專利名稱：鋼管砼桁架梁橋主梁下弦管制作工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋼管的制作工藝，具體地講，涉及一種鋼管砼桁架梁橋主梁下弦管制作工藝。
背景技術(shù)：
直縫卷管受其制作、焊接質(zhì)量限制一般用于輸送低壓流體，在重要的受力構(gòu)件上通常采用無縫鋼管。鋼管砼桁架梁橋(例如，干海子特大橋)主梁下弦管由于管徑過大， 沒有合適的無縫鋼管可用，因此在設(shè)計(jì)時(shí)便采用了材質(zhì)為Q345C、外徑為813mm、壁厚為 18mm 32mm的直縫卷管，這在工程實(shí)踐中相當(dāng)罕見。由于大橋安全等級(jí)高，因此選取了各規(guī)范中的最高標(biāo)準(zhǔn)作為下弦管的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，并對(duì)焊縫內(nèi)部質(zhì)量提出了超聲波評(píng)定一級(jí)合格的要求。一般認(rèn)為，當(dāng)碳素鋼板的厚度大于或等于內(nèi)徑的1/40時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行熱卷。而干海子特大橋主梁下弦管使用的鋼板在工藝上屬于小徑厚壁管，熱卷困難。受卷制設(shè)備限制，在鋼板的縱向兩端形成的直邊將直接影響卷制質(zhì)量，而在不采用火焰校正的情況下單純依靠冷校正難以達(dá)到質(zhì)量要求。在常規(guī)的卷管制作工藝中，一般采用胎模預(yù)壓頭或接料壓頭的方法解決直邊問題，但這兩種方法在生產(chǎn)實(shí)踐中均存在不足，前者由于鋼板厚度太大導(dǎo)致胎模壓頭效果不理想，而后者費(fèi)工費(fèi)料且僅適用于小批量生產(chǎn)。卷管焊接多采用埋弧自動(dòng)焊進(jìn)行，這種焊接方式具有外觀成形效果好、焊接效率高的優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)具有操作空間大、適應(yīng)性差(僅適用于平焊位焊接)、坡口質(zhì)量要求高需要采用刨邊機(jī)進(jìn)行制作等缺點(diǎn)；焊縫質(zhì)量等級(jí)一般是超聲波評(píng)定三級(jí)，達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，也無法對(duì)內(nèi)側(cè)焊縫和環(huán)縫進(jìn)行施焊。由于鋼管砼桁架梁橋主梁下弦管制作具有鋼材等級(jí)高、小徑厚壁管加工困難、焊接質(zhì)量要求高的特點(diǎn)，按現(xiàn)行工藝制作無法達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

發(fā)明內(nèi)容
因此，為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種鋼管的制作工藝。本發(fā)明的一方面提供一種鋼管的制作工藝，在鋼板卷制的過程中，采用板內(nèi)起弧卷制工藝進(jìn)行壓頭，解決了鋼板卷制時(shí)在鋼板的縱向兩端形成直邊的問題，避免了在管節(jié)直縫接頭處產(chǎn)生“桃尖”現(xiàn)象，從而保證了管口橢圓度。本發(fā)明的另一方面提供一種鋼管的制作工藝，在直縫坡口的制備過程中，采用切割機(jī)配合切割架進(jìn)行，以調(diào)整管節(jié)與切割機(jī)的角度和相對(duì)位置，從而保證坡口制備質(zhì)量。本發(fā)明的另一方面提供一種鋼管的制作工藝，制備的直縫坡口呈上下不對(duì)稱的X 字形，X字形下部的倒V字形的尺寸小于上部V字形的尺寸，選用該坡口形式，可采用半自動(dòng)切割機(jī)進(jìn)行制備，解決了因管節(jié)外形尺寸大且板料不平而無法使用刨邊機(jī)制備直縫坡口的問題，同時(shí)有助于減少焊縫內(nèi)側(cè)手工焊接工作量與焊接變形。本發(fā)明的另一方面提供一種鋼管的制作工藝，在直縫和環(huán)縫的焊接過程中，采用埋弧自動(dòng)焊與手工電弧焊相結(jié)合的焊接工藝，確保焊縫焊接質(zhì)量和焊接效率。