CN206747958U - 一种复合管生产系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种复合管生产系统，属于复合管制造技术领域。本实用新型包括卷管设备和加热设备，其中，所述的卷管设备包括辊座、一芯模辊和分布于芯模辊周边的多根压辊，芯模辊和压辊的一端均垂直设置在辊座上；多根压辊配合转动将复合板螺旋式卷成管状，并将芯模辊包裹于卷制成的复合管半成品中，所述的加热设备对卷制后复合管半成品进行热处理。本实用新型创新的将双金属复合板螺旋式卷制起来，上下两层双金属复合板的外层金属重叠在一起，将复合管加热到一定温度，再加上卷管过程中重叠金属层会受到一定的压力，加热会使外层金属类似胶水一样粘结在一起，从而制成强度完全可以满足要求的复合管。

Description

一种复合管生产系统

技术领域

本实用新型涉及复合管制造技术领域，更具体地说，涉及一种复合管生产系统。

背景技术

随着航空航天、海洋工程、能源电力、石油化工等产业不断发展，单一材料在性能上越来越难以满足实际的使用要求，将具有不同性能的两种或多种材料复合在一起，显著提高综合使用性能的复合材料日益受到重视。双金属复合管是典型的层状复合材料，内外层管材之间通过机械压合、原子间扩散结合或发生冶金反应而形成紧密结合。由于具有单一金属管所不具备的综合性能，复合管得到了越来越广泛的应用。其中，典型一类双金属管材是一种金属满足强度要求或具备优良导热性能，另一种金属具有良好的抗腐蚀或耐磨损性能，这样使双金属管材不仅具有所要求的高强度、高热导率，而且还具有良好的防腐蚀、耐磨损等性能，这其中铜钢复合管即是典型代表。

目前，市场上铜钢复合管多使用镀铜钢板(也即铜钢复合板)卷制而成，其中典型的就是邦迪管，其又称双层卷焊管，主要指铜钢复合板通过720°卷管后经钎焊形成的外径在4.6-10.6mm的钢管。邦迪管因具有耐高压、耐腐蚀、抗振疲劳强度高等特点，是代替汽车、家电中铜管的理想管材。但大多数邦迪管使用铜钢复合板卷曲制造的过程十分繁琐，且由于邦迪管需要将铜钢复合板720°卷曲，对铜钢复合板在强度、结合力、应力变形等性能方面也提出了更高的要求。

另一方面，铜钢复合管的制造中，需要经过焊接等生产工艺，然而传统的钎焊并不能将铜钢复合管很好的焊接起来，因为铜的熔点低于钢，如果只针对钢来焊，可能会使两种金属融化在一起，丧失原有金属的强度，而如果只针对铜来焊，则焊接点可能只有铜的强度，因此如何保证铜钢复合管在焊接后强度满足要求，是解决铜钢复合管广泛应用的主要难题。

经检索，专利号CN 201210057189.9，申请日为2012年3月7日，发明创造名称为：一种包铜钢管的制造方法；该申请案在0.6mm厚碳钢板的单个表面经过机械轧制上一层50μm的铜层；再经过制管机将该包铜钢板形成铜钢复合管，此时存在沿着管轴向延伸的纵缝；添充材料采用铜及铜合金焊丝，弧焊工艺采用冷金属过渡，焊接速度采用6m/min，焊接保护气采用纯氩气，纵缝间隙控制在0.8-1.0mm之间；对经过卷板机后成型的铜钢复合管的纵缝进行高速连续焊接。该申请案希望通过改进焊接工艺，来保证包铜钢管的强度，但该申请案主要使碳钢不熔化，铜层熔化，以阻止铜钢金属间化合物的生成，保证焊接质量，最终焊点还是只能有铜的强度，并不能解决根本问题。

专利号CN201210392773.X，申请日2012年10月17日，发明创造名称为：一种复合层金属管道的制备方法，该申请案在轧制前，通过浸镀或喷涂方式，在钢板、铜板的待复合表面上分别镀上一层合金镀层，所述镀层的厚度为4～8μm，而且所述合金镀层中含有以下组分：6～8重量份的Zr，25～50重量份的Zn，5～30重量份的Al，10～40重量份的Fe，0.5～1重量份的Si，0.4～0.8重量份的Mo。该申请案通过添加一个特定配比的合金镀层，来增大钢与铜的结合性，使复合铜钢材料具有高强度、高塑韧性；该申请案也不失为一种好方法，但添加合金镀层的方式成本较高，复合层金属管道的制备过程也变得更加繁琐，推广应用性差。

