CN101112709A - 一种螺旋焊管焊制方法 - Google Patents

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    • B21C37/00—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
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Abstract

制作工序简便、焊接质量高的一种螺旋焊管焊制方法，包括将钢带按螺旋角θ连续不断地送至螺旋焊管成型器，在钢带螺旋成管的初始部位I处(A)设置第一次内焊焊枪对钢带形成的螺旋缝进行预内焊，其特征是：在螺旋焊管延伸方向离所述I处(A)半个螺距的奇数倍螺距处设置外焊焊枪对钢带螺旋缝进行外焊，在螺旋焊管延伸方向离所述I处(A)至少两个螺距的部位III处(E)设置第二次内焊焊枪对钢带螺旋缝进行精内焊。本发明适合制作螺旋钢管。

Description

一种螺旋焊管焊制方法
技术领域
本发明涉及焊接钢管的制作方法，特别是螺旋焊管的制作方法。
背景技术
螺旋焊管由钢带螺旋状卷曲焊接成型，其螺旋缝采用双面自动埋弧焊法焊接。如图1、图2所示，其生产原理简介如下：在螺旋焊管机组生产线上(简称“在线”)，从原料钢带卷拉出并经矫平后的钢带1在钢带递送辊3牵动下，按螺旋角θ连续不断地送至成型器内，在成型器的三轴排轮R1、R2、R3作用下，钢带弯曲卷成螺旋状圆筒。不行走的焊枪头始终对准螺旋形的接缝线焊接，在钢管作螺旋状转动过程中产生相对运动实现螺旋缝焊接。卷焊成的钢管在焊管机组的后桥上不断地螺旋转动着增长，到一定长度后一部分钢管被切断下线，在线钢管再增长、再切断，如此一根一根连续不断地生产。所述的后桥是一个底部带脚轮的长钢架，其上部有两排支承钢管的可随钢管转动的轮子。在生产过程中，钢带的宽度和边缘线等几何尺寸是非理想化的，所以螺旋初始结合处(A处)的间隙大小将随时发生变化。当间隙太大(超过1/10钢板厚)时，在A处内缝焊接时将产生漏弧甚至焊穿，间隙为负值时，则交合处会产生挤压而引起错边或叠边。后桥能通过液压控制随时进行±0.8°范围内的摆动，迫使钢管与钢带的夹角发生适量变化，从而使得交合点的间隙可及时调整，保证内焊缝顺利焊接。
已有技术的螺旋焊管焊制方法，在ZL200310114798.4号发明专利说明书中披露，如图1所示，在钢带螺旋成管的初始部位A处设置第一次内焊焊枪，对钢带形成的螺旋缝进行预内焊，在螺旋焊管延伸方向离所述A处半个螺距的B处设置外焊焊枪，对钢带螺旋缝进行外焊，在螺旋焊管延伸方向离所述B处半个螺距的C处设置第二次内焊焊枪，在预内焊缝上再对焊缝进行精内焊。该方法中，第二次内焊焊枪装置安装在成型器上向钢管内悬臂式伸入到C处，并可作伸缩调节(焊工操作)而使焊枪能对准螺旋缝。预焊可对刚形成的螺旋缝起固定作用和外焊时背面衬托作用，使外焊具有较好的焊接条件，且精内焊时又把预内焊焊缝连缺陷一同熔化，可消除螺旋缝开合和错动所致的裂纹和少量焊偏所致的未焊透，但是问题之一是：用这种方法焊制钢管其内焊缝余高偏大，或者容易产生夹渣缺陷，不适用于内焊缝余高要求不能过大钢管的焊制。这是因为在预内焊焊缝已填平焊接坡口后又进行更大电流的精内焊，焊缝叠加使余高过大；反之，预内焊焊缝不填平焊接坡口，则预内焊的焊渣会夹置于坡口内，很难能在相继的一个螺旋周期内即精内焊之前清理干净，造成精内焊焊缝夹渣。