高强合金焊管生产方法技术

本发明专利技术公开了一种高强合金焊管生产方法，包括以下步骤：使开卷后的带材加热后再进入管坯成型机组中渐进成形为管坯；采用激光主焊接电弧辅助焊接的方式，使进入焊合室的管坯焊接成型为焊管；使焊管预定径再进行在线退火热处理以获得低应力焊管；对低应力焊管进行二次定径、矫直及检测处理。本发明专利技术的生产方法，设计了热辅助钛合金渐进成形管坯技术，通过加热带材降低高强钛合金的强度、增加其塑性和变形能力，同时采用激光主焊接电弧辅助焊接的方式，可以显著降低钛合金焊缝熔化区域的面积和晶粒尺寸，利用低应力激光焊接和在线热处理工艺，可以有效降低焊管的应力，获得成形、组织、应力、性能的综合调控，最终获得高质量的高强钛合金焊管。钛合金焊管。钛合金焊管。

【技术实现步骤摘要】
高强合金焊管生产方法


[0001]本专利技术涉及高强度合金焊管生产领域，特别地，涉及一种高强合金焊管生产方法。

技术介绍

[0002]目前的纯钛、低强度钛合金、不锈钢等焊管生产线的机架强度大约在600MPa左右，难以适应高强钛合金(抗拉强度大于1000MPa)且厚度为3～5mm的生产，从而造成机架磨损严重、焊管成形不稳定、焊管质量不可靠等问题，而高强钛合金焊管由于其高强度、耐压性能等，在航天装备油路系统、武器装备等领域具有广泛的需求，因此，如何通过优化改造现有产线设备以适应高强度钛合金焊管的生产具有重要意义。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供了一种高强合金焊管生产方法，以解决采用现有纯钛、低强度钛合金或不锈钢等焊管生产线生产高强钛合金时存在的“机架磨损严重、焊管成形不稳定、焊管质量不可靠”等的技术问题。
[0004]本专利技术采用的技术方案如下：
[0005]一种高强合金焊管生产方法，包括以下步骤：使开卷后的带材加热后再进入管坯成型机组中渐进成形为管坯；采用激光主焊接电弧辅助焊接的方式，使进入焊合室的管坯焊接成型为焊管；使焊管预定径再进行在线退火热处理以获得低应力焊管；对低应力焊管进行二次定径、矫直及检测处理。
[0006]进一步地，步骤“使开卷后的带材加热后再进入管坯成型机组中渐进成形为管坯”中，采用电磁感应加热方式或电弧加热方式将带材加热至400～700℃。
[0007]进一步地，步骤“使开卷后的带材加热后再进入管坯成型机组中渐进成形为管坯”中，带材渐进成形为管坯具体包括以下阶段：初成型段：采用过弯成型形式，使带材边缘成型到位；多辊成型段：使带材逐渐成型为管坯；封闭孔型段：使管坯稳定进入焊合室。
[0008]进一步地，初成型段中，采用3～5组平辊和立辊，且平辊和立辊依次间隔排布，并相邻两者之间间距为50～150mm，平辊由电机驱动主动转动；多辊成型段中，采用4～6组立辊依次间隔排布，且相邻两者之间间距为40～100mm，并立辊为无驱动力的被动辊；封闭孔型段中，采用4～6组平辊和立辊，且平辊和立辊依次间隔排布，并相邻两者之间间距为50～150mm，平辊由电机驱动主动转动，且最后三组平辊均带有导向片。
[0009]进一步地，步骤“采用激光主焊接电弧辅助焊接的方式，使进入焊合室的管坯焊接成型为焊管”中，焊合室包括焊接挤压辊、焊接设备、冷却装置及充填于焊合室内的保护气；焊接挤压辊包括2～4组平辊和立辊，平辊和立辊依次间隔设置，且相邻两者之间间距为100～150mm；焊接设备为激光电弧复合焊接设备；冷却装置用于对焊接挤压辊和焊接设备的焊接处进行冷却。
[0010]进一步地，焊合室还包括用于对管坯进行加热的加热装置，加热装置设置于焊接挤压辊之前，以用于将管坯在焊接之前加热至100℃～500℃。
[0011]进一步地，步骤“使焊管预定径再进行在线退火热处理以获得低应力焊管”中，“预定径”采用多组平辊和立辊，且平辊和立辊依次间隔设置，并相邻两者之间间距为50～150mm，定径量为需要定径的60～80％；步骤“使焊管预定径再进行在线退火热处理以获得低应力焊管”中，焊接完毕的焊管首先在在线热处理炉中加热到指定温度，然后再采用石墨和冷却水循环系统对加热后段的焊管进行冷却。
[0012]进一步地，步骤“对低应力焊管进行二次定径、矫直及检测处理”中，“二次定径”采用多组平辊和立辊，且平辊和立辊依次间隔设置，并相邻两者之间间距为50～150mm，定径量为需要定径的20～40％；步骤“对低应力焊管进行二次定径、矫直及检测处理”中，“矫直”采用多组平辊和立辊，且平辊和立辊依次间隔设置。
[0013]进一步地，步骤“对低应力焊管进行二次定径、矫直及检测处理”中，“检测”包括在线涡流检测、激光测径、在线定尺切断、离线超声检测、水压气密检测。
[0014]进一步地，步骤“对低应力焊管进行二次定径、矫直及检测处理”之后，还包括步骤：酸洗：对低应力焊管内外表面进行酸洗处理，以获得高质量高强度合金焊管。
[0015]本专利技术具有以下有益效果：