本發(fā)明的另一方面提供一種鋼管的制作工藝，在環(huán)縫外側(cè)焊接過程中，模擬平焊位進(jìn)行焊接，同時(shí)對(duì)焊劑的供應(yīng)方式進(jìn)行改進(jìn)，確保環(huán)縫焊接質(zhì)量。根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種鋼管的制作工藝，所述鋼管的制作工藝包括下述步驟(1)制備鋼板，使鋼板的長度至少為單節(jié)鋼管的周長的兩倍；(2)沿著鋼板的軋制方向在鋼板的兩側(cè)制備環(huán)縫坡口 ；C3)采用板內(nèi)起弧卷制工藝對(duì)設(shè)置有環(huán)縫坡口的鋼板進(jìn)行壓頭，避免鋼板卷制時(shí)在鋼板的軋制方向上的兩端形成直邊，其中，所述板內(nèi)起弧卷制工藝包括下述步驟(a)沿著鋼板的軋制方向?qū)︿摪宓闹胁窟M(jìn)行卷制；(b)沿著與鋼板的軋制方向垂直的鋼板的中線將鋼板斷開，從而得到兩塊子鋼板；(c)將斷開的兩塊子鋼板調(diào)向接合在一起，從而在步驟(1)中制備的鋼板的軋制方向上的兩端處形成接縫；(d)沿著鋼板的軋制方向?qū)φ{(diào)向接合在一起的兩塊子鋼板的接縫處進(jìn)行卷制；(e)將調(diào)向接合在一起的兩塊子鋼板沿接縫斷開，從而得到兩塊板料；(4)沿著板料的軋制方向?qū)Π辶线M(jìn)行初步卷制，從而形成管節(jié)，初步卷制成形的管節(jié)的橫截面形狀為具有開口的不封閉的圓環(huán)形；(5) 沿著管節(jié)的軸線方向在管節(jié)的開口處制備直縫坡口 ；(6)對(duì)環(huán)縫坡口和直縫坡口均已制備完成的管節(jié)進(jìn)行最終卷制，使得最終卷制成形的管節(jié)的橫截面形狀為具有直縫坡口的圓環(huán)形，在直縫坡口處形成管節(jié)的直縫；(7)對(duì)最終卷制成形的管節(jié)的直縫進(jìn)行焊接，使得管節(jié)的橫截面形狀為封閉的圓環(huán)形；(8)沿著管節(jié)的軸線方向?qū)⒅辽賰蓚€(gè)管節(jié)對(duì)接在一起，從而形成管段，在管段的兩個(gè)管節(jié)之間具有由環(huán)縫坡口形成的環(huán)縫；(9)對(duì)管段的至少兩個(gè)管節(jié)之間的環(huán)縫進(jìn)行焊接，從而形成鋼管。在步驟(5)中，可采用切割機(jī)配合切割架制備直縫坡口，所述切割架可用于放置切割機(jī)和固定管節(jié)。所述切割架可包括底座，用于承放管節(jié)，在底座上設(shè)置有用于固定管節(jié)的一對(duì)限位塊，所述一對(duì)限位塊的間距可調(diào)；立柱，與底座垂直地設(shè)置在底座上；切割機(jī)支承裝置， 與立柱垂直地設(shè)置在立柱的上端，在切割機(jī)支承裝置上設(shè)置有切割機(jī)軌道，以承放切割機(jī)并引導(dǎo)切割機(jī)運(yùn)動(dòng)。制備的直縫坡口可包括設(shè)置在管節(jié)內(nèi)側(cè)的內(nèi)側(cè)坡口和設(shè)置在管節(jié)外側(cè)的外側(cè)坡口，直縫坡口的橫截面可呈不對(duì)稱的X字形，且外側(cè)坡口的尺寸可大于內(nèi)側(cè)坡口的尺寸。在步驟(7)中，可首先采用手工電弧焊在管節(jié)內(nèi)側(cè)對(duì)直縫進(jìn)行打底焊接并在管節(jié)外側(cè)進(jìn)行清根，然后可在管節(jié)外側(cè)采用埋弧自動(dòng)焊對(duì)直縫進(jìn)行填充和蓋面。在步驟(9)中，可將埋弧焊機(jī)置于焊接工作平臺(tái)上并靠近環(huán)縫頂部，在環(huán)縫的焊接過程中，管段在轉(zhuǎn)胎的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，以模擬平焊位進(jìn)行焊接，在模擬平焊位進(jìn)行焊接的過程中，精確調(diào)整轉(zhuǎn)胎轉(zhuǎn)速和焊接參數(shù)，以保證焊接點(diǎn)始終處于水平位置。在焊接工作平臺(tái)上靠近環(huán)縫頂部的位置可設(shè)置有漏斗支架，在漏斗支架上可安裝有漏斗，在漏斗中可填充有焊劑，在漏斗的底端可依次安裝有溜管、軟管和焊劑溜嘴，以在環(huán)縫的焊接過程中供應(yīng)焊劑。可采用卷板機(jī)對(duì)板料進(jìn)行初步卷制。可采用卷板機(jī)對(duì)管節(jié)進(jìn)行最終卷制?？刹捎门龠厵C(jī)或者切割機(jī)制備環(huán)縫坡口。所述鋼管可以為鋼管砼桁架梁橋主梁下弦管。
