CN114178798A - 一种焊接钢管加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉钢管加工技术领域，具体涉及一种焊接钢管加工方法；本发明，使用单面焊，双面成型进行焊接，可以将钢管焊接处的内壁也可以完整地进行焊接，不会存在焊接不完整的情况，使钢管在高速旋转的时候，可以达到很好的动态平衡，而且在使用的时候，可以很好地进行高速旋转，不会造成摆动，卷料打开的时候，卷料会有收卷地力，容易造成回弹，容易造成人员的受伤，开卷后的卷料外表面的杂质进行清理，将卷料外表面清理至无杂质位置，将清理后卷料外表面的保护油进行清理，采用专门的清洗剂进行清理，清理干净后，进行烘干，将卷料的外表面保持干燥，将卷料进行清理，使钢管在加工的时候，不会造成钢管表面有杂质的生成。

Description

一种焊接钢管加工方法

技术领域

本发明涉及钢管加工技术领域，具体涉及一种焊接钢管加工方法。

背景技术

具有空心截面，其长度远大于直径或周长的钢材。按截面形状分为圆形、方形、矩形和异形钢管；按材质分为碳素结构钢钢管、低合金结构钢管、合金钢钢管和复合钢管；按用途分为输送管道用、工程结构用、热工设备用、石油化工工业用、机械制造用、地质钻探用、高压设备用钢管等；按生产工艺分为无缝钢管和焊接钢管，其中无缝钢管又分热轧和冷轧(拔)两种，焊接钢管又分直缝焊接钢管和螺旋缝焊接钢管。

现有的钢管在生产的时候，可以将钢管进行很好的生产，但是现有的加工方法在使用的时候，存在一定的问题，在将钢管的连接处进行焊接的时候，都是直接进行焊接的，导致在焊接出来的钢管，有的钢管里面的接口处，可能存在焊接的瑕疵，导致钢管使用的寿命会大大地降低。

发明内容

针对现有技术所存在的上述缺点，本发明的第一目的在于提供一种焊接钢管加工方法，解决上述背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种焊接钢管加工方法，包括以下步骤：