实用新型内容

1.实用新型要解决的技术问题

本实用新型的目的在于克服现有双金属复合板难以实现焊接的问题，提供了一种复合管生产系统；本实用新型创新的将双金属复合板螺旋式卷制起来，上下两层双金属复合板的外层金属重叠在一起，将复合管加热到一定温度，再加上卷管过程中重叠金属层会受到一定的压力，加热会使外层金属类似胶水一样粘结在一起，从而制成强度完全可以满足要求的复合管。

2.技术方案

为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：

本实用新型的一种复合管生产系统，包括卷管设备和加热设备，其中，所述的卷管设备将复合板呈螺旋式卷成管状，所述的加热设备对卷制后复合管半成品进行热处理。

作为本实用新型更进一步的改进，所述的卷管设备包括辊座、一芯模辊和分布于芯模辊周边的多根压辊，芯模辊和压辊的一端均垂直设置在辊座上；多根压辊配合转动将复合板螺旋式卷成管状，并将芯模辊包裹于卷制成的复合管半成品中。

作为本实用新型更进一步的改进，所述的芯模辊的旋转方向与复合板螺旋绕制方向相反。

作为本实用新型更进一步的改进，所述的加热设备设置于卷管设备远离辊座的一侧，所述芯模辊的一部分位于加热设备中。

作为本实用新型更进一步的改进，在卷管设备和加热设备之间设置有焊机，该焊机的焊枪对准复合管半成品的金属断面接缝。

作为本实用新型更进一步的改进，所述的焊机设置于靠近加热设备的进管口处。

作为本实用新型更进一步的改进，所述的压辊设置有根，根压辊均匀分布于芯模辊周边，所述的芯模辊与辊座活动连接，两相对设置的压辊之间的距离可调节。

作为本实用新型更进一步的改进，所述的芯模辊在加热设备内部的一端芯头采用镍基合金制成。

作为本实用新型更进一步的改进，所述的加热设备为中频加热或高频加热设备。

本实用新型的一种复合管生产方法，控制压辊和芯模辊转动，送入复合板，多根压辊配合转动将复合板螺旋式卷成管状，并将芯模辊包裹于卷制成的复合管半成品中，芯模辊的旋转方向与复合板螺旋绕制方向相反；卷制后复合管半成品进入加热设备之前，焊枪对准复合管半成品的金属断面接缝处进行初期钎焊，再送入加热设备进行中频或高频加热，从加热设备输出的即是复合管成品。

3.有益效果

采用本实用新型提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：

(1)本实用新型的一种复合管生产系统，其将复合板呈螺旋式卷成管状，上下两层复合板的外层金属就会大面积的重叠在一起，再将复合管加热到一定温度，且在卷管过程中对重叠金属层施以一定的压力，即会使重叠金属层类似胶水一样粘结在一起，从而制成强度完全可以满足要求的复合管；

(2)本实用新型的一种复合管生产系统，考虑到任一设备只有在使用过程中，灵活不受限制，才能真正提高其实用性，设置芯模辊与辊座活动连接，且两相对设置的压辊之间的距离可调节；如此，在实际生产过程中，可根据所需加工的复合管的不同管径要求，更换芯模辊，并调节两相对设置的压辊之间的距离，整个卷管设备的使用灵活性和适应性得到了很大程度的提高；

(3)本实用新型的一种复合管生产系统，设计芯模辊的旋转方向与复合板螺旋绕制方向相反，芯模辊的设置一方面作为定子芯模很方便复合管成形，另一方面，如果芯模辊保持一定速度旋转，且其旋转方向与复合板螺旋绕制方向相反，则不仅方便芯模辊辅助压辊将卷制后复合管半成品向前输送至加热设备，且相反的转向会使卷制后复合管整体有一个扩张，相邻层复合板会越收越紧，能够给各接触铜金属层之间有一个较大的摩擦力，便于重叠金属层结合；

(4)本实用新型的一种复合管生产系统，加热设备采用中频加热或高频加热设备，中频加热或高频加热后，电磁波透过铜层，加热内层钢，钢加热到一定温度后，会将热量导到铜层上，复合管即迅速被加热，如此，在张力、摩擦和热量的共同作用下，重叠部分铜层即会类似胶水一样快速粘结在一起，形成管路；

(5)本实用新型的一种复合管生产系统，在卷管设备和加热设备之间设置焊机，将该焊机的焊枪对准复合管半成品的金属断面接缝，且将焊机设置于靠近加热设备的进管口处，即在卷制后复合管半成品进入加热设备之前，焊枪对准复合管半成品的金属断面接缝处用钎焊的方式焊上一层铜，如此，芯模辊反方向旋转提供的张力、复合管自身的旋转会将铜覆盖在断面，使得整根复合管都是铜在表面，中间是铜钢铜混合体，保证了复合管的表面焊接质量；

