CN1311925C - 钎焊热轧连续焊接金属复合管的制造方法 - Google Patents

钎焊热轧连续焊接金属复合管的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种钎焊热轧连续焊接金属复合管的制造方法，它包括以下工艺流程：基层金属带卷、复层金属带卷开卷→待复合面清理→分焊制管并放置钎焊料→热轧复合→冷却精整定尺切割，本发明中的轧制温度为750℃～950℃。采用本发明的方法生产的连续焊接金属复合管其机械性能、防腐蚀性能和再加工性能都十分优良，应用非常广泛。

Description

钎焊热轧连续焊接金属复合管的制造方法
技术领域
本发明涉及一种金属复合管的制造方法，尤其是一种利用钎焊料生产连续焊接金属复合管的方法。
背景技术
金属复合管的应用主要基于经济性和节约资源的目的，以及在各种设备上的特殊用途。例如，要求具备抗腐蚀能力的压力容器、管道等，以采用不锈钢管制造比较合理，但成本高；如果采用普通碳素钢管与不锈钢管复合制得的复合管制造同样的压力容器、管道等，不锈钢管的厚度仅整体厚度的2～10％，这样不仅满足了容器的抗腐蚀性能和足够高的强度，而且也大大的降低了成本。另外，某些具有优异耐热、耐腐蚀及导电、导热性能的金属材料，如铜、锰、钛或铬等，存在资源稀缺的问题，若采用双层或多层复合管，不但有利于节省资源，也能满足很多工程中的特殊需要。
目前，金属复合管主要是采用机械复合方法加工制造，如制管机组不同金属分焊复合法、水压复合法、拉拔复合法等，或采用复合钢板折弯焊接的焊接复合法等，制管机组不同金属分焊复合法、水压复合法和拉拔复合法生产的复合管存在的缺点是：二层金属之间结合面为物理结合，其结合强度低，复合管的后加工性能差(不能进行弯、折、焊、压等加工)；焊接复合法生产的复合管存在的缺点是：由于复合层端面焊接存在不同金属元素间的渗透作用，影响复合管的使用性能。
中国专利“一种金属复合用钎料”(专利号：ZL94108021.7)公开了一种金属复合用钎料配方，在此基上，发明人经多年努力，开发出利用该钎料生产连续焊接复合金属管的新方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种制造金属复合管的新方法，利用该方法制备的连续焊接金属复合管具有复合强度高，再加工性能好、用途广泛。
本发明的目的是通过下述的技术方案予以实现：一种钎焊热轧连续焊接金属复合管的制造方法，包括以下步骤：
(1)将基层金属带卷、复层金属带卷分别放置在开卷机上；
(2)将开卷后的基层金属带和复层金属带的待复合面清理干净；
(3)在制管机组上将基层金属带和复层金属带分焊制管，并在所述待复合面之间放置钎焊料，得到连续焊接复层管；
(4)将步骤(3)得到的连续焊接复层管快速加热至750℃～950℃进行热轧复合，热轧复合时利用内置扩张器进行复管扩径、基管减径运动；
(5)冷却精整后按定尺切割得到连续焊接金属复合管。
按照本发明的方法，所述的基层金属带卷包括碳素钢带卷或合金钢带卷，所述的复层金属带卷包括不锈钢带卷、铜带卷或钛带卷。
本发明的方法中钎焊料为涂层、电镀层或箔料带状，厚度为1～10微米，同步进入待复合面上。
本发明的方法还可以这样实现：步骤(4)也可在惰性气体或还原气氛保护下进行，热轧温度为900℃～1050℃，更有利于提高界面复合率和界面的复合强度。
利用本发明的方法生产的连续焊接金属复合管，其机械性能、防腐蚀性能和再加工性能都十分优良，二层金属之间的结合强度高，其剪切强度可达210MPa～350MPa，克服了普通物理机械复合管不能进行弯、焊、压等再加工性能差的不足；同时也解决了复合板折弯成型端面焊接不同元素渗透问题；而且，本发明能实现基层金属材料的内复合，从而使金属复合管在工业上得到广泛的应用，可产生巨大的经济效益和社会效益。
附图说明
图1是本发明的工艺流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步地描述，但不构成对本发明的任何限制。
如图1所示，本发明的钎焊热轧连续焊接金属复合管的制造方法，其具体的工艺流程可为：
基层金属带卷、复层金属带卷开→待复合面清理→分焊制管并放置钎焊料→热轧复合→冷却精整定尺切割，现将各工序分述如下：
(1)基层金属带卷、复层金属带卷开卷：将基层金属带卷、复层金属带卷分别放置在不同的开卷机上开卷；
(2)待复合面清理：将开卷后的基层金属带和复层金属带的待复合面清理干净，主要是除锈和去除复合面的表面油污，为复合创造良好的表面条件，具体方法可采用现有技术中常用的方法，如喷砂、酸洗、烘干等；