S1、开卷：将制作钢管的卷料进行打开；

S2、剪切卷料：将开卷好的料，进行切料，将料进行截取，将料按照一定的长度进行裁剪，将料进行切头尾；

S3、对焊：将剪裁好的材料进行对焊，将两个钢料分别置于两夹紧装置之间，使其端面对准，在接触处通电加热进行焊接；

S4、活套：将切割好的料在比常规轧制温度稍低的条件下，采用强化压下和控制冷却工艺措施来提高热轧钢材的强度、韧性综合性能，防止钢材在后续的工艺造成钢材的损坏；

S5、成型：将经过活套处理后的钢材放置在成型机中，将钢材进行成型成钢管，钢管在成型后，进行动平衡测试，将不合格的筛选出来；

S6、焊接：将动平衡测试后的钢管进行焊接，使用单面焊，双面成型进行焊接；

S7、在线探伤：再次进行动平衡检测，在使用探伤仪器，在生产线上，进行探伤，检查钢管的内部是否有伤痕；

S8、水冷：在进行探伤后，进行水冷，将钢管的外部进行冷却，增加钢管的硬度；

S9、定径：将水冷后的钢管放在定径机上将钢管的直径进行固定，产生出预制直径的钢管；

S10、飞锯：将定径的钢管进行二次定尺控制，使光管直径的精准度更高；

S11、平头倒棱：将钢管的平头进行倒棱，将钢管的外直角或者内直角，倒角，避免应力集中，不至于在安装时划伤手指；

S12、外观检查：将钢管的外观进行检查，检查钢管的外表面有无伤痕，焊接口有无开裂；

S13、测量点：将钢管的外表面标记测量点；

S14、涂油、入库：将钢管的外表面进行涂油，防止钢管被腐蚀生锈，造成钢管的质量下降，然后将钢管放入仓库中进行保存。

通过采用上述技术方案：生产出来的钢管，平衡度和焊接口的完整度都很高，在实际的使用的时候，可以很好地进行使用，使用的效果更佳。

本发明进一步设置为：所述步骤S1中，所述开卷的操作步骤为：

1)、将制作钢管的卷料进行打开，在打开卷料的时候，需要保护开料人的安全，防止在开料的时候，卷料打开的时候，卷料会有收卷地力，容易造成回弹，容易造成人员的受伤；

2)、将开卷后的卷料外表面的杂质进行清理，将卷料外表面清理至无杂质位置；

3)、将清理后卷料外表面的保护油进行清理，采用专门的清洗剂进行清理，清理干净后，进行烘干，将卷料的外表面保持干燥。

通过采用上述技术方案：将卷料进行清理，使钢管在加工的时候，不会造成钢管表面有杂质的生成。

本发明进一步设置为：所述步骤S3中，对焊的时候：要求两个钢材料的接触处的截面尺寸、形状相同或相近，以保证焊件接触面加热均匀，使焊接的效果更好，防止出现焊接的时候，焊接处存在焊接不完全的现象。

本发明进一步设置为：所述步骤S5中，动平衡测试包括以下步骤：

S501、以接管两端内孔为基准，将管道的外部车圆；

S502、将外表面车圆后的钢管放在动平衡机器上进行动平衡测试；

S503、将不平衡的点进行标记，然后将不平衡的点使用车床，将光管的内部进行车削，再次放在动平衡机器上进行动平衡测试；

S504、重复上述步骤，直至钢管达到动平衡位置。

通过采用上述技术方案：可以将钢管很好的进行动态平衡，使钢管在高速旋转的时候，可以达到很好的动态平衡，而且在使用的时候，可以很好地进行高速旋转，不会造成摆动。

本发明进一步设置为：所述步骤S6中单面焊，双面成型进行焊接包括以下步骤：

S601、先在钢管端前方约10-15mm处的坡口面上引弧，然后将电弧拉回至始焊处稍加摆动，对焊件进行1-2s的预热，当坡口根部产生焊液时，立即将电弧压低约1-1.5s后，可听到电弧穿透坡口而发出的声音，看到定位焊缝以及相接的两侧坡口面的金属开始熔化，并形成第一个熔池；

S602、当金属尚未完全凝固，熔化中心还处于半熔化状态，护目镜下呈黄亮颜色时，重新引燃电弧，并在该熔池前方接近钝边地坡口面上，以一定的焊条倾角击穿焊件根部，击穿时先以短弧对焊件根部加热1-1.5s，然后再迅速将焊条朝焊接方向挑划；

S603、当听到焊件被焊条击穿的声时，应快速使一定长的弧柱带着熔滴穿过熔孔，使其与熔化金属分别形成背面与正面焊道熔池，此时要迅速抬起灭弧，动作如稍有迟缓，可能会造成根部烧穿。

S604、1s后，当上述熔池还未完全凝固，尚有比所用焊条直径稍大的黄亮光电时，快速引燃电弧并在第一个熔池右前方进行击穿焊，然后继续按上述方法施焊，便可完成两点法单面焊双面成形的焊缝；

S605、在焊接成型后，将焊接处进行打磨平滑。

通过采用上述技术方案：将动平衡测试后的钢管进行焊接，使用单面焊，双面成型进行焊接，可以将钢管焊接处的内壁也可以完整地进行焊接，不会存在焊接不完整的情况。

本发明进一步设置为：还包括以下操作步骤：

S15、将钢管的焊缝处进行热处理；

S16、热处理焊缝的钢管进行矫直；

S17、将矫直后的钢管进行离线探伤。

通过采用上述技术方案：可焊接接头的热处理能防止焊接部位的脆性破坏、延迟裂纹、应力腐蚀和氢气腐蚀等，经过正确的热处理，可以使焊接残余应力松弛，淬硬区软化，也可以改善组织，降低含氢量，提高耐腐蚀性、冲击韧性，蠕变极限等。