问题之二是：焊制过程中需要对精内焊焊枪头位置作频繁的人工跟踪调节，且精内焊会发生较大的焊偏及焊缝成形质量不好的现象；这是因为钢管在生产过程中随后桥作α角摆动时，如图4所示，钢管上的C点移动到C1点，此处一小段螺旋线4(近似直线)与AC相交于C2点，焊枪头必须同步纵向回缩调节到C2点才能对准螺旋缝焊接，当实际作业中后桥作快速、大幅度摆动时，焊枪调节会发生滞后而导致较大的焊偏现象；另一方面，焊枪相对钢管的横向位移量C1C3使焊接偏置距变得不合适而影响焊缝成形质量(焊接偏置距是焊枪适当偏离钢管垂直中心面的距离)。例如，用宽度1500mm的钢带焊制中径900mm的钢管时，螺旋角θ＝57.96°，螺距AC＝1769.5 mm，当α＝0.8°时，则偏置距变化量C1C3＝24.7mm和焊偏量CC2＝15mm(焊枪不及时调节情况)。显然，在离B处更多螺距的E处会发生更大的相对位移量，这也是以往不能在E处设置精内焊的原因之一。
发明内容
本发明要解决以往螺旋焊管焊制中精内焊焊缝余高偏大、精内焊时焊枪头位置调节频繁、容易产生焊偏和焊缝成形质量不稳定问题，为此提供本发明的一种螺旋焊管焊制方法，采用本发明方法焊制的螺旋焊管，焊工的劳动强度较低，焊缝内部质量和外形质量高，焊缝余高可控制在合适的高度中。
为解决上述问题，本发明采用的技术方案包括将钢带按螺旋角θ连续不断地送至螺旋焊管成型器，在钢带螺旋成管的初始部位I处设置第一次内焊焊枪对钢带形成的螺旋缝进行预内焊，其特殊之处是：在螺旋焊管延伸方向离所述I处半个螺距的奇数倍螺距处设置外焊焊枪对钢带螺旋缝进行外焊，在螺旋焊管延伸方向离所述I处至少两个螺距的部位III处设置第二次内焊焊枪对钢带螺旋缝进行精内焊。
本发明宜在钢带形成的螺旋管腔内设置悬摆支架，悬摆支架前端部设有可按螺旋焊管螺旋旋转的内壁切线方向转动的靠轮，所述的第二次内焊焊枪设置于所述悬摆支架的前端部，如此，第二次内焊即精内焊焊枪能随钢管的摆动而自动同步摆动，避免出现焊偏现象。
所述按螺旋焊管螺旋旋转的内壁切线方向转动的靠轮，在设置上是使该靠轮平面与螺旋焊管中心轴的夹角等于螺旋角θ，即靠轮转轴与螺旋焊管中心轴的夹角为(90°-θ)。
所述半个螺距的奇数倍螺距可以是半个螺距、一个半螺距或二个半螺距。
本发明所述的精内焊处离预内焊处至少两个螺距，可以是两个螺距、三个螺距或四个螺距，但要排除半个螺距的奇数倍螺距如上述二个半螺距，要保持精内焊处相对外焊处位于螺旋焊管延伸方向一侧，或者说外焊位于预内焊和精内焊之间。
本发明所述的螺距不限于绝对精确的螺距，可调节焊接偏置距使之适合于焊接。
所述预内焊焊缝可采取不填平焊接坡口而使精内焊焊缝余高不至于太高。由于预内焊与精内焊之间相对以往有较长的时间和较大的空间间隔，可充分清理预内焊焊渣，从而使精内焊不产生夹渣。
所述预内焊焊缝也可以采取填平焊接坡口的方法，但需在螺旋焊管延伸方向离所述I处即预内焊处约一个螺距的部位设置开坡口设备，对螺旋焊缝进行坡口再加工，在预内焊焊缝处切出沟槽，如此可更有效地控制精内焊焊缝余高。
