[发明专利]管材穿孔方法及装置

说明书

本发明涉及一种管材穿孔方法及装置，该穿孔方法通过控制顶头穿孔时的温度以及穿孔压力，并通过试穿孔检测以调整顶头穿孔时的转速，借助在穿孔过程中实时温度检测，实现了管材的高质量生产。本发明的穿孔装置设置有预热装置，顶头上设置有阴极和阳极接头，通过电流方式加热顶头，配合桶形辊热轧以实现管坯的预热和穿孔工艺的一步成形，大幅减少了管材的生产时间以及生产空间的占用，增加了管材生产过程中的安全性。

技术领域

本发明涉及管材生产技术领域，尤其涉及一种管材穿孔方法及装置。

背景技术

随着现代对管材穿孔生产要求的不断提高，人们已经不满足于传统的生产工艺，随着时代的进步对于管材的生产穿孔加工工艺提出了新的标准，因此传统的管材穿孔工艺已经不满足时代的要求，主要表现在以下几个方面的问题上。

传统的管材穿孔加工工艺，需要对管材进行长时间的加热保温处理，使管坯整体加热到穿孔温度后才开始进行穿孔，对于管坯而言往往其内部轴心温度不易达到穿孔温度，只有对管坯进行长时间的保温才能保证其轴心温度，因此在将管坯加热的过程中浪费了大量的时间，对于管材的生产十分不利。

传统管材穿孔工艺中，需要对管坯加热的保温空间以及穿孔的加工空间，还需要留出搬运加热后管坯至加工台的搬运空间，因此对生产空间的需求过多不便于管材的生产。

传统的管材穿孔生产过程中需要将加热后的管坯搬运至加工区域，由于加热后的管坯温度可达近千度，因此在生产过程中存在安全隐患。

自动化程度低、加工质量难以保证问题，在传统管材穿孔过程中，管坯的加工存在中断，自动化程度较差，且预热后的管坯在穿孔后期温度降低不利于穿孔工艺的进行对加工后的管材质量难以保证。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种管材穿孔方法及装置，本发明直接利用顶头对管坯的穿孔端进行加热穿孔，管材的热轧成形一步完成，减少了高温材料的搬运，更加安全可靠。

具体地，本发明提供如下技术方案：本发明提供一种管材穿孔方法，其包括以下步骤：

S1：管坯预热：

传动辊以速度V带动管坯在预热装置内匀速行进，预热装置以温度t_预对管坯进行预热，温度t_预高于管坯穿孔温度t₀，管坯的加热时间为其中，L为预热装置加热区长度，预热后管坯到达桶形辊处；

S2：顶头加热：

将顶头阴极接头与阳极接头通电，利用电流加热将鼻部和穿孔锥体加热至预设温度t_穿，温度传感器对穿孔锥体的温度进行实时检测，当穿孔锥体的温度达到预设温度t_穿时停止加热，预设温度t_穿大于穿孔温度t₀；

S3：通过试穿孔对电机转速进行调节：

推进装置带动顶头至穿孔端，电机带动顶头转动，压力泵对顶头进行加压，压力传感器测量顶头的附加压力，使顶头对穿孔端压力达到穿孔压力，桶形辊转动轧制，维持上述状态一定时间后进行试穿孔，之后顶头退出穿孔端，图像拍摄装置拍取穿孔端热力图像T，记热力图像T的Laplance边缘提取算子为L，通过卷积计算f(H)＝f(T)×f(L)，得到试穿孔温度测定区域，其中H为提取后图像，利用提取后图像H将热力图像T进行区域划分，区域划分后，圆形边缘内部为试穿孔温度测定区域，圆形边缘外部为未加工区域，根据热力图像T获取试穿孔温度测定区域的温度t₁，当获取的温度t₁高于穿孔温度t₀时转速调整为其中，n为初始转速，单位为r/min；当获取的温度t₁低于穿孔温度t₀时转速调整为其中，n为初始转速，单位为r/min；

S4：穿孔：