專利名稱：一種低碳焊管及其制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及低碳焊接管及其制作方法。特別地，本發(fā)明涉及冷軋低碳焊管，及其制作系統(tǒng)和方法。
背景技術：
管應用于不同的領域，包括汽車、鍋爐、織物、建筑、腳手架、能源、水壓柱、氣彈簧等，其可用碳鋼或合金材料制作。通常，碳百分含量在0.01至0. 45之間的管稱為低碳鋼管。 無縫管通過擠壓原料制作，而焊接管則通過焊接接縫的成型帶鋼制作。在很多領域中使用焊接管需要嚴格的尺寸公差，表面加工和機械性能如屈服強度和抗張強度。一般，所述焊接管的制作程序包括多個步驟，其包括V根據(jù)最終管尺寸切割帶鋼；V帶剛成型；V沿成型帶鋼接縫以電阻焊接法焊接形成空心管；V熱處理釋放壓力；V表面處理；V刺入操作，其中管的一部分被擠壓以提供拉拔機的夾子的夾持部位，夾持部位用于將所述管拉過拉拔機，在拉撥機中不能使用的擠壓部分變?yōu)閺U料；V拉拔過程，其中所述管被拉過拉拔機以縮小所述管的直徑至合適值；V 拉直；V熱處理釋放壓力(可選的)；需要將空心管縮小直徑和厚度(形成焊接良好的管)，從而達到理想的尺度并且增強機械性能如管的屈服值、抗張值、伸長率和硬度。屈服和抗張值與所述空心管縮至最后的管直徑和厚度的縮小百分比成正比。利用拉拔機，所述管直徑和厚度一次只能縮小35%。通常所用管的截面/直徑多于最終拉制管的40-50%，因此需要通過拉拔機多步操作才可達到合適的尺寸和機械性能。對于使用拉拔機的每一步，都需要熱處理所述管并提供刺入部，所述刺入部達到管重量的7%。熱處理這就導致約7%的材料損失和能耗。該方法也需要重復管的拉直和表面加工，導致產(chǎn)生較低的尺寸穩(wěn)定和規(guī)定公差。焊接管易于破裂，壓力下焊口破裂，因此無縫管在關鍵應用中優(yōu)于焊接管?，F(xiàn)有技術美國專利20050076975公開了一種低碳合金鋼管和其制作方法，其中所述鋼管主要包括，按重量計約0. 06%至約0. 18%碳；約0.5%至約1.5%錳；約0. 至約0.5%硅； 最多約0.015%硫；最多約0. 025%磷；最多0. 50%鎳；約0. 至約1. 0%鉻；約0. 至約1. 0%鉬；約0. 01%至約0. 10%釩；約0. 01%至約0. 10%鈦；約0. 05%至約0. 銅； 約0. 010%至約0. 050%鋁；最多約0. 05%鈮；最多約0. 15%殘余成分；和其余是鐵和附帶雜質。所述鋼具有至少約I^ksi的抗張值以及在溫度低至-60°C時表現(xiàn)出延展性能。日本專利JP3077576公開了一種通過將帶鋼制成管形制作的焊接管，所述帶鋼按重量包含< 0. 05% C和10-14% Cr，以對接邊部分溫度在室溫和1000°C之間條件下，按照條件(1)和(2)激光焊接，并在850-1000°C加熱，以彡20°C /s的速度冷卻至彡300°C，加熱至600-700°C，然后以彡20°C/s的速度冷卻至室溫。(I)P彡15kW⑵0. 4彡P. {exp (a. Τ)}/ (V. t)彡2(其中，P 激光輸出(kW)，a 常數(shù)(=0. 0006)，T 焊接前溫度(°C )，V 焊接速率(m/min)，t:帶鋼厚度(mm))。同樣，所述焊接管可通過加熱上述焊接管至700-90(TC，然后以< 20°C /s的速度冷卻至室溫。日本專利JP09164425公開了一種通過將帶鋼制成管形制作的焊接管，所述帶鋼按重量包含< 0. 05% C和10-14% Cr，以兩對接邊部分溫度在室溫和1000°C之間條件下， 按照條件(1)和(2)激光焊接，并在850-1000°C加熱，以彡200C /s的速度冷卻至< 300 加熱至600-700°C，然后以彡20°C/s的速度冷卻至室溫。(I)P彡15kW⑵0. 4彡P. {exp (a. T)}/(V.t)彡2(其中，P:激光輸出(kW)，a:常數(shù)(=0.0006)，T 焊接前溫度(°C )，V 焊接速率(m/min)，t 帶鋼厚度(mm))。此外，所述焊接管的生產(chǎn)可通過加熱上述焊接管至 700-900°C，然后以彡200C /s的速度冷卻至室溫。