大規格直接成方矩管加工工藝的製作方法
2023-10-23 18:00:12 1
大規格直接成方矩管加工工藝的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種大規格直接成方矩管加工工藝，所述加工工藝步驟包括：(1)備料；(2)開卷矯平；(3)切頭對焊；(4)活套儲料；(5)成型；(6)高頻焊接；(7)去內外毛刺及焊縫冷卻；(8)定位矯直；(9)定尺鋸切；(10)成品檢驗入庫。本發明有利於企業抓住行業發展機遇，提高核心競爭力；有利於企業實現持續發展；有利於提高我國建築鋼結構的生產水平，促進綠色建築產業發展。
【專利說明】大規格直接成方矩管加工工藝
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種方矩管領域，特別是涉及一種大規格直接成方矩管加工工藝。
【背景技術】
[0002]最初國外生產的方矩管基本上都採用圓變方工藝。該工藝是先冷彎成圓，再將圓管加熱到正火溫度後，在定徑工序變形成方矩管，這種工藝的優點是成品鋼管殘餘應力小、角部圓弧半徑小，但能耗高、成本高、表面質量欠佳。現在國外基本上都是採用冷態的圓變方工藝，冷態圓變方的優點是產品尺寸精度高、焊縫質量好、角部尖而且形狀規矩，缺點是建設投資大、角部加工硬化較重。
[0003]目前，我國方矩形鋼管生產廠家中中小型生產線(150X150毫米以下)佔67?70%，生產的方矩形鋼邊長大多在20?280毫米，大規格冷彎方形管只在少數大型企業生產(目前國內只有4家)。從國外市場看，建築鋼結構需求量最大的鋼管規格為200 X 200毫米?400X400暈米,這些規格冷彎方矩管覆蓋了鋼結構用方矩管總量的80%以上,而根據建設部示範建築項目的實踐顯示，多層、高層建築使用400方以上的焊管作為主體機構，才能滿足建築抗震、防風等力學性能要求。因此大力發展400X400毫米以上大規格方矩管是市場發展趨勢。
【發明內容】
[0004]本發明主要解決的技術問題是提供一種大規格直接成方矩管加工工藝，該大規格直接成方矩管加工工藝有利於企業抓住行業發展機遇，提高核心競爭力；有利於企業實現持續發展；有利於提高我國建築鋼結構的生產水平，促進綠色建築產業發展。
[0005]為解決上述技術問題，本發明採用的一個技術方案是:提供一種大規格直接成方矩管加工工藝，所述加工工藝步驟包括:
(1)備料:液壓上料小車承載鋼卷運行至放料機，升舉鋼卷到放料機進行上料；
(2)開卷矯平:首先通過開卷機展開鋼卷，然後通過引料矯平機矯平鋼帶的帶頭和帶尾部分，並驅動鋼帶運行至剪切對焊機處；
(3)切頭對焊:通過剪切對焊機切除帶頭、尾不規則部分，並將前一卷帶尾與後一卷帶頭對齊，焊接在一起，為活套連續供料；
(4)活套儲料:採用臥式螺旋活套，用於存儲帶鋼，將帶鋼由活套引送到剪邊機，後將帶鋼送入成型機組；
(5)成型:通過餵入裝置引導帶鋼前端進入成型機，通過成型輥使鋼帶捲曲成管坯；
(6)高頻焊接:利用高頻電流的集膚效應和鄰近效應使電流高度集中於管坯焊合面上，使管邊焊合面很快加熱到焊接溫度，並在擠壓輥擠壓下完成焊接；
(7)去內外毛刺及焊縫冷卻:對焊合面進行去外毛刺、磨光處理以及冷卻處理；
(8)定位矯直:對焊後管材進行直線度和扭轉度的矯正，得到成型鋼管；
(9)定尺鋸切:將成型鋼管送到銑鋸機時，鋸車跟蹤至與管速同步，夾塊夾緊，裝在旋轉轉盤上的兩個鋸切系統帶鋸片自轉，在進給交流伺服電機的驅動下做徑向進給，此時轉盤也在旋轉，鋸切系統即在轉盤和自身進給中做複合運動，並沿被切件的截面形狀軌跡將鋼管定尺切斷；
