李博

摘要：螺旋焊管能夠以較窄的帶鋼生產(chǎn)直徑較大的鋼管，當(dāng)時這種鋼管產(chǎn)品的管體上容易出現(xiàn)波浪彎壓痕，這是由于傳統(tǒng)成形工藝中缺乏成形裝置內(nèi)壓輥輥形設(shè)置的應(yīng)用技術(shù)，導(dǎo)致輥形確定精確度差，而導(dǎo)致鋼管產(chǎn)生波浪彎壓痕。本文對螺旋焊管的成形技術(shù)進(jìn)行了分析，提出了，提出了新的成形工藝設(shè)計，希望能夠有效解決螺旋焊管的制造缺陷。

關(guān)鍵詞：螺旋焊管；成形技術(shù)；工藝設(shè)計

1.帶鋼的變形特征給出了螺旋焊管的成形參數(shù)，其中，如果忽略帶鋼的厚度，則螺距間的對縫為零；在考慮帶鋼厚度的情況下，帶鋼的上下表面分別形成螺旋圓臺面，其成形角存在一定的差。而在實際生產(chǎn)過程中，成形角應(yīng)該只有一個，這樣鋼管的軸向上帶鋼的上下表面會發(fā)生錯位偏移，使鋼管的管壁層之間產(chǎn)生一定的剪切應(yīng)力。此外，帶鋼還有一個較為明顯的變形特征，即在垂直鋼管軸線方向上會發(fā)生塑性彎曲變形，而且這種變形的程度較大，而平行于鋼管軸線方向上的塑性彎曲變形程度較小。2.成形過程中的應(yīng)力狀態(tài)

帶鋼在加工成螺旋管坯后，管壁所產(chǎn)生的應(yīng)力主要受到帶鋼成形過程中的成形力大小的影響。根據(jù)塑性變形理論可知，當(dāng)帶鋼成形時的相對彎曲半徑等于100時，塑性變形會表現(xiàn)得非常明顯，因此，認(rèn)為成形帶鋼的彎曲變形為線性純塑性彎曲。通常情況下，外力對金屬所做的功，在變形過程中，會有很大一部分轉(zhuǎn)換成熱能，導(dǎo)致金屬溫度上升，只有極小部分功會停留在金屬中，在金屬內(nèi)部形成殘余應(yīng)力。其中，金屬中的大部分儲能為晶格畸變應(yīng)力，主要表現(xiàn)為管壁發(fā)生形變硬化，鋼管的抗拉強(qiáng)度會增加。同時，內(nèi)層金屬和萬層金屬分別受到壓力和拉力的作用，會產(chǎn)生反向的塑性變形，進(jìn)而發(fā)生包辛格效應(yīng)，導(dǎo)致帶鋼的屈服強(qiáng)度下降。

帶鋼的屈服強(qiáng)度會對其加工硬化能力和包辛格效應(yīng)產(chǎn)生極大的影響。當(dāng)帶鋼的屈服強(qiáng)度增加時，其加工硬化能力會降低，而包辛格效應(yīng)會增強(qiáng)。當(dāng)帶鋼的屈服強(qiáng)度超過450MPa時，因為包辛格效應(yīng)的的變化會明顯超過加工硬化能力，此時會大致帶鋼的屈服強(qiáng)度降低。除了會發(fā)生塑性變形外，還可能發(fā)生于彎曲力矩成比例的彈性彎曲變形。當(dāng)彎曲力矩減小時，如果對鋼管施加載荷，彎曲力矩與彎曲曲率之間會呈現(xiàn)線性關(guān)系。

3.螺旋焊管成形工藝設(shè)計

3.1彈復(fù)控制設(shè)計

螺旋焊管成形加工的過程中，通過彈復(fù)控制設(shè)計可以有效實現(xiàn)對管坯彈復(fù)狀態(tài)的控制，從而保證管坯的彈復(fù)狀態(tài)達(dá)到設(shè)計要求。對管坯彈復(fù)狀態(tài)產(chǎn)生影響的主要因素是材料的屈服強(qiáng)度。本文中的設(shè)計方法主要是通過在不同彈復(fù)條件下使用材料加工成合格的管坯，下面分別對通過對最大和最小屈服條件進(jìn)行控制來實現(xiàn)對管坯彈復(fù)狀態(tài)的控制。4.結(jié)論

4.1螺旋焊管成形工藝設(shè)計可以利用完整的數(shù)學(xué)模形進(jìn)行表達(dá)，使每個環(huán)節(jié)更加清晰的呈現(xiàn)出來；同時還極大提高了現(xiàn)場管理、量化分析以及問題診斷的效率，對提高螺旋焊管的成形質(zhì)量具有重要作用。

4.2本文給出了螺旋焊管成形工藝的初步設(shè)計，在實際施工過程中需要根據(jù)原料減半的實際數(shù)據(jù)對初步設(shè)計進(jìn)行修正，提高設(shè)計結(jié)果的準(zhǔn)確度。

5.參考文獻(xiàn)：

[1]胡建英，冷拔鋼管與焊管成型過程的非線性有限元分析[D].天津理工大學(xué)碩士學(xué)位論文，2006.

[2]高清軍，劉峰嶺，中小直徑直縫焊管三點彎曲輥式成型工藝及其應(yīng)用[J].焊管，2006，29（3），53-56.