所述鋼管的管壁的厚度可以為^mm或32mm。本發(fā)明與現(xiàn)有的鋼管制作工藝相比，其有益效果在于(1)在鋼板卷制的過程中， 采用板內(nèi)起弧卷制工藝進(jìn)行壓頭，解決了鋼板卷制時(shí)在鋼板的縱向兩端形成直邊的問題， 避免了在管節(jié)直縫接頭處產(chǎn)生“桃尖”現(xiàn)象，從而保證了管口橢圓度；( 在直縫坡口的制備過程中，采用切割機(jī)配合切割架進(jìn)行，以調(diào)整管節(jié)與切割機(jī)的角度和相對(duì)位置，從而保證坡口制備質(zhì)量；(3)制備的直縫坡口呈上下不對(duì)稱的X字形，X字形下部的倒V字形的尺寸小于上部V字形的尺寸，選用該坡口形式，可采用半自動(dòng)切割機(jī)進(jìn)行制備，解決了因管節(jié)外形尺寸大且板料不平而無法使用刨邊機(jī)制備直縫坡口的問題，同時(shí)有助于減少焊縫內(nèi)側(cè)手工焊接工作量與焊接變形；(4)在直縫和環(huán)縫的焊接過程中，采用埋弧自動(dòng)焊與手工電弧焊相結(jié)合的焊接工藝，確保焊縫焊接質(zhì)量和焊接效率；( 在環(huán)縫外側(cè)焊接過程中，模擬平焊位進(jìn)行焊接，同時(shí)對(duì)焊劑的供應(yīng)方式進(jìn)行改進(jìn)，確保環(huán)縫焊接質(zhì)量。


通過下面結(jié)合附圖對(duì)示例性實(shí)施例進(jìn)行的描述，本發(fā)明的這些和/或其他方面將會(huì)變得清楚和更加易于理解，在附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的鋼管的制作工藝的流程圖。圖2示出了采用切割機(jī)配合切割架進(jìn)行直縫坡口制備的示意圖。圖3示出了坡口形狀的示意圖。圖4示出了環(huán)縫焊接及漏斗設(shè)置示意圖。圖中主要部件的具體說明如下1為底座，2為管節(jié)，3為立柱，4為立柱支架，5為固定管卡，6、8為管節(jié)支承面，7為活動(dòng)管卡，9為切割機(jī)支承裝置，10為切割機(jī)，11為切割機(jī)軌道，12為切割機(jī)支承裝置支架，13為距離調(diào)節(jié)桿，14為高度調(diào)節(jié)桿，15為角度調(diào)整器，16 為切割嘴，17為埋弧焊機(jī)，18為焊接工作平臺(tái)，19為管段，20為轉(zhuǎn)胎，21為漏斗支架，22為漏斗，23為溜管，24為軟管，25為焊劑溜嘴，26為焊槍，27為管節(jié)外側(cè)坡口，28為管節(jié)內(nèi)側(cè)坡口。
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖來詳細(xì)說明本發(fā)明的示例性實(shí)施例。然而，本發(fā)明可以以多種不同的形式實(shí)施，并且不應(yīng)該被解釋為限于在此闡述的示例性實(shí)施例。在鋼管的制作流程中，考慮到管壁厚度為δ =^mm和δ = 32mm的鋼管卷制難度最大，因此，在下文中，以厚度為δ =^mm和δ = 32mm的鋼管作為示例進(jìn)行描述。圖1是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的鋼管的制作工藝的流程圖。如圖1中所示，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的鋼管(例如，鋼管砼桁架梁橋主梁下弦管)的制作工藝包括下述步驟(1)制備鋼板，使其長度至少為單節(jié)鋼管的周長的兩倍。同時(shí)，根據(jù)鋼板在彎曲過程中的長度變化率以及焊接工藝過程中的焊縫收縮率這兩個(gè)參數(shù)對(duì)鋼板的尺寸進(jìn)行修正， 以獲得鋼板的下料尺寸，并以此尺寸統(tǒng)一下料，從而確保單節(jié)鋼管的質(zhì)量及規(guī)格一致。(2)沿著鋼板的軋制方向(即，鋼板的長度方向或縱向)在鋼板的橫向(即，鋼板的寬度方向)兩側(cè)制備環(huán)縫坡口。