本发明由于在螺旋焊管延伸方向离预内焊处至少两个螺距的部位设置第二次内焊焊枪对钢带螺旋缝进行精内焊，延长了预内焊与精内焊之间的时间间隔和空间间隔，具有足够的时间和空间清理预内焊焊渣，对于填平坡口的预内焊，还可以开设焊接坡口适应于精内焊，故本发明能使精内焊不产生夹渣，提高焊缝质量，并能避免焊缝余高偏大现象；在钢带形成的螺旋管腔内设置悬摆支架，悬摆支架前端部设有靠轮，第二次内焊焊枪设置于悬摆支架前端部的本发明，则精内焊焊枪能随钢管的摆动而自动同步摆动，能避免出现焊偏现象和焊接偏置距的波动，如此既能减少焊工纠偏调节工作量，又能使焊接过程稳定可靠，保证焊缝质量。采用本发明可生产以往因余高问题而不能生产的钢管品种，扩大了市场范围；本发明还具有操作简便的特点。
附图说明
图1是钢带按螺旋角θ卷制成螺旋焊管示意图；
图2是钢带卷制成螺旋焊管工艺流程简图；
图3表示本发明在螺旋焊管A处预内焊、B处外焊、E处精内焊生产螺旋焊管示意图；
图4表示钢管摆动使C处一小段螺旋缝移动的示意图；
图5表示本发明随钢管摆动的安装精内焊焊枪的悬摆支架置于钢管内腔的示意图；
图中：1钢带，2螺旋焊管，3钢带递送辊，4螺旋缝，5悬摆支架，6靠轮，R1、R2、R3成型器成型排轮，A螺旋成管初始部位I处，B在螺旋焊管延伸方向离所述I处半个螺距处，C离所述I处一个螺距处，D离所述I处一个半螺距处，E离所述I处两个螺距处，F离所述I处两个半螺距处，G离所述I处三个螺距处，H离所述I处三个半螺距处。
具体实施方式
实施例一
一种螺旋焊管焊制方法，包括将钢带按螺旋角θ连续不断地送至螺旋焊管成型器，在钢带螺旋成管的初始部位I处A设置第一次内焊焊枪对钢带形成的螺旋缝进行预内焊，在螺旋焊管延伸方向离所述I处A半个螺距的部位II处B设置外焊焊枪对钢带螺旋缝进行外焊；在螺旋焊管延伸方向离所述I处A两个螺距的部位III处E设置第二次内焊焊枪对钢带螺旋缝进行精内焊，精内焊是这样实现的：在钢带形成的螺旋管腔内设置悬摆支架5，悬摆支架5前端部四周设有可按螺旋焊管螺旋旋转的内壁切线方向转动的四个靠轮6，四个靠轮沿圆周方向45°、135°、225°和315°分布，所述第二次内焊即精内焊焊枪设置于悬摆支架5的前端部，在预内焊基础上实施精内焊。
实施例二
本例区别于上例的是，在螺旋焊管延伸方向离所述I处A一个螺距的C处设置开坡口设备，对预内焊焊缝进行坡口再加工，使其呈U形或V形坡口，如同上例所述的精内焊则在坡口中焊接。
实施例三
本例区别于例一的是，在螺旋焊管延伸方向离所述I处A一个半螺距的D处设置外焊焊枪对钢带螺旋缝进行外焊；第二次内焊焊枪设置于离所述I处A三个螺距处G实施精内焊，相应地，悬摆支架5相对于例一伸展一距离使第二次内焊焊枪位于G处。

Claims (3)

1.一种螺旋焊管焊制方法，包括将钢带按螺旋角θ连续不断地送至螺旋焊管成型器，在钢带螺旋成管的初始部位I处(A)设置第一次内焊焊枪对钢带形成的螺旋缝进行预内焊，其特征是：在螺旋焊管延伸方向离所述I处(A)半个螺距的奇数倍螺距处设置外焊焊枪对钢带螺旋缝进行外焊，在螺旋焊管延伸方向离所述I处(A)至少两个螺距的部位III处(E)设置第二次内焊焊枪对钢带螺旋缝进行精内焊。
2.如权利要求1所述的一种螺旋焊管焊制方法，其特征是在钢带形成的螺旋管腔内设置悬摆支架(5)，悬摆支架(5)前端部设有可按螺旋焊管螺旋旋转的内壁切线方向转动的靠轮(6)，所述的第二次内焊焊枪设置于所述悬摆支架(5)的前端部。
3.如权利要求1或2所述的一种螺旋焊管焊制方法，其特征是所述的外焊处是离I处(A)半个螺距的II处(B)、一个半螺距处(D)或二个半螺距处(F)。
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