[0016]本专利技术的高强合金焊管生产方法中，采用加热带材的形式，用以降低高强合金变形的抗力，同时降低其变形回弹，提高管坯的成型质量，使其成型稳定，还可有效降低对管坯成型机组的损耗，提高其使用寿命及工作稳定性；采用激光焊接热源作为主热源、电弧热源作为辅助热源的方式，能够极大的降低焊接热输入量，从而改善焊管组织性能，提高焊管成型质量；由于板材向管坯成型时，既存在变形应力又存在焊接应力，故而对焊管进行在线退火热处理以去应力获得低应力焊管，从而保持焊管的直线度。本专利技术提供了一种利用现有低强度焊管生产线制备合金焊管的生产方法，尤其适应于高强钛合金焊管的制备，本专利技术针对高强钛合金的特点，设计了热辅助钛合金渐进成形管坯技术，通过加热带材降低高强钛合金的强度、增加其塑性和变形能力，同时采用激光主焊接电弧辅助焊接的方式，可以显著降低钛合金焊缝熔化区域的面积和晶粒尺寸，利用低应力激光焊接和在线热处理工艺，可以有效降低焊管的应力，获得成形、组织、应力、性能的综合调控，最终获得高质量的高强钛合金焊管。本专利技术生产方法相比于常规纯钛及不锈钢焊管生产，特征在于高强钛合金采用热成形技术、电弧辅助激光主焊接技术、在线精确热处理技术，通过上述关键工艺，可以实现高强钛合金板材稳定成形、焊缝成形、晶粒度、及焊管残余应力等有效控制，进而成功制备出抗拉强度大于1000MPa、壁厚大于1.0mm、管径大于25mm的高强钛合金管材。
[0017]除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本专利技术还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本专利技术作进一步详细的说明。
附图说明
[0018]构成本申请的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0019]图1是本专利技术优选实施例的高强合金焊管生产方法流程图。
具体实施方式
[0020]以下结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明，但是本专利技术可以由下述所限定和
覆盖的多种不同方式实施。
[0021]参照图1，本专利技术的优选实施例提供了一种高强合金焊管生产方法，包括以下步骤：
[0022]使开卷后的带材加热后再进入管坯成型机组中渐进成形为管坯；
[0023]采用激光主焊接电弧辅助焊接的方式，使进入焊合室的管坯焊接成型为焊管；
[0024]使焊管预定径再进行在线退火热处理以获得低应力焊管；
[0025]对低应力焊管进行二次定径、矫直及检测处理。
[0026]本专利技术的高强合金焊管生产方法中，采用加热带材的形式，用以降低高强合金变形的抗力，同时降低其变形回弹，提高管坯的成型质量，使其成型稳定，还可有效降低对管坯成型机组的损耗，提高其使用寿命及工作稳定性；采用激光焊接热源作为主热源、电弧热源作为辅助热源的方式，能够极大的降低焊接热输入量，从而改善焊管组织性能，提高焊管成型质量；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高强合金焊管生产方法，其特征在于，包括以下步骤：使开卷后的带材加热后再进入管坯成型机组中渐进成形为管坯；采用激光主焊接电弧辅助焊接的方式，使进入焊合室的管坯焊接成型为焊管；使焊管预定径再进行在线退火热处理以获得低应力焊管；对低应力焊管进行二次定径、矫直及检测处理。2.根据权利要求1所述的高强合金焊管生产方法，其特征在于，步骤“使开卷后的带材加热后再进入管坯成型机组中渐进成形为管坯”中，采用电磁感应加热方式或电弧加热方式将带材加热至400～700℃。3.根据权利要求1所述的高强合金焊管生产方法，其特征在于，步骤“使开卷后的带材加热后再进入管坯成型机组中渐进成形为管坯”中，带材渐进成形为管坯具体包括以下阶段：初成型段：采用过弯成型形式，使带材边缘成型到位；多辊成型段：使带材逐渐成型为管坯；封闭孔型段：使管坯稳定进入所述焊合室。4.根据权利要求3所述的高强合金焊管生产方法，其特征在于，初成型段中，采用3～5组平辊和立辊，且所述平辊和所述立辊依次间隔排布，并相邻两者之间间距为50～150mm，所述平辊由电机驱动主动转动；多辊成型段中，采用4～6组立辊依次间隔排布，且相邻两者之间间距为40～100mm，并所述立辊为无驱动力的被动辊；封闭孔型段中，采用4～6组平辊和立辊，且所述平辊和所述立辊依次间隔排布，并相邻两者之间间距为50～150mm，所述平辊由电机驱动主动转动，且最后三组所述平辊均带有导向片。5.根据权利要求1所述的高强合金焊管生产方法，其特征在于，步骤“采用激光主焊接电弧辅助焊接的方式，使进入焊合室的管坯焊接成型为焊管”中，所述焊合室包括焊接挤压辊、焊接设备、冷却装置及充填于所述焊合室内的保护气；所述焊接挤压辊包括2～4组平辊和立辊，所述平辊和所述立辊依次间隔设置，且相邻两者之...

【专利技术属性】
技术研发人员：李军兆，孙清洁，张鹏程，樊程，李强，鲁蓉蓉，曾宪山，
申请(专利权)人：湖南湘投金天新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：