无缝钢管-放心可靠
1 压力冲孔
压力冲孔是将加热的方坯或波浪形钢锭装入圆形模中,然后用压力机驱动冲头在管坯中心部分冲出内孔。一般所冲内孔的面积相当或稍大于坯料与圆形模的间隙,因而变形量很小,延伸系数一般不超过1.1。
2 推轧穿孔
推轧穿孔可以看成是压力冲孔的一种改进形式,即把压力冲孔时的固定圆模改成带圆形孔型的1对轧辊,轧辊由电机驱动。当轧辊旋转将管坯咬入孔型并轧制时,固定在孔型中心位置的冲头便将其穿透成中空的毛管。为了推动轧制,在坯料的尾端需增加一个后推力,因此叫做推轧穿孔。
推轧穿孔是在当时圆连铸工艺尚不成熟,需采用方连铸坯进行穿孔轧管的一种方法,虽然比压力冲孔有了较大改进,但变形量仍然小,所以毛管短且厚,尤其容易产生较大的壁厚不均。因此,在穿孔之后,需要设置斜轧延伸机,以减薄毛管壁厚及延伸毛管长度,并减小毛管壁厚不均程度,但随着圆连铸坯工艺日臻成熟,该方式已逐渐被斜轧穿孔取代。
3 斜轧穿孔
斜轧穿孔是基于圆管坯被2个相互倾斜同向旋转的轧辊咬入并螺旋前进,通过由轧辊、导板(或导辊、导盘)和顶头所构成的孔型将管坯穿成中空的毛管。
实际上,圆管坯被轧辊咬入、旋转并压缩变形螺旋前进,在与顶头接触前,管坯的中心区在拉、压应力反复作用下的塑性变形逐渐发展成疏松,随着疏松的逐渐加重将导致中心破裂而形成“孔腔”(又称“横锻效应”)。因此,需将顶头前端调整在管坯出现疏松而未形成“孔腔”的位置,此时穿孔力能消耗低,工具磨损少,穿出的毛管质量好。如果管坯在已形成“孔腔”后才与顶头接触变形,则很容易在毛管的内孔形成“内折”。
二辊斜轧穿孔是德国曼内斯曼兄弟于1885年发明,并经后人的多次改进与完善,发展至今,斜轧穿孔已成为热轧无缝钢管生产主要的穿孔方式。
斜轧穿孔机的类型:斜轧穿孔机按轧辊数目可分为二辊斜轧穿孔机和三辊斜轧穿孔机。
三辊斜轧穿孔机由于孔型封闭性差,穿孔薄壁管时容易形成尾三角,因而仅局限于生产中厚壁钢管的机组中,如三辊轧机。
二辊斜轧穿孔机按轧辊形状可分为盘式穿孔机、锥形辊穿孔机和桶式或曼式穿孔机。其区别在于其轧辊轴线与轧制中心线的倾角不同,由此造成在变形运动学上的较大差异。
导板、导辊和导盘都是二辊穿孔机的导向装置,其中导板为固定,导辊为隋辊,导盘由马达驱动旋转。它们不仅对穿孔毛管变形过程起到导向,保持毛管中心及轧制稳定的作用,同时也起到限制毛管横向变形的作用。导板、导辊和导盘与轧辊顶头一起组成封闭性穿孔孔型。
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一、试验材料及实验条件
试验材料分别为薄板08Al、08F;中厚板X60、A3钢。均经化学成分检验,符合标准要求,加工试样精度符合GB 6397-86 金属拉伸试验试样标准, 要求拉伸试验在 材料试验机上进行。十字头速度恒定为10mm/min;引伸计符合ASTM E83C级要求;标距划线机线间长度误差小于0.1mm;光弹试验在光弹议上进行。
二、试验结果和讨论
1.试样对拉伸性能的影响
按照GB/T228-2010 金属拉伸试验标准要求,中厚板既可取保留原表面的板状试样,也可制成棒状试样测试拉伸性能。为表明二者是否存在差异,我们将X60(8mm厚)和A3(10mm厚)钢板分别制成带头板状样和直径为5mm的棒状试样进行实验。采用短比例试样。
结果表明:两种形状的试验结果是有差异的。棒状试样的应力σ5较板状试样高得多。我们认为原因在于;棒状试样经加工,表面光滑,缺陷少;而板状试样两表面均为直接轧制面,表面缺陷相对多一些。另外,两种试样在拉伸时的应力和应变状态也有差异。棒状试样的派生应力σ2=σ3,ε2=ε3,四周缩变均匀,而板状试样σ2≠σ3,ε2≠ε3,也造成的试验的结果不同。
2.试样宽度对拉伸结果的影响
板状拉伸试样的宽度,在其他因素相同的情况下,宽度保准也大不相同。为明确试样宽度对拉伸机械性能的影响。我们分别取08Al冷轧板和08F热轧板进行比较研究。
试样基本尺寸符合标准要求,固定其他尺寸,变化试样宽度。
结果表明:在固定标距的情况下,随试样宽度增加,σ0.2或(σs)和σb有下降趋势。我们认为:其原因在于随着试样宽度的增加,派生应力σ2增加,试样由单向拉伸逐渐转向平面应力状态,从而使参加流变的材料逐渐增多之故。
3.平行长度对板状试样拉伸性能的影响
一般都认为:平行试样长度越长,材料变形越均匀,伸长率就越大。但在实际工作中得出的结论却并非完全如此。同时平行长度的增大引起试样重量的增加,对材料也是一种浪费,因而需要明确一个范围,在不同 的标准中,我们同样发现平行长度有差异,如有l0+b/2, l0+b, l0+2b, (b为试样的宽度)。为进一步明确平行长度对拉伸试样机械性能的影响,我们用08Al冷轧板研究了这一问题。
试样尺寸符合标准要求,固定其他尺寸,变化试样平行长度。
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