CN111664299A - 金属复合管的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了金属复合管的制造方法。该带包括第一金属层和第二金属层，在带的整个长度上，各层彼此冶金结合。纵向延伸的带成形为直缝管，使得直缝管纵向边缘沿着纵向延伸的缝隙彼此抵靠，并且焊接该缝隙以形成周围封闭的管。沿着带的两纵向边缘，在带的整个长度上延伸的条带内将第一金属从第二金属上移除。使带成形为第一金属位于外部的直缝管，将第二金属层的对接边缘彼此焊接以形成周围封闭的管。随后，在焊缝区域，将第一金属层沉积在第二金属上以制成具有周围封闭的第一金属层的管。

Description

金属复合管的制造方法
本申请是申请人为：尼克桑斯公司，申请日为：2014年10月15日，申请号为：201410858503.2，名称为：金属复合管的制造方法的发明的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种用于由带制造管的方法，该带包括第一金属层和第二金属层，在带的整个长度上，各层彼此冶金结合，并且通过纵向延伸的带形成直缝管，使得直缝管纵向边缘沿着纵向延伸地缝隙彼此抵靠，并且通过焊接缝隙以形成周围封闭的管。
背景技术
下文中，术语“金属”应理解为还意味着术语“合金”的含义。
由两层不同的金属制成的金属管具有不同的应用，尤其是用于电缆行业以及用于运输气体和液体。在这种复合管的情形中，所用金属的期望的性能能够同样地得到有利的使用。例如，能够在管的外侧加上覆层，以便防止腐蚀或者提供更好的热传导。导电电缆可包括具有铜层的价格不贵的基体材料铝，覆盖在铝上的铜是良好的电导体。由于表面效应，这种CCA(铜包铝)管作为高频导体特别有效。
制备这些金属管的已知方法基于电镀或机械结合技术。
可在金属管上电镀金属层，例如，制备镀锌钢管。这在两金属层之间形成难破坏的结合。电镀是能量密集型工艺，并且制备速度相对低。
例如，机械方法包括覆层。平的金属带具有轧制到其上的其它金属的薄平带。然后，可以把以此方式所覆层的金属带形成为管并焊接。此方法的一个缺点是在管的焊缝区域没有形成完整的、均匀的外层，因为在焊接过程中两种金属会发生混合。结果，在焊缝区域无法以受控的方式设定管的材料性能，这些材料性能可明显不同于管的其余部分的性能。而且，混合会导致焊缝脆化。
专利文献EP1469486B1描述了一种覆铜铝带，其例如可用于制造同轴电缆。制造该覆铜铝带用于期望的应用，使铝带比铜带略微宽。在焊接形成为管的带的操作过程中，只有铝被焊接。然而，这导致铜层沿着铝焊缝具有间隙。因此，成品电缆的导电性能受损，尤其是在高频范围。此外，在焊缝区域铝面临腐蚀。
发明内容
本发明之目的是提供一种制造高质量的管的连续方法，该管具有周围封闭的均匀的外层，并且相对于管的其余部分，焊缝区域内的材料性能没有任何的变化。
根据本发明能够实现此目的，原因在于：
-沿着带的两纵向边缘，在带的整个长度上延伸的条带内将第一金属从第二金属上移除，
-使带成形为具有位于外部的第一金属的直缝管，
-将第二金属层的对接边缘彼此焊接，以及
-在焊缝区域，将第一金属层沉积在第二金属上以制成具有周围封闭的第一金属层的管。
根据本发明的方法确保第一金属和第二金属在焊缝区域不混合，因此，尤其是，不会形成不期望的脆化。因此，在焊缝区域内的管的材料性能与管的其它部分的材料性能仅有非常微小的差别。
除了根据本发明之目的直接实现的优点之外，本发明还具有的优点是，根据本发明的方法适应性强，允许高的制备速度，具有较低的制造成本，并且，需要的能量相较少。尤其是去除第一金属带的步骤具有的优点是，根据本发明的方法能够使用初始宽度比要制备的管的必要初始宽度大的有覆层的金属带。这些宽的金属带(通常为卷的形式)具有所需的必要宽度的金属带，用于根据所期望的应用对它们进行的切割。随后，切割到尺寸的带可沿着边缘修剪，例如通过旋转剪切机，因此，可以使用一个切割到尺寸的带制造具有略微不同的管直径的管。因此，根据本发明的用于制造涂覆的金属管的方法适应性强，经济有效。
附图说明
下面将参照附图来说明根据本发明的方法。
附图示出本发明主题的示例性实施例在中，其中：
图1示出了根据本发明的方法的示例性实施例中的用于由金属制造管的设备的示意图；以及
图2A-2D的每幅图示出了根据本发明的方法步骤过程中的金属带或者管的横截面的示意图。
具体实施方式
在图1中示意性示出的设备用于利用根据本发明的方法制造金属管。金属带10从带库1中抽出。在图2A中示出的带10包括第一金属层和第二金属层，在带的整个长度上各层彼此冶金结合。在刮削或研磨装置3中，沿着带10的两个纵向边缘，在带的整个长度上延伸的条带内将第一金属从第二金属上移除。图2B示意性地示出了金属带10具有已经移除的第一金属的条带的位置20。在此操作步骤中第二金属的任何的部分去除不会对成品管的质量产生任何显著的影响。
