[发明专利]一种焊管的冷弯成型方法

说明书

本发明涉及一种焊管的冷弯成型方法，用于将板带冷弯成型为圆形管。在成型阶段，焊管成型过程横截面两端的变形是对称的，将板带成型圆管的过程分为四段变形区域，即辊花图设计共划分为四段不同的圆弧，且四段圆弧的半径满足从中间到管坯边缘依次减小，在粗成型阶段四段圆弧的成型道次数也满足从中间到管坯边缘依次减小。本发明能够使管坯边缘的最大升高值降低，升角和运动轨迹长度都减小，防止相邻变形区域变形量差值过大，防止相交处应力不连续的现象，可以使变形量分配更合理，成型更稳定；采用四段圆弧设计法，增大了边缘区域的曲率，可以弥补一定的回弹量，使变形更充分。

技术领域

本发明涉及焊管成型技术领域，尤其涉及一种焊管的冷弯成型方法。

背景技术

圆管冷弯成型是一种在常温下让板状钢材通过一系列按顺序排列的轧辊，使钢材的横截面不断弯曲，最终形成圆形断面型材的塑性加工方法。圆管冷弯成型是直缝焊管生产过程中的重要一环，也是钢管生产的重要方式，通过冷弯圆管的方式生产的焊管占钢管的比例已超过80％。通过冷弯成型制造圆形管材是一种经济高效的生产方式，它具有成型精确可控、产品残次率低、成型设备通用性好、节约成本等特点。但由于冷弯工艺参数设计的因素使冷弯过程中出现一些缺陷，常见的缺陷有边浪、回弹、管缝扭转、边缘错位等，甚至最边缘位置表现的不是曲面而是斜面，说明直缝焊管的边缘变形不充分，导致成型质量不大理想。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种焊管的冷弯成型方法，通过减少管坯边缘运动轨迹长度，从而减小管坯边缘伸长量和边缘缺陷，提高管坯边缘的成型质量，防止管坯在成型过程中出现多余的变形和应力，合理分配变形量，使成型更加平稳。

本发明采用的技术方案如下：

本发明所提出的一种焊管的冷弯成型方法，包括以下步骤：

S1、将管型截面沿竖直对称线均分为两个区域，在成型阶段，焊管成型过程横截面竖直对称线两端的变形是对称的，将左半部分和右半部分均划分为四段变形区域，即采用四段圆弧成型，四段圆弧从内至外依次为第一圆弧、第二圆弧、第三圆弧、第四圆弧；针对所要成型直径为D，厚度为t的圆管，取中性层偏移系数为k，定径压缩量为ΔD_k，焊接余量为k_h，由经验公式确定板坯宽度B；

S2、第1道次只对管坯边缘进行变形，将第四圆弧变形区域变形至弧长L₄＝R₄，第四圆弧在之后的开口孔各道次中不参与变形；

S3、第2道次中第一圆弧、第二圆弧、第三圆弧开始变形，第一圆弧圆心角第一圆弧半径第二圆弧圆心角第二圆弧半径第三圆弧圆心角第三圆弧半径

S4、第3道次中，第一圆弧圆心角第一圆弧半径第二圆弧圆心角第二圆弧半径第三圆弧圆心角第三圆弧半径

S5、第4道次中，第一圆弧圆心角第一圆弧半径第二圆弧圆心角第二圆弧半径第三圆弧圆心角第三圆弧半径

S6、第5道次中，第一圆弧圆心角第一圆弧半径第二圆弧圆心角第二圆弧半径第三圆弧圆心角第三圆弧半径

S7、第6道次中，第一圆弧圆心角第一圆弧半径第二圆弧圆心角第二圆弧半径第三圆弧圆心角α₆₃＝α₅₃，第三圆弧半径R₆₃＝R₅₃；

S8、第7道次中，第一圆弧圆心角第一圆弧半径第二圆弧圆心角第二圆弧半径第三圆弧圆心角α₇₃＝α₅₃，第三圆弧半径R₇₃＝R₅₃；