减少焊管焊缝毛刺的探讨.doc

减少焊管焊缝毛刺的探讨
刘全
（烟台钢铁企业集团公司，山东烟台264000）
摘要：传统焊管因采用矩形坯料使焊缝存在毛刺、虚焊、焊缝起镏等，影响产品质量。通过分析和计算，提出将矩形坯料加工成梯形坯料的理论和方法，可使其在不增加生产成本的前提下，达到既改善焊缝质量，提高产品质量，又节约金属，增加效益的目的。关键词：焊管；焊缝；梯形坯料；矩形坯料中图分类号：TG44文献标识码：B文章编号：1004-4620(2002)05-0025-02
DiscussingonReducingBarbsontheWeldSeamofWeldedPipe
LIUQuan
（YantaiIronandstealEnterprisesGroup,Yantai26400０,China）
Abstract：Becauseofusingrectangularbilletintraditionalproductionprocessofweldedpipe,thebarb,faultysolderingandformationsofagglomeratedballetc.ontheseamareappearedandcausetheweldpipe'squalitytodecrease.Thetheoryandmethodofmakingrectangularbilletintotrapezoidalbilletareputforwardwithanalyzingandcounting.Thismethodcanattaintheaimsofimprovingseamquality,raisingproductsquality,andmetalsavingandimprovingbenefitwiththepremisenotincreasingthecost.Keywords：weldedpipe;weldseam;trapezoidalbillet;rectangularbillet
1前言
焊管的焊缝对于焊管是一个重要的质量问题。毛刺的存在将影响到焊管内外表面质量。此外，为了加强金属的保护，提高焊管的使用寿命，需要对焊管进行镀层，如果焊缝表面光洁，将有利于提高镀层的质量。焊管外表面焊缝毛刺可以用刮刀清除，但是其内表面的处理比较困难。为此，应考虑如何采取措施减少内表面的毛刺。
2焊管横断面分析
图1是焊管的横断面形状。焊管内外周长之差△L为：△L＝2π（R－r）(1)式中R——焊管外圆半径；r——焊管内圆半径。焊管壁厚h为：h=R-r(2)假设将焊管沿着纵向呈对称状态剥开并拉直，其形状如图2所示。

图1焊管的横断面图2焊管纵向剖开拉直形状
由图2知：tgθ=h/π（R－r）(3)将(2)式代入(3)式，计算得θ为17.66°。上述分析说明，焊管展开的角度与壁厚、直径无关，都是17.66°。只要通过剪切或轧制的方法得到图2所示梯形的焊管坯料，同样的条件下，就可获得均匀的焊缝，而且不会出现毛刺过大，或内部焊接上、外层欠焊接的现象。
3问题分析
3.1管坯形状分析目前焊管坯多采用矩形坯，主要原因是矩形坯成型容易，矩形坯弯曲后焊缝形状见图3。由图3可见矩形坯焊缝呈三角形，焊缝内径金属多，而焊缝外径金属欠缺。为保证焊缝完全焊接上，则内径就有一部分金属融化后被挤压向内外壁流动，并在焊缝表面形成突起的瘤状，影响表面质量，同时浪费部分金属。若仅内部焊接上，外部则欠焊接，影响焊管的质量和成材率。而且无论何种情况下焊接，焊管内表面毛刺均较多。采用梯形坯料，坯料弯曲后焊缝形状见图4。由图4可见，梯形坯焊缝呈直线形，内外缝隙相同，焊接时,只需要将焊缝接触金属融化即可,不会发生金属转移,保证完全焊接。
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图3矩形坯对接后焊缝形状图4梯形坯料对接后焊缝形状
从矩形坯料和梯形坯料形状分析，采用金属坯料可节省金属比例为：b=0.667h/R×100%(4)式中b——金属消耗减少率，%；h——管壁的厚度，mm；R——焊管外圆半径，mm。从公式(4)可见，节省金属同焊管壁厚成正比，与焊管外圆半径成反比。从以上焊管坯料形状分析可见，梯形坯料与矩形坯料相比，既可使焊接后焊管内表面毛刺减少，提高焊缝质量，又可节约金属，降低成本。3.2焊管梯形坯加工工艺如果采用剪切的方法，则使管坯断面成为梯形存在一定的难度。可以将剪切后的管坯采用孔型轧制(或拔制)方法获得梯形管坯，同时轧制(或拔制)可清除管坯毛刺，避免假焊现象产生。轧制工艺较简单，仅需1架轧机，按要求在轧辊上加工出与梯形断面相同斜度的孔型即可，轧辊磨损后可修复。3.3管坯宽度选择管坯宽度是指剪切时的宽度。矩形断面宽度确定见式(5)：a=2π（R－h）(5)式中a——剪切时管坯宽度，mm。一