随后，带10被送入成形设备4，例如辊或滑动工具。带的边缘或旋转剪切机5位于带库1与成形设备4之间，用于切割带10至一定尺寸。旋转剪切机5可被布置在刮削刀片3的上游或下游。
为了制造管，带10随后在成形设备4内成形为直缝管，以准确地使第一金属层位于外部。同时，可以输送电缆芯或一些其它类型的填充物(没有示出)，环绕着电缆芯或一些其它类型的填充物引导直缝管。在直缝管的纵向方向上延伸的第二金属层的对接边缘在焊接装置6内彼此焊接，最终获得周围封闭的管7。在图2C中示出了在焊缝区域内的具有第一金属的间隙30的焊接管7的横截面。优选地，用钨极惰性气体保护焊或激光焊进行该纵向缝焊接。
随后，在焊缝区域内，在第二焊接装置8内将第一金属层沉积在第二金属上，最终得到了具有周围封闭的第一金属层的管。在图2D中示出了所制备的管13的横截面，其中第一金属的沉积层40完全地封闭下面直缝管的焊接所留下的间隙。在焊接沉积过程中，第一金属以粉末、线或带的形式连续输送至焊接位置，并且通过激光束焊接该材料。第二金属的表面在焊缝的区域开始熔化。优选地，在保护气氛下进行表面沉积。
作为替代的方式，还可以通过热喷涂将第一金属沉积到第二金属的焊缝上。在热喷涂过程中，熔融的第一金属的颗粒在气流中喷涂至第二金属的表面。当它们与表面接触时，喷涂的颗粒与相同的颗粒挤紧或互锁，从而形成第一金属层。此处的第二金属的表面不会熔化，因此仅承受很小程度的热载荷。激光喷涂是热喷涂的一示例。
所述的两种方法的情形中，在第二金属的焊缝的区域内的受热区域很小。因而有利地，在不使第二金属熔化掉或者第二金属的焊缝不受损的情况下，可使用两种方法将诸如铜的高熔点的第一金属沉积在诸如铝的较低熔点的第二金属上。这同样对应地适用于铝和铜合金。
如图1中所示，所制备的管13可通过抽出设备11夹持并且通过设置在抽出设备11的上游的直径减小装置12拔出。如果管包括芯，当向后拉拔管时，管的直径减小，使得管最终抵靠着芯，因而这消除了开始在管和芯之间的空气间隙。例如，直径减少装置12是模具。直径减小装置12还可包括至少一个轧机机架(例如称为特克头)。该轧机机架可以被驱动或不被驱动。此拔出或轧制工艺针对管外侧的表面，使在沉积区域的第一金属被平滑或者平整。在此缩减步骤中，没有减小管的壁厚。
例如，抽出设备11可包括带抽出装置或套爪卡盘抽出装置。如图1中所示，另外的抽出设备14可布置在模具或轧机机架12的上游。如果没有专用驱动器，另外的拉出设备14施加必要的力以从释放装置1中释放金属带10并且拉拔其通过可能存在的带边缘剪切机5和成形设备4。随后，全部要做的是由抽出设备11施加必要的力而在模具或轧机机架12内变形管13。此外，当管被向后拉拔时，管可能显示出扭转和相对较小程度的振动。这些运动会对焊接结果产生不利的影响。另外的拉出设备14用于隔离缩减操作对在上游焊接装置6、8中的焊接的影响。
随后，将成品金属管13输送入其它工艺或者安装装置(未示出)，例如卷取装置或切割单元。
使用所描述的方法制造的管的示例是前述的CCA管，CCA管包括由铝或者铝合金制成的管并且具有由铜或者铜合金制成的外层。例如，这种CCA管在高频电缆中可作为内部导体和护罩或者在高压电缆中作为护罩。
另外的实施例由钢或者不锈钢管构成，钢或者不锈钢管在外部具有铜或锌层，用于防止腐蚀。类似地，钢管可在外部具有装饰性的黄铜层。
根据本发明的方法适于制造环形横截面的金属管并适于制造其它横截面的金属管，例如矩形管。所有类型的复合管和电缆套可使用根据本发明的方法制造。除了所述的金属外，还可使用有色金属和所述金属的合金或其它金属的合金。

Claims (1)

1.制造高频导体的方法，所述高频导体具有由带(10)制成的管的形式，带(10)包括铜层和铝层，在带(10)的整个长度上所述两层彼此冶金结合，其中，
-首先，制造带(10)，所述带(10)具有不取决于管的直径的任意大的初始宽度；
-第二，将要形成所述管，用旋转剪切机沿带(10)的边缘修整带(10)，以减小宽度，以形成具有所需直径的管；
-之后，在第一步骤中，沿着修整后的带(10)的两纵向边缘，在带(10)的整个长度上延伸的条带内将铜从所述铝上移除；
-在第二步骤中，使带(10)成形为铜层位于外部的直缝管；
-在第三步骤中，将所述铝层的对接边缘彼此焊接；以及
-最后，在所述铝层的焊缝区域，通过激光沉积焊接，将铜材料(40)沉积在所述铝上，以封闭铜层的端面之间的缝隙，从而整个外铜层实现为高频导体。
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