日本專利JP11254030公開了一種不銹鋼制的帶鋼加工成管狀，所述帶鋼按重量包括12. 0-15.0% Cr, 1.0-5.0% Ni,彡0. 030% C+N，兩對接邊部分用激光焊接，然后在 730-900°C加熱2-60秒，然后冷卻至< 150°C，然后在580-770°C加熱1_30秒，然后冷卻至室溫。日本文獻JPl 1343519公開了一種熱軋鋼板，所述鋼板成分按重量包括< 0.05% C, ^ 1. 0 % Si, ^ 5. 0 % Mn, ^ 0. 04 % P, ^ 0. 01 % S, 10. 0-15. 0 % Cr,0. 1-3. 0 % Mo, 彡 0. 1% Al,^ 0. 10% Ti,Ni 滿足式3. 0-0. 5XMn 彡 Ni 彡 8. 0-0. 5XMn，而余量的鐵連同無可避免的雜質則進行退火。軟化所述熱軋鋼板形成管狀并且焊接對接邊部分得到管。所述焊接管在850-1250°C保持> 10分鐘，然后進行后熱處理。此時，后熱處理滿足式中所示條件:2000XMo+T2 (20+logt2)彡Tl (20+logtl)其中Tl和tl為退火溫度和時間，T2和t2 為后熱處理溫度和時間。日本專利JP2000126896公開了一種制作低碳馬氏體不銹鋼焊接管的方法，通過使用多個軋鍛架將低碳馬氏體不銹鋼制成管狀，加熱兩個邊對接成的管鋼并用激光焊接， 在規(guī)定的間距用夾持這些邊間部分的翅片孔型輥，和用于增壓和對接這些邊的擠壓邊輥， 和設置在終翅片孔型輥3a和擠壓邊輥6之間的支撐輥裝置7。測量兩邊緣在高度方向上的差距G，并基于測量結果調整支撐輥裝置7的支撐度進行對接焊。EP0217751公開了一種用于利用電焊帶鋼從而得到管條來制作鋼管的方法，其中帶鋼在成型前預熱。所述預熱溫度優(yōu)選接近焊接溫度，并且盡可能在爐口，所述爐可以是電的，如電磁型的、氣爐或油爐等，并且在成型單元前提供能實現(xiàn)邊緣控制步驟的裝置。日本專利JP10128413公開了分別布置在三個管基材(tube stocks) 1內的三個心軸2，其為平行布置，三對槽型輥5同軸連接，每對槽型輥布置在每個管基材外圍表面，從而使得輥槽6內表面接觸每個管基材的外表面，同時軋制三個管。所述心軸2具有旋轉部3， 其直徑在旋轉方向上逐漸減小，根據(jù)旋轉部直徑的改變，槽底和槽型輥5的輥中心軸7之間的距離連續(xù)變化。設置所述槽形狀和三組槽型輥5和心軸的尺寸，從而使得他們的工作比的分配充分一致，通過一組聯(lián)合體，所軋制的管具有不同于其他組聯(lián)合體所得到的軋制管得直徑尺寸。
日本專利JP58144455公開了一種用于Pilger壓輥的材料，其包括1. 5W2. 5% C， 0. 2W 1. 2%Si,0. 2W1. 2%Mn,0. 5W2. 0% Cr，4W8% V和其余的鐵和不可避免的雜質元素，通過合適的熱處理能獲得需要的表層硬度，獲得充分的內在剛性、良好的抗磨性和具有好的易磨性以及長壽命。在上面所述的成分中，C存成大量的V碳化物從而給予輥材料抗磨性并增強鋼基質。V的含量水平令V不會發(fā)生微觀偏析，Cr的含量水平使合適的回火性能得以獲得。日本專利JP2005060796公開的焊接管成分包括質量％為0.02_0. 2% C，< 1% Si，1. 5-4% Mn，彡 0. 1 % P, ^ 0. 01 % S, ^ 0. 1 % Al, ^ 0. 01 % N, ^ 0. 1 % Ti, ^ 0. 1 % Nb, ^ 0.01% B，在彡700°C的軋制完成溫度下縮小軋制，施加彡35%的收縮直徑比，所得鋼管用作鋼管坯，然后采用冷拉法使得該鋼管坯形成規(guī)定尺寸的鋼管。然后，經(jīng)過冷拉處理后， 進行退火處理。進一步，其中包含一種或多種Cu，Ni, Cr，Mo和/或一種或兩種Ca和REM。日本專利JP3485980公開了一種復合鋼管，其通過利用碳鋼、合金鋼、不銹鋼、抗熱鋼或類似的基材制的管作為管坯焊接抗腐蝕或抗熱M-Cr-Mo合金以進行覆層制作。進行所述復合鋼管的軋制、拉制等的冷操作或熱操作，在再結晶溫度或更高溫度下進一步熱處理。