專利名稱：一種滾對焊鋼管的制造裝置及制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種把板狀體卷成管狀并用擠壓輥把兩邊緣加熱焊接的滾對焊鋼管 的制造裝置及制造方法。
背景技術：
過去，用作供熱水管和供水管，或用于空調(diào)機和冷凍機等熱交換器的滾對焊鋼管， 是使銅或黃銅等金屬板狀體一邊行進一邊卷成管狀，然后用由高頻感應電焊機或高頻電阻 焊機等構成的焊接裝置連續(xù)地將兩邊緣邊輸送出來邊進行焊接而制成管。在焊接時，例如用包括感應加熱線圈等的工作線圈和鐵氧體磁芯等的高頻感應電 焊機等把卷成C字形的板狀體的兩邊緣加熱，在兩邊緣產(chǎn)生集中的焦耳熱。然后板狀體在 卷成C字形的狀態(tài)下，在通過一對擠壓輥之間時對被加熱了的兩邊緣進行擠壓，使其對接 并焊接成管狀。例如，在56-26684號公告中，在各個擠壓輥的側面圍繞全周形成的凹曲面，其上 端和下端相對于擠壓輥的旋轉軸為相同的距離而從縱剖面看略呈半圓形。因此，如果把 一對擠壓輥相對地并離開若干間隙配置的話，則以使板狀體一邊通過一邊焊接的兩個凹曲 面，呈整體為略圓形的形式相對配置。然后，使C字形的板狀體通過這一對擠壓輥的凹曲面 之間，這樣使板狀體與凹曲面接觸并將其進一步彎曲，以此把兩邊緣加熱焊接形成滾對焊 鋼管。在用一對擠壓輥把呈C字形的板狀體加熱焊接制成滾對焊鋼管時，為了控制滾對 焊鋼管的歪扭并減少整形加工的負擔，必需要形成真圓度高的滾對焊鋼管，因此，需要把擠 壓輥的凹曲面加工形成為縱剖面接近滾對焊鋼管外徑的半徑為R的略呈半圓狀。而在把一 對擠壓輥對置時，相對的兩個凹曲面構成略呈圓形的剖面形狀。但是，在板狀體的兩邊緣的進行加熱焊接時，是用工作線圈對板狀體的兩邊緣從 其板厚方向的上端向下端加熱溶融的，這樣用上述的擠壓輥的形狀，如圖7所示，是把板狀 體T的兩邊緣T1、T2相互擠壓使其在厚度方向進行面接觸。此時，對兩邊緣的下端的加熱， 由于被已經(jīng)焊接了的上端所遮蓋，所以有不能充分地對這部分加熱焊接而有焊接強度低的 缺點。并且，由于凹曲面的上端和下端與擠壓輥的旋轉軸為同一距離，因此，從兩側被擠 壓的板狀體因兩邊緣Τ1、Τ2面接觸并被加熱溶融而引起焊縫部M向滾對焊鋼管P的內(nèi)側榻 陷。因此產(chǎn)生了所謂焊接的滾對焊鋼管P歪扭，需要在這之后整形很麻煩，或滾對焊鋼管P 不能被充分整形加工而成為次品等問題。本發(fā)明鑒于這種實情，其目的在于提供一種可以抑制滾對焊鋼管在焊接時的歪扭 和變形的滾對焊鋼管制造裝置及制造方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的滾對焊鋼管的制造裝置，是一種把進行中的板狀體卷成管狀并使其通過形成于一對擠壓輥側面的凹曲面之間，將其兩邊緣加熱焊接的滾對焊鋼管制造裝置，其特 征在于，從擠壓輥旋轉軸到凹曲面上端的距離設定為比到凹曲面下端的距離短。C字形的板狀體行走于相對配置的一對擠壓輥的凹曲面之間，并與凹曲面接觸，以 把沿凹曲面形狀的板狀體彎曲得直徑更小。