采用刨邊機(jī)或者切割機(jī)(例如，半自動(dòng)切割機(jī))進(jìn)行環(huán)縫坡口的制備。(3)采用板內(nèi)起弧卷制工藝對(duì)設(shè)置有環(huán)縫坡口的鋼板進(jìn)行壓頭，避免鋼板卷制時(shí)在鋼板的縱向兩端形成直邊。按照常規(guī)的下料-壓頭-卷制工藝進(jìn)行操作，由于板料端部無法經(jīng)歷壓制，因此必然會(huì)產(chǎn)生直邊，為此改變了工藝順序，按照板料中部卷制-板料斷開-調(diào)向接頭-板料中部卷制-板料斷開的順序執(zhí)行該步驟，首先在原鋼板的縱向中部卷制出符合要求的弧度，然后將原鋼板沿其縱向中線斷開，得到兩塊子鋼板，再將斷開的兩塊子鋼板調(diào)向接合在一起形成接縫(即，將原鋼板的沿縱向的左右兩端接合在一起形成接縫，沿原鋼板的縱向中線斷開的兩端形成調(diào)向接合在一起的新的鋼板的左右兩端)，然后將調(diào)向接合在一起的新的鋼板送入卷板機(jī)對(duì)接縫處進(jìn)行卷制，達(dá)到弧度要求后，將調(diào)向接合在一起的新的鋼板沿接縫斷開就得到壓頭部分符合要求的兩塊板料。在該步驟中，可通過將板料端部移至板料內(nèi)部來解決現(xiàn)有設(shè)備條件下在管節(jié)直縫接頭處產(chǎn)生“桃尖”的問題。(4)將壓頭部分符合要求的板料送入卷板機(jī)，并沿著板料的軋制方向?qū)Π辶线M(jìn)行初步卷制，從而形成管節(jié)，初步卷制成形的管節(jié)的橫截面形狀為具有開口的不封閉的圓環(huán)形，如圖2中所示。(5)沿著管節(jié)的軸線方向在管節(jié)的開口處制備直縫坡口。由于管節(jié)外形尺寸過大且開口處的鋼板已卷制成弧形，無法在刨邊機(jī)上制備直縫坡口，如采用手工制備則直縫坡口質(zhì)量無法達(dá)到自動(dòng)焊要求，因此采用切割機(jī)(例如，半自動(dòng)切割機(jī))配合切割架進(jìn)行直縫坡口的制備。通過采用CAD放樣技術(shù)來設(shè)計(jì)切割架，所述切割架可用于放置切割機(jī)和固定管節(jié)，調(diào)整管節(jié)與切割機(jī)的角度及相對(duì)位置，從而保證了直縫坡口的制備精度。圖2示出了采用切割機(jī)配合切割架進(jìn)行直縫坡口制備的示意圖，如圖2中所示，所述切割架可包括底座1，用于承放管節(jié)2，在底座1上設(shè)置有用于固定管節(jié)2的一對(duì)限位塊5和7，所述一對(duì)限位塊5和7的間距可調(diào)；立柱3，與底座1垂直地設(shè)置在底座1上；切割機(jī)支承裝置9，與立柱 3垂直地設(shè)置在立柱3的上端，在切割機(jī)支承裝置9上可設(shè)置有切割機(jī)軌道11，以承放切割機(jī)10并引導(dǎo)切割機(jī)10運(yùn)動(dòng)。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，所述一對(duì)限位塊5和7可包括固定管卡5，設(shè)置在立柱3的一側(cè)并固定地安裝在底座1上，固定管卡5具有用于支承管節(jié)2的弧形管節(jié)支承面6，管節(jié)支承面6的形狀與管節(jié)2的外形相配；活動(dòng)管卡7，與固定管卡5設(shè)置在立柱3的同一側(cè)，并可相對(duì)于固定管卡5在底座1上水平運(yùn)動(dòng)，以根據(jù)管節(jié)2的尺寸調(diào)節(jié)與固定管卡5之間的距離，活動(dòng)管卡7也具有用于支承管節(jié)2的弧形管節(jié)支承面8，管節(jié)支承面8的形狀與管節(jié)2的外形相配。所述切割架還可包括立柱支架4，設(shè)置在立柱3的另一側(cè)并將立柱3的上端與底座1連接，以穩(wěn)定地支撐立柱3 ；切割機(jī)支承裝置支架12，在切割機(jī)支承裝置9的下方將切割機(jī)支承裝置9與立柱3的柱體連接，以穩(wěn)定地支撐切割機(jī)支承裝置9。