单层钎焊管制造技术

本发明专利技术系单层钎焊管及其制造方法。主要适用于薄壁钢管。该钎焊管以镀铜钢带为原料，经坡口处理和卷管成型后，在芯棒与轧辊组成的封闭孔型中冷轧，轧后成型管在坡口搭接处呈紧密压合状态，随后经钎焊制成制品。该制品的主要特征是焊缝与管身内外表面成一定角度，且钎焊缝长度约为管壁厚度的三倍。它兼有无缝管和焊管两者的优点，既有无缝管的强度，又有焊管的精度，并在一定程度上弥补了它们各自的缺点。（*该技术在2007年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于钎焊管及制管方法，钎焊管制品主要适用于电冰箱、汽车以及其它家用电器行业等，钢管成形方法主要适用于制造薄壁钢管。制冷、家用电器和汽车工业所需的管材目前主要有三种一是美国在二十世纪专利技术的邦迪管(BUNDYWELD);二是日本生产的海科林管(HYCOLINTUBING);三是铜管。邦迪管是用镀铜钢带经双层卷管后进行热轧，然后进钎焊炉钎焊。世界各国均已沿用十几年。但由于它是双层结构，对原材料的精度要求非常苛刻，要求钢带厚度公差控制在±0.004mm以内;同时对钢带材质的要求也很严格，因此，坯料成本很高，导致管材价格昂贵。此外，邦迪管在钎焊后冷却速度过快，管材的强度偏高，塑性下降，电热器套管等若用邦迪管，还需退火处理，工艺复杂。海科林管是采用镀铜钢带经管成形后进行直缝对焊而成。由于是直缝对焊成形，故存在一般焊管所共有的缺点，即内焊刺无法去除，焊缝质量不稳定，镀铜层在焊缝处不连续，外表面有一条明显的黑印，断面金相组织不均匀，耐压强度较低。铜管的加工工序复杂，加工成材率低(3吨铜棒可加工成一吨铜管)，成本高，价格昂贵;内表面不清洁，强度和刚度均差;况且我国的铜资源贫乏，大部分靠进口。在制管领域，起主导作用的是无缝管和焊管两大工艺。焊接钢管，尤其是小直径管，其内焊刺难以清除，且焊缝处的金相组织与基体很难趋于一致，漏焊过焊的缺陷时有发生，抗渗漏性能很差。无缝钢管的生产虽历史较长，但也存在如下问题尺寸精度差、成材率低、成本高、工艺复杂等。本专利技术的目的在于提供一种强度高、抗渗漏性强、成形性好、精度高、内壁清洁和成本低的钎焊管，以及工艺简单，成材率高，质量稳定，对坯料无特殊要求的制管方法。具体解决方案如下单层钎焊管制品采用一般的国产低碳镀铜钢带为原料，钢带经坡口处理。当钢带卷成管后，钢带两边坡口搭接。钎焊后的焊缝均与管子的内外表面成一定的角度，即相对园周方向，焊缝为斜焊缝。它既不同于海科林管的直焊缝，又区别于邦边管的全园周360°焊接。在搭接区域，钎焊料与基体生成铜铁合金，还有一部分以纯铜存在。搭接区具有双层保护作用，使得该单层钎焊管的抗爆破强度与同规格同品种的无缝钢管相当。在设计时，搭接区的抗撕裂强度高于基体的抗拉强度，因此，在扩孔试验时，开裂总不在搭接区。制管方法的解决方案是采用具有八个机架的卷管机成形钢管。它是在通常的七个机架的焊管卷管机的前面增设了压边机架，即第一机架，该机架对坯料钢带进行坡口处理。钢带通过压边机架后，两边被加工成所需角度和尺寸的坡口。另一措施是八个机架中的第五机架轧辊上嵌镶了一个导向环，使带坡口的钢带，在经过第二、三、四、五机架后，正好使两边的坡口接近，而又不叠加的状态，保证弯管过程中不偏转。第三个措施是在第七、八机架的孔型中均装有芯棒，在这两个机架孔型中的芯棒具有凸起的椭园球，轧辊与芯棒形成封闭的孔型。这样，经第七、八机架后，钢带两边的坡口搭接，即可得到坡口与卷管的内外园表面成一定角度的管坯。经钎焊炉钎焊后，则可制成所需的钎焊管。该制管方法是对传统焊管工艺的一个新发展。采用该方法生产的钎焊管，其质量和性能以及综合技术经济指标均优于邦边管和海科林管，是一种具有广阔前景的制管新方法。用该方法制作的单层钎焊管兼有无缝管和焊管两者的优点，既有无缝管的强度，又有焊管的精度，并在一定程度上弥补了它们各自的缺点与无缝管相比，具有精度高，内壁清洁等特点;与焊管相比，具有抗渗透性强和强度高的优点。 附图说明和实施例。附图一为本专利技术单层钎焊管制品的断面示意图; 附图二为单层钎焊管的生产工艺流程图; 附图三为压边机架(第一机架)轧辊的孔型图; 附图四为第五机架的孔型图; 附图五为镀铜钢带在卷管过程中分别在各机架的状态图。