(3)分焊制管并放置钎焊料：将清理干净的基层金属带和复层金属带在制管机组中分别焊接制管，并将钎焊料放置在两层不同金属带的待复合面之间，得连续焊接复层管；钎焊料的厚度为1～10微米，可采用喷、涂或卷绕等方法同步进入待复合面上。
(4)热轧复合：将步骤(3)得到的连续焊接复层管，根据不同的要求采用中频加热、高频加热或其他加热形式，快速加热至750℃～950℃，进入特制轧机热轧(或用通用制管机组改装轧制)。对管径小于76m的小口径复合管，可在基材减径、复材扩径运动过程至复合面紧密结合时，使用中频、高频加热或其他加热形式控制结合段达到复合温度，根据不同规格和产品性能要求，复合温度在750℃～950℃之间，整机设备功能包括：复管扩径、基管减径运动、加热复合。对中、大口径复合管(通常为76mm～406mm)考虑到复合管直径、厚度偏大、内装复合管用“可调扩张器”扩径、加热复合、轧制。本步骤也可在惰性气体或还原气氛保护下进行，热轧温度为900℃～1050℃，更有利于提高界面复合率和界面的复合强度。
(5)冷却精整后按定尺切割即得到连续焊接金属复合管。
实施例1：
采用2.5mm碳钢带卷(碳钢型号为Q235)为基层金属带卷、0.5mm不锈钢带卷(不锈钢型号为316L)为复层带卷，生产25mm×3.0mm连续焊接复合钢管。
首先将2.5mm的基层碳钢带卷、0.5mm的复层金属不锈钢带卷放置在开卷机开卷后进入清洗机中清洗，去除待复合面的表面油污和表面氧化物；然后送入复合制管机组内分焊制管，同时将厚度为3微米的钎焊料箔带卷用开卷机开卷后同步进入并放置在基层金属碳钢带和复层金属不锈钢带之间，制得连续焊接复层管，连续焊接复层管经高频快速加热至750℃后直接进入12道次的平立连轧机内，并在连续焊接复层管内装上固定扩张器，进行热轧复合；通过在平立连轧机，小压下、多道次轧制使复层管外径减径，连续焊接复层管定扩径(微量扩径)增加钎焊强度达到轧制后的力学性能；终轧温度控制在600℃，然后快速冷却；最后，对复合管进行精整、按要求定长切割，即得连续焊接复合钢管。
实施例2
采用5mm碳钢带卷(碳钢型号为Q235)为基层管、2.5mm复层金属不锈钢带卷生产176mm×7mm连续焊接复合钢管。
首先将5mm的基层碳钢带卷、2.5mm的复层金属不锈钢带卷放置在开卷机开卷后进入清洗机中清洗，去除待复合面的表面油污和表面氧化物；然后送入复合制管机组内分焊制管，同时将厚度为3微米的钎焊料箔带卷用开卷机开卷后同步进入并放置在基层金属碳钢带和复层金属不锈钢带之间，制得连续焊接复层管，连续焊接复层管经高频加热至950℃后直接进入12道次的平立连轧机内，并在复层管内装上可调径扩张器，进行热轧复合，整个加热和热轧设备均置于密封容器中，容器内充有50％(体积)的H2和50％(体积)的N2气体作为保护气体；通过在平立连轧机，小压下、多道次轧制使复层管外径减径，连续焊接复层管定扩径(微量扩径)增加钎焊强度达到轧制后的力学性能；终轧温度控制在800℃，然后快速冷却；最后，对复合管进行精整、按要求定长切割，即得连续焊接复合钢管。
将上述2个实施例得到的连续焊接复合管进行机械物理性能测试，结果见表l。
表1连续焊接金属复合管的机械物理性能
采用本发明的方法，可生产公称直径20mm～406mm的各种连续焊接金属复合管；利用本发明的方法，选择不同钎焊料配方，根据复合要求设定复合温度，可以实现各种材质管之间的复合，如碳钢内复不锈钢管、碳钢内复铜管、碳钢内复铝管、碳钢内复钛管等，满足不同的需要。

Claims (4)

1.一种钎焊热轧连续焊接金属复合管的制造方法，其特征是包括以下步骤：
(1)将基层金属带卷、复层金属带卷分别放置在开卷机上开卷；
(2)将开卷后的基层金属带和复层金属带的待复合面清理干净；
(3)在制管机组上将基层金属带和复层金属带分焊制管，并在所述待复合面之间放置钎焊料，得到连续焊接复层管；
(4)将步骤(3)得到的连续焊接复层管快速加热至750℃～950℃进行热轧复合，热轧复合时利用内置扩张器进行复管扩径、基管减径运动；
(5)冷却精整后按定尺切割得到连续焊接金属复合管。
2.根据权利要求1所述的连续焊接金属复合管制造方法，其中所述的基层金属带卷包括碳素钢带卷或合金钢带卷，所述的复层金属带卷包括不锈钢带卷、铜带卷或钛带卷。
3.根据权利要求1所述的连续焊接金属复合管制造方法，其中步骤(3)中的钎焊料为涂层、电镀层或箔料带状，厚度为1～10微米，同步进入待复合面上。
4.根据权利要求1所述的连续焊接金属复合管制造方法，其中步骤(4)可在惰性气体或还原气氛保护下进行，温度为900℃～1050℃。
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