[发明专利]复合油管的制造方法及合缝装置

权利要求书

1.一种复合油管的合缝装置，其特征在于，合缝装置包括脉冲电流施加装置、固定匚型电极、主压头、副压头、支撑排辊、框架、排辊转动液压缸、主压头主液压缸、主压头副液压缸、副压头液压缸与副压头转动液压缸；所述框架包括底座、立柱和横梁；所述底座固定在地基上，两侧分别安装有所述立柱，两根所述立柱上固定安装所述横梁；所述支撑排辊呈V型对称布置在所述底座上，且与所述底座转动连接；每个所述支撑排辊的两端都通过所述排辊转动液压缸与所述底座转动连接；所述横梁中部通过所述主压头主液压缸和所述主压头副液压缸转动连接有所述主压头，且所述主压头主液压缸和所述主压头副液压缸动作同步；所述主压头两侧各安装有一个所述副压头，且所述副压头的位置在所述主压头后侧；所述副压头由所述副压头液压缸和所述副压头转动液压缸安装在所述横梁上；

所述脉冲电流施加装置包括匚型脉冲电流施加电极及其转动机构、星型支撑机构、半圆形T型齿圈轨道和连接底座；

所述匚型脉冲电流施加电极包括活动L型架、固定L型架、拉伸弹簧、第一插销、电极底座、电极螺帽、电极伸缩弹簧和球头石墨电极，且整体结构呈匚型；所述固定L型架固定在所述转动机构的伸缩臂的端面上；所述活动L型架和所述固定L型架构成匚型框架，且所述活动L型架和所述固定L型架之间安装有所述拉伸弹簧，所述固定L型架设置有导向杆，所述活动L型架设置有相应的导向孔，实现匚型框架的第一型边的长度能调整，以适应不同壁厚的复合管管坯；所述电极底座上依次安装有所述电极伸缩弹簧、所述球头石墨电极和所述电极螺帽；所述球头石墨电极能沿其轴线进行伸缩，实现所述匚型脉冲电流施加电极能适应非严格圆形截面的管坯；所述电极底座、所述电极伸缩弹簧、所述球头石墨电极和所述电极螺帽构成基础电极，每个所述匚型脉冲电流施加电极安装有六个上述基础电极，即所述活动L型架的第二型边上安装有一对上述基础电极，所述固定L型架的第二型边和第一型边上分别安装有一对上述基础电极；六对基础电极的所述球头石墨电极分别与管坯端面、内壁和外壁紧密接触；

所述转动机构包括伸缩臂、固定件、转动臂、从动滚轮、驱动滚轮、驱动齿轮和驱动电机；

所述星型支撑机构包括固定底座、伸缩杆、伸缩弹簧、橡胶垫、压紧块、第二插销、螺帽以及固定杆，且整体结构呈六角星型；

所述半圆形T型齿圈轨道包括第一T型齿圈轨道和第二T型齿圈轨道，所述星型支撑机构与所述连接底座固定安装，所述连接底座上安装有第一T型齿圈轨道和第二T型齿圈轨道，且形成圆形封闭式轨道；所述第一T型齿圈轨道和所述第二T型齿圈轨道分别安装有两套所述转动机构，每套所述转动机构都安装有一套所述匚型脉冲电流施加电极；

利用所述合缝装置制造复合油管的方法包括如下步骤：

步骤S1，选材：复合油管内层为添加有防腐抗酸性能元素的不锈钢板材，外层为添加有防锈性能元素的不锈钢板材，内外层不锈钢板材的截面为相同的楔形状；

步骤S2，制备复合板：通过轧制将两块截面楔形状的不锈钢板材轧成复合板，轧制过程中通入脉冲电流；轧制结束后判断复合板强度是否达到要求，若不能达到要求则修改脉冲电流参数再次轧制，直至轧制出符合要求的复合板；

步骤S3，铣边和预弯：机器视觉系统实时采集步骤S2得到的复合板的截面图像，并实时计算复合板的板材弯曲回弹率s：

s＝[(ρ-ρ′)/ρ′]

其中，s为板材弯曲回弹率，ρ为板材发生回弹后的曲率半径，ρ′为弯曲半径；

将板材弯曲回弹率s与预设值△s进行比较，当板材弯曲回弹率s大于预设值△s时，通入脉冲电流；其中，△s＝(4r/t)，r为成品复合油管半径值，t为板材厚度；

步骤S4，成型：利用机器视觉系统计算板材曲率ρ，当板材曲率ρ值的大小在r～(1+3％)r范围内时，进行步骤S5；当板材曲率ρ值小于r或者大于(1+3％)r时，通入脉冲电流或调整脉冲电流的参数从而调整板材曲率ρ值的大小，直至板材曲率ρ值的大小在r～(1+3％)r范围内，进行步骤S5；

步骤S5，合缝：在合缝过程中，视觉系统采集截面图像，进而计算管坯各点的曲率ρ″，实时跟踪判断管坯变形抗力最大的位置，从而调整脉冲电流施加电极的位置，确保在管坯变形抗力最大的位置通入脉冲电流；

当(1-3％)r≤ρ″≤(1+3％)r时，进行步骤S6；

当管坯某点曲率ρ″＞(1+8％)r时，将主压头施加的挤压力增大[(ρ″-r)/r]/(2sinα)，其中α为该点径向与其水平方向的夹角，同时通入脉冲电流，脉冲电压调节至{2+100[(ρ″-r)/r]}V，其它参数不变；

当r(1+3％)＜ρ″≤(1+8％)r时，挤压力不变，通入脉冲电流，脉冲电压调节至{2+100[(ρ″-r)/r]}V，其它参数不变；或者

当管坯曲率ρ″＜(1-3％)r时，减小或卸载主压头施加的挤压力，待曲率回弹至r后再进行加工；直至当(1-3％)r≤ρ″≤(1+3％)r时，进行步骤S6；

步骤S6，预焊、内焊以及外焊：通过两组固定脉冲电流施加电极沿坡口通入脉冲电流，细化焊缝组织，从而获得复合油管。