其中，切割機(jī)10及切割機(jī)軌道11為可拆卸的活動(dòng)部件，可在將管節(jié)2放置于切割架上之后，再根據(jù)管節(jié)2的位置裝配切割機(jī)10及切割機(jī)軌道11，使其高度、水平距離與管節(jié)2初步相符，然后利用切割機(jī)10的距離調(diào)節(jié)桿13、高度調(diào)節(jié)桿14、角度調(diào)整器15進(jìn)行精調(diào)，以將切割嘴16調(diào)整到適合坡口制備的角度，制備的坡口可包括設(shè)置在管節(jié)內(nèi)側(cè)的內(nèi)側(cè)坡口觀和設(shè)置在管節(jié)外側(cè)的外側(cè)坡口 27，其橫截面形狀如圖3中所示，坡口的橫截面呈不對(duì)稱的X字形，且管節(jié)外側(cè)坡口 27的尺寸大于管節(jié)內(nèi)側(cè)坡口觀的尺寸，這樣可減少內(nèi)側(cè)手工焊接工作量并可減小焊接變形。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，坡口角度可以為50°。另外， 制備的坡口必須符合相關(guān)精度要求，例如，坡口切割斷面的表面粗糙度Ra不大于0. 3mm ；坡口切割斷面的缺口深度不大于Imm ；坡口切割斷面的垂直度不大于1/10 ；坡口長度方向直線度允許偏差為士 1.5mm等。盡管上面描述了直縫坡口的橫截面呈不對(duì)稱的X字形，但是， 直縫坡口的橫截面形狀不限于此。當(dāng)然，環(huán)縫坡口也可具有與直縫坡口的形狀相同的形狀。(6)利用卷板機(jī)對(duì)環(huán)縫坡口和直縫坡口均已制備完成的管節(jié)進(jìn)行最終卷制，使得最終卷制成形的管節(jié)的橫截面形狀為具有直縫坡口的圓環(huán)形，在直縫坡口處形成管節(jié)的直縫。(7)對(duì)最終卷制成形的管節(jié)的直縫進(jìn)行焊接，使得管節(jié)的橫截面形狀為封閉的圓環(huán)形。考慮到埋弧自動(dòng)焊與手工電弧焊的優(yōu)缺點(diǎn)，首先采用手工電弧焊在管節(jié)內(nèi)側(cè)對(duì)直縫進(jìn)行打底焊接并在管節(jié)外側(cè)進(jìn)行徹底清根，然后在管節(jié)外側(cè)采用埋弧自動(dòng)焊對(duì)直縫進(jìn)行填充和蓋面。由于埋弧自動(dòng)焊具有效率高、成形質(zhì)量好的優(yōu)點(diǎn)，所以有利于保證焊接質(zhì)量及施工效率；另外，由于手工電弧焊具有適應(yīng)性強(qiáng)、操作靈活的優(yōu)點(diǎn)，因此確保了管內(nèi)打底層焊接質(zhì)量，同時(shí)結(jié)合管外清根保證了清根質(zhì)量。(8)沿著管節(jié)的軸線方向?qū)⒅辽賰蓚€(gè)管節(jié)對(duì)接在一起，從而形成管段，在管段的兩個(gè)管節(jié)之間具有由環(huán)縫坡口形成的環(huán)縫。管節(jié)對(duì)接前，必須對(duì)管節(jié)的外徑和周長進(jìn)行復(fù)核， 選擇外徑和周長最為接近的管節(jié)進(jìn)行對(duì)接，減少錯(cuò)邊量，同時(shí)保證裝配間隙均勻。(9)最后，對(duì)管段的至少兩個(gè)管節(jié)之間的環(huán)縫進(jìn)行焊接，從而形成鋼管。首先采用手工電弧焊在管段內(nèi)側(cè)對(duì)環(huán)縫進(jìn)行打底焊接并在管段外側(cè)進(jìn)行清根，其方法與直縫焊接的方法類似；然后，采用模擬平焊法在管段外側(cè)對(duì)環(huán)縫進(jìn)行填充和蓋面。圖4示出了環(huán)縫焊接及漏斗設(shè)置示意圖，如圖4中所示，可將埋弧焊機(jī)17置于焊接工作平臺(tái)18上并靠近環(huán)縫頂部，在環(huán)縫的焊接過程中，管段19在轉(zhuǎn)胎20的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，以模擬平焊位進(jìn)行焊接，精確調(diào)整轉(zhuǎn)胎轉(zhuǎn)速和焊接參數(shù)，以使轉(zhuǎn)胎轉(zhuǎn)速和相應(yīng)的焊接參數(shù)(例如，焊接速度)相匹配，從而保證焊接點(diǎn)始終處于水平位置。