(10)成品檢驗入庫:通過下料輥道接收被切割過的焊管，並運送到下料區，自動收集成品鋼管，對成品檢查完成後，根據合同要求進行分檢打包，確保標識清晰、數量準確、運輸過程中不損壞。
[0006]在本發明一個較佳實施例中，所述的開卷機為雙頂錐液壓漲縮式開卷機。
[0007]在本發明一個較佳實施例中，所述的弓I料矯平機採用二輥夾送、五輥矯平式引料矯平機。
[0008]在本發明一個較佳實施例中，所述的剪切對焊機採用全自動剪切對焊機。
[0009]在本發明一個較佳實施例中，所述的剪邊機由液壓送料機、導向機構、圓盤剪邊機、廢邊導向機構、碎斷剪和廢邊收集裝置組成。
[0010]在本發明一個較佳實施例中，所述的成型機採用600X600X20毫米成型機。
[0011]在本發明一個較佳實施例中，所述的高頻焊接的設備由整流櫃、逆變櫃、循環軟水冷卻系統、降壓變壓器、操作臺、二維調整機構和輸出匯流排幾部分組成。
[0012]在本發明一個較佳實施例中，所述的銑鋸機採用雙鋸銑切式銑鋸機。
[0013]本發明的有益效果是:本發明有利於企業抓住行業發展機遇，提高核心競爭力；有利於企業實現持續發展；有利於提高我國建築鋼結構的生產水平，促進綠色建築產業發展。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其它的附圖，其中:
圖1是本發明的一較佳實施例大規格直接成方矩管加工工藝的工藝流程框圖。
【具體實施方式】
[0015]下面將對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬於本發明保護的範圍。
[0016]一種大規格直接成方矩管加工工藝，如圖1所示，所述加工工藝步驟包括:
(1)備料:液壓上料小車承載鋼卷運行至放料機，升舉鋼卷到放料機進行上料；
(2)開卷矯平:首先通過開卷機展開鋼卷，然後通過引料矯平機矯平鋼帶的帶頭和帶尾部分，並驅動鋼帶運行至剪切對焊機處；
(3)切頭對焊:通過剪切對焊機切除帶頭、尾不規則部分，並將前一卷帶尾與後一卷帶頭對齊，焊接在一起，為活套連續供料；
(4)活套儲料:採用臥式螺旋活套，用於存儲帶鋼，將帶鋼由活套引送到剪邊機，後將帶鋼送入成型機組；
(5)成型:通過餵入裝置引導帶鋼前端進入成型機，通過成型輥使鋼帶捲曲成管坯；
(6)高頻焊接:利用高頻電流的集膚效應和鄰近效應使電流高度集中於管坯焊合面上，使管邊焊合面很快加熱到焊接溫度，並在擠壓輥擠壓下完成焊接；
(7)去內外毛刺及焊縫冷卻:對焊合面進行去外毛刺、磨光處理以及冷卻處理；
(8)定位矯直:對焊後管材進行直線度和扭轉度的矯正，得到成型鋼管；
(9)定尺鋸切:將成型鋼管送到銑鋸機時，鋸車跟蹤至與管速同步，夾塊夾緊，裝在旋轉轉盤上的兩個鋸切系統帶鋸片自轉，在進給交流伺服電機的驅動下做徑向進給，此時轉盤也在旋轉，鋸切系統即在轉盤和自身進給中做複合運動，並沿被切件的截面形狀軌跡將鋼管定尺切斷；
(10)成品檢驗入庫:通過下料輥道接收被切割過的焊管，並運送到下料區，自動收集成品鋼管，對成品檢查完成後，根據合同要求進行分檢打包，確保標識清晰、數量準確、運輸過程中不損壞。
[0017]所述的開卷機為雙頂錐液壓漲縮式開卷機。所述的引料矯平機採用二輥夾送、五輥矯平式引料矯平機。所述的剪切對焊機採用全自動剪切對焊機。所述的剪邊機由液壓送料機、導向機構、圓盤剪邊機、廢邊導向機構、碎斷剪和廢邊收集裝置組成。所述的成型機採用600X600X20毫米成型機。所述的高頻焊接的設備由整流櫃、逆變櫃、循環軟水冷卻系統、降壓變壓器、操作臺、二維調整機構和輸出匯流排幾部分組成。所述的銑鋸機採用雙鋸韋先切式糹先鋸機。
