CN113385897A - 一种铁素体不锈钢薄壁焊管的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铁素体不锈钢薄壁焊管的制备方法，包括：(1)将钢带按照正公差分条，得到钢条；(2)将钢条卷曲成型进行焊接，在焊接的同时对焊接区域进行辊挤压。采用本发明的制备方法制备的铁素体不锈钢薄壁焊管具有优异的成型性能，经弯管和扩口成型后，弯管率和扩口率显著降低，降低了生产成本，提高了生产效率，能够实现良好的经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及铁素体不锈钢管制造技术领域，具体地，本发明涉及一种铁素体不锈钢薄壁焊管的制备方法。
背景技术
铁素体不锈钢由于不含或含有少量镍，可有效节镍、降低成本，同时具有热膨胀系数低、导热性好、耐应力腐蚀性能优异等独特性能，在汽车、家电、水系统等领域具有广阔的应用前景。但是铁素体不锈钢对热输入比较敏感，组织晶粒易粗化，若焊接工艺控制不当，极易造成焊接接头粗晶脆化，进而导致焊接接头综合力学性能降低，铁素体不锈钢薄壁焊管通常在后续加工时，需进行弯管和扩口成型，在弯管和扩口过程中，易出现焊缝开裂等问题，弯管开裂率和扩口开裂率均大于10％，严重影响材料的利用率。
为了进一步降低弯管和扩口开裂率，提高材料的利用率，需要进一步创新铁素体不锈钢薄壁管的制备工艺，改善铁素体不锈钢薄壁管焊缝成型性能。
发明内容
鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的铁素体不锈钢薄壁焊管的制备方法。
具体来说，本发明是通过如下技术方案实现的：
一种铁素体不锈钢薄壁焊管的制备方法，包括：
(1)将钢带按照正公差分条，得到钢条；
(2)将钢条卷曲成型进行焊接，在焊接的同时对焊接区域进行辊挤压。
可选地，在步骤(1)中，钢带的厚度范围为0.4-2.0mm。
可选地，在步骤(1)中，将分条后钢带宽度的正公差控制在0.8-1.2mm范围内。
可选地，在步骤(2)中，进行焊接时，焊接电流为190-200A，焊接电压为13-15V,焊接速度为2-3m/min，焊接热输入为49.4-90J/mm。
可选地，在步骤(2)中，进行辊挤压时，挤压量为0.8-1.2mm，挤压速度为10-15mm/s。
可选地，在步骤(2)中，对焊接形成的焊缝进行内外气体保护。
可选地，在步骤(2)中，外焊接保护气体为含2％H2的氩气，流量为14-15L/min。
可选地，在步骤(2)中，内焊接保护气体为纯氩气，流量为16-18L/min。
一种铁素体不锈钢薄壁焊管，采用上述的制备方法得到。
相比于现有技术，本发明的铁素体不锈钢薄壁焊管的制备方法，至少具有如下有益效果：
本发明的制备方法适用的厚度规格为0.4-2.0mm铁素体不锈钢焊管的制备，通过匹配合适的焊接工艺参数，避免焊接热影响区显微组织的严重粗化以及焊缝成型开裂；通过合理的辊挤压量和挤压速度，保证了焊缝显微组织进一步细化，同时增加了焊缝厚度截面，避免薄壁管焊缝成型易开裂的问题，进一步提高了焊缝的承载强度和成型性能；从而得到一种具有优异成型性能焊缝的铁素体不锈钢薄壁焊管，经弯管和扩口成型后，弯管率和扩口率显著降低，降低了生产成本，提高了生产效率，能够实现良好的经济效益。
具体实施方式
为了充分了解本发明的目的、特征及功效，通过下述具体实施方式，对本发明作详细说明。本发明的工艺方法除下述内容外，其余均采用本领域的常规方法或装置。下述名词术语除非另有说明，否则均具有本领域技术人员通常理解的含义。
针对铁素体不锈钢薄壁焊管制备过程中存在的一系列问题，本发明的发明人对制备工艺进行了深入研究，通过对工艺步骤、焊接工艺参数、辊挤压工艺参数进行优化，从而创造性地提出了一种铁素体不锈钢薄壁焊管的制备方法，该方法包括：将钢带按照正公差分条，得到钢条；以及，将钢条卷曲成型进行焊接，在焊接的同时对焊接区域进行辊挤压。
下面结合一种优选的实施方案，对本发明的铁素体不锈钢薄壁焊管的制备方法进行详细说明，如下：
(1)钢带分条
选择厚度范围是0.4mm～2.0mm的铁素体不锈钢带作为制备焊管的原料，例如，厚度是0.4mm、0.6mm、0.8mm、1.0mm、1.2mm、1.4mm、1.6mm、1.8mm或2.0mm等的铁素体不锈钢带。本发明对铁素体不锈钢带没有特殊要求，可适用于任何类型的铁素体不锈钢带，在实际生产中，由本领域技术人员根据生产需要进行选择。
铁素体不锈钢带开卷矫平之后输入至分条机中，钢带按照正公差分条，钢带宽度的正公差控制在0.8mm～1.2mm的范围内，例如，0.8mm、0.9mm、1.0mm、1.1mm或1.2mm等。
铁素体不锈钢带经分条机得到的钢条的宽度可以根据所制备的铁素体不锈钢薄壁焊管的规格来进行确定，本领域技术人员能够根据实际需要作出合理的选择，此处不做赘述。
(2)焊接与辊压
分条之后，将钢条卷曲成型，采用焊机对其进行焊接。在进行焊接的同时，边焊接边利用挤压辊对焊接区域进行辊挤压。