在> 1100°C條件下規(guī)定周期性加熱，對Ni-Cr-Mo合金固溶體的熱處理能夠在復合鋼管的外圓周部分實現(xiàn)再結晶。根據(jù)在所述復合鋼管內圓周形的材料進行熱處理，以實現(xiàn)再結晶。軋制和拉制不在加熱條件下實現(xiàn)，而是在冷或溫的條件下完成，是因為基材的高溫強度與焊制覆合而成的層不同。在熱的條件下不能達至一致加工，以致裂紋產(chǎn)生。日本專利JP2001303196公開了一種熱軋或冷軋環(huán)坯，其成分包括0. 01-<0. 05% C，彡 1. 0% Si，彡 3· 0%Μη,^ 0. 15% P，彡 0. 015% S，彡 0. 04% Α1，0· 005-0. 02% (和固溶體狀態(tài)下>0. 003% )的N和其余的鐵和不可避免的雜質元素，如果需要還至少包括一種選自 0. 005-0. 040% Nb，0. 005-0. 50% Ti，0. 005-0. 020% Β，0· 02-1. 5% Cu，0. 02-1. 0% Ni, 0. 02-1. 0% Cr，0. 02-1. 0% Μο,Ο. 0020-0. 02% Ca 和 0. 0020-0. 02% REM，并成型成柱狀，所得的接縫進行電阻焊，然后按0. 3-10%外周長拉制比進行整形。日本專利JP2001303195公開了一種熱軋或冷軋環(huán)坯，其成分包括0. 01- < 0. 05% C, ^ 1. 0% Si, ^ 1. 0% Mn, ^ 0. 15 % P, ^ 0. 015% S，0. 01-0. 1 % Al 和其余的鐵和不可避免的雜質元素，如果需要還至少包括一種選自0. 005-0. 040% Nb,0. 005- < 0. 50% Ti，0. 0005-0. 020 % B，0. 02-0. 5 % Cu，0. 02-1. 0 % Ni，0. 02-1. 0 % Cr,0. 02-1. 0 % Mo, 0. 0020-0. 02% Ca和0. 0020-0. 02% REM,并成型成柱狀，所得的接縫進行電阻焊，然后按 0. 3-10%外周長拉制比進行整形。日本專利JP2001303192公開了一種熱軋或冷軋環(huán)坯，其成分包括 0. 001- < 0. 01% C, ^ 1.0% Si,彡 2. 0% Mn,彡 0. 15% P,彡 0. 015% S，0. 01-0. 10% Al, 0. 01-0. 10% Nb，0. 001-0. 010% B，任一或兩種的彡 0. 10% Ti 和彡 0. 10% Zr，和其余的鐵和不可避免的雜質元素，如果需要還包括任一或兩種的0. 002-0. 5 % Μο,Ο. 02-1.0% Cr 和其中所含 C、Nb、Ti 和 Zr 的量滿足(12/48) (Ti ( % )/C(% )) + (12/93) (Nb ( % )/ C(% )) + (12/91) (Zr(% )/C(% )) ^ 1. 0，并成型成柱狀，所得的接縫進行電阻焊，然后按 0. 3-10%外周長拉制比進行整形。日本專利JP^18563公開了一種鋼材料板坯，其組分包括，按重量，0. 10-0. 20% C，0. 15-0. 50% Si, 1. 3-2. 5 % Μη,Ο. 005-0. 020% Ρ，0. 0005-0. 0060% S，0. 01-0. 08% Al,
60. 02-0. 2 % Ti,0. 0010-0. 0030 % Β，0· 002-0. 005 % Ν，0· 3-0. 7 % Cr,0. 3-1. O % Mo,和其