本发明进一步设置为：步骤S16，包括以下操作步骤：

S161、利用CO₂连续激光发生器产生的激光；

S162、经过聚焦产生高温射束照射工件，使工件局部表面薄层瞬时达到淬火温度或熔化温度；

S163、照射停止后，表面热量迅速传入基底材料而使表面淬硬或迅速凝固；

S164、利用激光束加热的工艺有相变硬化－淬硬、表面上光－快速凝固、表面合金化，使反射镜可以改变光束的方向。

通过采用上述技术方案：利用CO₂连续激光发生器产生的激光进行处理，节约能源，效果更高。

有益效果

采用本发明提供的技术方案，与已知的公有技术相比，具有如下有益效果：

本发明将动平衡测试后的钢管进行焊接，使用单面焊，双面成型进行焊接，可以将钢管焊接处的内壁也可以完整地进行焊接，不会存在焊接不完整的情况，使钢管在高速旋转的时候，可以达到很好的动态平衡，而且在使用的时候，可以很好地进行高速旋转，不会造成摆动，卷料打开的时候，卷料会有收卷地力，容易造成回弹，容易造成人员的受伤，开卷后的卷料外表面的杂质进行清理，将卷料外表面清理至无杂质位置，将清理后卷料外表面的保护油进行清理，采用专门的清洗剂进行清理，清理干净后，进行烘干，将卷料的外表面保持干燥，将卷料进行清理，使钢管在加工的时候，不会造成钢管表面有杂质的生成。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合实施例对本发明作进一步的描述。

实施例1

一种焊接钢管加工方法，包括以下步骤：

S1、开卷：将制作钢管的卷料进行打开；

步骤S1中，所述开卷的操作步骤为：

1)、将制作钢管的卷料进行打开，在打开卷料的时候，需要保护开料人的安全，防止在开料的时候，卷料打开的时候，卷料会有收卷地力，容易造成回弹，容易造成人员的受伤；

2)、将开卷后的卷料外表面的杂质进行清理，将卷料外表面清理至无杂质位置；

3)、将清理后卷料外表面的保护油进行清理，采用专门的清洗剂进行清理，清理干净后，进行烘干，将卷料的外表面保持干燥。

S2、剪切卷料：将开卷好的料，进行切料，将料进行截取，将料按照一定的长度进行裁剪，将料进行切头尾；

S3、对焊：将剪裁好的材料进行对焊，将两个钢料分别置于两夹紧装置之间，使其端面对准，在接触处通电加热进行焊接，对焊的时候：要求两个钢材料的接触处的截面尺寸、形状相同或相近，以保证焊件接触面加热均匀，使焊接的效果更好，防止出现焊接的时候，焊接处存在焊接不完全的现象；

S4、活套：将切割好的料在比常规轧制温度稍低的条件下，采用强化压下和控制冷却工艺措施来提高热轧钢材的强度、韧性综合性能，防止钢材在后续的工艺造成钢材的损坏；

S5、成型：将经过活套处理后的钢材放置在成型机中，将钢材进行成型成钢管，钢管在成型后，进行动平衡测试，将不合格的筛选出来；

步骤S5中，动平衡测试包括以下步骤：

S501、以接管两端内孔为基准，将管道的外部车圆；

S502、将外表面车圆后的钢管放在动平衡机器上进行动平衡测试；

S503、将不平衡的点进行标记，然后将不平衡的点使用车床，将光管的内部进行车削，再次放在动平衡机器上进行动平衡测试；

S504、重复上述步骤，直至钢管达到动平衡位置。

S6、焊接：将动平衡测试后的钢管进行焊接，使用单面焊，双面成型进行焊接；

步骤S6中单面焊，双面成型进行焊接包括以下步骤：

S601、先在钢管端前方约10mm处的坡口面上引弧，然后将电弧拉回至始焊处稍加摆动，对焊件进行1s的预热，当坡口根部产生焊液时，立即将电弧压低约1s后，可听到电弧穿透坡口而发出的声音，看到定位焊缝以及相接的两侧坡口面的金属开始熔化，并形成第一个熔池；

S602、当金属尚未完全凝固，熔化中心还处于半熔化状态，护目镜下呈黄亮颜色时，重新引燃电弧，并在该熔池前方接近钝边地坡口面上，以一定的焊条倾角击穿焊件根部，击穿时先以短弧对焊件根部加热1s，然后再迅速将焊条朝焊接方向挑划；