另外，由于管段處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，焊劑不能堆放在焊縫處，因此可在焊接工作平臺(tái)18上靠近環(huán)縫頂部的位置增設(shè)漏斗支架21，并可將帶溜管23的漏斗 22安裝在漏斗支架21上，在漏斗22中填充有焊劑，以在利用焊槍沈焊接環(huán)縫的過程中經(jīng)由依次安裝在漏斗22底端的溜管23、軟管M和焊劑溜嘴25不斷向焊接部位供應(yīng)焊劑，焊劑的供應(yīng)量和供應(yīng)速度應(yīng)當(dāng)與焊接速度、管段轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)胎轉(zhuǎn)速)相匹配。埋弧自動(dòng)焊屬于半自動(dòng)焊，焊接過程中熔池處于焊劑掩蓋之下，既無法觀測(cè)又無法進(jìn)行調(diào)整。整個(gè)施焊過程只能采取固定電流、電壓、焊槍角度、送絲速度、焊劑補(bǔ)充速度、 管段轉(zhuǎn)速的方式進(jìn)行連續(xù)焊接。而模擬平焊法不是真正在平焊位進(jìn)行焊接，模擬的效果直接影響到環(huán)縫的焊接質(zhì)量與焊接效率，因此必須控制好以下方面1、管節(jié)對(duì)接質(zhì)量，橢圓度、錯(cuò)邊、焊縫間隙應(yīng)當(dāng)在規(guī)定范圍內(nèi)，盡量減少個(gè)體差異；2、坡口質(zhì)量；3、施焊前承放管段的轉(zhuǎn)胎與焊機(jī)架須在施工平臺(tái)上進(jìn)行找平找正，以保證焊槍與環(huán)縫始終在一個(gè)鉛垂面上；4、管段轉(zhuǎn)速與焊接參數(shù)應(yīng)當(dāng)匹配；5、應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照工藝參數(shù)施焊。針對(duì)施焊過程中經(jīng)常出現(xiàn)的焊縫外觀質(zhì)量超標(biāo)和氣孔，提出以下解決辦法(1)焊縫外觀質(zhì)量的控制為焊機(jī)電源設(shè)置專用供電線路或采用不間斷電源供電，避免其他生產(chǎn)設(shè)備用電沖擊，保證焊接時(shí)電流、電壓的穩(wěn)定性。環(huán)縫焊接時(shí)確保管段轉(zhuǎn)速與焊接速度相匹配。對(duì)于坡口較大的焊縫，改用在焊縫兩側(cè)分別進(jìn)行蓋面焊接的方法，從而解決了焊縫窄、焊縫不均勻和彎曲、焊縫余高過高、咬邊、溢出等缺陷，減少了補(bǔ)焊、修磨工作量。
(2)消除磁偏吹對(duì)焊接的不利影響在施焊過程中，由于磁偏吹而導(dǎo)致氣孔出現(xiàn)得比較頻繁，可采用以下措施進(jìn)行避免盡量用短弧進(jìn)行焊接；與焊前預(yù)熱相配合，對(duì)坡口附近鋼管進(jìn)行局部加熱；減少周圍鐵磁物質(zhì)；接地線直接引至坡口附近(或直接放在坡口上)；靠近坡口附近的接地線走向與鋼管呈垂直狀態(tài)；沿圓周方向在坡口上方(而非坡口根部)采用電焊方法臨時(shí)點(diǎn)焊幾處定位焊縫，定位焊縫待打底焊至該部位時(shí)用砂輪機(jī)磨掉。(3)焊接變形控制埋弧自動(dòng)焊焊接過程中由于填充金屬多，輸入線能量大，焊后殘余變形大，因此容易造成橢圓度超標(biāo)。在鋼管的制作過程中，通過采取反變形、剛性固定、 增加焊接層次、減少焊接電流等措施來進(jìn)行解決。在鋼管的制作工藝流程中，由于上道工序的質(zhì)量將直接影響下道工序的質(zhì)量，所以還應(yīng)當(dāng)精確控制管節(jié)的尺寸和形狀、焊接工藝中的各項(xiàng)參數(shù)、鋼板壓延變形尺寸，以確定各項(xiàng)工藝參數(shù)，并確保每道工序的質(zhì)量，從而確保鋼管的制作質(zhì)量。綜上所述，根據(jù)本發(fā)明的鋼管的制作工藝在鋼板卷制的過程中，采用板內(nèi)起弧卷制工藝進(jìn)行壓頭，解決了鋼板卷制時(shí)在鋼板的縱向兩端形成直邊的問題，避免了在管節(jié)直縫接頭處產(chǎn)生“桃尖”現(xiàn)象，從而保證了管口橢圓度；在直縫坡口的制備過程中，采用切割機(jī)配合切割架進(jìn)行，以調(diào)整管節(jié)與切割機(jī)的角度和相對(duì)位置，從而保證坡口制備質(zhì)量；制備的直縫坡口呈上下不對(duì)稱的X字形，X字形下部的倒V字形的尺寸小于上部V字形的尺寸， 選用該坡口形式，可采用半自動(dòng)切割機(jī)進(jìn)行制備，解決了因管節(jié)外形尺寸大且板料不平而無法使用刨邊機(jī)制備直縫坡口的問題，同時(shí)有助于減少焊縫內(nèi)側(cè)手工焊接工作量與焊接變形；在直縫和環(huán)縫的焊接過程中，采用埋弧自動(dòng)焊與手工電弧焊相結(jié)合的焊接工藝，確保焊縫焊接質(zhì)量和焊接效率；在環(huán)縫外側(cè)焊接過程中，模擬平焊位進(jìn)行焊接，同時(shí)對(duì)焊劑的供應(yīng)方式進(jìn)行改進(jìn)，確保環(huán)縫焊接質(zhì)量。