然后板狀體的兩邊緣附近會從兩凹曲面的上端 (上側凸肩部)之間間隙向外側突出出來，并因其剛性而使兩邊緣附近的彎曲變小，板狀體 在兩邊緣向上方突出一些的情況下相互靠接被加熱焊接。因此板狀體的兩邊緣是從厚度方 向的下端向上端依次被焊接，所以形成了沒有焊縫塌陷且焊接強度高的、把兩邊緣可靠地 焊接的高質(zhì)量的滾對焊鋼管。此時，一對擠壓輥的凹曲面的下端間隙設定得比上端間隙小， 這樣在焊接時可以防止因滾對焊鋼管局部地陷入該間隙而變形，上端的間隙可以使焊渣向 周圍飛散。另外，把突出于在凹曲面上端所形成的間隙內(nèi)的板狀體的兩邊緣焊接而成的滾對 焊鋼管，可以形成為縱剖面的縱軸比橫軸長。在一對擠壓輥的凹曲面之間被焊接的滾對焊鋼管，其兩邊緣的焊縫從間隙向外突 出、形成略呈卵狀或淚滴狀，以此，可以從由上方開始加熱的兩邊緣的厚度方向的下端向上 端依次地一邊加熱一邊焊接，由于可以把兩邊緣沿其厚度方向?qū)θw加熱溶融，其焊接強 度高也防止了塌陷。另外，在擠壓輥的凹曲面的上端側，也可以通過規(guī)定厚度的上側凸肩部，在擠壓輥 旋轉軸一側的形成傾斜的錐面。以在擠壓輥的凹曲面的上端側形成上側凸肩部的方式，可以不易產(chǎn)生破損，提高 擠壓輥的強度和耐久性，另外，以在其上方形成錐面的方法，在從凹曲面的上端間隙露出來 的滾對焊鋼管的兩邊緣焊縫飛散焊渣時，焊渣以沿錐面飛散的方式從滾對焊鋼管的表面散 開，可以防止焊渣附著于滾對焊鋼管的表面。本發(fā)明的滾對焊鋼管的制造方法，是一種把行進中的板狀體卷成管狀并使其通過 在一對擠壓輥的側面上形成的凹曲面之間，把兩邊緣加熱焊接的滾對焊鋼管制造方法，把 通過擠壓輥的板狀體的兩邊緣從板狀體厚度方向的下端側向上端側焊接。以使呈C字形的板狀體行進于一對擠壓輥的凹曲面之間并與凹曲面接觸的方法， 把仿形于凹曲面形狀的直徑彎曲得更小，為了使板狀體的兩邊緣附近從兩凹曲面的上端間 隙凸出出來，使板狀體的兩邊緣向由凹曲面形成的圓形的外側上方凸出一些并相互靠接而 加熱焊接。因此，最初是在其厚度方向下端側焊接板狀體的兩邊緣，然后漸漸地向上端側進 行焊接，所以形成了兩邊緣被可靠地焊接的滾對焊鋼管。另外，滾對焊鋼管是板狀體的兩邊緣附近部分，從縱剖面看向外側(凹曲面間的 間隙)凸出而把兩邊緣焊接的，縱剖面也可以形成縱軸比橫軸長的形狀。板狀體的兩邊緣因其剛性從兩凹曲面的上端間隙向外側凸出，且兩邊緣附近的彎 曲小，在焊接兩邊緣時從其厚度方向下端側接觸、焊接。因此，即使從兩邊緣的上端加熱溶 融，也不會引起焊接部的塌陷和焊接強度不足等而能夠形成高質(zhì)量的滾對焊鋼管。


圖1是本發(fā)明實施例的滾對焊鋼管制造裝置的生產(chǎn)線概略構成圖；圖2是用擠壓輥焊接滾對焊鋼管的焊接狀態(tài)的主要部分的俯視圖3是擠壓輥的主要部分的縱剖面圖；圖4是一對擠壓輥的安裝調(diào)整狀態(tài)示意圖；圖5是用一對擠壓輥焊接滾對焊鋼管的焊接狀態(tài)圖；圖6A是實施例的滾對焊鋼管兩邊緣的焊接狀態(tài)圖；圖6B是滾對焊鋼管兩邊緣不理想的焊接狀態(tài)圖；圖7是以往的滾對焊鋼管兩邊緣的焊接狀態(tài)圖。
