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二手圆管成型机的薄壁管成型

二手圆管成型机的薄壁管成型

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  • 发布时间:2022-10-26 11:30
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【概要描述】二手圆管成型机的薄壁焊管与厚壁管成型难点形成鲜明区别的是,薄壁管成型的难点在于:管坯成型过程中边缘产生过多的纵向延伸,易产生成型鼓包。

二手圆管成型机的薄壁管成型

【概要描述】二手圆管成型机的薄壁焊管与厚壁管成型难点形成鲜明区别的是,薄壁管成型的难点在于:管坯成型过程中边缘产生过多的纵向延伸,易产生成型鼓包。

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二手圆管成型机的薄壁焊管与厚壁管成型难点形成鲜明区别的是,薄壁管成型的难点在于:管坯成型过程中边缘产生过多的纵向延伸,易产生成型鼓包。

 

薄壁管,理论上是指壁径比小于2%的一类焊管;实践中,也将壁厚小于0.6mm的焊管叫做绝对薄壁管。薄壁管成型的难点在于:管坯刚性低,边部易失稳,导致成型失败。

 

二手圆管成型机的薄壁管成型

 

成型失稳的表现形态

如前所述,薄壁管成型失稳主要有两种表现形态,一种是波浪,一种是鼓包。在某种意义上讲,薄壁管成型的过程,就是抑制鼓包形成的过程。

不过,一般情况下即使是薄壁管也不一定会出现鼓包。以调整操作为例,同样的薄壁管,在同一条二手圆管成型机生产线上,使用同一套成型轧辊和相同的管坯原材料,不同的操作人员,有时调整结果大相径庭。这至少说明两点,一是焊管调试操作在抑制鼓包方面具有惟妙惟肖的作用,应该给予高度重视;二是鼓包产生的原因较多,但是形成机理并不复杂。

 

二手圆管成型机的薄壁管成型

 

鼓包形成机理

(1)边缘塑性延伸过多。根据焊管成型理论,平直管坯在成型为待焊开口管筒的过程中,边缘上一点随管坯前进而逐渐升高,同时向轧制中心面靠拢。该点的运动轨迹在理论上存在一个最小值Lmin,Lmin在成型的某一区域内只能比管坯底部暂时长△L,△L随着成型的结束而回复到与管坯底部相匹配的长度(传统说法是零)。可是,由轧辊孔型构成的成型底线和轧制中线事实上不可能是绝对直线,以及管坯回弹、轧辊孔型、操作调整等因素的影响。事实上,焊管成型过程中管坯边缘的塑性延伸不可避免,属于客观存在,从第一道的变形及其边缘延伸率便可得到充分证明。

 

(2)成型后期管坯边缘张力骤减。管坯纵向边缘的状态由拉力和回复力的性质决定:当之前的拉力在弹性极限内时,则回复力是之前拉力的转发形式,并与拉力构成一对成型所必须的平衡力,管坯边缘被这一对平衡力作用,使得边缘不会轻易晃动和跳动,即不会出现波浪或鼓包;当之前的拉力超过管坯纵向延伸所需要的拉力或因其他工艺原因、操作原因、原材料原因等导致拉力超过弹性极限时,边缘就会发生塑性变形。而且如果没有新的纵向拉力加入作用,回复力的性质实质上已经转变为纵向压应力,管坯边缘就会在纵向压应力作用下失稳,边缘发生波浪,甚至形成鼓包。

 

由此可见,二手圆管成型机的薄壁管鼓包形成机理是:管坯在成型过程中,边缘受多种因素影响而发生弹塑性延伸,并且边缘在没有足够纵向拉力时就会产生鼓包;纵向塑性延伸与失去纵向拉应力是鼓包生成的内因和外因,二者缺一不可。如果发生了塑性延伸,但是,边缘存在足够大的纵向拉应力,是不会产生鼓包的;同理,如果边缘没有产生纵向塑性延伸,即使没有足够大的拉应力,也不会形成鼓包。这种认识,是焊管成型理论发展的重要成果,也是各种先进成型设备、先进成型工艺和先进成型调整方法的理论依据。

 

二手圆管成型机的薄壁管成型

 

成型鼓包的特征

成型波浪与成型鼓包的关系

波浪属于鼓包的一种,他们既有区别,又有联系。首先,波浪的波长比鼓包长很多,小直径焊管的成型鼓包波长一般不超过20mm,而波浪的波长通常是鼓包波长的若干倍。其次,波浪通常比较柔和,没有明显凸起;而鼓包要么没有,要有就是边缘突变,突然隆起;波浪的峰值比鼓包的小,鼓包的峰值少则几毫米,多则十几毫米,甚至更高。最后,从危害性看,波浪通常变现为边缘小幅度晃动,有时不明显,属于解决了更好,暂时没解决亦无大碍的软缺陷;而每一个鼓包,哪怕是小鼓包都会造成焊缝搭焊、漏焊,不容忽视,必须解决。

 

当然,波浪与鼓包关系密切,存在着前后逻辑关系。总是先有波浪,后有鼓包;波浪是发生鼓包的前兆,孕育着鼓包;可是。波浪不一定都会形成鼓包,鼓包是波浪发展到一定程度的必然产物。反过来,只要出现鼓包,则一定存在波浪。波浪与鼓包的这种“血缘”关系告诉我们:预防和消除鼓包,应该从预防、消除波浪入手。同时,一旦发现成型管坯边缘有波浪,就要及早采取措施,不要等到鼓包出现后才调整。

 

二手圆管成型机的薄壁管成型

 

鼓包的特征

(1)形貌特征。成型鼓包的一个共同特征是,鼓包总是向外凸。鼓包之所以只向外凸、不向内凹,是由成型管坯横向变形弯曲拱的方向与横向弯曲变形后的回弹趋势共同决定的。

(2)发生段特征。绝大多数鼓包都发生在精成型段,这与成型管坯进入精成型段后,其边缘纵向延伸大幅度减少,甚至转为压缩有关;或者说,管坯在粗成型段产生并积累的大量边缘纵向延伸,导致精成型段无法全部吸收,进而在精成型段的强制等长过程中“多余”出来。由此可见,虽然鼓包表现在精成型段,但根本原因却在粗成型段。

 

鼓包的这些特征,为消除、抑制鼓包指明了方向:首先要着眼于粗成型段,从孔型、材料和调整入手,尽可能让管坯边缘少延伸。其次,应想法设法加强精成型段(建议从变形角大于180°起)管坯边缘外侧的控制力。这也是每每谈到二手圆管成型机的薄壁管成型与鼓包预防,总是强调要加大闭口孔型上辊压下量的原因之一。因为闭口孔型上辊导向环附近的孔型,是从管坯边缘外侧对管坯边缘施加最直接的轧制力,正是这个力,起到部分消除和抑制鼓包的作用。

 

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