(6)本实用新型的一种复合管生产系统，设计芯模辊在加热设备内部的一端芯头采用镍基合金制成，且设计卷管后复合管的管径稍小于芯模辊芯头的直径，芯模辊类似车刀一样，对复合管内表面进行磨平处理，如此复合管的内表面质量也得到了保证；

(7)本实用新型的一种复合管生产方法，相对于传统邦迪管的720°卷管工艺，首先，对铜钢复合板在强度、结合力、应力变形等性能方面的要求相应降低很多；其次邦迪管是使用整板卷管而成，整板如为6米长，则制出来的管子也是6米，而客户需要5m长管子时，就必须截断，这造成了很大的浪费；与之相比，本实用新型是使用窄板螺旋卷制成一根整管，可以根据客户需要制造对应长度的复合管，在节省材料方面，具有很大优势。

附图说明

图1是本实用新型的一种复合管生产系统的结构示意图。

示意图中的标号说明：

1、辊座；2、芯模辊；3、压辊；4、复合板；5、焊机；6、加热设备；7、复合管。

具体实施方式

为进一步了解本实用新型的内容，结合附图和实施例对本实用新型作详细描述。

实施例1

考虑到现有的双金属复合管在加工过程中，由于两种不同金属的熔点不同，如何在焊接工艺中保证双金属复合管的焊接强度，一直是困扰着领域内技术人员的一大难题。本实施例提供了一种复合管生产系统，本实施例所利用的工艺原理主要是：将复合板4呈螺旋式卷成管状，上下两层复合板4的外层金属就会大面积的重叠在一起，再将复合管7加热到一定温度，且在卷管过程中对重叠金属层施以一定的压力，即会使重叠金属层类似胶水一样粘结在一起，从而制成强度完全可以满足要求的复合管。

基于上述原理，本实施例主要以有典型代表性的铜钢复合管为例进行具体阐述，其他类似性质双金属复合管也同样适用，鉴于篇幅所限，不再赘述。

结合图1，本实施例一种复合管生产系统，主要包括卷管设备和加热设备6，所述的卷管设备主要负责将复合板4呈螺旋式卷成管状，能够实现该功能的卷管设备结构设计应有很多种，具体到本实施例中所述的卷管设备包括辊座1、一芯模辊2和分布于芯模辊2周边的多根压辊3，芯模辊2和压辊3的一端均垂直设置在辊座1上；多根压辊3主要是通过配合转动将复合板4螺旋式卷成管状，且将芯模辊2包裹于卷制成的复合管半成品中。

在实际应用中，可视不同情况设计压辊3为4根、6根甚至更多，本实施例从卷管设备结构复杂性、操作便利性和制造成本等角度考虑，设置压辊3为4根，4根压辊3均匀分布于芯模辊2周边。另外，考虑到任一设备只有在使用过程中，灵活不受限制，才能真正提高其实用性，本实施例设置芯模辊2与辊座1活动连接，且两相对设置的压辊3之间的距离可调节。如此，在生产过程中，可根据所需加工的复合管7的不同管径要求，更换芯模辊2，并调节两相对设置的压辊3之间的距离，整个卷管设备的使用灵活性和适应性得到了很大程度的提高。

本实施例还有一个很重要的特征是芯模辊2的旋转方向与复合板4螺旋绕制方向相反。芯模辊2的设置一方面作为定子芯模很方便复合管7成形，另一方面也是很重要的一点，如果芯模辊2保持一定速度旋转，且其旋转方向与复合板4螺旋绕制方向相反，则不仅方便芯模辊2辅助4根压辊3将卷制后复合管半成品向前输送至加热设备6，且相反的转向会使卷制后复合管整体有一个扩张，相邻层复合板4会越收越紧，各接触铜金属层之间有一个较大的摩擦力，也可以说有一个较大的压力，当然如果完全借助摩擦是达不到所需要的焊接温度的。所以本实施例在卷管设备远离辊座1的一侧设置了加热设备6，在本实施例中加热设备6是一台中频加热器。芯模辊2的一部分位于该中频加热器中，其会将卷制后复合管半成品送入该中频加热器，由于铜不导磁，钢是导磁的，所以中频加热后，电磁波透过铜层，加热内层钢，钢加热到一定温度后，会将热量导到铜层上，复合管即迅速被加热，芯模辊2再对复合管提供一个反向的张力，在张力、摩擦和热量的共同作用下，重叠部分铜层即会类似胶水一样粘结在一起，形成管路。由于复合板4呈螺旋式卷成管状，相邻层复合板4的铜层大面积的重叠，因此会有一个大面积的结合面，如此完全可以满足复合管焊接结合处的强度要求。

