CN1063435A - 制造纵缝焊接管的方法 - Google Patents
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Abstract
一种制造纵缝焊接金属管的方法，用该法时将一
种金属带从一个储料卷筒拉出，并逐渐形成一个槽
管，然后焊接该槽管。该法使用一种在其纵向边缘切
边涂有油脂的金属带并将相互对置的带边区至少在
焊接前加热到这样一个温度,此时带表面上的油脂达
到蒸发。加热带边使用一种激光装置。
Description
本发明涉及一种制造纵缝焊接金属管的方法，用该法时将一种金属带从一个储料卷筒抽出并逐渐形成一个槽管，接着将该槽管用一种激光射线焊接。
对于焊接管子的纵向边缘来说，已知的有各种各样的焊接方法，例如电阻焊、自动焊、高频焊、感应焊、电弧焊和近期的激光焊。对于高焊接质量来说，必需是使要焊接的边缘区域没有油脂和粘附在该油脂上的污粒。这特别有利于电弧焊。
因此，已知的是，要焊接的金属带在形成槽管前必须要净化。为此首先是将金属带通过一个装有液态脱脂剂的槽输送。从槽中输出后使金属带通过一个处理区，在该区内脱脂剂是作为蒸汽而存在的，蒸汽则冷凝在金属带的冷表面上。为了加强净化使蒸气呈一个角度喷射在带面上。作为脱脂剂已被证实氯化烃例如四氯乙烯和三氯乙烯特别适用。由于该料有损于健康的作用，使所谓MAK值（平均工作地点浓度）降低到，只有用很大的费用才能保住。排除用过的充满油脂和污物的脱脂剂是化费很大的，因为这必须作为特种垃圾来排除（DE-ASI 272079）。
因此本发明的任务在于，提供一种制造纵缝焊接金属管的方法，该法可以不用昂贵的氯化烃来使板料脱脂，而且不必担心焊缝质量方面的缺陷。
解决上述任务的措施是，使一个在其纵向边缘切边带有油脂的金属带形成槽管，并至少使相互对置的带边区在焊接前加热到这样一个温度，此时带表面上的油脂达到蒸发。
事实证明情况是完全出乎意外的，要达到良好的焊缝并不需要用昂贵的液体或蒸汽来脱脂，确切地说蒸发附在金属带上的油脂组分就够了，就足以净化那些要焊接的带边区。产生的油脂蒸汽适当加以抽走。
按照本发明一种特别有利的结构加热带边区是通过适用于焊接的激光束来进行。因而可以取消附加的热源。由于导热是相反于带的流动方向，在带的流动速度不是过高时使得带料在焊接点之前就被加热到一个足够高的温度上，以使油脂可以蒸发。
对本发明重要的是，使激光束可按照焊缝走向来移动。这对焊缝保证质量是必要的，因为模具结构并不能保证要焊接槽缝在任何时候都有一个直线的走向。
本发明还涉及一种制造纵缝焊接金属管的方法，该法是将一种金属带从一个储料卷筒抽出并且逐渐形成一种缝管，接着用电弧焊焊接该槽管。
用这种方法重要的是，对焊接点要提供完全没有油脂的区域。为解决这一任务对该金属带在其带边区内用一个配置在焊接部位前面的激光将存在于金属带表面上的油脂残渣至少加热到其蒸发温度。特别有利的是使用一种固体激光器。用固体激光器时涉及到一些因要求很低而使价格很便宜的装置，例如CO2激光器或忆铝石榴石激光器。有利的是使激光器不作完全聚焦。因而使带边区有较宽范围过照射而脱脂。
按本发明的方法特别适合于制造由带料制的管子，带料由一种金属构成，该金属易于腐蚀，为此已由生产厂方涂有一层油脂薄膜以防止其受气候影响或作低温焊接。这方面作为例子有普通的钢和铝。然而这些方法同样适用于制造由诸如优质钢的不易或几乎不易腐蚀金属构成的管子。用这种料时要制造管子的直径和壁厚比小于15就需要在形成槽管前在模具和/或带料上涂脂。涂脂可以防止优质钢带卡住模具。
本发明借助于示意图中所示的实施例来详细说明。
图1和2表示对本发明方法来说可使用的两种装置的侧视图。
从一个出带装置1拉出一个钢带2并输往一个切边装置4上，在其内剪切带边。钢带2未经处理，即带有由钢带制造厂在厂内涂覆的油脂膜进入到一台造型设备5内，钢带2在该设备内经多级成形被加工成槽管6。第一成形级7是一个滚压模具，对此后面的成形级是形成锥形的管子，而在其后面则配置有环形件。在第一成形级7之前，可以将一个例如光波导体的电缆芯8嵌入到还是敞口的槽管内，在成形级内通常是在带边区内使备好的管子成形弯曲。然而电缆芯8也可以是一个金属管，该管以未示出方式是同心于槽管6安装的。金属管和纵缝焊接管之间的环形缝隙可以用一种在聚氨酯基础上的发泡塑料来发泡。这种方法由德国专利说明书DE-PS1779406是本来已知的。
使槽管6从造型设备5输出后在一个焊接装置9下面通过。焊接管10可以借助于一个环形拉模12缩小其直径。作为抽拉装置是用一种所谓弹簧夹头抽拉装置13，该装置由一些夹持该管10并能松开的弹簧夹头对组成，这些弹簧夹头对是固定在一条被驱动的循环链上。然后可以将成品盘绕在一个储料卷筒14上。
