冷弯结构焊管的生产技术特点

　　冷弯结构焊管生产技术特点简介

　　1 冷弯方矩形焊管的基本生产工艺

　　在目前冷弯方矩形焊管生产线中，极具代表性的生产工艺如下：

　　热轧板卷→开卷机→矫直机→切头尾机→头尾对焊机→螺旋活套器→预成型机组→成型机组→高频焊接机→去毛刺机→空冷段→→水冷段→定径机→铣切锯→横移落垛→打包→入库堆放。

　　2 冷弯方矩形焊管生产主要技术特点

　　冷弯方矩形焊管生产关键技术主要包括：成型技术、高频焊接技术、切割技术和快速换辊技术，这些技术直接影响所生产的冷弯方矩形焊管产品质量和生产效率。

　　1)成型技术

　　从冷弯型钢生产工艺技术看，国外生产的方矩形管基本上都采用圆变方工艺。早先的生产是先冷弯成圆，再将圆管加热到正火温度后，在定径工序变形成方矩形管，这种工艺的优点是成品钢管残余应力小、角部圆弧半径小，但能耗高、成本高、表面质量欠佳，目前只有英国还在生产。现在国外基本上都是采用冷态的圆变方工艺，与国内较普遍采用的辊弯直接成方工艺相比，冷态圆变方的优点是产品尺寸精度高、焊缝质量好、角部尖而且形状规矩，缺点是建设投资大、角部加工硬化较重。

　　圆变方工艺和直接成方工艺，在成形方式又分辊弯成型和排辊成型，它们的主要区别是在预成型阶段，后面的生产工艺差别不大。辊弯成型是传统的成型工艺，它通过在预成型阶段在轧辊上进行一系列的配套辊型设计进行冷弯成型，然后在定径。

       排辊成型是一位华裔美籍工艺设计师发明的一种先进的冷弯方矩形焊管成型技术，简称龙式成型，为美国Yoder公司的专利技术，现在世界上冷弯方矩形焊管主要工艺设计和生产机组制造商，在新建的生产线中都采用这种成型技术。

　　它在生产线中先通过2～3个机架的初步辊弯预成型后，采用一定数量的小轧辊，采用分段式轧辊设计进行排辊成型，减少速度差，使得轧辊的磨损减小，功率损失降低，产品擦伤减小。排辊成型机设备的最大特点是改变规格不用更换或重组轧辊，通过简单的调整就可以改变产品规格，节省了大量的换辊时间。

　　调试灵活，有利于成品率提高，调试时间也大大缩短;不用更换模具就可以由生产方、矩管等闭口型钢，转为生产C钢、槽钢等开口型钢。在生产厚的重型型钢时，更能体现出明显的优势。设备生产的产品成本将是最低，生产批量也没有限制，利用生产效率的提高。

　　2)高频焊接技术

　　高频焊接按与管材的接触与否，分为感应焊和接触焊。接触焊与感应焊相比效率高可提高50%，但需经常更换触头，要求管材成型好，否则易打火花，焊缝处易出现划痕，尤其不利的是，在焊缝处会有铜残余，时间长了以后焊管容易出现腐蚀。感应焊焊缝质量好，但同样规格的焊管所需的焊机功率大近一倍。设备投资高50%～55%。

　　高频焊机按类型分为真空管式和固态式(晶体管)两种，固态式同真空管式相比尺寸小，效率高(高15%)，但可靠性、可维护性不如真空管式，此外与真空管相比价格也高15%。新建的大规格冷弯方矩形管生产线基本采用固态高频焊机。现在的固态高频焊机技术发展很快，如著名的EFD高频焊机，具有如下最新技术特点：

　　EFD高频焊机采用了新型独特的WELDAC G2型电子匹配系统，使其能量的转化率高达85%～87%，由于采用了二极管整流技术，其功率因素可恒定为0.95，无须进行功率因素的补偿。频率范围：50～500kMz。

　　其采用独立的变频模块设计，整流器与变频器之间用较长的电缆连接，可对不同的负载进行连续匹配，具有高效、节能，低运行成本的显著特点。

　　3)焊管切割技术

　　冷弯焊管在定径后需要按照定尺长度的要求进行切割，传统的切割是用圆盘锯，圆盘锯切割生产成本较低，生产效率高，但圆盘锯切割后焊管端面毛刺多，剪切变形大，用户施工使用时两个焊管之间衔接不好，产品难以满足欧美以及日本标准对产品质量的要求。

　　二十世纪八十年代以后，冷弯焊管设备制造商在新建的冷弯焊管生产线中采用同步仿型飞锯(相当于仿形铣)，使用两把锯片同时对钢管进行定尺锯切，每个锯片运行的轨迹正好切掉一半管材的切口，改变品种时锯片运行的轨迹可按管材的截面形状自动调整。这种仿形铣切锯口光洁平整无毛刺，铣削时噪声很小，定尺精度也很高，据介绍：锯切18m定尺的钢管，长度公差可以达到±2.5mm。但仿形铣锯投资高，生产时每3～4小时就要换一次刀片，刀片修磨三次就要报废，生产成本高。

　　冷弯焊管生产厂家需要根据不同的产品定位和用户要求选择锯切设备。

　　4)快速换辊技术

　　传统的焊管生产线进行一次整条线的大换辊，一般需8～12小时，应用户的要求和竞争的需要，著名的冷弯焊管生产商SMS公司和美国的Abbey公司相继开发了快速换辊技术，采用快速换辊系统，通过换辊小车90分钟即可完成更换品种所需的轧辊更换，大大降低了生产准备时间，从而大幅度地提高了生产线的设计能力。同时通过计算机的应用，使辊位调节带有记忆，改变产品时可快速自动地调整辊位，减少了人工调整辊位的时间和误差，提高了产品的精度。

　　除以上典型冷弯焊管生产技术特点外，在新建的冷弯型钢生产线中有的成型机架采用URD—等刚度成型和焊接机架，机架在水平、垂直方向上可以同时承受相近的轧制力，刚度相等，生产的产品精度更高，换辊时该机架辊系可快速的水平移出;有的生产线还采用了一种新的内毛刺去除装置，这种内毛刺去除装置的特点是去毛刺的同时还可将毛刺碎断，从而保护定尺铣切锯的锯片。通过去除毛刺后的焊缝处内表面高度公差可达±0.2mm精度。

　　5)我国冷弯方矩形管生产线应用的生产技术

　　我国目前生产冷弯方矩形管的厂家，应用的主要是我国自行开发的生产技术。无锡玉龙钢管厂有两条方矩形管生产线，一条为400mm×400mm方矩形管生产线，为老式的直接成方辊式压延连续机组，焊管锯切采用圆盘踞，生产的产品存在剪切断面不齐、焊缝质量差等质量问题，产品不能满足美标、日标等先进冷弯方矩形管产品标准的要求;另外一条为250mm×250mm×8mm(max)方矩管排辊生产线，这条生产线成型采用CFSR排辊成型生产技术，改变产品规格时，不用更换轧辊，生产效率较高，但焊管锯切也采用圆盘踞，焊管端口质量仍然不好。