螺旋焊管成形技术分析

李博

摘要：螺旋焊管能够以较窄的带钢生产直径较大的钢管，当时这种钢管产品的管体上容易出现波浪弯压痕，这是由于传统成形工艺中缺乏成形装置内压辊辊形设置的应用技术，导致辊形确定精确度差，而导致钢管产生波浪弯压痕。本文对螺旋焊管的成形技术进行了分析，提出了，提出了新的成形工艺设计，希望能够有效解决螺旋焊管的制造缺陷。

关键词：螺旋焊管；成形技术；工艺设计

1.带钢的变形特征给出了螺旋焊管的成形参数，其中，如果忽略带钢的厚度，则螺距间的对缝为零；在考虑带钢厚度的情况下，带钢的上下表面分别形成螺旋圆台面，其成形角存在一定的差。而在实际生产过程中，成形角应该只有一个，这样钢管的轴向上带钢的上下表面会发生错位偏移，使钢管的管壁层之间产生一定的剪切应力。此外，带钢还有一个较为明显的变形特征，即在垂直钢管轴线方向上会发生塑性弯曲变形，而且这种变形的程度较大，而平行于钢管轴线方向上的塑性弯曲变形程度较小。2.成形过程中的应力状态

带钢在加工成螺旋管坯后，管壁所产生的应力主要受到带钢成形过程中的成形力大小的影响。根据塑性变形理论可知，当带钢成形时的相对弯曲半径等于100时，塑性变形会表现得非常明显，因此，认为成形带钢的弯曲变形为线性纯塑性弯曲。通常情况下，外力对金属所做的功，在变形过程中，会有很大一部分转换成热能，导致金属温度上升，只有极小部分功会停留在金属中，在金属内部形成残余应力。其中，金属中的大部分储能为晶格畸变应力，主要表现为管壁发生形变硬化，钢管的抗拉强度会增加。同时，内层金属和万层金属分别受到压力和拉力的作用，会产生反向的塑性变形，进而发生包辛格效应，导致带钢的屈服强度下降。

带钢的屈服强度会对其加工硬化能力和包辛格效应产生极大的影响。当带钢的屈服强度增加时，其加工硬化能力会降低，而包辛格效应会增强。当带钢的屈服强度超过450MPa时，因为包辛格效应的的变化会明显超过加工硬化能力，此时会大致带钢的屈服强度降低。除了会发生塑性变形外，还可能发生于弯曲力矩成比例的弹性弯曲变形。当弯曲力矩减小时，如果对钢管施加载荷，弯曲力矩与弯曲曲率之间会呈现线性关系。

3.螺旋焊管成形工艺设计

3.1弹复控制设计

螺旋焊管成形加工的过程中，通过弹复控制设计可以有效实现对管坯弹复状态的控制，从而保证管坯的弹复状态达到设计要求。对管坯弹复状态产生影响的主要因素是材料的屈服强度。本文中的设计方法主要是通过在不同弹复条件下使用材料加工成合格的管坯，下面分别对通过对最大和最小屈服条件进行控制来实现对管坯弹复状态的控制。4.结论

4.1螺旋焊管成形工艺设计可以利用完整的数学模形进行表达，使每个环节更加清晰的呈现出来；同时还极大提高了现场管理、量化分析以及问题诊断的效率，对提高螺旋焊管的成形质量具有重要作用。

4.2本文给出了螺旋焊管成形工艺的初步设计，在实际施工过程中需要根据原料减半的实际数据对初步设计进行修正，提高设计结果的准确度。

5.参考文献：

[1]胡建英，冷拔钢管与焊管成型过程的非线性有限元分析[D].天津理工大学硕士学位论文，2006.

[2]高清军，刘峰岭，中小直径直缝焊管三点弯曲辊式成型工艺及其应用[J].焊管，2006，29（3），53-56.