螺旋焊管成形技術分析

李博

摘要：螺旋焊管能夠以較窄的帶鋼生產直徑較大的鋼管，當時這種鋼管產品的管體上容易出現波浪彎壓痕，這是由于傳統成形工藝中缺乏成形裝置內壓輥輥形設置的應用技術，導致輥形確定精確度差，而導致鋼管產生波浪彎壓痕。本文對螺旋焊管的成形技術進行了分析，提出了，提出了新的成形工藝設計，希望能夠有效解決螺旋焊管的制造缺陷。

關鍵詞：螺旋焊管；成形技術；工藝設計

1.帶鋼的變形特征給出了螺旋焊管的成形參數，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。而在實際生產過程中，成形角應該只有一個，這樣鋼管的軸向上帶鋼的上下表面會發生錯位偏移，使鋼管的管壁層之間產生一定的剪切應力。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.成形過程中的應力狀態

帶鋼在加工成螺旋管坯后，管壁所產生的應力主要受到帶鋼成形過程中的成形力大小的影響。根據塑性變形理論可知，當帶鋼成形時的相對彎曲半徑等于100時，塑性變形會表現得非常明顯，因此，認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，會有很大一部分轉換成熱能，導致金屬溫度上升，只有極小部分功會停留在金屬中，在金屬內部形成殘余應力。其中，金屬中的大部分儲能為晶格畸變應力，主要表現為管壁發生形變硬化，鋼管的抗拉強度會增加。同時，內層金屬和萬層金屬分別受到壓力和拉力的作用，會產生反向的塑性變形，進而發生包辛格效應，導致帶鋼的屈服強度下降。

帶鋼的屈服強度會對其加工硬化能力和包辛格效應產生極大的影響。當帶鋼的屈服強度增加時，其加工硬化能力會降低，而包辛格效應會增強。當帶鋼的屈服強度超過450MPa時，因為包辛格效應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度降低。除了會發生塑性變形外，還可能發生于彎曲力矩成比例的彈性彎曲變形。當彎曲力矩減小時，如果對鋼管施加載荷，彎曲力矩與彎曲曲率之間會呈現線性關系。

3.螺旋焊管成形工藝設計

3.1彈復控制設計

螺旋焊管成形加工的過程中，通過彈復控制設計可以有效實現對管坯彈復狀態的控制，從而保證管坯的彈復狀態達到設計要求。對管坯彈復狀態產生影響的主要因素是材料的屈服強度。本文中的設計方法主要是通過在不同彈復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行控制來實現對管坯彈復狀態的控制。4.結論

4.1螺旋焊管成形工藝設計可以利用完整的數學模形進行表達，使每個環節更加清晰的呈現出來；同時還極大提高了現場管理、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計，在實際施工過程中需要根據原料減半的實際數據對初步設計進行修正，提高設計結果的準確度。

5.參考文獻：

[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].天津理工大學碩士學位論文，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用[J].焊管，2006，29（3），53-56.