直缝焊管的成型技术及特点

直缝焊管的成型技术是一个不断发展逐步完善的过程，最初主要采用辊式成型方法生产，成型设备主要由平辊立辊交替布置，后来由于对大中口径焊管的需求增大，对成型设备提出了更高的要求，通过不断改进，在原有的成型装置中增添了立辊组，并且焊接段逐渐使用高频焊进行焊接，此后这种成型机组经过不断改进逐渐演变成现在的排辊成型机组。纵观排辊成型技术的出现，可分为以下几个阶段：传统辊弯阶段：20世纪初期，美国出现了成型段采用辊弯法，焊接段采用电阻焊工艺的小口径焊管，但是由于钢材性能的限制和辊弯成型法导致的焊管质量问题，这些小直径焊管得不到广泛的运用，使得当时焊管的成型工艺的发展受到限制。到了20世纪30年代，接触焊开始应用于焊管制造工艺中，标志着焊管制造工艺有了很大的进步。20世纪40年代，发达国家焊管制造业迅速壮大，在经济建设中，对于大中直径高质量的焊管需求也越来越旺盛，从而促进了焊管成型技术的大发展，在这个过程中出现了M系列直缝焊管生产线，使焊管生产直径最大可以达到114.0mm，该机组轧辊就是采用平、立间隔交替布置的，此时焊管的成型工艺采用的是单半径成型方法，这种辊式成型的焊管边部极易产生缺陷，为了防止产生边浪等缺陷，从而增大了成型过程中变形区的长度，辊弯成型具有工艺简单、效率较高、产品质量好和适于批量生产等优点。Yoder公司开发的M系列直缝焊管机组对于焊管成型技术有重要意义，为排辊机组的出现打下坚实的基础。

带立辊组阶段：此时的平、立交替+立辊组机组稍微具有排辊成型机组的外形。随着工业社公的进步，对直缝焊管种类、规格的需求也逐渐呈多样性趋势，同时对焊管的质量要求也越来越高，为了减小板带和轧辊的摩擦及板带在成型过程中的变形量，同时满足机组的通用性要求，在早期的辊式成型机组中设置多个立辊组，后来在此基础上发展为半排辊式机组，但该机组中的排辊是固定的。在20世纪60年代，美国又成功开发出半排辊式机组，用于满足大直径焊管的需求，这类机组不仅生产出来的焊管质量有较大的提高，而且高频焊这些比较先进的焊接技术也被运用到焊管的焊接工艺中，这些比较先进成型工艺使当时的焊管质量有了里程碑式的发展。

排辊阶段：由于市场需求，工程技术人员对半排辊机组进行了不断的改进，逐渐出现了排辊成型技术。直缝焊管生产机组可以分为成型段和焊接段两个部分。在成型段中，变形方式主要采用了三点空弯成型原理，在第一机架中，传动混合式机架与导向环辊之间的立辊机组和传动水平辊机组被若干组可调或成排的被动小辊机组所替代，这些小辊可以防止带钢变形过大产生较大的残余应力，防止回弹发生，从而提高焊管成型质量。一般又可以将整个排辊成型的过程分为四个部分：弯边、预成型段（弯边机架也可以归并到预成型段中）、线成型段和精成型段。成型开始时，带钢在众多大小排辊和轧辊共同作用下逐步从原始的板带坯料变为成型的待焊管坯，使板带根据所设计的辊花方式进行变形，且在生产不同规格焊管时，不用再次替换两边排辊，只需要调整精成型段辊位参数即可。在焊接段中，主要利用高频电流加热工件待焊边至熔融状态，再施加外力从而实现焊接，在这个工程中压力的施加由挤压辊提供，比较稳定，故焊接温度是决定焊接质量的主要因素。在20世纪80年代，全排辊成型技术发展的比较成熟，已经可以制造出高质量的大直径焊管。到20世纪90年代，为了满足特殊环境下焊窄的体用要求，德同Meer公司在现有焊管生产线上进行改动，优化生产工艺，发明了集成弯边辊、粗成型辊、排辊等各单元的焊管生产机组，该排辊机组生产出的焊管具有产品质量好、径厚比大、生产效率高等优点。由于排辊机组的众多优点，现在更多焊管生产企业将过时的生产线改成为全排机组生产线，如今，排辊成型技术已经成为高频直缝焊管生产发展的大趋势，并且正朝着更先进的高速化、智能化方向迈进。