進(jìn)一步地，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的鋼管的制作工藝可應(yīng)用于建筑、橋梁等質(zhì)量技術(shù)要求高的結(jié)構(gòu)鋼管制作。盡管已經(jīng)示出和描述了示例性實(shí)施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解的是，在不脫離由權(quán)利要求及其等同物限定其范圍的本發(fā)明的原理和精神的情況下，可以對(duì)示例性實(shí)施例進(jìn)行修改和變型。
權(quán)利要求
1 一種鋼管的制作工藝，所述鋼管的制作工藝包括下述步驟(1)制備鋼板，使鋼板的長度至少為單節(jié)鋼管的周長的兩倍；(2)沿著鋼板的軋制方向在鋼板的兩側(cè)制備環(huán)縫坡口；(3)采用板內(nèi)起弧卷制工藝對(duì)設(shè)置有環(huán)縫坡口的鋼板進(jìn)行壓頭，避免鋼板卷制時(shí)在鋼板的軋制方向上的兩端形成直邊，其中，所述板內(nèi)起弧卷制工藝包括下述步驟(a)沿著鋼板的軋制方向?qū)︿摪宓闹胁窟M(jìn)行卷制；(b)沿著與鋼板的軋制方向垂直的鋼板的中線將鋼板斷開，從而得到兩塊子鋼板；(c)將斷開的兩塊子鋼板調(diào)向接合在一起，從而在步驟(1)中制備的鋼板的軋制方向上的兩端處形成接縫；(d)沿著鋼板的軋制方向?qū)φ{(diào)向接合在一起的兩塊子鋼板的接縫處進(jìn)行卷制；(e)將調(diào)向接合在一起的兩塊子鋼板沿接縫斷開，從而得到兩塊板料；(4)沿著板料的軋制方向?qū)Π辶线M(jìn)行初步卷制，從而形成管節(jié)，初步卷制成形的管節(jié)的橫截面形狀為具有開口的不封閉的圓環(huán)形；(5)沿著管節(jié)的軸線方向在管節(jié)的開口處制備直縫坡口；(6)對(duì)環(huán)縫坡口和直縫坡口均已制備完成的管節(jié)進(jìn)行最終卷制，使得最終卷制成形的管節(jié)的橫截面形狀為具有直縫坡口的圓環(huán)形，在直縫坡口處形成管節(jié)的直縫；(7)對(duì)最終卷制成形的管節(jié)的直縫進(jìn)行焊接，使得管節(jié)的橫截面形狀為封閉的圓環(huán)形；(8)沿著管節(jié)的軸線方向?qū)⒅辽賰蓚€(gè)管節(jié)對(duì)接在一起，從而形成管段，在管段的兩個(gè)管節(jié)之間具有由環(huán)縫坡口形成的環(huán)縫；(9)對(duì)管段的至少兩個(gè)管節(jié)之間的環(huán)縫進(jìn)行焊接，從而形成鋼管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼管的制作工藝，其中，在步驟(5)中，采用切割機(jī)配合切割架制備直縫坡口，所述切割架用于放置切割機(jī)和固定管節(jié)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋼管的制作工藝，其中，所述切割架包括底座，用于承放管節(jié)，在底座上設(shè)置有用于固定管節(jié)的一對(duì)限位塊，所述一對(duì)限位塊的間距可調(diào)；立柱，與底座垂直地設(shè)置在底座上；切割機(jī)支承裝置，與立柱垂直地設(shè)置在立柱的上端，在切割機(jī)支承裝置上設(shè)置有切割機(jī)軌道，以承放切割機(jī)并引導(dǎo)切割機(jī)運(yùn)動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼管的制作工藝，其中，制備的直縫坡口包括設(shè)置在管節(jié)內(nèi)側(cè)的內(nèi)側(cè)坡口和設(shè)置在管節(jié)外側(cè)的外側(cè)坡口，直縫坡口的橫截面呈不對(duì)稱的X字形，且外側(cè)坡口的尺寸大于內(nèi)側(cè)坡口的尺寸。