余的鐵和不可避免的雜質元素，如果需要還包括熱軋的0. 01-0. 10% Nb。完工溫度控制在 950°C和Ar轉化點之間，并在450-700°C成卷3次。通過電阻焊接將所述熱軋卷成型成管， 然后如果需要便進行正火，退火和拉制。通過該方法，可獲得具有< 士 0.15mm的外部直徑和彡士0. 15mm的厚度準確度，并具有(100-130) kgf/mm2抗張值的電阻焊制鋼管。日本專利JP08103867公開了一種復合鋼管，其通過利用碳鋼、合金鋼、不銹鋼、抗熱鋼或類似的基材制的管作為管坯焊接抗腐蝕或抗熱Ni-Cr-Mo合金以進行覆層制作。進行所述復合鋼管的軋制、拉制等的冷操作或熱操作，在再結晶溫度或更高溫度下進一步熱處理。在> 1100°C條件下規(guī)定周期性加熱，對Ni-Cr-Mo合金固溶體的熱處理能夠在復合鋼管的外圓周部分實現(xiàn)再結晶。根據(jù)在所述復合鋼管內圓周的材料進行熱處理再實現(xiàn)結晶。 軋制和拉制不在加熱條件下實現(xiàn)，而是在冷或溫的條件下完成，是因為基材的高溫強度與焊制覆合而成的層不同。在熱的條件下不能達至一致加工，以致裂紋產(chǎn)生。日本專利JP06010046公開了一種鋼材料板坯，其組分包括，按重量，0. 10-0. 20% C，0. 15-0. 50% Si, 1. 3-2. 5 % Μη,Ο. 005-0. 020% Ρ，0. 0005-0. 0060% S，0. 01-0. 08% Al, 0. 02-0. 2 % Ti,0. 0010-0. 0030 % Β，0· 002-0. 005 % Ν，0· 3-0. 7 % Cr,0. 3-1. 0 % Mo,和其余的鐵和不可避免的雜質元素，如果需要還包括熱軋的0. 01-0. 10% Nb。完工溫度控制在 950°C和Ar轉化點之間，并在450-700°C成卷3次。通過電阻焊接將所述熱軋卷成型成管， 然后如果需要進行正火，退火和拉制。通過該方法，可獲得具有< 士0. 15mm的外部直徑和 (士 0. 15mm的厚度準確度，并具有(100-130) kgf/mm2抗張值的電阻焊制鋼管。日本專利JP05^7371公開了一種電阻焊接鋼管，其成分包括，按重量， 0. 15-0. 40 % C，0. 05-0. 50 % Si,2. 0-3. 0 % Μη,Ο. 005-0. 020 % Ρ，0. 0005-0. 0060 % S, 0. 01-0. 08 % Al，0· 01-0. 20 %, Ti，0· 001-0. 003 % B，0· 002-0. 0050 % N，0· 1-1. 0 % Mo 和 0. 1-0. 3% V具有一種或多種0. 1-0. 7% Cr和0. 01-0. 20% Nb，和其余的鐵和不可避免的雜質元素，管制成后，正火作為熱處理。如果需要，在冷拉制期間和冷拉制后進一步進行正火。 通過該方法，能夠獲得具有> 150kgf/mm2抗張值和> 10%的伸張度的電阻焊接鋼管。日本專利JP04365815公開了一種鋼，其成分包括，按重量，< 0. 01 % C, ^ 0. 05% Si,彡 0. 30% Mn,彡 0. 025% P,彡 0. 015% S,彡 0. 080% sol. Al,0. 002-0. 10% Ti 和 / 或 Nb，和其余的鐵和不可避免的雜質元素，所述鋼在> (Ar3+400C )熱板完成溫度和> 500°C 成卷溫度下熱軋成規(guī)定的板厚度。所形成的熱軋鋼板冷卻，成型成管狀，并電阻焊接。所得鋼管在700-90(TC熱處理并通過冷卻收縮完成。通過該方法，通過拉制時每次面積縮小的增加減少拉制次數(shù)并顯著降低制作成本。另外，加工性能的提高使其用途的廣度值得期待。日本專利JP01108346公開了一種用于電焊接鋼管的鋼材，其成分包括，按重量， 0. 003-0. 20%C,^1.0%Si,0. 1-0. 8% Mn, ^ 0. 03%P,^ 0. 02% S，0. 005-0. 025% SolAl, ^ 0. 0035% N，和其余的鐵和不可避免的雜質元素，并具有較強的冷加工性能。通過使用上述鋼材，可得到電縫合區(qū)AlN量與基材部相等的電焊接管，進一步，通過焊接點焊接鋼管冷拉，可得到具有高冷成形性的冷拉制鋼管。日本專利JP3030602公開了在制作電阻焊接鋼管時，通過使用帶有緣的熱軋卷片 1，成型線的開毗輥3a的縫彡(坯厚度+緣高度+2mm)和< 4mm，具有翅片孔型輥4的電阻焊接時卷邊收縮量彡0. 1 X (坯厚度+緣高度)和< 0. 5X (坯厚度+緣高度)。此外，涂輥7的收縮量>0.3%，<收縮前鋼管最外表面周長的1.2%，然后制成電阻焊接管10。