近年來，直縫焊管由于、且性能逐漸提高，在工業(yè)生產(chǎn)中使用直縫焊管代替無縫焊管的越來越多。目前國內(nèi)多數(shù)焊管企業(yè)只能生產(chǎn)中小口徑的焊管。由于公司對我國實行技術(shù)保密只賣設備不賣技術(shù)，目前國內(nèi)的大口徑焊管生產(chǎn)企業(yè)仍不能自主相應的焊管生產(chǎn)工藝與設計軋輥。新工藝與新產(chǎn)品的仍依賴于公司。開展焊管生產(chǎn)工藝與軋輥設計的研究，可以提高我國焊管的生產(chǎn)技術(shù)水平和競爭力，適應國民經(jīng)濟發(fā)展的要求。

焊管成型方法主要包括連續(xù)輥式成型和排輥成型，目前上較為的是柔性成型。連續(xù)輥式成型的優(yōu)點是成型效果好，不足之處是軋輥通用性差、消耗大，備輥量高，生產(chǎn)成本高。排輥成型的優(yōu)點是通用性好，但是成型效果差。研究工作表明，采用排輥成型多數(shù)只能生產(chǎn)薄壁鋼管，而且容易產(chǎn)生失穩(wěn)現(xiàn)象。柔性成型屬于一種混合成型方法，兼有排輥成型通用性好的優(yōu)點，也具備連續(xù)輥式成型高的優(yōu)點，其不足在于對軋輥加工精度要求高，結(jié)構(gòu)調(diào)整的控制。目前此項技術(shù)己經(jīng)在國內(nèi)引進的大口徑焊管軋機上采用，國內(nèi)目前還不具備生產(chǎn)采用柔性成型方法的大口徑焊管軋機的能力。

焊管生產(chǎn)的一般工藝過程

焊管生產(chǎn)在鋼管生產(chǎn)中占有重要地位，工業(yè)的焊管產(chǎn)量一般要占鋼管比重的60%~70%，而現(xiàn)代焊管技術(shù)正向提高管坯、發(fā)展成型技術(shù)、控制焊接工藝、焊縫處理、在線檢測手段的方向發(fā)展。

焊管的定義及工藝特點

焊管就是將鋼板或帶鋼卷成管筒狀，然后將接縫焊合而成的鋼管。其基本工序為坯料準備一成型一焊接一精整一檢驗一包裝入庫。焊管之所以有巨大的發(fā)展前景，主要是與其產(chǎn)品生產(chǎn)的工藝特點分不開的。其主要特點有：

（1）產(chǎn)品，尤其是壁厚精度。

（2）主體設備簡單，占地小。

（3）生產(chǎn)上可以連續(xù)化作業(yè)，甚至“無頭軋制”。

（4）生產(chǎn)靈活，機組的產(chǎn)品范圍寬。

焊管的分類

焊管生產(chǎn)可以生產(chǎn)外徑達4m左右、壁厚在40mm上下的大口徑管。與熱軋無縫管相比，焊管的壁厚系數(shù)D/S相對較大，一般D/S=5~100。焊管生產(chǎn)與無縫管生產(chǎn)在鋼管生產(chǎn)競爭一直是激烈的，競爭的焦點集中在兩點上，一是產(chǎn)品；二是經(jīng)濟效益。焊管在大口徑、薄壁、壁、鋼管的生產(chǎn)上占有的優(yōu)勢。

埋弧焊直縫鋼管機械擴徑的工作原理

埋弧焊直縫鋼管擴徑械擴徑和水壓擴徑兩種方式。

機械擴徑設備投資小，占地面積少，換模具方便，維修簡單，尤其是可進行非標直徑鋼管的擴徑，被管線管標準確定為的冷擴徑方法。

擴徑頭是機械擴徑機的關(guān)鍵部件。擴徑頭是由多個扇形塊組成的芯棒安裝在楔形體上，而楔形體固定在液壓缸的活塞桿上。當液壓缸活塞和楔形體向右移動時，由于構(gòu)成芯棒表面的扇形塊向外擴展，使芯棒圓周增大。楔形體的力借助斜塊通過扇形塊作用在鋼管上，從而使與芯棒接觸的一段鋼管擴徑。當活塞和楔形體向左移動時，鋼管與芯棒脫離開，以便再次送進，進行下一段鋼管的擴徑。機械式擴徑先是將直焊縫對準擴徑頭模具上的槽，然后將鋼管分步送入擴徑頭，分段（步段長度一般為0.6～1.0m）擴徑，直至完成全管體的擴徑。

機械擴徑埋弧焊直縫鋼管變形過程

根據(jù)鋼管機械擴徑過程的不同階段，整個變形過程可以分為以彈性變形為主的整圓，塑性變形為主的擴脹變形和卸載回彈3個主要階段。

1、整圓

鋼管在擴徑前經(jīng)過成形、焊接等多道工序，其截面形狀大多為近似橢圓，還存在的直線段和棱角。整圓就是將鋼管截面由近似橢圓變成圓。

管壁在擴徑頭作用下，發(fā)生彎曲變形，隨著擴徑頭的不斷徑向擴脹，橢圓長軸不斷縮短，短軸不斷伸長，終擴徑頭與鋼管內(nèi)壁貼合。這個階段鋼管的變形主要為彈性變形，只有形狀變化。

2、擴脹變形

鋼管在擴徑頭作用下，直徑不斷擴大，管壁不斷減薄。開始時，鋼管處于彈性變形階段，當管體的應力達到管材屈服強度時，鋼管便進入塑性變形階段，發(fā)生變形。

3、卸載回彈

擴徑頭回撤，鋼管變形有的彈性回復。

影響直縫焊管全長機械擴徑的因素有很多，其中與擴徑成型直接相關(guān)的關(guān)鍵因素有擴徑率、軸向重疊量、扇形塊的數(shù)目和邊緣圓角、扇形塊與鋼管內(nèi)壁間的摩擦與潤滑、鋼管的形狀誤差、擴脹速度以及擴徑機的矯直設置等。

（1）在擴徑率較小時，隨著擴徑率增大，鋼管的圓度誤差減小，但當擴徑率增大到值以后，隨著擴徑率的增大，鋼管橫截面上的變形不均勻程度加劇，鋼管的圓度誤差將大幅增加，在實際生產(chǎn)中，擴徑率好控制在0.8%～1.5%之間。

（2）軸向重疊量對鋼管全長擴徑的縱向變形均勻性和擴徑效率具有的影響，零重疊量和較小的正向重疊量有利于減輕過渡段的“竹節(jié)”現(xiàn)象和提高擴徑效率。

（3）增加扇形塊的數(shù)目，提高擴脹速度，增強扇形塊與鋼管內(nèi)壁間的摩擦與潤滑，使接觸區(qū)的摩擦系數(shù)減小等均有利于管壁應力趨于均勻分布。

（4）擴徑對鋼管的圓度。經(jīng)過擴徑后，鋼管的圓度誤差變得非常小。