 赵瑞诚 , 男 , 1933 年 6 月 21 日出生 , 陕西省兴平人 , 退休前在上海钢铁工艺技术研究所任职 , 高级工程师 , 现任江苏玉龙钢管有限公司总工程师。通讯地址 : 江苏锡山市玉祁镇武玉路1 号 , 江苏玉龙钢管有限公司。邮编 : 214123电话 : 0510- 3880041 转 807(收稿日期 : 2002- 02- 28)欢迎投稿欢迎订阅欢迎刊登广告53第 25 卷第 3 期赵瑞诚等 : 大断面方矩型直缝焊管的研制 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co.
10、, Ltd. All rights reserved.ABSTRACTSW ELD ED P IPE AND TUBEV o l. 25 N o. 3 M ay 2002D evelopm en t D irection of Ch ina P ipe An ti - CorrosionStatusChe Q ing bing (1)Abstract: A bstract: T he developm ent direction and statusof p ipe anti - co rro sion hom e and broad, and Ch inap ipeline anti - c
11、o rro sion coating type , advantage andsho rtcom ing as w ell as the app lication scope areintroduced. T he P. E. coating p rocess is emphaticdescribed to be Ch inas p ipeline coating developm entdirection.Subject Term s: steel p ipe p ipeline coating p ipeanti - co rro sion po lyethylene status dev
12、elopm entTechnology and M arket Basis of U610 mm ERW P ipeCon structionS un Y ong x i (4)Abstract: Fo r the Ch inas second o il and gas transm ittingp ipeline construction clim ax, compared w ith thedevelopm ent status of ERW p ipe techno logy and qualitybo th hom e and broad, the developm ent p ro
13、spect ofU 406- 610 mm ERW p ipe is po inted out, and the constructionof one o r tw o U610 mm ERW p ipe p roduction line to fulfillthe dom estic blank.Subject Term s: p ipeline transm itting o il and gasp ipeline developm ent status quality developm ent p lan feasibilityVar iation And Con trol of W e
14、ld Fusion in Sta in less SteelGTAW W elded P ipe ProductionH e D ef u, Cao Z h iliang , Cai X inqiang , Z hou Z h ij iang(9)Abstract: D uring the stainless steel auto GTAW T IGw elding p roduction, the sam e stainless steelw eld fusion o rpenetration w ill differ because of the differentm anufacture
15、r and heat no. , th is has puzzled the researcherfo r 30 years. Based on research of m elting poo l ofdynam ics, the article discussed the reason of m eltingvariation, and po inted out the counterm easure fo r effectivecontro l the variation in p roduction.Subject Term s: stainless steelw elded p ipe GTAW T IGvariable w eld penetration convection in w eld poo l surface activitycontro l strategyStra in Analysis on L ong itudinalW elded P ipeY u F eng qin (18)Abstract: the w elded p ipe fo rm ing p rocess is considered asa integrated continuous ro lling and bending p rocess,co