因此，成型時，避免了緣的破碎和共有緣的焊接，提高了產(chǎn)量，制作成本降低，進一步展示了鋼管的改進。日本專利JP2006136927公開了一種冷軋方法，通過在軋前加熱所述管的末端防止末端破裂的保護方法，通過在冷軋前加熱所述管基材的末端避免軋質材的末端破裂。在利用冷軋管機進行軋制過程中，在軋前加熱管基材末端的加熱裝置中，管基材末端通過以下方式加熱使用推送器將冷軋前的管坯推出輥道，在推送器在固定狀態(tài)下降到推送器固定件后，將其放在一自由輥上，以固定負載將其推前，并將所述管末端推至接近加熱管。歐洲專利EP 0217751公開了從預熱帶鋼制作電焊接鋼管的方法，其中優(yōu)選在成型前將帶鋼預熱至焊接溫度附近。利用拉制架方法制作焊接管存在如下局限性V需要多個過程(增強機械性能，尤其抗張和屈服值)來縮小管直徑到理想尺寸， 每次僅有20-35%的收縮實現(xiàn)。V每個過程的熱處理，定向，表面處理都導致高能耗而得不到相應的效益。V每個過程中大量的材料消耗V難以控制管尺寸的穩(wěn)定性和表面加工需要提供一種有效的冷軋方法用于制作表面加工的低碳焊接管，其規(guī)定公差和機械性能與相當能量的方法制作的無縫鋼管接近。

發(fā)明內容
本發(fā)明主要目的在于提供一種制作低碳焊接管的有效方法。本發(fā)明的另外目的在于避免傳統(tǒng)的管制作方法需要多個過程。另一方面，本發(fā)明達到了低碳焊接管的尺寸規(guī)定公差，表面加工和機械性能如屈服強度和抗張強度。另一方面，本發(fā)明的目的在于減少焊接管制作的循環(huán)次數(shù)。另一方面，本發(fā)明的目的在于提供焊接管的熱處理方法。另一發(fā)面，本發(fā)明的目的在于提供冷軋法的系統(tǒng)。另一方面，本發(fā)明的目的在于提供用于冷軋方法的模板和心軸。另一方面，本發(fā)明提供用于冷軋方法的管輸送裝置。因此，依據(jù)本發(fā)明，冷軋焊接管的制作方法包括以下步驟V根據(jù)想得到的最終管尺寸切割帶鋼；V帶鋼成型；V沿所述帶鋼的接合縫進行高頻感應焊接制作空心管，其中在所述管附近的線圈和焊接輥產(chǎn)生電磁場，其通過阻抗儀集中于所述開口縫，所述阻抗儀置于所述管內以沿所述縫產(chǎn)生熱量達到熔接溫度；通過所述開口縫的熔接完成焊接過程制作空心管；V熱處理空心管；V可選擇地表面處理空心管；V冷軋所述空心管，其中所述空心管置于旋轉方向前部，震蕩輥中可旋轉的凸形有槽軋輥底部，其中所述空心管逐漸向前移動至輥底部，其中所述輥的側面使其成型從而
8通過旋轉刺入所述空心管，向下至所述空心管內部布置的心軸上，同時所述帶有心軸的空心管沿縱軸旋轉直到空心管接近所述輥之間，其中所述心軸相對所述輥向回拉所述空心管，對所述空心管的其他部分重復所述方法。


結合附圖，本發(fā)明的特點和優(yōu)勢在下面的詳細說明和優(yōu)選實施例中顯而易見。圖1傳統(tǒng)方法的流程圖(第1頁)圖2本發(fā)明方法的流程圖(第1頁)圖3拉制管的微結構圖(第2頁)圖4冷軋管的微結構圖(第3頁)圖5關于區(qū)域片斷的顆粒尺寸變化(第4頁)
具體實施例方式冷軋本申請中冷軋過程表示的過程如下所述空心管沿冷軋方向在可旋轉地安裝于一擺式輥機座內的凸形有槽軋輥底部向前移動，其中所述空心管在所述輥底部逐步向前移動，其中所述輥的側面的形狀使到其在轉動時刺入所述空心管以將其向下推至設于所述空心管內部的心軸上，同時所述空心管連同所述心軸在所述空心管在所述輥之間向前移動時沿縱軸旋轉，其中所述心軸之后被拉后以將所述空心管拉離所述輥，對所述空心管的其他部分重復所述方法。所述冷軋焊接管的制作方法包括以下步驟V根據(jù)想得到的最終管尺寸切割帶鋼；V帶鋼成型；V沿所述帶鋼的接合縫進行高頻感應焊接制作空心管，其中在所述管附近的線圈和焊接輥產(chǎn)生電磁場，其通過置于所述管內的阻抗儀集中于所述開口縫，從而沿所述縫產(chǎn)生熱量達到熔接溫度；之后通過所述開口縫的熔接完成焊接過程制作空心管；V在650-950°C熱處理空心管；V可選擇地表面處理空心管；V冷軋所述空心管，其中所述空心管沿冷軋方向在可旋轉地安裝于一擺式輥機座內的凸形有槽軋輥底部向前移動，其中所述空心管在所述輥底部逐步向前移動，其中所述輥的側面的形狀使到其在轉動時刺入所述空心管以將其向下推至設于所述空心管內部的心軸上，同時所述空心管連同所述心軸在所述空心管在所述輥之間向前移動時沿縱軸旋轉，其中所述心軸之后被拉后以將所述空心管拉離所述輥，對所述空心管的其他部分重復所述方法。