CN103801583B - 大规格直接成方矩管加工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大规格直接成方矩管加工工艺，所述加工工艺步骤包括：(1)备料；(2)开卷矫平；(3)切头对焊；(4)活套储料；(5)成型；(6)高频焊接；(7)去内外毛刺及焊缝冷却；(8)定位矫直；(9)定尺锯切；(10)成品检验入库。本发明有利于企业抓住行业发展机遇，提高核心竞争力；有利于企业实现持续发展；有利于提高我国建筑钢结构的生产水平，促进绿色建筑产业发展。

Description

大规格直接成方矩管加工工艺

技术领域

本发明涉及一种方矩管领域，特别是涉及一种大规格直接成方矩管加工工艺。

背景技术

最初国外生产的方矩管基本上都采用圆变方工艺。该工艺是先冷弯成圆，再将圆管加热到正火温度后，在定径工序变形成方矩管，这种工艺的优点是成品钢管残余应力小、角部圆弧半径小，但能耗高、成本高、表面质量欠佳。现在国外基本上都是采用冷态的圆变方工艺，冷态圆变方的优点是产品尺寸精度高、焊缝质量好、角部尖而且形状规矩，缺点是建设投资大、角部加工硬化较重。

目前，我国方矩形钢管生产厂家中中小型生产线(150×150毫米以下)占67～70%，生产的方矩形钢边长大多在20～280毫米，大规格冷弯方形管只在少数大型企业生产（目前国内只有4家）。从国外市场看，建筑钢结构需求量最大的钢管规格为200×200毫米～400×400毫米，这些规格冷弯方矩管覆盖了钢结构用方矩管总量的80%以上，而根据建设部示范建筑项目的实践显示，多层、高层建筑使用400方以上的焊管作为主体机构，才能满足建筑抗震、防风等力学性能要求。因此大力发展400×400毫米以上大规格方矩管是市场发展趋势。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种大规格直接成方矩管加工工艺，该大规格直接成方矩管加工工艺有利于企业抓住行业发展机遇，提高核心竞争力；有利于企业实现持续发展；有利于提高我国建筑钢结构的生产水平，促进绿色建筑产业发展。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种大规格直接成方矩管加工工艺，所述加工工艺步骤包括：

(1)备料：液压上料小车承载钢卷运行至放料机，升举钢卷到放料机进行上料；

(2)开卷矫平：首先通过开卷机展开钢卷，然后通过引料矫平机矫平钢带的带头和带尾部分，并驱动钢带运行至剪切对焊机处；

(3)切头对焊：通过剪切对焊机切除带头、尾不规则部分，并将前一卷带尾与后一卷带头对齐，焊接在一起，为活套连续供料；

(4)活套储料：采用卧式螺旋活套，用于存储带钢，将带钢由活套引送到剪边机，后将带钢送入成型机组；

(5)成型：通过喂入装置引导带钢前端进入成型机，通过成型辊使钢带卷曲成管坯；

(6)高频焊接：利用高频电流的集肤效应和邻近效应使电流高度集中于管坯焊合面上，使管边焊合面很快加热到焊接温度，并在挤压辊挤压下完成焊接；

(7)去内外毛刺及焊缝冷却：对焊合面进行去外毛刺、磨光处理以及冷却处理；

(8)定位矫直：对焊后管材进行直线度和扭转度的矫正，得到成型钢管；

(9)定尺锯切：将成型钢管送到铣锯机时，锯车跟踪至与管速同步，夹块夹紧，装在旋转转盘上的两个锯切系统带锯片自转，在进给交流伺服电机的驱动下做径向进给，此时转盘也在旋转，锯切系统即在转盘和自身进给中做复合运动，并沿被切件的截面形状轨迹将钢管定尺切断；

(10)成品检验入库：通过下料辊道接收被切割过的焊管，并运送到下料区，自动收集成品钢管，对成品检查完成后，根据合同要求进行分检打包，确保标识清晰、数量准确、运输过程中不损坏。

在本发明一个较佳实施例中，所述的开卷机为双顶锥液压涨缩式开卷机。

在本发明一个较佳实施例中，所述的引料矫平机采用二辊夹送、五辊矫平式引料矫平机。

在本发明一个较佳实施例中，所述的剪切对焊机采用全自动剪切对焊机。

在本发明一个较佳实施例中，所述的剪边机由液压送料机、导向机构、圆盘剪边机、废边导向机构、碎断剪和废边收集装置组成。

在本发明一个较佳实施例中，所述的成型机采用600×600×20毫米成型机。

在本发明一个较佳实施例中，所述的高频焊接的设备由整流柜、逆变柜、循环软水冷却系统、降压变压器、操作台、二维调整机构和输出汇流排几部分组成。

在本发明一个较佳实施例中，所述的铣锯机采用双锯铣切式铣锯机。

本发明的有益效果是：本发明有利于企业抓住行业发展机遇，提高核心竞争力；有利于企业实现持续发展；有利于提高我国建筑钢结构的生产水平，促进绿色建筑产业发展。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1是本发明的一较佳实施例大规格直接成方矩管加工工艺的工艺流程框图。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

