[发明专利]高强合金焊管生产方法

说明书

本发明公开了一种高强合金焊管生产方法，包括以下步骤：使开卷后的带材加热后再进入管坯成型机组中渐进成形为管坯；采用激光主焊接电弧辅助焊接的方式，使进入焊合室的管坯焊接成型为焊管；使焊管预定径再进行在线退火热处理以获得低应力焊管；对低应力焊管进行二次定径、矫直及检测处理。本发明的生产方法，设计了热辅助钛合金渐进成形管坯技术，通过加热带材降低高强钛合金的强度、增加其塑性和变形能力，同时采用激光主焊接电弧辅助焊接的方式，可以显著降低钛合金焊缝熔化区域的面积和晶粒尺寸，利用低应力激光焊接和在线热处理工艺，可以有效降低焊管的应力，获得成形、组织、应力、性能的综合调控，最终获得高质量的高强钛合金焊管。

技术领域

本发明涉及高强度合金焊管生产领域，特别地，涉及一种高强合金焊管生产方法。

背景技术

目前的纯钛、低强度钛合金、不锈钢等焊管生产线的机架强度大约在600MPa左右，难以适应高强钛合金(抗拉强度大于1000MPa)且厚度为3～5mm的生产，从而造成机架磨损严重、焊管成形不稳定、焊管质量不可靠等问题，而高强钛合金焊管由于其高强度、耐压性能等，在航天装备油路系统、武器装备等领域具有广泛的需求，因此，如何通过优化改造现有产线设备以适应高强度钛合金焊管的生产具有重要意义。

发明内容

本发明提供了一种高强合金焊管生产方法，以解决采用现有纯钛、低强度钛合金或不锈钢等焊管生产线生产高强钛合金时存在的“机架磨损严重、焊管成形不稳定、焊管质量不可靠”等的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种高强合金焊管生产方法，包括以下步骤：使开卷后的带材加热后再进入管坯成型机组中渐进成形为管坯；采用激光主焊接电弧辅助焊接的方式，使进入焊合室的管坯焊接成型为焊管；使焊管预定径再进行在线退火热处理以获得低应力焊管；对低应力焊管进行二次定径、矫直及检测处理。

进一步地，步骤“使开卷后的带材加热后再进入管坯成型机组中渐进成形为管坯”中，采用电磁感应加热方式或电弧加热方式将带材加热至400～700℃。

进一步地，步骤“使开卷后的带材加热后再进入管坯成型机组中渐进成形为管坯”中，带材渐进成形为管坯具体包括以下阶段：初成型段：采用过弯成型形式，使带材边缘成型到位；多辊成型段：使带材逐渐成型为管坯；封闭孔型段：使管坯稳定进入焊合室。

进一步地，初成型段中，采用3～5组平辊和立辊，且平辊和立辊依次间隔排布，并相邻两者之间间距为50～150mm，平辊由电机驱动主动转动；多辊成型段中，采用4～6组立辊依次间隔排布，且相邻两者之间间距为40～100mm，并立辊为无驱动力的被动辊；封闭孔型段中，采用4～6组平辊和立辊，且平辊和立辊依次间隔排布，并相邻两者之间间距为50～150mm，平辊由电机驱动主动转动，且最后三组平辊均带有导向片。

进一步地，步骤“采用激光主焊接电弧辅助焊接的方式，使进入焊合室的管坯焊接成型为焊管”中，焊合室包括焊接挤压辊、焊接设备、冷却装置及充填于焊合室内的保护气；焊接挤压辊包括2～4组平辊和立辊，平辊和立辊依次间隔设置，且相邻两者之间间距为100～150mm；焊接设备为激光电弧复合焊接设备；冷却装置用于对焊接挤压辊和焊接设备的焊接处进行冷却。

进一步地，焊合室还包括用于对管坯进行加热的加热装置，加热装置设置于焊接挤压辊之前，以用于将管坯在焊接之前加热至100℃～500℃。

进一步地，步骤“使焊管预定径再进行在线退火热处理以获得低应力焊管”中，“预定径”采用多组平辊和立辊，且平辊和立辊依次间隔设置，并相邻两者之间间距为50～150mm，定径量为需要定径的60～80％；步骤“使焊管预定径再进行在线退火热处理以获得低应力焊管”中，焊接完毕的焊管首先在在线热处理炉中加热到指定温度，然后再采用石墨和冷却水循环系统对加热后段的焊管进行冷却。