附图一中，1为钎焊管主体，2为镀铜层，3为钎焊缝，α为斜焊缝与钎焊管的内外表面在园周方向所成的角度，为8°～11°。在附图二中，11为开卷机，12为润滑箱，虚线框内为卷管机组，其中13、14、15、16、17、18、19、20分别为卷管机组的第一至第八机架，21为飞剪机，22为台架，23为涂黑漆(助焊剂)机，24为钎焊炉，25为台架，26为矫直机，27为探伤仪，28为卷盘机，29为芯棒，30为立辊。与现有技术相比，本专利技术中卷管成形机的特征在于它由八个机架组成。第一机架为压边机架，第二至第八机架为成形机架，并在第五机架的上轧辊上装配了导向环，设计了特殊的孔型，在第五至第八机架的孔型中装有芯棒。附图三中，31为上轧辊，32为下轧辊，α1为上、下轧辊锥体部分的锥角，一般为8°～11°，33为上、下轧辊边部的辊缝，约为0.1mm。在附图四中，41、42为上轧辊的两个部分，43为下轧辊，44为导向环，45为心轴。附图五中，51、52、53、54、55、56、57、58分别为钢带在卷管过程中在第一至第八机架孔型中各自的状态。单层钎焊管的成形过程如下纵剪好的镀铜钢带开卷机11开卷后，进入润滑箱12，进行工艺润滑，目的是冷却并润滑芯棒。随后进入第一机架13进行钢带的边部坡口处理。通过该机架的钢带，其边部呈坡口状(见附图五中的51)，坡口角度α1为8°～11°，边部最薄处为0.1mm。钢带经过坡口处理后开始进行管成形，在第二、三、四机架将其弯卷成半园形(见附图五中的52、53、54)。通过第五机架17时，由于上轧辊装有导向环，可以防止钢带在弯管过程中偏转;为保证顺利地实现钢带边部坡口搭接，上轧辊导向环两侧的轧辊孔槽半径不等，相差约1.0mm(见附图四);通过该机架的钢带，其形状见附图五中的55。随后，在挤压辊的作用下，钢带呈管状进入第六机架进行预定径，目的是在轧制时保证管子园周搭接区的长度。搭接区长度(园周方向)一般为管壁厚度的三倍，钢带通过第七、八机架轧辊与芯棒形成的封闭孔型进行2%至5%的塑性变形，以便消除弹性变形，使搭接区呈紧密压合状态，为后续的钎焊创造有利的条件。轧制后的成形管按定尺切断后在台架堆放，并分批进入钎焊炉24进行钎焊。钎焊炉中通保护气体对钢管进行保护。钎焊温度1120～1140℃，钎焊时间为45～60秒，在搭接区的钎焊处要保证铜与钢反应，产生铜铁合金，达到最佳的钎焊效果。钎焊时，为使镀铜层均匀熔化，达到良好的钎焊质量，在进入钎焊炉前，卷成形的钢管要经过涂黑漆机23，使卷管表面均匀地涂上一层黑漆。这层黑漆在钎焊温度下呈硬壳状，可有效地防止熔化的铜层在钢管运送时被刮伤、流失。经钎焊后的钢管在钎焊炉出口处用钢丝刷刷去表面粉状残留物，经台架25，送至矫直机26。矫直机采用七辊立式和卧式两组。矫直后的管子经过探伤仪27，进行涡流探伤。探伤合格的管子即可定尺切断或进入卷盘机27，进行盘卷和包装。单层钎焊管所用的钢带(坯料)一般可采用含碳量在0.15%以下的08F钢、08Al钢、10号钢等，也可以采用含碳量在00.15%以上的20号钢、A3F钢和B3F钢等;镀铜层的厚度控制在10±1μ(单面)。钎焊管的尺寸规格对钢带宽度有严格要求，按下式确定钢带宽度W＝πK1K2(D-h)式中W为钢带宽度(mm);K1为边部延伸引起的钢带宽度系数，一般取1.05～1.08;K2为轧制延伸系数，一般取1.02～1.05;D为钎焊管外径(mm);h为钎焊管壁厚(mm)。纵剪后的钢带宽度公差为+本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由镀铜钢带制成的单层钎焊管，其特征在于钎焊缝在园周方向为斜的焊缝，即焊缝与管身内外表面成α角，斜焊缝长度约为管壁厚度的三倍。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘怀文，田福生，金进雄，王平，王世英，徐济林，林荫普，李铁元，付胜良，
申请(专利权)人：冶金工业部钢铁研究总院，哈尔滨冶金研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]