在所述方法的一個實施例中，管直徑和管厚度同時縮小。在一實施例中，所述熱處理步驟利用感應電爐實現(xiàn)，其中所述空心管以每分鐘 2-10米的速度穿過所述爐。所述低碳冷材料選自鋼，所述鋼包括0. 04-0. 45% C,0. 41-1. 7% Μη，0· 01-0. 25% Si，0· 004-0. 011% S，0· 007-0. 019% P，0· 025-0. 05% Al 和可選的 0. 01-0. 03% Nb。上述成分包括例如如SAE 1020，SAE 1026，SAE 1541，SAE 1010, SAE1012, SAE1018，SAE 1006，SAE 1018，SAE 1527，SAE 1010(改良的)，IS 1079 Gr. D, IS 7048 Gr. 3, IS 7048 Gr. D, DIN 17100 St. 52. 3 的等級，但并不限于此。所述軋制帶鋼接縫處的焊接使用高頻感應焊接機完成，所述高頻感應焊接機包括感應線圈和阻抗儀，其中由于感應線圈產(chǎn)生的電磁場感應線圈在金屬中產(chǎn)生電流從而在鋼帶邊緣產(chǎn)生熱量，從而熔接兩個邊緣。所述焊接管于整個長度均一感應退火，從而焊接區(qū)域 /熱影響區(qū)的硬度和原材料的硬度之間的差異顯著減少，從而在壓力上顯著減小。利用所述方法制作的所述冷軋管一般具有以下特點焊接區(qū)域的晶粒尺寸細、冷軋微結構均一。本發(fā)明的所述冷軋管典型地表現(xiàn)出1.較高的GAM(晶粒平均取向差)和KAM(核平均取向差)顯示更大量的塑性功和更多的硬化加工；2.大約地，1/2晶粒尺寸(所述拉制管)表示更嚴重的塑性變形；3.沿厚度方向(如頂部，中部和底部)的微結構發(fā)展(如晶粒尺寸和取向誤差)
更均一XRD(X射線衍射)圖中更寬的峰顯示更多冷作存儲能量。4.沿厚度方向的晶粒取向的最大變化值小于或等于14%。5.沿厚度方向的晶粒平均取向誤差(GAM)最大變化值小于或等于8%。6.沿厚度方向的核平均取向誤差(KAM)最大變化值小于或等于8%。7.沿厚度方向晶粒尺寸的最大變化值小于或等于14%。利用本發(fā)明方法所述制作的管顯示出本發(fā)明所述冷軋管的上述微結構性質，致使所述管的機械性能得到改進。這歸因于在本發(fā)明所述冷軋管中較少的晶粒尺寸，導致更高的屈服值。本發(fā)明冷軋管的微結構中沿厚度方向的變化較小，致使增強了抗開裂/疲勞性質。在帶鋼成型操作的一個實施例中，充分減小步與步之間的間隔，從而減少彈性后部縮少。在另一實施例中，熱處理使用感應裝置，其包括AC電源，感應線圈，其中所述空心管置于所述線圈中，其中所述電源通過線圈發(fā)出交變電流，從而產(chǎn)生電磁場在空心管中形成渦流，均一加熱空心管。本發(fā)明另一方面，心軸具有潤滑劑內部通道，其在心軸和內部管直徑界面開口，以有利于所述表面的潤滑。在另一實施例中心軸具有錐形面。在一實施例中所述系統(tǒng)成型所述帶鋼，并對其作進一步焊接以使部分成型帶鋼的反沖趨向降低。在另一實施例中，所述空心管表面加工以有利于冷軋過程中其內表面和心軸之間的潤滑。在另一實施例中，提供一系統(tǒng)以根據(jù)管的尺寸協(xié)力控制管輸送量和旋轉角度。在另一實施例中提供一驅動系統(tǒng)以結合和協(xié)調所述輥的旋轉和管輸送的過程。本發(fā)明提供了一種感應和/或電阻熱處理所述空心管和冷軋過程的協(xié)作結合，從而避免包含拉制過程的方法中必要的多步，顯著減低能耗，同時提高了所制管的質量，其具有改良的尺寸穩(wěn)定性、嚴格的公差、較少的厚度變化、同心性、并有效減少了材料浪費。在此本發(fā)明使用^_限制性的實施例說明。實施例量化所述方法的能效通過實驗，其中比較管制作的新方法和傳統(tǒng)拉制方法中的能耗。