制造按德国专利说明书DE-PS1779406的绝热导管时，可以不用环形拉模12，而在弹簧夹头13的后面则有一个未示出的连续波形装置。
焊接装置9涉及到一种激光束焊接装置。输入的焊接能量和管子10的排出速度现在是彼此适配成，使供给焊接点的热量由于钢带2的导热性而相反于制作方向传播，而槽管6的带边区则在焊接点之前被加热到某个温度，足以使处在钢带2上的油脂膜蒸发。通过一个未示出的抽吸装置将油或油脂蒸汽除掉。供给焊接点的带边区几乎是完全没有油脂的，因此可以顺利地焊接。激光束焊接装置是设置成，使激光束跟踪槽管6纵缝的走向。这种操作方式本来是已知的，因而不需要详加说明。
本发明的另一种方案-参阅图2-是标有件号19的一种气体保护焊接装置，该装置设有例如一个不熔化的钨电极。金属带2的带边区在焊接装置19前用一个固体激光器17照射，并且与此同时被加热到约500℃。在该高温情况下所有处于金属带2上的防蚀膜其油脂组分都蒸发。甚至在采用这种方案时抽吸油脂蒸汽也是合理而必要的。激光束的聚焦点如在最后的成形级就是槽管，-一般这是一个模型环16-槽管必须加以润滑，以防止模型环16和焊接装置19之间的“卡住”。对于金属带来说在形成槽管时是不需要润滑的，此时将聚焦点设在最后的辊对15和环形拉模16之间。由激光束进行的带边预热除了由装料情况形成的优点外还可以有利于提高焊接速度。固体激光器并不是聚焦于一个点上，而是聚焦在一个圆面积上，因而照射范围较大。
要是使用一种优质钢带，这种钢带因其耐蚀性生产厂方是未涂有油脂的，因而存在一种危险，特别是在优质钢带的带宽和壁厚比较小时，也就是说对一种用于制造具有小直径厚壁管子的钢带，该优质钢带2可能卡住第一成形级7的金属成型辊。在该成形级内仅给带的边缘区提供一个剧烈的弯曲，变形力高到不润滑带2或成形级7的辊就不可能生产。还可以通过本发明的方法不成问题地蒸发这种油脂膜。本发明由此提出一种可能，即可以制造具有良好焊缝、小直径的厚壁优质钢管。
对于光波导体水下电缆用的、外径约为3毫米而壁厚约为0.2毫米的优质钢管焊接，按本发明方法由于下述原因可能是有利的。
焊接速度采用1.5瓦激光器时对于壁厚为0.2毫米的带钢约为6.5米/分。激光束焊接的优点在于，一个激光器在能预计到的长生产时间必须不发生变化。对于钨极惰性气体保护焊其电极因总是存在有机物质例如油、油脂、脏物的残渣而易于烧损。通常一个细小的钨电极工作时间为几个小时。钨极惰性气体保护焊的一个优点在于，焊接这样薄的带料时其焊接速度达到很高，因为电弧的能量密度和因而形成的温度是较高的。由于这种壁厚采用焊接电流强度为20安至70安来焊接，电弧是不稳定的，并可因外界影响，例如通风、油脂或类似料而致偏。要是如本发明那样用一个激光源来净化和预热要焊接的带边，因而对后面的电弧来说就是预先活化，使电弧甚至是在电流强度很小时完全出乎意外地达到非常稳定，电极寿命也就提高。一根例如直径为3毫米、壁厚为0.2毫米的不锈钢制管子，按本发明的技术方案可以用速度20米/分可靠地进行焊接。单用激光器焊接速度只可能达到约为6.5米/分。用钨极惰性气体保护焊，此时带边不作净化和预热其速度虽可达到20米/分，但因电弧不稳定会出现焊接缺陷和剧烈烧损。因而就不能制作没有缺陷的长段管料。
Claims (7)
1、制造纵缝焊接金属管的方法，用该法时将一种金属带从一个储料卷筒拉出，并逐渐形成一个槽管，接着将该槽管用一种激光束焊接，其特征在于，使一个在其纵向边缘切边带有油脂的金属带形成槽管，并至少使相互对置的带边区在焊接前加热到这样一个温度，此时带表面上的油脂达到蒸发。
2、按权利要求1的方法，其特征在于，加热带边区是通过适用于焊接的激光束来进行。
3、按权利要求1或2的方法，其特征在于，使激光束可按照焊缝走向来移动。
4、制造纵缝焊接金属管的方法，用该法时将一种金属带从一个储料卷筒拉出，并逐渐形成一个槽管，接着将该槽管用一种电弧焊接，其特征在于，对该金属带在其带边区内用一个配置在焊接部位前面的激光器将存在于金属带表面上的油脂残渣至少加热到其蒸发温度。
5、按权利要求4的方法，其特征在于，使用一种固体激光器。
6、按权利要求4或5的方法，其特征在于，使激光器不完全地聚焦。
7、按权利要求1至6其中任一项的方法，其特征在于，由一种优质钢制的带来制造一种槽管，该槽管的直径和壁厚比至少为15，其中优质钢带在形成槽管前和/或成形装置要涂油。
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