S603、当听到焊件被焊条击穿的声时，应快速使一定长的弧柱带着熔滴穿过熔孔，使其与熔化金属分别形成背面与正面焊道熔池，此时要迅速抬起灭弧，动作如稍有迟缓，可能会造成根部烧穿。

S604、1s后，当上述熔池还未完全凝固，尚有比所用焊条直径稍大的黄亮光电时，快速引燃电弧并在第一个熔池右前方进行击穿焊，然后继续按上述方法施焊，便可完成两点法单面焊双面成形的焊缝；

S605、在焊接成型后，将焊接处进行打磨平滑。

S7、在线探伤：再次进行动平衡检测，在使用探伤仪器，在生产线上，进行探伤，检查钢管的内部是否有伤痕；

S8、水冷：在进行探伤后，进行水冷，将钢管的外部进行冷却，增加钢管的硬度；

S9、定径：将水冷后的钢管放在定径机上将钢管的直径进行固定，产生出预制直径的钢管；

S10、飞锯：将定径的钢管进行二次定尺控制，使光管直径的精准度更高；

S11、平头倒棱：将钢管的平头进行倒棱，将钢管的外直角或者内直角，倒角，避免应力集中，不至于在安装时划伤手指；

S12、外观检查：将钢管的外观进行检查，检查钢管的外表面有无伤痕，焊接口有无开裂；

S13、测量点：将钢管的外表面标记测量点；

S14、涂油、入库：将钢管的外表面进行涂油，防止钢管被腐蚀生锈，造成钢管的质量下降，然后将钢管放入仓库中进行保存。

S15、将钢管的焊缝处进行热处理；

S16、热处理焊缝的钢管进行矫直；

步骤S16，包括以下操作步骤：

S161、利用CO2连续激光发生器产生的激光；

S162、经过聚焦产生高温射束照射工件，使工件局部表面薄层瞬时达到淬火温度或熔化温度；

S163、照射停止后，表面热量迅速传入基底材料而使表面淬硬或迅速凝固；

S164、利用激光束加热的工艺有相变硬化－淬硬、表面上光－快速凝固、表面合金化，使反射镜可以改变光束的方向。

S17、将矫直后的钢管进行离线探伤。

实施例2

本实施例与所提供的实施例1的方法大致相同，其主要区别在于：步骤S604中先在钢管端前方约12.5mm处的坡口面上引弧，对焊件进行1.5s的预热，立即将电弧压低约1-1.25s，步骤S604中击穿时先以短弧对焊件根部加热1.25s。

实施例3

本实施例与所提供的实施例1的方法大致相同，其主要区别在于：步骤S604中先在钢管端前方约15mm处的坡口面上引弧，对焊件进行2s的预热，立即将电弧压低约1.5s，步骤S604中击穿时先以短弧对焊件根部加热1.5s。

对比例1

本实施例与所提供的实施例1的方法大致相同，其主要区别在于：步骤S5中未进行动平衡测试；

对比例2

本实施例与所提供的实施例1的方法大致相同，其主要区别在于：步骤S604中先在钢管端前方约20mm处的坡口面上引弧，对焊件进行3s的预热，立即将电弧压低约3s，步骤S604中击穿时先以短弧对焊件根部加热3s；

对比例3

本实施例与所提供的实施例1的方法大致相同，其主要区别在于：步骤S604中先在钢管端前方约5mm处的坡口面上引弧，对焊件进行1s的预热，立即将电弧压低约0.5s，步骤S604中击穿时先以短弧对焊件根部加热0.5s；