一种大规格直接成方矩管加工工艺，如图1所示，所述加工工艺步骤包括：

(1)备料：液压上料小车承载钢卷运行至放料机，升举钢卷到放料机进行上料；

(2)开卷矫平：首先通过开卷机展开钢卷，然后通过引料矫平机矫平钢带的带头和带尾部分，并驱动钢带运行至剪切对焊机处；

(3)切头对焊：通过剪切对焊机切除带头、尾不规则部分，并将前一卷带尾与后一卷带头对齐，焊接在一起，为活套连续供料；

(4)活套储料：采用卧式螺旋活套，用于存储带钢，将带钢由活套引送到剪边机，后将带钢送入成型机组；

(5)成型：通过喂入装置引导带钢前端进入成型机，通过成型辊使钢带卷曲成管坯；

(6)高频焊接：利用高频电流的集肤效应和邻近效应使电流高度集中于管坯焊合面上，使管边焊合面很快加热到焊接温度，并在挤压辊挤压下完成焊接；

(7)去内外毛刺及焊缝冷却：对焊合面进行去外毛刺、磨光处理以及冷却处理；

(8)定位矫直：对焊后管材进行直线度和扭转度的矫正，得到成型钢管；

(9)定尺锯切：将成型钢管送到铣锯机时，锯车跟踪至与管速同步，夹块夹紧，装在旋转转盘上的两个锯切系统带锯片自转，在进给交流伺服电机的驱动下做径向进给，此时转盘也在旋转，锯切系统即在转盘和自身进给中做复合运动，并沿被切件的截面形状轨迹将钢管定尺切断；

(10)成品检验入库：通过下料辊道接收被切割过的焊管，并运送到下料区，自动收集成品钢管，对成品检查完成后，根据合同要求进行分检打包，确保标识清晰、数量准确、运输过程中不损坏。

所述的开卷机为双顶锥液压涨缩式开卷机。所述的引料矫平机采用二辊夹送、五辊矫平式引料矫平机。所述的剪切对焊机采用全自动剪切对焊机。所述的剪边机由液压送料机、导向机构、圆盘剪边机、废边导向机构、碎断剪和废边收集装置组成。所述的成型机采用600×600×20毫米成型机。所述的高频焊接的设备由整流柜、逆变柜、循环软水冷却系统、降压变压器、操作台、二维调整机构和输出汇流排几部分组成。所述的铣锯机采用双锯铣切式铣锯机。

600×600×20毫米成型机组采用辊式成型原理和高频焊接，能连续生产

产品大纲范围内的钢管。加热方法采用接触或感应焊，即把一定规格的钢带喂入机器，通过成型辊使钢带卷曲成管坯，然后利用高频电流的集肤效应和邻近效应使电流高度集中于管坯焊合面上，使管边焊合面很快加热到焊接温度，并在挤压辊挤压下完成焊接，再经过冷却、定径和粗矫直而成为所需规格的钢管。该机组由成型、焊接导向、五辊挤压、双工位焊缝刮刀、磨光辊、定径、传动和冷却等几部分组成，主要特点是直接冷弯成型为方、矩等异型材，再焊接成管。

活套为卧式螺旋活套，采用外进内出、定圈储料方式，即在料盘主动辊及夹送辊驱动下，将水平状态的钢带经转向装置变成垂直状态引入料盘内。料盘内的圈数始终保持不变，为一个定数。其工作过程是：先快速充料，这时，充料速度大于出料速度(焊管速度)，当料满后，充料速度等于或小于出料速度。当一卷钢带充完后，充料停止，轧机仍在继续工作。其活套内储存的料足以维持到下一次充料。如此往复循环地进行上述过程，保证了生产线连续工作。该卧式螺旋活套主要由机械系统、液压系统和控制系统组成。

剪边机组由液压送料机、导向机构、圆盘剪边机、废边导向机构、碎断剪、废边收集装置等组成。液压送料机将带钢由活套引送到圆盘剪裁边，并与圆盘剪同步将带钢送入成型定径机；导向机构的作用是经夹送初矫机构递送出的板中心对准精矫机中心线，防止板左右偏移。剪边机主要是根据板厚、宽度尺寸的要求进行在线切边；废边导向机构由左右导向装置组成，使得带钢剪切两端废边；碎断剪将带钢两端的废边定尺切断；废削收集装置由机械收集碎断后的废削至外部的废料筐中。

活套和剪边机共同组成了圆盘剪边机。

固态高频焊管设备采用常见的交—直—交变频结构。三相380V电源经开关柜后，送至降压变压器，降压后的200伏左右交流电源送入整流柜中的整流器，整流器采用三相晶闸管全控整流桥，通过控制晶闸管导通延时角，达到调节电源输出功率大小的目的，整流后的直流电压经滤波环节送入高频逆变器，由高频逆变器逆变产生单相高频电源送入谐振电路，经负载匹配及调整机构输出高频能量，完成钢管焊接。

