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无缝钢管斜轧穿孔变形过程是怎样的?

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       管坯在斜轧穿孔过程中所产生的质量缺陷与穿孔管坯在变形区中的变形条件有着密切的关系。下面以二辊式斜轧穿孔工艺为例,简述无缝钢管管坯在斜轧穿孔时的变形过程。

当管坏进入穿孔机前台之后,由推钢机将其推人旋转着的两个轧辊中间而被轧辊咬入,由于轧辊存在送进角,使得管坯一边旋转一边前进。穿孔过程中,管坯被轧辊咬入后,首先进入第I区,由于轧辊入口段工作表面有一定的锥度,沿穿孔方向逐渐向前移动的管坯在直径上受到压缩,随着管坯的前行,会与导板(导辊、导盘)接触。
 

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管坯在I区中,与导板(导辊、导盘)接触的时机直接影响穿孔毛管的质量和穿孔过程是否能正常进行。对于带导板或带导辊的共妞式斜轧穿孔机而言,当管坯过早地接触导板或导辊时,将会增大管坯轴向前进的阻力和旋转的阻力,再加上顶头的轴向阻力,使得管坯不易实现二次咬入,甚至发生前卡。但是.若管坯能早一些和导板(导辊)接触,就可以提前控制管坯的横向变形,抑制孔腔的过早形成,有利于减少穿孔毛管的内折。对于带主动导盘的二辊式斜轧穿孔机,希望管坯提前与导盘接触,这样可以增大导盘对管坯沿出口方向的拉力作用,这对顺利实现管坯的二次咬入是有利的。但因导盘沿轴向(轧制方向)与管坯接触弧的长度是有限的,若导盘过分置向管坯入口,则使得在出口侧,导盘对穿孔毛管的支承效果变得很差,因此会影响管坯的减壁、均壁效果和穿孔过程的稳定性。

管坯在实现二次咬入之后便进入了II区,在轧辊和顶头的作用下,管坯在此区开始是减径、减壁,然后转为扩径、减壁直到管壁最终定型。II区是管坯变形量最大且变形最剧烈的区域,故容易导致穿孔毛管产生内部质最缺陷。

管坯在III区,即穿孔顶头的均壁段,由于顶头的直线段母线和轧辊的出口锥母线相互平行,管壁在此段不再被减薄。但是管壁在此区经过轧辊的辗轧之后存在增厚现象,在均壁段增厚的管壁又会发生压缩变形而起到均壁的效果。此区的金属变形有利于提高毛管的壁厚精度和表面质量。当顶头和毛管完全脱离之后,毛管则进人了变形区的IV区。在此区中,毛管只与轧辊接触。由于在轧辊出口段有锥度,两轧辊之间的距离是逐渐增大的,因此,在IV区,毛管的主要发生转圆变形,其形状由原来的椭圆形截面变成了圆形截面。一般情况下,毛管在离开顶头前,应先脱离导板(导辊、导盘),因此在IV区中,导板(导辊、导盘)对毛管壁厚的影响是非常小的。
 

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管坯在斜轧穿孔时,在四个变形区中所产生的穿孔缺陷是不一样的。在穿孔准备区(I区),主要应控制管坯孔腔的过早形成以防止毛管产生裂纹而形成穿孔内折;在穿孔区(II区),应防止穿孔顶头因变形、粘钢而对毛管内表面的划伤以及因严重的变形不均而产生的毛管裂纹或使裂纹扩展;在辗轧区(III区),应提高毛管的壁厚精度,消除穿孔所带来的毛管管壁的螺旋道;在转圆区,应防止导板(导辊、导盘)参与变形,避免毛管被导板(导辊、导盘)夹扁和刮、划伤。

另外,由于斜轧穿孔工艺的特点,在整个变形区中,均存在有金属的附加变形,金属的这种附加变形对穿孔毛管的质量是不利的,因此,在无缝钢管管坯斜轧穿孔时,应想方设法使金属的附加变形降低到最小程度。

 


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