[发明专利]一种高强度钢激光焊管生产线

说明书

本发明涉及激光焊接技术领域，特别是涉及了一种高强度钢激光焊管生产线，相比于传统的激光焊接设备，本发明的激光焊接设备其激光焊接头在焊缝上方固定不动，而通过在卷管工序中对钢管的焊缝位置进行定位和挤压，使得焊缝处于一条直线上，从而不需要在焊接工序中摆动激光头，使得激光头可以持续地进行焊管，由此可以大幅提升工件的进给速度，提高焊接效率，大幅提升了焊接质量，此外，焊缝中通过设置V形槽，能有效向外挤出空气，避免氢脆现象的发生，提升焊接后钢管的整体强度。

技术领域

本发明涉及激光焊接技术领域，特别是涉及了一种高强度钢激光焊管生产线。

背景技术

现有技术中，钢管的激光焊接过程为：铣边、卷管、焊接和切割，首先是对钢带进行铣边，即利用铣刀将钢带的两侧铣平，以确保钢带的两侧能贴靠在一起；然后是卷管工序，通过多个卷管模具逐渐将钢带卷成钢管状，在卷管的工序中，钢带的两侧在钢带的上方逐渐靠拢直至相互贴合并形成细小的接合缝隙（即焊缝）；再后是激光焊接工序，用激光头对准前述的焊缝，然后用高温使得焊缝两侧的钢带融化，同时，挤压模具继续推动钢带两侧相互靠拢，从而使得钢带两侧挤压融合在一起，接着再对焊接位置进行快速冷却处理使得钢管定型，最后再将焊接成型后的钢管切断。

从理论上说，焊缝越直，则代表着焊接质量越高，但目前由于卷管工序的工艺条件以及技术条件限制，很难使得焊缝保持在一条直线上，这是因为钢带本身具有韧性，这种韧性使得在卷管的过程中，钢带会发生不同幅度的回弹，假定A、B、C三个点的钢带回弹幅度不同，则这三个点的连线就无法成为一条直线，即焊缝由于卷管工艺的技术限制难免会存在一定的横向偏移误差，使得整条焊缝看起来歪歪扭扭的。如果是传统的氩弧焊，它是区域焊接，即焊枪所覆盖的宽度较大，可以将焊缝整个覆盖，但激光焊接就不同，激光焊接中激光头发射的激光束宽度较小，如果焊缝是歪歪扭扭的，就需要激光头进行摆动来覆盖整个焊缝宽度，现有的具体做法是先采用光学设备比如高速摄像机来对焊缝位置进行实时检测，再将检测信号反馈给系统，系统控制激光头进行小幅摆动来扩大焊接区域宽度，由此将整个焊缝覆盖在焊接区域中，由于存在了在线检测和激光头调整的工序，这些会大幅限制管件的进给速度，降低焊接效率，且激光头的摆动也使得焊接区域所受到的辐射热量很难均匀一致，会大幅降低整体焊接质量。

此外，在现有的激光焊接过程中，焊缝还经常会出现氢脆现象。这是由于在前置卷管工序中，为了降低温度，需要对钢带进行水冷处理，这使得卷管形成的钢管焊缝中会残留水分，这些水分在焊接的高温熔融中会产生氢气（扩散氢），氢在焊缝中是极其有害的杂质，它可以使焊缝金属的塑性严重降低，使焊缝金属脆化，即氢脆，具体的，会表现在焊缝表面出现裂纹，严重影响焊接质量。针对于氢脆，现有的处理方法是在焊接前对焊缝进行烘干，但烘干工序较为费时，另外，激光焊接与传统焊接不同，它的聚焦点很窄，瞬间能量很大，这使得焊缝表面与深处之间会形成巨大的瞬时温差，这种瞬时温差有可能会产生新的水分。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述技术现状而提供一种能显著提升焊接质量的高强度钢激光焊管生产线。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种高强度钢激光焊管生产线，包括有成型区、焊接区和切管区，所述成型区包括进料侧和出料侧，经过铣边后的钢带由进料侧送入所述成型区，在成型区中卷制成钢管再由出料侧送入焊接区，在所述成型区中设置有多个挤压单元，每一个挤压单元均包括一个水平挤压轮组和一个竖直挤压轮组，同一个挤压单元中的水平挤压轮组要比竖直挤压轮组更靠近进料侧，所述水平挤压轮组包括两个对向设置的水平挤压轮，在两个水平挤压轮之间形成有第一模腔，在所述第一模腔上方设置有定位轮，在所述定位轮上形成有一圈第一凸肋，钢带在第一模腔中被所述水平挤压轮挤压形成半成品钢管，钢带的两侧在钢带的上方形成有间隙，所述间隙的宽度与所述第一凸肋的宽度一致，钢带的两侧分别抵靠在所述第一凸肋的两个侧面上；