[发明专利]大型厚壁冷弯方矩形管生产工艺参数的试验方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种冷弯方矩形管的生产工艺方法，尤其是涉及一种大型厚壁冷弯方矩形管高频焊接生产时的工艺参数的试验方法。

背景技术

方矩形焊接钢管由于外形美观、受力合理、节点处理相对简单等优点，因而在机场航站楼、体育场馆和会展中心等的桁架结构体系以及幕墙支撑体系中作为钢构件得到普遍应用。随着冷弯行业的迅速发展，建筑行业执行新的标准，对冷弯型钢提出了包括机械性能在内的更高要求，焊接接头是焊接件机械性能最薄弱的环节，要提高焊接件的机械性能，首先就是提高焊接接头的机械性能。目前，在大型厚壁冷弯方矩形管高频焊接生产时，没有一个合理的工艺参数，随意性强，生产质量得不到保障。

发明内容

本发明的目的是，针对上述存在的技术问题和不足，提供一种工艺参数合理、生产质量稳定的大型厚壁冷弯方矩形管生产工艺参数的试验方法。

本发明的技术方案是：一种大型厚壁冷弯方矩形管生产工艺参数的试验方法，采用以下步骤：①在冷弯成型机组上以直接成型工艺方法将板材加工成方矩形管形状，方矩形管的外形为150mm×150mm∽500mm×500mm、壁厚为4mm∽19mm；②冷弯形成的方矩形管开口处的开口角α为2.9∽3.1°；③开口处采用高频焊接，焊接车速v为10∽14m/min，输入面能量Ea为3.5∽4.0W/(mm²/min)，挤压量为1mm，所述输入面能量Ea为输入功率N除以焊接车速v和壁厚d所得的量。

本发明的有益效果是：针对高频直缝焊接工艺，从提高焊接质量、生产效率和节约能量的角度出发，选用了合理的开口角α、输入面能量Ea、焊接车速v和挤压量，输入面能量Ea综合输入功率、焊接车速v、焊管壁厚d于一体，各项工艺参数选用合理，使用方便，生产效率高。

附图说明

图1为方矩形管焊接前的示意图；

图2为方矩形管焊接后焊缝加热区组织分布图。

图中标注说明：1、母材，2、热影响区，3、焊缝中心脱碳

具体实施方式

图1为方矩形管焊接前的示意图，显示了大型厚壁冷弯方矩形管在焊接前的开口角α、管材壁厚d。本发明的生产试验是在GH450焊管生产线上进行，材质为Q235，试样的化学成分符合GB/T699标准，为含C量为0.20％左右的低碳钢，所生产产品的外形尺寸为150×150×4mm、250×250×11.8mm、250×250×9.8mm、200×300×9.8mm、200×300×11.8mm、500×500×19mm的方矩形管。在频率大体一定(195-200kHz)下，通过改变焊接车速v、开口角α、输入功率N的大小以及方矩形管的壁厚d等生产参数，来调整接头机械性能；另一参数挤压力是通过挤压量来控制，挤压量为原钢板宽度与焊管外周长之差。

本发明大型厚壁冷弯方矩形管生产工艺参数的试验方法采用以下步骤：①在冷弯成型机组上以直接成型工艺方法将板材加工成方矩形管形状，本发明适用于150mm×150mm∽500mm×500mm、壁厚为4mm∽19mm的大型厚壁方矩形管；②冷弯形成的方矩形管开口处的开口角α为2.9∽3.1°；③开口处采用高频焊接，焊接车速v为10∽14m/min，输入面能量Ea为3.5∽4.0W/(mm²/min)，挤压量为1mm。输入面能量Ea为输入功率N除以焊接车速v和壁厚d所得的量。

图2为方矩形管焊接后焊缝加热区组织分布图。生产工艺对焊缝区显微组织的影响表现为：随输入功率的增大，焊接车速和管壁厚的减少，过热区、脱碳层与热影响区宽度增加，过热区内魏氏组织级别增加而晶粒度下降。随开口角α的减小，加热效率提高，效应更加强烈。输入面能量Ea为输入功率N除以焊接车速v和壁厚d所得的量，与热影响区宽度之间存在正比线性关系。