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋼管的制作工藝，其中，在步驟(7)中，首先采用手工電弧焊在管節(jié)內(nèi)側(cè)對(duì)直縫進(jìn)行打底焊接并在管節(jié)外側(cè)進(jìn)行清根，然后在管節(jié)外側(cè)采用埋弧自動(dòng)焊對(duì)直縫進(jìn)行填充和蓋面。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼管的制作工藝，其中，在步驟(9)中，將埋弧焊機(jī)置于焊接工作平臺(tái)上并靠近環(huán)縫頂部，在環(huán)縫的焊接過程中，管段在轉(zhuǎn)胎的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，以模擬平焊位進(jìn)行焊接，在模擬平焊位進(jìn)行焊接的過程中，精確調(diào)整轉(zhuǎn)胎轉(zhuǎn)速和焊接參數(shù)，以保證焊接點(diǎn)始終處于水平位置。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鋼管的制作工藝，其中，在焊接工作平臺(tái)上靠近環(huán)縫頂部的位置設(shè)置有漏斗支架，在漏斗支架上安裝有漏斗，在漏斗中填充有焊劑，在漏斗的底端依次安裝有溜管、軟管和焊劑溜嘴，以在環(huán)縫的焊接過程中供應(yīng)焊劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼管的制作工藝，其中，在步驟(4)中，采用卷板機(jī)對(duì)板料進(jìn)行初步卷制。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼管的制作工藝，其中，在步驟(6)中，采用卷板機(jī)對(duì)管節(jié)進(jìn)行最終卷制。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼管的制作工藝，其中，在步驟(2)中，采用刨邊機(jī)或者切割機(jī)制備環(huán)縫坡口。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼管的制作工藝，其中，所述鋼管為鋼管砼桁架梁橋主梁下弦管。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的鋼管的制作工藝，其中，所述鋼管的管壁的厚度為^mm或 32mm0
全文摘要
本發(fā)明提供一種鋼管砼桁架梁橋主梁下弦管制作工藝。一種鋼管的制作工藝包括下述步驟制備鋼板，使鋼板的長度至少為單節(jié)鋼管的周長的兩倍；沿著鋼板的軋制方向在鋼板兩側(cè)制備環(huán)縫坡口；采用板內(nèi)起弧卷制工藝對(duì)鋼板進(jìn)行壓頭；沿著板料的軋制方向?qū)Π辶线M(jìn)行初步卷制，以形成橫截面形狀為具有開口的不封閉圓環(huán)形的管節(jié)；沿著管節(jié)的軸線方向在管節(jié)的開口處制備直縫坡口；對(duì)管節(jié)進(jìn)行最終卷制，以形成直縫；對(duì)最終卷制成形的管節(jié)的直縫進(jìn)行焊接；沿著管節(jié)的軸線方向?qū)⒅辽賰蓚€(gè)管節(jié)對(duì)接在一起，以形成管段；對(duì)管段的至少兩個(gè)管節(jié)之間的環(huán)縫進(jìn)行焊接，以形成鋼管。根據(jù)本發(fā)明的鋼管的制作工藝提高了焊縫的焊接質(zhì)量和鋼管的制作質(zhì)量。
文檔編號(hào)B23K9/00GK102489947SQ20111039034
公開日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2011年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月30日
發(fā)明者何思番, 何述貴, 馮樹雄, 吳榮善, 周明, 唐勇, 秦川, 魯洪 申請(qǐng)人:攀鋼集團(tuán)工程技術(shù)有限公司