在本步骤中，焊机的焊接电流为190-200A(例如，190A、191A、192A、193A、194A、195A、196A、197A、198A、199A或200A等)，焊接电压为13-15V(例如，13V、14V或15V等)，焊接速度为2-3m/min，焊接热输入为49.4-90J/mm(例如，49.4J/mm、55J/mm、60J/mm、65J/mm、70J/mm、75J/mm、80J/mm、85J/mm或90J/mm等)。
发明人通过研究发现，通过匹配上述焊接工艺参数，能够有效避免焊接热影响区显微组织严重粗化。
在本步骤中，进行辊挤压时，挤压量为0.8-1.2mm(例如，0.8mm、0.9mm、1.0mm、1.1mm或1.2mm等)，挤压速度为10-15mm/s(例如，10mm/s、11mm/s、12mm/s、13mm/s、14mm/s或15mm/s等)。
发明人通过研究发现，通过上述合理的辊挤压量和挤压速度，保证了焊缝显微组织进一步细化，同时增加了焊缝厚度截面，避免薄壁管焊缝成型易开裂，进一步提高了焊缝的承载强度和成型性能，从而得到一种焊缝具有优异成型性能的铁素体不锈钢薄壁焊管。
在本步骤中，对焊接形成的焊缝进行内外气体保护。具体地，外焊接保护气体为含2％H2的氩气，流量为14-15L/min；内焊接保护气体为纯氩气，流量为16-18L/min，例如16L/min、17L/min或18L/min等。
发明人通过研究发现，通过对焊接形成的焊缝进行内外气体保护，能够改善焊缝成形以及力学性能，进而提高焊接的生产效率。
借助上述方法，能够显著提高制备的焊管焊缝的综合力学性能，经弯管和扩口后，焊缝开裂率大幅降低。
实施例
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。
实施例1
本实施例采用的材料是430铁素体不锈钢，按所设计钢种化学成分生产Φ12*0.4mm规格铁素体不锈钢薄壁焊管138支。
本实施例的焊管工艺如下表所示：
本实施例得到的焊管的性能如下表所示：
| 名称 | 焊缝宽度 | 弯管开裂率 | 扩口开裂率 |
| 工艺实施前 | 1.2mm | 12％ | 14％ |
| 实施例1 | 0.9mm | 0.5％ | 0.8％ |
注：工艺实施前的方法即钢带分条后直接进行焊接。
实施例2
本实施例采用的材料是t4003铁素体不锈钢，按所设计钢种化学成分生产Φ159*2.0mm规格铁铁素体不锈钢薄壁焊管142支。
本实施例的焊管工艺如下表所示：
本实施例得到的焊管的性能如下表所示：
| 名称 | 焊缝宽度 | 弯管开裂率 | 扩口开裂率 |
| 工艺实施前 | 2.1mm | 11％ | 12％ |
| 实施例2 | 1.1mm | 0.4％ | 0.6％ |
注：工艺实施前的方法即钢带分条后直接进行焊接。
从上述实施例1和实施例2的效果数据能够看出，采用本发明的方法能够显著改善焊缝的综合力学性能，并且显著降低弯管开裂率和扩口开裂率。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的替代、修饰、组合、改变、简化等，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种铁素体不锈钢薄壁焊管的制备方法，其特征在于，包括：
(1)将钢带按照正公差分条，得到钢条；
(2)将钢条卷曲成型进行焊接，在焊接的同时对焊接区域进行辊挤压。
2.根据权利要求1所述的铁素体不锈钢薄壁焊管的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，钢带的厚度范围为0.4-2.0mm。
3.根据权利要求1所述的铁素体不锈钢薄壁焊管的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，将分条后钢带宽度的正公差控制在0.8-1.2mm范围内。
4.根据权利要求1所述的铁素体不锈钢薄壁焊管的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，进行焊接时，焊接电流为190-200A，焊接电压为13-15V,焊接速度为2-3m/min，焊接热输入为49.4-90J/mm。
5.根据权利要求1所述的铁素体不锈钢薄壁焊管的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，进行辊挤压时，挤压量为0.8-1.2mm，挤压速度为10-15mm/s。
6.根据权利要求1所述的铁素体不锈钢薄壁焊管的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，对焊接形成的焊缝进行内外气体保护。
7.根据权利要求6所述的铁素体不锈钢薄壁焊管的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，外焊接保护气体为含2％H2的氩气，流量为14-15L/min。
8.根据权利要求6所述的铁素体不锈钢薄壁焊管的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，内焊接保护气体为纯氩气，流量为16-18L/min。
9.一种铁素体不锈钢薄壁焊管，其特征在于，采用权利要求1～8任一项所述的制备方法得到。
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