[0018]600X600X20毫米成型機組採用輥式成型原理和高頻焊接，能連續生產
產品大綱範圍內的鋼管。加熱方法採用接觸或感應焊，即把一定規格的鋼帶餵入機器，通過成型輥使鋼帶捲曲成管坯，然後利用高頻電流的集膚效應和鄰近效應使電流高度集中於管坯焊合面上，使管邊焊合面很快加熱到焊接溫度，並在擠壓輥擠壓下完成焊接，再經過冷卻、定徑和粗矯直而成為所需規格的鋼管。該機組由成型、焊接導向、五輥擠壓、雙工位焊縫刮刀、磨光輥、定徑、傳動和冷卻等幾部分組成，主要特點是直接冷彎成型為方、矩等異型材，再焊接成管。
[0019]活套為臥式螺旋活套，採用外進內出、定圈儲料方式，即在料盤主動輥及夾送輥驅動下，將水平狀態的鋼帶經轉向裝置變成垂直狀態引入料盤內，年產15萬噸直接成方焊管項目可行性研究報告蘇州中諮工程諮詢有限公司5-8形成料圈。料盤內的圈數始終保持不變，為一個定數。其工作過程是:先快速充料，這時，充料速度大於出料速度(焊管速度)，當料滿後，充料速度等於或小於出料速度。當一卷鋼帶充完後，充料停止，軋機仍在繼續工作。其活套內儲存的料足以維持到下一次充料。如此往復循環地進行上述過程，保證了生產線連續工作。該臥式螺旋活套主要由機械系統、液壓系統和控制系統組成。
[0020]剪邊機組由液壓送料機、導向機構、圓盤剪邊機、廢邊導向機構、碎斷剪、廢邊收集裝置等組成。液壓送料機將帶鋼由活套引送到圓盤剪裁邊，並與圓盤剪同步將帶鋼送入成型定徑機；導向機構的作用是經夾送初矯機構遞送出的板中心對準精矯機中心線，防止板左右偏移。剪邊機主要是根據板厚、寬度尺寸的要求進行在線切邊；廢邊導向機構由左右導向裝置組成，使得帶鋼剪切兩端廢邊；碎斷剪將帶鋼兩端的廢邊定尺切斷；廢削收集裝置由機械收集碎斷後的廢削至外部的廢料筐中。[0021 ] 活套和剪邊機共同組成了圓盤剪邊機。
[0022]固態高頻焊管設備採用常見的交一直一交變頻結構。三相380V電源經開關櫃後，送至降壓變壓器，降壓後的200伏左右交流電源送入整流櫃中的整流器，整流器採用三相晶閘管全控整流橋，通過控制晶閘管導通延時角，達到調節電源輸出功率大小的目的，整流後的直流電壓經濾波環節送入高頻逆變器，由高頻逆變器逆變產生單相高頻電源送入諧振電路，經負載匹配及調整機構輸出高頻能量，完成鋼管焊接。
[0023]高頻焊接設備由整流櫃、逆變櫃、循環軟水冷卻系統、降壓變壓器、操作臺、二維調整機構、輸出匯流排等部分組成。固態高頻焊管電源按連續工作制設計，整套設備由PLC系統實現設備綜合連鎖控制及故障診斷功能，通過液晶顯示屏監視設備運行狀態。
[0024]下面是各組成部分結構及性能的簡單描述:
(I)整流櫃:整流櫃採用大功率可控矽元件整流，同時設計了若干諧波吸收及LC諧振濾波部件。以達到降低設備輸出電壓脈動，提高紋波係數指標的年產15萬噸直接成方焊管項目可行性研究報告蘇州中諮工程諮詢有限公司5-9目的。整機輸出紋波係數可達1%。確保了焊縫質量。同時避免了諧波成分對電網的幹擾。
[0025](2)逆變輸出櫃:提供鋼管焊接所需電源，主功率器件採用進口二極體構成電流型逆變器。
[0026](3)循環軟水冷卻系統:循環軟水冷卻系統完成對逆變櫃、整流櫃等發熱部分冷卻，採用風一水熱交換器形式，內循環水採用軟水，具有溫度自動控制和顯示功能。
[0027](4)降壓變壓器:降壓變壓器採用油浸變壓器，將380伏交流降壓至200伏左右供給整流櫃。
[0028](5)操作臺:實現固態高頻焊管設備的遠方操作和功率調節。
[0029](6) 二維機械調整機構:隨機提供二維調整機構，實現感應器相對鋼管的前後左右移動。
