不锈钢焊管成形基本问题有哪些

浙江至德钢业有限公司根据工厂多年不锈钢焊管生产经验，总结认为不锈钢焊管成形基本问题主要有以下三点：

一、机架的排列与布置

  辊式连续成形机的电焊管机组在我国分布较广。辊式连续成形机架的排列与布置形式基本有两种：一种是水平辊和立辊交替布置；一种是在封闭孔前成组布置立辊群，如图15-5所示。其他组合形式均由此演变而来，常见类型列于表15-2.

  整个机组完全采用水平辊和立辊交替布置的形式正在逐步淘汰，因为这种布置在封闭孔前儿架管坯的变形角相当大，上下辊之间的直径差很悬殊，因而辊面的速比可达到1.8~2.2。造成管坯表面划伤，轧辊磨损严重。因此新设计的机组将这几架以立辊组代替，既避免了划伤又简化了结构。国外最近还出现了一种布置形式，它仅仅头两架开口孔和封闭孔是水平机架，其余都是立辊机架，简称VRF法。该机组设备简单，重量轻，边缘延伸小，管坯成形质量好。

二、管坯成形的变形过程

 管坯在成形机组中的变形包括纵向变形、横向变形和断面变形三部分。纵向变形是指管坯在轧制线方向上由平板变为圆筒形的过程而言，它决定着成形质量，如图15-6所示为带材成形过程中纵向变形的示意图。纵向变形过程是不均匀的，在前几架带钢边缘部分的延伸大于中心部分，在封闭孔型前两架时管坯中心变形角超过180°后，中心部分的延伸又大于边缘，如图15-7所示。总的结果是，成形为圆筒以后，边缘的长度L'大于原来的长度L,相对伸长率为：

 为保证成形质量的稳定性，应使延伸了的边缘压缩时能恢复原来的形状，不致引起波浪和鼓包，这样板带边缘的纵向积累拉伸变形应在弹性变形极限以内。根据胡克定律：

 由此取边缘上升角α=1°~1°25'.因此对不锈钢焊管，该机组生产最大直径d产品时所需的最小变形区长度l是：

 小于此值成形焊接后易起鼓包，过多增加机架也是浪费。为了保证成形质量，同时还需采取其他措施来控制带材边缘的相对延伸。

 断面变形是指成形后（实际上还包括定径矫直的影响）壁厚变化而害。一般成形后壁厚总有所增加，管坯边缘部分的壁厚总比中间部分略小，但差值很小对质量无大影响，一般略而不计。

 横向变形是指管坯在孔型中承受横向弯曲变形的问题，即轧辊的孔型设计，对此以后将专门讨论。

三、成形底线

 成形底线是第一架至末架成形机的下辊孔型最低点的连线。成形底线的形式对于管坯成形的纵向变形过程有显著的影响。

 成形底线的形式基本上有图15-8所示的四种形式：（1)上山法：底线在成形过程中逐渐上升；（2)水平底线法：成形过程中底线为水平线；（3)下山法：成形过程中底线逐渐下降；或者在预成形各架中逐渐下降，至封闭孔型后底线保持水平；（4)边缘线水平法：成形过程中边缘线保持水平，成形底线按下山法演变。

 生产中多采用水平底线法和下山法，两者相比前者较差，因为前者同一垂直剖面上中心和边缘的延伸不均匀性严重，下山法则比较均匀，如图15-9所示。并且最后的积累变形也是前者的边缘延伸比后者大。

 单机模拟下山法成形的试验证明，要在成形过程中减少边缘延伸量，使得出口管坯件保持平直运行，送料时必须向下倾斜一定值，也就是使送料支撑点比下一机架的辊底线高出一下山值S,如图15-9(a),设支持点与机架中心线距离为f,它们之间需保持一定关系：

   S=Kf  （15-3)    式中 K-根据变形量、板厚、管坯形状确定的系数，取0.05~0.15。

  图15-9(b)是S、f与成形件离开成形辊时弯曲曲率 1/R的关系。正值表示向上弯曲，负值表示向下弯曲。可见一定的机架间距只有一定的下山值可使成形件离开成形辊时保持平直。所以，最好在机架之间增设下山成形的辅助装置，相对下一机架轧辊底线调整下山值以收到应有的效果。