对比例4

本实施例与所提供的实施例1的方法大致相同，其主要区别在于：步骤S6中未使用单面焊，双面成型焊接方法。

性能测试

分别取等量的实施例1～3和对比例1～4所提供的焊接钢管加工方法的平衡度和焊接口完整，平衡度使用动平衡检测，焊接口的完整度使用探伤仪进行检测所得数据记录于下表：

通过分析上述各表中的相关数据可知，通过本发明的方法，在焊接的时候，先在钢管端前方约10mm处的坡口面上引弧，然后将电弧拉回至始焊处稍加摆动，对焊件进行1s的预热，当坡口根部产生焊液时，立即将电弧压低约1s后，可听到电弧穿透坡口而发出的声音，看到定位焊缝以及相接的两侧坡口面的金属开始熔化，并形成第一个熔池，当金属尚未完全凝固，熔化中心还处于半熔化状态，护目镜下呈黄亮颜色时，重新引燃电弧，并在该熔池前方接近钝边地坡口面上，以一定的焊条倾角击穿焊件根部，击穿时先以短弧对焊件根部加热1s，然后再迅速将焊条朝焊接方向挑划，当听到焊件被焊条击穿的声时，应快速使一定长的弧柱带着熔滴穿过熔孔，使其与熔化金属分别形成背面与正面焊道熔池，此时要迅速抬起灭弧，动作如稍有迟缓，可能会造成根部烧穿，1s后，当上述熔池还未完全凝固，尚有比所用焊条直径稍大的黄亮光电时，快速引燃电弧并在第一个熔池右前方进行击穿焊，然后继续按上述方法施焊，便可完成两点法单面焊双面成形的焊缝，在焊接成型后，将焊接处进行打磨平滑，可以将钢管焊接处的内壁也可以完整地进行焊接，不会存在焊接不完整的情况，以接管两端内孔为基准，将管道的外部车圆，将外表面车圆后的钢管放在动平衡机器上进行动平衡测试，将不平衡的点进行标记，然后将不平衡的点使用车床，将光管的内部进行车削，再次放在动平衡机器上进行动平衡测试，重复上述步骤，直至钢管达到动平衡位置，可以将钢管很好的进行动态平衡，使钢管在高速旋转的时候，可以达到很好的动态平衡，而且在使用的时候，可以很好地进行高速旋转，不会造成摆动，将制作钢管的卷料进行打开，在打开卷料的时候，需要保护开料人的安全，防止在开料的时候，卷料打开的时候，卷料会有收卷地力，容易造成回弹，容易造成人员的受伤，开卷后的卷料外表面的杂质进行清理，将卷料外表面清理至无杂质位置，将清理后卷料外表面的保护油进行清理，采用专门的清洗剂进行清理，清理干净后，进行烘干，将卷料的外表面保持干燥，将卷料进行清理，使钢管在加工的时候，不会造成钢管表面有杂质的生成。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种焊接钢管加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、开卷：将制作钢管的卷料进行打开；

