专利名称：钢板制对焊单缝推制弯头的制造方法
技术领域：
本发明属于金属管件制造领域，涉及一种钢板制对焊单缝推制弯头的制造方法。
针对传统的钢板制对焊双缝冲压弯头存在的不足，本人申请了申请号为002235690.8的实用新型专利，提出了一种钢板制对焊单缝推制弯头，参阅图2所示，其结构是弯头壳体1上只有一道焊缝2，这种对焊单缝推制弯头不需要预留加工量，用料少，较对焊双缝冲压弯头节约原材料20％左右，焊缝少，使用寿命长，制作成本可降低30％左右。
本发明采用的技术方案一种钢板制对焊单缝推制弯头的制造方法，包括购入、验收原材料、下料、焊接、成型、整型、表面处理工艺步骤，其单缝推制弯头在下料工序后设置有卷管→焊接→推制成型工序。其单缝推制弯头在焊接工序后设置有外观检测、X射线无损检测工序。其单缝推制弯头下料型状为矩型，下料宽度圆管的直径减去钢板的厚度乘以3.14；下料长度弯头曲率R乘以3.14除以2乘以弯头外径除以管材外径加壁厚的3倍。其单缝推制弯头在焊接工序中将卷制成型的钢管用手工焊打底，用自动焊焊接两遍成型；焊接第一遍时电流为350-450A，电弧电压为20-25V，焊接速度为550-650mm/分钟；焊接第二遍时电流为550-600A，电弧电压为35-40V，焊接速度为690-750mm/分钟。其单缝推制弯头在推制成型工序中，中频电压为360-450V，加热温度为800-950℃时，启动推制机液压系统，开始正常的热推工作，热推电流为150-600A，热推速度为9-25cm/分钟，推制压力为5-12Mpa。其单缝推制弯头在整型工序中，将推制合格的半成品弯头放到胎具上，启动500T压力机一次压制成功。
本发明只需下一片钢板毛坯片，不需要预留加工量，在推制过程中，只需合适控制中频的电流、电压，便能大批量生产及控制产品质量，有利于减少资源浪费及环境污染，极大地提高了生产效率，节约人工成本，本发明工艺先进，省时、省力，制作成本低。
B.下料工艺守则参阅图4所示，1.根据弯头的种类规格尺寸的不同直接采用量具测量划线下料；2.用量具测量直接划线时，应适当考虑焊接收缩量和焊缝坡口的加工余量，以确保焊接后圆管尺寸的正确；3.钢板划线后，用自动气割火焰机直接下料，下料后将溶渣清除干净。
说明钢板的厚度为8～20mm，下料型状为矩型；下料宽度圆管的直径减去钢板的厚度乘以3.14；下料长度弯头曲率R乘以3.14除以2乘以弯头外径除以管材外径加壁厚的3倍。
C.卷管工艺守则参阅图5所示，把下好的钢板料放在卷板机上卷动4～7次，直至卷成圆管；技术要求(1)椭圆度管端椭圆度最大≯D+1％*D最小≮D-1％*D管身椭圆度最大≯D+3％*D最小≮D-3％*D(2)焊接处不能错口，端部平整光滑。
D.焊接工艺守则卷制的管料分别采用手工焊接与自动焊接两种方式焊接成型；a)手工焊接工艺1.焊前准备及施焊环境1)焊条、焊剂及其他焊接材料的贮存应保持干燥，相对湿度不得大于60％；2)当施焊环境出现下列任一情况，且无有效防护措施时，禁止施焊；手工焊时风速大于10m/s；相对湿度大于90％；雨雪环境当焊体温度低于0℃时，应在施焊处100mm范围内预热到15℃左右；2.焊接位置选择在平焊位置施焊，将弯头本体放在转动固定架上，熔滴可借助重力落入熔池，熔池中气体、熔渣容易浮出表面，因此平时可用较大电流焊接，生产效率高，焊缝形成好，焊接质量容易保证，所以一般应尽量在平焊位置施焊；3.焊接坡口应保持平整，不得有裂纹、分层、夹渣等缺陷，坡口表面及两侧(手弧焊各20mm)应将水、铁锈、油污、积渣和其他有害杂质清理干净；4.选用焊机时，首先根据焊条涂层(药皮)类型选择焊机种类。低氢钠型焊条必须选用直流弧焊机，以保证电弧稳定燃烧。酸性焊条虽然交直流两用均可，但一般选用交流弧焊机，交流电弧焊时，磁偏吹现象不明显；5.