冷彎結構焊管的生產技術特點

　　冷彎結構焊管生產技術特點簡介

　　1 冷彎方矩形焊管的基本生產工藝

　　在目前冷彎方矩形焊管生產線中，極具代表性的生產工藝如下：

　　熱軋板卷→開卷機→矯直機→切頭尾機→頭尾對焊機→螺旋活套器→預成型機組→成型機組→高頻焊接機→去毛刺機→空冷段→→水冷段→定徑機→銑切鋸→橫移落垛→打包→入庫堆放。

　　2 冷彎方矩形焊管生產主要技術特點

　　冷彎方矩形焊管生產關鍵技術主要包括：成型技術、高頻焊接技術、切割技術和快速換輥技術，這些技術直接影響所生產的冷彎方矩形焊管產品質量和生產效率。

　　1)成型技術

　　從冷彎型鋼生產工藝技術看，國外生產的方矩形管基本上都采用圓變方工藝。早先的生產是先冷彎成圓，再將圓管加熱到正火溫度后，在定徑工序變形成方矩形管，這種工藝的優點是成品鋼管殘余應力小、角部圓弧半徑小，但能耗高、成本高、表面質量欠佳，目前只有英國還在生產。現在國外基本上都是采用冷態的圓變方工藝，與國內較普遍采用的輥彎直接成方工藝相比，冷態圓變方的優點是產品尺寸精度高、焊縫質量好、角部尖而且形狀規矩，缺點是建設投資大、角部加工硬化較重。

　　圓變方工藝和直接成方工藝，在成形方式又分輥彎成型和排輥成型，它們的主要區別是在預成型階段，后面的生產工藝差別不大。輥彎成型是傳統的成型工藝，它通過在預成型階段在軋輥上進行一系列的配套輥型設計進行冷彎成型，然后在定徑。

       排輥成型是一位華裔美籍工藝設計師發明的一種先進的冷彎方矩形焊管成型技術，簡稱龍式成型，為美國Yoder公司的專利技術，現在世界上冷彎方矩形焊管主要工藝設計和生產機組制造商，在新建的生產線中都采用這種成型技術。

　　它在生產線中先通過2～3個機架的初步輥彎預成型后，采用一定數量的小軋輥，采用分段式軋輥設計進行排輥成型，減少速度差，使得軋輥的磨損減小，功率損失降低，產品擦傷減小。排輥成型機設備的最大特點是改變規格不用更換或重組軋輥，通過簡單的調整就可以改變產品規格，節省了大量的換輥時間。

　　調試靈活，有利于成品率提高，調試時間也大大縮短;不用更換模具就可以由生產方、矩管等閉口型鋼，轉為生產C鋼、槽鋼等開口型鋼。在生產厚的重型型鋼時，更能體現出明顯的優勢。設備生產的產品成本將是最低，生產批量也沒有限制，利用生產效率的提高。

　　2)高頻焊接技術

　　高頻焊接按與管材的接觸與否，分為感應焊和接觸焊。接觸焊與感應焊相比效率高可提高50%，但需經常更換觸頭，要求管材成型好，否則易打火花，焊縫處易出現劃痕，尤其不利的是，在焊縫處會有銅殘余，時間長了以后焊管容易出現腐蝕。感應焊焊縫質量好，但同樣規格的焊管所需的焊機功率大近一倍。設備投資高50%～55%。

　　高頻焊機按類型分為真空管式和固態式(晶體管)兩種，固態式同真空管式相比尺寸小，效率高(高15%)，但可靠性、可維護性不如真空管式，此外與真空管相比價格也高15%。新建的大規格冷彎方矩形管生產線基本采用固態高頻焊機。現在的固態高頻焊機技術發展很快，如著名的EFD高頻焊機，具有如下最新技術特點：

　　EFD高頻焊機采用了新型獨特的WELDAC G2型電子匹配系統，使其能量的轉化率高達85%～87%，由于采用了二極管整流技術，其功率因素可恒定為0.95，無須進行功率因素的補償。頻率范圍：50～500kMz。

　　其采用獨立的變頻模塊設計，整流器與變頻器之間用較長的電纜連接，可對不同的負載進行連續匹配，具有高效、節能，低運行成本的顯著特點。

　　3)焊管切割技術

　　冷彎焊管在定徑后需要按照定尺長度的要求進行切割，傳統的切割是用圓盤鋸，圓盤鋸切割生產成本較低，生產效率高，但圓盤鋸切割后焊管端面毛刺多，剪切變形大，用戶施工使用時兩個焊管之間銜接不好，產品難以滿足歐美以及日本標準對產品質量的要求。

　　二十世紀八十年代以后，冷彎焊管設備制造商在新建的冷彎焊管生產線中采用同步仿型飛鋸(相當于仿形銑)，使用兩把鋸片同時對鋼管進行定尺鋸切，每個鋸片運行的軌跡正好切掉一半管材的切口，改變品種時鋸片運行的軌跡可按管材的截面形狀自動調整。這種仿形銑切鋸口光潔平整無毛刺，銑削時噪聲很小，定尺精度也很高，據介紹：鋸切18m定尺的鋼管，長度公差可以達到±2.5mm。但仿形銑鋸投資高，生產時每3～4小時就要換一次刀片，刀片修磨三次就要報廢，生產成本高。

　　冷彎焊管生產廠家需要根據不同的產品定位和用戶要求選擇鋸切設備。

　　4)快速換輥技術

　　傳統的焊管生產線進行一次整條線的大換輥，一般需8～12小時，應用戶的要求和競爭的需要，著名的冷彎焊管生產商SMS公司和美國的Abbey公司相繼開發了快速換輥技術，采用快速換輥系統，通過換輥小車90分鐘即可完成更換品種所需的軋輥更換，大大降低了生產準備時間，從而大幅度地提高了生產線的設計能力。同時通過計算機的應用，使輥位調節帶有記憶，改變產品時可快速自動地調整輥位，減少了人工調整輥位的時間和誤差，提高了產品的精度。

　　除以上典型冷彎焊管生產技術特點外，在新建的冷彎型鋼生產線中有的成型機架采用URD—等剛度成型和焊接機架，機架在水平、垂直方向上可以同時承受相近的軋制力，剛度相等，生產的產品精度更高，換輥時該機架輥系可快速的水平移出;有的生產線還采用了一種新的內毛刺去除裝置，這種內毛刺去除裝置的特點是去毛刺的同時還可將毛刺碎斷，從而保護定尺銑切鋸的鋸片。通過去除毛刺后的焊縫處內表面高度公差可達±0.2mm精度。

　　5)我國冷彎方矩形管生產線應用的生產技術

　　我國目前生產冷彎方矩形管的廠家，應用的主要是我國自行開發的生產技術。無錫玉龍鋼管廠有兩條方矩形管生產線，一條為400mm×400mm方矩形管生產線，為老式的直接成方輥式壓延連續機組，焊管鋸切采用圓盤踞，生產的產品存在剪切斷面不齊、焊縫質量差等質量問題，產品不能滿足美標、日標等先進冷彎方矩形管產品標準的要求;另外一條為250mm×250mm×8mm(max)方矩管排輥生產線，這條生產線成型采用CFSR排輥成型生產技術，改變產品規格時，不用更換軋輥，生產效率較高，但焊管鋸切也采用圓盤踞，焊管端口質量仍然不好。