本实施例基于螺旋式卷制结合，增大接触面积来达到焊接结合处的强度要求，创新的设计了一款复合管生产系统，相对于传统邦迪管的720°卷管工艺。首先，本实施例的复合管生产系统结构简单、制造成本低、便于操作，生产效率也得到显著提高；其次，本实施例对铜钢复合板在强度、结合力、应力变形等性能方面的要求也相应降低很多；还有一个很突出的优点是，邦迪管是使用整板卷管而成，整板如为6米长，则制出来的管子也是6米，而客户需要5m长管子时，就必须截断，这造成了很大的浪费。与之相比，本实施例是使用窄板螺旋卷制成一根整管，可以根据客户需要制造对应长度的复合管，在节省材料方面，本实施例具有很大优势。

实施例2

本实施例的一种复合管生产系统，基本同实施例1，其不同之处在于：由于目前市面上销售的铜钢复合板，其断面都是不处理的，断面处的钢是裸露在外面的，如果卷制后复合管半成品直接送入中频加热器进行热处理，铜钢复合管的表面质量会较差，而对复合板断面进行处理又面临着处理成本高的问题。有鉴于此，本实施例在卷管设备和加热设备6(本实施例中加热设备6使用高频加热器)之间设置焊机5，将该焊机5的焊枪对准复合管半成品的金属断面接缝，且将焊机5设置于靠近加热设备6的进管口处。即在卷制后复合管半成品进入加热设备6之前，焊枪对准复合管半成品的金属断面接缝处用钎焊的方式焊上一层铜，如此，芯模辊2反方向旋转提供的张力、复合管7自身的旋转会将铜覆盖在断面，使得整根复合管7都是铜在表面，中间是铜钢铜混合体，保证了复合管的表面焊接质量。

本实施例的复合管生产过程为：控制压辊3和芯模辊2转动，送入复合板4，多根压辊3配合转动将复合板4螺旋式卷成管状，并将芯模辊2包裹于卷制成的复合管半成品中，芯模辊2的旋转方向与复合板4螺旋绕制方向相反；卷制后复合管半成品进入加热设备6之前，焊枪对准复合管半成品的金属断面接缝处进行初期钎焊，再送入加热设备6进行高频加热，加热温度设置为800℃，从加热设备6输出的即是复合管成品。

实施例3

本实施例的一种复合管生产系统，基本同实施例2，其不同之处在于：实施例2解决了复合管的外表面质量问题，但复合管内表面同样可能存在金属断面接缝引起的质量问题。为此，本实施例设计芯模辊2在加热设备6内部的一端芯头采用镍基合金制成，镍基合金具有耐高温耐磨的优点。且设计卷管后复合管的管径稍小于芯模辊2芯头的直径，芯模辊2充当一个拉拔定子的作用，且类似车刀一样，对复合管内表面进行磨平处理，如此复合管的内表面质量也得到了保证，经加热设备6输出的复合管直接就是成品，不用再做后期加工，复合管的加工效率得到进一步提高，加工成本得到显著降低。

以上示意性的对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种复合管生产系统，其特征在于：包括卷管设备和加热设备(6)，其中，所述的卷管设备将复合板(4)呈螺旋式卷成管状，所述的加热设备(6)对卷制后复合管半成品进行热处理。

2.根据权利要求1所述的一种复合管生产系统，其特征在于：所述的卷管设备包括辊座(1)、一芯模辊(2)和分布于芯模辊(2)周边的多根压辊(3)，芯模辊(2)和压辊(3)的一端均垂直设置在辊座(1)上；多根压辊(3)配合转动将复合板(4)螺旋式卷成管状，并将芯模辊(2)包裹于卷制成的复合管半成品中。

3.根据权利要求2所述的一种复合管生产系统，其特征在于：所述的芯模辊(2)的旋转方向与复合板(4)螺旋绕制方向相反。

4.根据权利要求3所述的一种复合管生产系统，其特征在于：所述的加热设备(6)设置于卷管设备远离辊座(1)的一侧，所述芯模辊(2)的一部分位于加热设备(6)中。

5.根据权利要求2-4任一项所述的一种复合管生产系统，其特征在于：在卷管设备和加热设备(6)之间设置有焊机(5)，该焊机(5)的焊枪对准复合管半成品的金属断面接缝。

6.根据权利要求5所述的一种复合管生产系统，其特征在于：所述的焊机(5)设置于靠近加热设备(6)的进管口处。

7.根据权利要求6所述的一种复合管生产系统，其特征在于：所述的压辊(3)设置有4根，4根压辊(3)均匀分布于芯模辊(2)周边，所述的芯模辊(2)与辊座(1)活动连接，两相对设置的压辊(3)之间的距离可调节。

8.根据权利要求7所述的一种复合管生产系统，其特征在于：所述的芯模辊(2)在加热设备(6)内部的一端芯头采用镍基合金制成。

9.根据权利要求8所述的一种复合管生产系统，其特征在于：所述的加热设备(6)为中频加热或高频加热设备。