焊接条件1)焊条直径焊条直径一般根据管件厚度选择；开坡口多层焊的第一层及非平焊位置焊接应采用较小的焊条直径；2)焊接电流焊接电流是手弧焊的主要工艺参数；焊接电流太大时，焊条尾部要发红，部分涂层要失效或崩落，机械保护效果差，会造成气孔；此外还会导致咬边，烧穿等缺陷，还会使接头影响区晶粒粗大，焊接接头的延性下降；焊接电流太小时，会造成未焊透、未熔合、气孔和夹渣等缺陷，且生产效率低；因此，选择焊接电流，首先应保证焊接质量，其次应尽量采用较大的电流，以提高劳动生产效率；焊接电流一般可根据焊条直径进行初步选择，对于重要结构根据规定的焊接电流范围(根据热输入确定)，参照下表的焊接电流与焊条直径的关系来确定焊接电流(适用于碳钢和低合金钢)，此外，还要进一步考虑板厚、接头形式、施焊环境温度，弯头材质和焊条等因素。
参阅图6所示，厚板的焊接一般要开坡口并采用多层焊，多层焊焊缝的显微组织较细，热影响区窄，接头的延性和韧性都比较好。
b.埋弧自动焊的焊接工艺1.焊前准备及施焊环境1)同手工焊接工艺1中1)和2)的规定相同；2)焊丝要清洁、干净；2.把卷制成形的钢管用手工焊打底，用自动焊焊接两遍成型；3.在焊缝两端焊上两块引弧板，以保证引弧和收弧处的焊接质量；4.焊接位置把钢管固定在焊接架上，然后把焊缝调到钢管的正上方；
5.焊接坡口同手工焊接工艺中3)的规定相同；6.调试自动焊机做一个要与施焊的对象规格型号相同的试样，对自动焊接机进行焊前调试，针对不同规格的管料对电流、电压等进行调整；1)焊接第一遍时电流在350-450A之间，电弧电压在20-25V之间，焊接速度为550-650mm/分钟；2)焊接第二遍时电流在550-600A之间，电弧电压在35-40V之间，焊接速度为690-750mm/分钟；7.把事先烘干好的焊剂(放进调节的温度在200-300℃的烘干机内烘干至少1小时)放进焊剂斗，上好焊丝；8.把支架(即自动焊接的焊接轨道)放在焊缝的正上方，放好焊机，并把支架、焊接机头与焊缝调直，然后调好焊接机头与焊缝的距离(约3-4cm)；9.打开焊剂斗，按下电源开关，按照调试好的电流、电压在引弧板上起弧、焊接；10.焊接完毕后，等2-3分钟再取下焊剂，以确保焊缝的焊接质量不受到影响；11.敲掉焊缝两端的引弧板，并把两端及焊缝的钢刺、积渣等清理干净。
c.焊接要求1)定位焊缝不得有裂纹，否则必须清除重焊；如存在气孔、夹渣时亦应去除；熔入永久焊缝内的定位焊缝两端应便于接弧，否则应予以修整；2)双面焊需清理焊根，显露出正面打底的焊缝金属；接弧处应保证焊透与熔合；施焊过程中应控制层间温度不超过规定的范围；当焊件预热时应控制层间温度不得低于预热温度；3)焊接时应在引弧板或坡口内引弧，禁止在非焊接部位引弧，电弧擦伤处的弧坑需经打磨，使其均匀过渡到母材表面，若打磨后的母材厚度小于规定值时，则需补焊；4)每条焊缝应尽可能一次焊完；5)焊缝表面的形状尺寸及外观要求参阅图7、图8所示，单面坡口、双面坡口两类接头焊接的余高e1、e2按表中的规定(GB150-1998)
d.焊缝返修1)对需要焊接返修的缺陷应当分析返修原因，提出改进措施，按标准进行焊接工艺评定，编制焊接返修工艺；2)焊接同一部位返修次数不宜超过2次；3)返修前需将缺陷清除干净，必要时可采用表面探伤检验确认；4)待焊部位应开宽度均匀、表面平整，便于施焊的凹槽，且两端有一定的坡度；5)如需预热，预热温度应较原焊缝适当提高；6)返修焊缝性能和质量要求应与原焊缝相同。
E.焊接质量及焊接检验工艺守则(1)焊接质量焊接质量一般包括三个方面焊缝外观尺寸、接头连续性和接头性能；1)焊缝的形状尺寸焊缝与母材之间应平滑过渡，减少应力集中；参阅图9、