圖1和圖2示出各自的流程圖。利用本發(fā)明的方法和傳統(tǒng)方法制作管的原料相同。測量傳統(tǒng)管拉制方法每步的能耗。測量本發(fā)明方法中的總能耗。值得注意的是本發(fā)明的方法是單步方法。計算兩種方法的單位能量消耗以kWh/kg為單位，相比傳統(tǒng)管拉制方法消耗的能量，本發(fā)明的方法取得了能源節(jié)省。下面是實驗的詳述V實驗通過拉制法和本發(fā)明的冷軋法制作外徑觀.58mm和厚3. Imm(尺寸 28. 58mmX 3. 1mm)的管。V切割帶鋼，成型帶鋼為一般程序V進一步，所述成型帶鋼通過接縫焊接程序形成空心管，空心管外徑50. 80mm,厚 4. 5mm (尺寸 50. 80mm χ 4. 5mm)V切割帶鋼，成型帶鋼和通過接縫焊接程序形成空心管對冷拉制和本發(fā)明的冷軋法來說都是一般程序。V由于能耗對比的基準是管的重量(而非管的數(shù)量)，生產(chǎn)空心管后分別處理兩批1. 8噸的空心管(一批用冷拉制，另一批用本發(fā)明的冷軋法)(參見圖1和圖2)V下面是拉制過程 在拉制過程中，要從50. 80mm χ 4. 5mm縮小尺寸到36mm x3. 8mm，需要將管拉制三次(正是因為一步縮小量的限制) 在第一步中，所述管縮小至44. 45mm χ 4mm 在第二步中所述管進一步縮小至36x 3. 6mm尺寸 最后在第三步中所述管縮小至觀.58mmX3. Imm尺寸 在第一步中，在拉制方法中拉所述管時開槽過程提供所述管的夾持和控制端 在拉制方法中所述管的直徑部分地縮小 然后在管拉直系統(tǒng)中拉直所述管 然后將所述拉制的管在感應爐中在950°C下熱處理 然后對所述管進行表面加工 這完成了第一步，其中在第一步中所述方法總能耗為936. 9kffh 為縮小管的尺寸進一步進行第二步，其重復第一步所述方法 第二步中熱處理在800°C進行； 第二步中的能耗測量為470. 95kffh ； 為進一步縮小所述管的尺寸，第三步重復上述方法 所述管在950°C進行熱處理 第三步中能耗測量為657. 82kWhV本發(fā)明所述冷軋方法中能耗測量如下 接縫焊接過程后在950°C對管熱處理
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在爐中熱處理管的速率為每分鐘6米 進一步，所述管利用冷軋法冷軋至最終尺寸36mm χ 3. 8mm 能耗總計為100. 2kffh根據(jù)管的重量將能耗標準化處理得到單位能量消耗?？梢钥闯霰景l(fā)明所述冷軋方法消耗0. 22kffh/kg得到最終所制管，相比而言，傳統(tǒng)的冷拉制方法消耗1. 26kffh/kgo證明
^mnm^mmAummiimmM 82.1%。進行利用傳統(tǒng)冷拉制方法和本發(fā)明冷軋方法所制管的微結構分析。給出了頂部，中部和底部IPF以及相和圖像質量分析圖，其中使用FEGEBSD(電子背散射衍射)掃描利用兩種方法制的的管。所述結果如圖3-5所示。V本發(fā)明冷軋樣品的晶粒尺寸約為拉制樣品管晶粒尺寸的一半，表示更多分裂變形。V相比拉制材料管，沿厚度方向(如頂部，中部和底部)的微結構發(fā)展(如晶粒尺寸和取向誤差)冷軋樣品顯示出更加均一。因此本發(fā)明的冷軋樣品中較小的晶粒尺寸導致更高的屈服值。冷軋微結構的均一性(沿厚度方向-如不同截面之間)比拉制材料管具有更好的抗開裂/疲勞特性。
權利要求
1.一種冷軋焊接管的制作方法包括括以下步驟>根據(jù)想得到的最終管尺寸切割帶鋼；妗帶鋼成型；>沿所述帶鋼的接合縫進行高頻感應焊接制作空心管，其中在所述管附近的線圈和焊接輥產(chǎn)生電磁場，其通過置于所述管內的阻抗儀集中于所述開口縫，從而沿所述縫產(chǎn)生熱量達到熔接溫度；之后通過所述開口縫的熔接完成焊接過程制作空心管； 熱處理空心管；>可選擇地表面處理空心管；> 冷軋所述空心管，其中所述空心管沿冷軋方向在可旋轉地安裝于一擺式輥機座內的凸形有槽軋輥底部向前移動，其中所述空心管在所述輥底部逐步向前移動，其中所述輥的側面的形狀使到其在轉動時刺入所述空心管以將其向下推至設于所述空心管內部的心軸上，同時所述空心管連同所述心軸在所述空心管在所述輥之間向前移動時沿縱軸旋轉，其中所述心軸之后被拉后以將所述空心管拉離所述輥，對所述空心管的其他部分重復所述方法。