[0030](7)輸出匯流排:適應感應焊的工藝要求，隨機配備了感應器快速壓接裝置，方便更換感應器。
[0031]本發明大規格直接成方矩管加工工藝的有益效果是:本發明有利於企業抓住行業發展機遇，提高核心競爭力；有利於企業實現持續發展；有利於提高我國建築鋼結構的生產水平，促進綠色建築產業發展。
[0032]以上所述僅為本發明的實施例，並非因此限制本發明的專利範圍，凡是利用本發明說明書內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其它相關的【技術領域】，均同理包括在本發明的專利保護範圍內。
【權利要求】
1.一種大規格直接成方矩管加工工藝，其特徵在於，所述加工工藝步驟包括: (1)備料:液壓上料小車承載鋼卷運行至放料機，升舉鋼卷到放料機進行上料； (2)開卷矯平:首先通過開卷機展開鋼卷，然後通過引料矯平機矯平鋼帶的帶頭和帶尾部分，並驅動鋼帶運行至剪切對焊機處； (3)切頭對焊:通過剪切對焊機切除帶頭、尾不規則部分，並將前一卷帶尾與後一卷帶頭對齊，焊接在一起，為活套連續供料； (4)活套儲料:採用臥式螺旋活套，用於存儲帶鋼，將帶鋼由活套引送到剪邊機，後將帶鋼送入成型機組； (5)成型:通過餵入裝置引導帶鋼前端進入成型機，通過成型輥使鋼帶捲曲成管坯； (6)高頻焊接:利用高頻電流的集膚效應和鄰近效應使電流高度集中於管坯焊合面上，使管邊焊合面很快加熱到焊接溫度，並在擠壓輥擠壓下完成焊接； (7)去內外毛刺及焊縫冷卻:對焊合面進行去外毛刺、磨光處理以及冷卻處理； (8)定位矯直:對焊後管材進行直線度和扭轉度的矯正，得到成型鋼管； (9)定尺鋸切:將成型鋼管送到銑鋸機時，鋸車跟蹤至與管速同步，夾塊夾緊，裝在旋轉轉盤上的兩個鋸切系統帶鋸片自轉，在進給交流伺服電機的驅動下做徑向進給，此時轉盤也在旋轉，鋸切系統即在轉盤和自身進給中做複合運動，並沿被切件的截面形狀軌跡將鋼管定尺切斷； (10)成品檢驗入庫:通過下料輥道接收被切割過的焊管，並運送到下料區，自動收集成品鋼管，對成品檢查完成後，根據合同要求進行分檢打包，確保標識清晰、數量準確、運輸過程中不損壞。
2.根據權利要求1所述的大規格直接成方矩管加工工藝，其特徵在於:所述的開卷機為雙頂錐液壓漲縮式開卷機。
3.根據權利要求1所述的大規格直接成方矩管加工工藝，其特徵在於:所述的引料矯平機採用二輥夾送、五輥矯平式弓I料矯平機。
4.根據權利要求1所述的大規格直接成方矩管加工工藝，其特徵在於:所述的剪切對焊機採用全自動剪切對焊機。
5.根據權利要求1所述的大規格直接成方矩管加工工藝，其特徵在於:所述的剪邊機由液壓送料機、導向機構、圓盤剪邊機、廢邊導向機構、碎斷剪和廢邊收集裝置組成。
6.根據權利要求1所述的大規格直接成方矩管加工工藝，其特徵在於:所述的成型機採用600X600X20毫米成型機。
7.根據權利要求1所述的大規格直接成方矩管加工工藝，其特徵在於:所述的高頻焊接的設備由整流櫃、逆變櫃、循環軟水冷卻系統、降壓變壓器、操作臺、二維調整機構和輸出匯流排幾部分組成。
8.根據權利要求1所述的大規格直接成方矩管加工工藝，其特徵在於:所述的銑鋸機採用雙鋸銑切式銑鋸機。
【文檔編號】B21C37/083GK103801583SQ201410049842
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2014年2月13日 優先權日:2014年2月13日
【發明者】趙建軍, 趙月華, 趙金元, 顧小蕾 申請人:風範綠色建築（常熟）有限公司, 常熟風範電力設備股份有限公司