无缝钢管二辊斜轧穿孔机及穿孔过程

无缝钢管二辊斜轧穿孔机及穿孔过程

无缝钢管二辊斜轧穿孔机及穿孔过程

二辊斜轧穿孔机及穿孔过程
今天在无缝钢管生产过程中,穿孔工艺被广泛应用而且非常经济  。1886年德国的曼内斯
曼兄弟申请了用斜辊穿孔机生产管状断面产品的专利。专利中描述了金属变形时内部力的作
用和使用两个或多个呈锥形的轧辊进行穿孔，因此被称作曼内斯曼穿孔过程。
由R.C 斯蒂菲尔发明的导板使得穿孔后的毛管长度得到增加。后来狄舍尔发明了导盘，
使穿孔效率得到更大提高。在1970年出现了锥形辊的穿孔机  ，它比以前的穿孔机在金属的
变形上有明显的改进。
在无缝钢管生产中,穿孔工序的作用是将实心的管坯穿成空心的毛管。穿孔作为金属变
形的第一道工序，穿出的管子壁厚较厚、长度较短、内外表面质量较差，因此叫做毛管。如
果在毛管上存在一些缺陷，经过后面的工序也很难消除或减轻。所以在钢管生产中穿孔工序
起着重要作用。
当今无缝钢管生产中穿孔工艺更加合理,穿孔过程实现了自动化。
斜轧穿孔整个过程可以分为三个阶段
第一个不稳定过程--管坯前端金属逐渐充满变形区阶段，即管坯同轧辊开始接触（一次
咬入）到前端金属出变形区，这个阶段存在一次咬入和二次咬入。
稳定过程--这是穿孔过程主要阶段，从管坯前端金属充满变形区到管坯尾端金属开始离
开变形区为止。
第二个不稳定过程—为管坯尾端金属逐渐离开变形区到金属全部离开轧辊为止。
稳定过程和不稳定过程有着明显的差别，这在生产中很容易观察到的。如一只毛管上头
尾尺寸和中间尺寸就有差别，一般是毛管前端直径大，尾端直径小，而中间部分是一致的。
头尾尺寸偏差大是不稳定过程特征之一。造成头部直径大的原因是：前端金属在逐渐充满变
形区中，金属同轧辊接触面上的摩擦力是逐渐增加的，到完全充满变形区才达到最大值，特
别是当管坯前端与顶头相遇时，由于受到顶头的轴向阻力，金属向轴向延伸受到阻力，使得
轴向延伸变形减小，而横向变形增加，加上没有外端限制，从而导致前端直径大。尾端直径
小，是因为管坯尾端被顶头开始穿透时，顶头阻力明显下降，易于延伸变形，同时横向展轧
小，所以外径小。
生产中出现的前卡、后卡也是不稳定特征之一，虽然三个过程有所区别，但他们都在同
一个变形区内实现的。变形区是由轧辊、顶头、导盘（导板）构成。见图4-1。
从图中可以看出，整个变形区为一个较复杂的几何形状，大致可以认为，横断面是椭圆
形，到中间有顶头阶段为一环形变形区。纵截面上是小底相接的两个锥体，中间插入一个弧
形顶头。
变形区形状决定着穿孔的变形过程，改变变形区形状（决定与工具设计和轧机调整）将
导致穿孔变形过程的变化。穿孔变形区大致可分为四个区段，如图4-2所示  。
Ⅰ区称之为穿孔准备区，（轧制实心圆管坯区）。Ⅰ区的主要作用是为穿孔作准备和顺
利实现二次咬入。这个区段的变形特点是：由于轧辊入口锥表面有锥度，沿穿孔方向前进的
0  46
管坯逐渐在直径上受到压缩，被压缩的部分金属一部分向横向流动，其坯料波面有圆形变成
椭圆形，一部分金属轴向延伸，主要使表层金属发生形变，因此在坯料前端形成一个“喇叭
口”状的凹陷。此凹陷和定心孔保证了顶头鼻部对准坯料的中心，从而可减小毛管前端的壁
厚不均。
您可能感兴趣的钢管知识：
热轧无缝钢管
无缝钢管尺寸规格表