2.一種如權利要求1所述的冷軋低碳焊接管的制備方法，其中所述空心管在溫度范圍 650-950°C 加熱。
3.—種如權利要求1所述的冷軋低碳焊接管的制備方法，其中所述帶鋼成型操作，步與步之間的間隔充分減小，從而減少彈性后部。
4.一種如權利要求1所述的冷軋低碳焊接管的制備方法，其中所述成型帶鋼進一步焊接以充分降低部分成型帶鋼的反沖趨向。
5.一種如權利要求1所述的冷軋低碳焊接管的制備方法，其中所述熱處理使用感應裝置，其包括AC電源，感應線圈，其中所述空心管置于所述線圈中，其中所述電源通過線圈發(fā)出交變電流，從而產(chǎn)生電磁場在空心管中形成渦流，均一加熱空心管。
6.一種如權利要求1所述的冷軋低碳焊接管的制備方法，其中所述軋制帶鋼接縫處的焊接使用高頻感應焊接機完成，所述高頻感應焊接機包括感應線圈和阻抗儀，其中由于感應線圈產(chǎn)生的電磁場感應線圈在金屬中產(chǎn)生電流從而在鋼帶邊緣產(chǎn)生熱量，從而熔接兩個邊緣。
7.—種如權利要求1所述的冷軋低碳焊接管的制備方法，其中所述熱處理為相轉換退火，從而導致所述空心管無取向誤差和細化晶粒。
8.—種如權利要求1所述的冷軋低碳焊接管的制備方法，其中所述熱處理在感應爐中進行，其中空心管以每分鐘2-10米的速度穿過所述爐。
9.一種如權利要求1所述的冷軋低碳焊接管的制備方法，其中所述空心管的熱處理利用電阻加熱。
10.一種如權利要求1所述的冷軋低碳焊接管的制備方法，其中所述管優(yōu)選冷軋后熱處理。
11.一種如權利要求1所述的冷軋低碳焊接管的制備方法，其中所述管通過單步由所述空心管形成。
12.—種如權利要求1所述的冷軋低碳焊接管的制備方法，其中所述低碳冷軋材料選自鋼，所述鋼包括 0. 04-0. 45 % C，0. 41-1. 7 % Μη,Ο. 01-0. 25 % Si，0. 004-0. Oil % S,·0. 007-0. 019% Ρ，0· 025-0. 05% Al 和可選的 0. 01-0. 03% Nb。
13.—種如權利要求1所述的冷軋低碳焊接管的制備方法，其中所述鋼選自SAE 1020， SAE 1026，SAE 1541，SAE 1010，SAE 1012，SAE 1018，SAE 1006，SAE 1018，SAE 1527，SAE 1010(改良的)，IS 1079 Gr. D, IS 7048 Gr. 3, IS 7048 Gr. D, DIN 17100 St. 52. 30
14.一種如權利要求1所述的冷軋低碳焊接管的制備方法，其中心軸具有潤滑劑內部通道，其在心軸和內部管直徑界面開口，以有利于所述表面的潤滑。
15.一種如權利要求1所述的冷軋低碳焊接管的制備方法，其中所述空心管表面加工以有利于冷軋過程中其內表面和心軸之間的潤滑。
16.一種如權利要求1所述的冷軋低碳焊接管的制備方法，其中所述心軸具有錐形面。
17.—種如權利要求1所述的冷軋低碳焊接管的制備方法，其中根據(jù)管的尺寸協(xié)力控制管輸送量和旋轉角度。
全文摘要
本發(fā)明涉及低碳焊接管及其制作方法。利用拉拔機方法制作焊接管需要消耗大量能源，因為需要多步(增強機械性能，尤其抗張值和屈服值)來縮小管直徑到理想尺寸，每次僅有20-35％的收縮實現(xiàn)。進一步，每個過程都有大量材料消耗，又難以控制管尺寸的穩(wěn)定性和表面加工。本發(fā)明提供了一種感應和/或電阻熱處理所述空心管和冷軋過程的協(xié)作結合，顯著減低拉制過程的方法中的能耗，同時通過提高尺寸穩(wěn)定性，嚴格的公差、降低厚度變化、同心性，提高了所制管的質量，有效減少了材料浪費。
文檔編號B21C37/08GK102405116SQ201080017583
公開日2012年4月4日 申請日期2010年4月23日 優(yōu)先權日2009年4月24日
發(fā)明者哈里什錢德拉·韋格赫拉德·桑杰伊 申請人:阿里漢家用設備有限公司