高频焊接设备由整流柜、逆变柜、循环软水冷却系统、降压变压器、操作台、二维调整机构、输出汇流排等部分组成。固态高频焊管电源按连续工作制设计，整套设备由PLC系统实现设备综合连锁控制及故障诊断功能，通过液晶显示屏监视设备运行状态。

下面是各组成部分结构及性能的简单描述：

(1)整流柜:整流柜采用大功率可控硅元件整流，同时设计了若干谐波吸收及LC谐振滤波部件。以达到降低设备输出电压脉动，提高纹波系数指标的年产15万吨直接成方焊管项目可行性研究报告苏州中咨工程咨询有限公司5-9目的。整机输出纹波系数可达1%。确保了焊缝质量。同时避免了谐波成分对电网的干扰。

(2)逆变输出柜:提供钢管焊接所需电源，主功率器件采用进口二极管构成电流型逆变器。

(3)循环软水冷却系统:循环软水冷却系统完成对逆变柜、整流柜等发热部分冷却，采用风—水热交换器形式，内循环水采用软水，具有温度自动控制和显示功能。

(4)降压变压器:降压变压器采用油浸变压器，将380伏交流降压至200伏左右供给整流柜。

(5)操作台:实现固态高频焊管设备的远方操作和功率调节。

(6)二维机械调整机构：随机提供二维调整机构，实现感应器相对钢管

的前后左右移动。

(7)输出汇流排：适应感应焊的工艺要求，随机配备了感应器快速压接装置，方便更换感应器。

本发明大规格直接成方矩管加工工艺的有益效果是：本发明有利于企业抓住行业发展机遇，提高核心竞争力；有利于企业实现持续发展；有利于提高我国建筑钢结构的生产水平，促进绿色建筑产业发展。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种大规格直接成方矩管加工工艺，其特征在于，所述加工工艺步骤包括：

(1)备料：液压上料小车承载钢卷运行至放料机，升举钢卷到放料机进行上料；

(2)开卷矫平：首先通过开卷机展开钢卷，然后通过引料矫平机矫平钢带的带头和带尾部分，并驱动钢带运行至剪切对焊机处；

(3)切头对焊：通过剪切对焊机切除带头、尾不规则部分，并将前一卷带尾与后一卷带头对齐，焊接在一起，为活套连续供料；

(4)活套储料：采用卧式螺旋活套，用于存储带钢，将带钢由卧式螺旋活套引送到剪边机，后将带钢送入成型机组；

(5)成型：通过喂入装置引导带钢前端进入成型机，通过成型辊使钢带卷曲成管坯；

(6)高频焊接：利用高频电流的集肤效应和邻近效应使电流高度集中于管坯焊合面上，使管边焊合面很快加热到焊接温度，并在挤压辊挤压下完成焊接；

(7)去内外毛刺及焊缝冷却：对焊合面进行去外毛刺、磨光处理以及冷却处理；

(8)定位矫直：对焊后管材进行直线度和扭转度的矫正，得到成型钢管；

(9)定尺锯切：将成型钢管送到铣锯机时，锯车跟踪至与管速同步，夹块夹紧，装在旋转转盘上的两个锯切系统带锯片自转，在进给交流伺服电机的驱动下做径向进给，此时转盘也在旋转，锯切系统即在转盘和自身进给中做复合运动，并沿被切件的截面形状轨迹将钢管定尺切断；

(10)成品检验入库：通过下料辊道接收被切割过的焊管，并运送到下料区，自动收集成品钢管，对成品检查完成后，根据合同要求进行分检打包，确保标识清晰、数量准确、运输过程中不损坏；

所述的剪边机由液压送料机、导向机构、圆盘剪边机、废边导向机构、碎断剪和废边收集装置组成；所述的高频焊接的设备由整流柜、逆变柜、循环软水冷却系统、降压变压器、操作台、二维调整机构和输出汇流排几部分组成。

2.根据权利要求1所述的大规格直接成方矩管加工工艺，其特征在于：所述的开卷机为双顶锥液压涨缩式开卷机。

3.根据权利要求1所述的大规格直接成方矩管加工工艺，其特征在于：所述的引料矫平机采用二辊夹送、五辊矫平式引料矫平机。

4.根据权利要求1所述的大规格直接成方矩管加工工艺，其特征在于：所述的剪切对焊机采用全自动剪切对焊机。

5.根据权利要求1所述的大规格直接成方矩管加工工艺，其特征在于：所述的成型机采用600×600×20毫米成型机。

6.根据权利要求1所述的大规格直接成方矩管加工工艺，其特征在于：所述的铣锯机采用双锯铣切式铣锯机。