图10、图11所示，焊缝接头的外观形状缺陷主要有咬边、焊瘤、烧穿、未焊满和错边等；焊缝表面的咬边深度不得大于0.5mm，连续长度不得大于100mm，焊缝两侧咬边的总长不得超过该焊缝长度的10％/；2)焊缝接头的连续性接头应没有超过标准允许的破坏接头连续性的焊接缺陷，包括裂纹、气孔和缩孔、未熔合和未焊透等；焊接缺陷会导致应力集中，降低承载能力，缩短使用寿命，甚至造成脆断，脆断是从接头的焊接缺陷处开始的。一般技术规定裂纹、未熔合和表面夹渣等是不允许的，气孔，未焊透、内都夹渣和咬边等缺陷不能超过一定的允许值。
(2)焊接检验采用的检验方法是非破坏性检验中的外观检验和X般线无损探伤，对焊缝的内外缺陷进行检验。
(3)焊缝探伤的工艺采用的是JB4730-94标准AB级照相要求编制的钢板卷管对接焊缝探伤工艺，对焊缝进行100％透照检测，评片合格级别为二级；1)试件检查及清理试件上如有妨碍射线穿透或妨碍贴片的附加物，如设备附件，保温材料等，应尽可能去除；试件表面质量应经外观检查合格，如表面不规则状态可能在底片上产生掩盖焊缝中缺陷的图象时，应对表面进行打磨修整；2)选择的透照方式双壁单影进行透照；3)象质计和标记摆放线型象质计放在胶片侧的工件表面上，位于被检焊缝区的一端(被检长度的1/4处)钢丝横跨焊缝并与焊缝方向垂直，细丝置于外侧；各种铅字标记应齐全，至少应包括中心标记、搭接标记、工件编号、焊缝编号、部位编号返修透照时，应加返修标记R；对余高磨平的焊缝透照，应加指示焊缝位置的圆点或箭头标记；各种标记的摆放位置应距焊缝边缘至少5mm，其中搭接标记的位置放在胶片侧；4)贴片采用可靠的方法(磁铁、绳带等)将胶片(暗盒)固定在被检位置上，胶片(暗盒)应与工件表面紧密贴合，尽量不留间隙；5)对焦将射线源安放在适当位置，使射线束中心对准被检区中心，并根据不同规格的管料使焦距在500-600mm左右，一次透照长度在250-280mm之间；胶片采用8×30.5cm规格化正常尺寸的胶片，品牌可以是利维娜、天津III或保定乐凯等；6)曝光以上步骤完成后，方可按照规定的参数和仪器操作规则进行曝光(根据不同规格的管料，透照电压在175-230千伏之间，透照电流在4-5mA之间，曝光时间在3-5分钟左右)；7)洗片把曝光完毕的胶片拿到暗室，去掉暗盒，把胶片在沟对好的显影液中，根据显影情况的不同，显影4-7分钟后，再放进已沟对好的定影液中，约12-20分钟左右便可拿出放在清水里洗一下，取出凉好。
8)评片按JB4730-94标准，焊接接头质量分四级，评定合格级别为二级；一级焊缝内无裂纹、未熔合、未焊透和条状夹渣，允许有个别气孔和点状夹渣；二级焊缝内应无裂纹、未熔合和未焊透，允许有少量气孔和夹渣。
F.焊接合格的钢管推制成型工艺守则1.首先由热推车间的中频操作工，对电器设备进行详细的检查仔细检查逆变桥主电路接线及各螺母、元器件装焊是否牢固；检查各路冷却水是否畅通和漏水，调节或检查水压继电器使之在0.5kg/cm2时动作，注意水压值应大于1kg/cm2；检查逆变板，检查插在规定位置上并接触良好，启动板QD也要插好，检查“转换端子排”是否接在工作挡位置(中频屏中间右侧)通过检查确认设备状态正常；2.准备好大锤等工具以采取应急措施；3.由车间操作工将上道工序焊好的合格料段与生产通知单上的规格、型号、数量相核对，确认无误后，用推车将料推到推制机尾部，码放整齐，操作工再将用水稀释的石墨粉均匀地涂在料段的内壁上，以保证生产需要；4.车间操作工将所需规格的芯棒吊放在推制机上，固定好位置，再由推制机尾部将料段一个个地穿上，以上满为好，然后调整芯头和感应器的间隙，根据规格的不同，用不同的调整方法；5.中频操作工查看中频电源、电压是否正常(360-450V之间)，确认正常后开启中频，听到呜叫声则为中频启动成功，操作工逐渐加大功率，按规格的不同加大到合适的功率；