S2、剪切卷料：将开卷好的料，进行切料，将料进行截取，将料按照一定的长度进行裁剪，将料进行切头尾；

S3、对焊：将剪裁好的材料进行对焊，将两个钢料分别置于两夹紧装置之间，使其端面对准，在接触处通电加热进行焊接；

S4、活套：将切割好的料在比常规轧制温度稍低的条件下，采用强化压下和控制冷却工艺措施来提高热轧钢材的强度、韧性综合性能，防止钢材在后续的工艺造成钢材的损坏；

S5、成型：将经过活套处理后的钢材放置在成型机中，将钢材进行成型成钢管，钢管在成型后，进行动平衡测试，将不合格的筛选出来；

S6、焊接：将动平衡测试后的钢管进行焊接，使用单面焊，双面成型进行焊接；

S7、在线探伤：再次进行动平衡检测，在使用探伤仪器，在生产线上，进行探伤，检查钢管的内部是否有伤痕；

S8、水冷：在进行探伤后，进行水冷，将钢管的外部进行冷却，增加钢管的硬度；

S9、定径：将水冷后的钢管放在定径机上将钢管的直径进行固定，产生出预制直径的钢管；

S10、飞锯：将定径的钢管进行二次定尺控制，使光管直径的精准度更高；

S11、平头倒棱：将钢管的平头进行倒棱，将钢管的外直角或者内直角，倒角，避免应力集中，不至于在安装时划伤手指；

S12、外观检查：将钢管的外观进行检查，检查钢管的外表面有无伤痕，焊接口有无开裂；

S13、测量点：将钢管的外表面标记测量点；

S14、涂油、入库：将钢管的外表面进行涂油，防止钢管被腐蚀生锈，造成钢管的质量下降，然后将钢管放入仓库中进行保存。

2.根据权利要求1所述的一种焊接钢管加工方法，其特征在于：所述步骤S1中，所述开卷的操作步骤为：

1)、将制作钢管的卷料进行打开，在打开卷料的时候，需要保护开料人的安全，防止在开料的时候，卷料打开的时候，卷料会有收卷地力，容易造成回弹，容易造成人员的受伤；

2)、将开卷后的卷料外表面的杂质进行清理，将卷料外表面清理至无杂质位置；

3)、将清理后卷料外表面的保护油进行清理，采用专门的清洗剂进行清理，清理干净后，进行烘干，将卷料的外表面保持干燥。

3.根据权利要求2所述的一种焊接钢管加工方法，其特征在于：所述步骤S3中，对焊的时候：要求两个钢材料的接触处的截面尺寸、形状相同或相近，以保证焊件接触面加热均匀，使焊接的效果更好，防止出现焊接的时候，焊接处存在焊接不完全的现象。

4.根据权利要求3所述的一种焊接钢管加工方法，其特征在于：所述步骤S5中，动平衡测试包括以下步骤：

S501、以接管两端内孔为基准，将管道的外部车圆；

S502、将外表面车圆后的钢管放在动平衡机器上进行动平衡测试；

S503、将不平衡的点进行标记，然后将不平衡的点使用车床，将光管的内部进行车削，再次放在动平衡机器上进行动平衡测试；

S504、重复上述步骤，直至钢管达到动平衡位置。

5.根据权利要求4所述的一种焊接钢管加工方法，其特征在于：所述步骤S6中单面焊，双面成型进行焊接包括以下步骤：

S601、先在钢管端前方约10-15mm处的坡口面上引弧，然后将电弧拉回至始焊处稍加摆动，对焊件进行1-2s的预热，当坡口根部产生焊液时，立即将电弧压低约1-1.5s后，可听到电弧穿透坡口而发出的声音，看到定位焊缝以及相接的两侧坡口面的金属开始熔化，并形成第一个熔池；

S602、当金属尚未完全凝固，熔化中心还处于半熔化状态，护目镜下呈黄亮颜色时，重新引燃电弧，并在该熔池前方接近钝边地坡口面上，以一定的焊条倾角击穿焊件根部，击穿时先以短弧对焊件根部加热1-1.5s，然后再迅速将焊条朝焊接方向挑划；

S603、当听到焊件被焊条击穿的声时，应快速使一定长的弧柱带着熔滴穿过熔孔，使其与熔化金属分别形成背面与正面焊道熔池，此时要迅速抬起灭弧，动作如稍有迟缓，可能会造成根部烧穿。

S604、1s后，当上述熔池还未完全凝固，尚有比所用焊条直径稍大的黄亮光电时，快速引燃电弧并在第一个熔池右前方进行击穿焊，然后继续按上述方法施焊，便可完成两点法单面焊双面成形的焊缝；

S605、在焊接成型后，将焊接处进行打磨平滑。

6.根据权利要求1所述的一种焊接钢管加工方法，其特征在于：还包括以下操作步骤：

S15、将钢管的焊缝处进行热处理；

S16、热处理焊缝的钢管进行矫直；

S17、将矫直后的钢管进行离线探伤。

7.根据权利要求6所述的一种焊接钢管加工方法，其特征在于：所述步骤S16，包括以下操作步骤：

S161、利用CO2连续激光发生器产生的激光；

S162、经过聚焦产生高温射束照射工件，使工件局部表面薄层瞬时达到淬火温度或熔化温度；

S163、照射停止后，表面热量迅速传入基底材料而使表面淬硬或迅速凝固；

S164、利用激光束加热的工艺有相变硬化－淬硬、表面上光－快速凝固、表面合金化，使反射镜可以改变光束的方向。