6.操作人员查看芯头的温度达800-900℃之间时停止中频，再按照正常工作的要求再一次调整感应器和芯头的间隙，调整好后放下前后插板，由操作工把料段之间缝对齐，中频操作工再次启动中频，加热到800-950℃时，启动推制机液压系统，开始正常的热推工作，根据规格的不同，热推电流在150-600A之间，热推速度为9-25cm/分钟之间，推制压力在5-12MPa之间；7.当推下第一个弯头时，由专职检验员用样板校对弯头内弧、长度，用钢卷尺测量口径达到合格后进行批量生产；8.在生产中出现不合格品时，由操作工或专职技术人员查找原因，排除故障后再按程序进行生产。
G.整型工艺守则1.首先检查压制弯头的胎具是否合格，必要时进行修理，直至完全合格，胎具固定牢固正确；2.采取安全措施，戴好劳保用品，将推制合格的半成品弯头放到胎具上，启动500T压力机一次压制成功；3.在整型过程中注意清扫胎具中的氧化皮，以保证整型质量。
H.无损检测工艺守则对推制出的弯头焊缝部位要用X射线进行无损检测，采用随机抽检和重点检测相结合，对弯头采取20％的探伤比例进行检测，无损探伤检测工艺同前所述。
I.弯头焊端坡口加工工艺守则参阅图12、图13所示，弯头焊端坡口结构型式可以是图中的两种加工型式。
J.弯头的表面处理工艺守则弯头的内外表面应进行除锈处理，并涂敷防锈油漆；如客户所购介质是易燃、易爆管道用弯头，内外表面则禁止涂敷任何防锈漆，例如氧气管道的弯头内外表面则禁止涂敷各种油漆。
经过上述工艺步骤的合格产品包装出厂。
本发明所用生产设备均为现有技术，各种设备可从下列生产厂家购入
权利要求
1.一种钢板制对焊单缝推制弯头的制造方法，包括购入、验收原材料、下料、焊接、成型、整型、表面处理工艺步骤，其特征在于单缝推制弯头在下料工序后设置有卷管→焊接→推制成型工序。
2.根据权利要求1所述的钢板制对焊单缝推制弯头的制造方法，其特征在于单缝推制弯头在焊接工序后设置有外观检测、X射线无损检测工序。
3.根据权利要求1所述的钢板制对焊单缝推制弯头的制造方法，其特征在于单缝推制弯头下料型状为矩型，下料宽度圆管的直径减去钢板的厚度乘以3.14；下料长度弯头曲率R乘以3.14除以2乘以弯头外径除以管材外径加壁厚的3倍。
4.根据权利要求1所述的钢板制对焊单缝推制弯头的制造方法，其特征在于单缝推制弯头在焊接工序中将卷制成型的钢管用手工焊打底，用自动焊焊接两遍成型；焊接第一遍时电流为350-450A，电弧电压为20-25V，焊接速度为550-650mm/分钟；焊接第二遍时电流为550-600A，电弧电压为35-40V，焊接速度为690-750mm/分钟。
5.根据权利要求1所述的钢板制对焊单缝推制弯头的制造方法，其特征在于单缝推制弯头在推制成型工序中，中频电压为360-450V，加热温度为800-950℃时，启动推制机液压系统，开始正常的热推工作，热推电流为150-600A，热推速度为9-25cm/分钟，推制压力为5-12Mpa。
6.根据权利要求1所述的钢板制对焊单缝推制弯头的制造方法，其特征在于单缝推制弯头在整型工序中，将推制合格的半成品弯头放到胎具上，启动500T压力机一次压制成功。
全文摘要
本发明属于金属管件制造领域，涉及一种钢板制对焊单缝推制弯头的制造方法。包括购入、验收原材料、下料、焊接、成型、整型、表面处理工艺步骤，其单缝推制弯头在下料工序后设置有卷管→焊接→推制成型工序；本发明只需下一片钢板毛坯片，不需要预留加工量，在推制过程中，只需合适控制中频的电流、电压，便能大批量生产及控制产品质量，有利于减少资源浪费及环境污染，极大地提高了生产效率，节约人工成本，本发明工艺先进，省时、省力，制作成本低。
文档编号F16L43/00GK1464217SQ0212126
公开日2003年12月31日 申请日期2002年6月12日 优先权日2002年6月12日
发明者高文兴 申请人:高文兴