具體實施例方式以下，參照圖1至圖6說明本發(fā)明實施例的滾對焊鋼管的制造裝置。圖1是滾對焊鋼管制造裝置的生產(chǎn)線概略構成圖，圖2是圖1所示的制造裝置的 焊接部中的一對擠壓輥和滾對焊鋼管的概略俯視圖，圖3是擠壓輥的中央縱剖面圖，圖4是 把一對擠壓輥配置為板狀體的焊接的調(diào)整狀態(tài)的局部中央縱剖面圖，圖5是滾對焊鋼管焊 接時的一對擠壓輥的局部中央縱剖面圖。根據(jù)本發(fā)明的實施例，滾對焊鋼管是關于用于熱水管、供水管等的內(nèi)面光滑的單 純的金屬管，但也適用用于冰箱和空調(diào)設備等的內(nèi)面帶槽的管和在外面形成凹凸構造的金 屬管等的任何金屬管。另外，本實施例所用的滾對焊鋼管的材質(zhì)為黃銅管，但也適用于銅管 和鋁管及其它金屬管。在如圖1所示的滾對焊鋼管(以下稱為管)制造裝置1中，把具有一定寬度的帶 狀金屬條，例如黃銅的連續(xù)帶狀的板狀體τ從開卷機2連續(xù)地拉出，被拉出的板狀體T經(jīng)過 一對壓輥3，通過多對排成一列的成形軋輥4漸漸地被卷成C字形的圓形。然后用滾子分離 器5保持相對的板狀體T的兩邊緣之間有一定的間隙量以后，使其通過感應加熱部的工作 線圈，例如通過感應加熱線圈6。感應線圈6把卷成呈C字形的板狀體T加熱并在兩邊緣上產(chǎn)生集中的焦耳熱。然 后，如圖2所示，在板狀體T通過一對擠壓輥8之間時，被加熱了的兩邊緣Tl、T2受到面對 面的擠壓并被焊接成焊縫部M。在由板狀體T焊接成的管P的內(nèi)外面上，形成由焊縫部凸出 來的由溶融材料形成的外面及內(nèi)面焊道，它們將被切削裝置消除。然后，管P通過冷卻槽12被強制冷卻以后，通過多對排成一列的定徑輥13被縮徑 到規(guī)定的外徑尺寸。然后把經(jīng)過無圖示的整形輥整形了的管P在切斷機14上切成規(guī)定長 度，例如切成4 6m并碼放在成品臺上。下面，參照圖3至圖5詳細說明在具有以上概略結構的滾對焊鋼管制造裝置1中 的、本實施例的具有擠壓輥8的擠壓輥單元裝置20。如圖1及圖2所示，在擠壓輥單元裝置20中，在與板狀體T的行進方向略成垂直 的方向并排設置的一對擠壓輥8夾持著板狀體T。各擠壓輥8具有如圖3所示的縱剖面形狀，該擠壓輥8被牢固安裝在設在其轉動 中心的旋轉軸22上，旋轉軸22通過軸承可轉動地支撐在未圖示的保持機構上。擠壓輥8 與旋轉軸22例如用鍵和鍵槽嵌裝成一體地轉動。然后選擇適當?shù)囊?guī)定厚度的襯套24，裝于轉軸22上的一體成形的上部擴徑部23 與擠壓輥8之間，這樣可以適當設定擠壓輥8的高度。在使一對擠壓輥8的高度一致時選 裝該襯套24。另外把位于擠壓輥上的螺母25擰緊，把擠壓輥8支撐在襯套24與螺母25之
5間的旋轉軸上。擠壓輥8略呈圓盤狀，在中央部形成有貫穿嵌裝著轉軸22的沿上下貫通的中央孔 26，并以旋轉軸22為中心圍繞全周形成其厚度方向的側面為圍繞全周面的縱剖面略呈半 徑R的圓弧狀的凹曲面28，凹曲面28的表面比如加工成鏡面，并在其表面上涂敷水溶性油 等的潤滑劑，以便可容易地把C字形的板狀體T彎曲成形。另外，在從凹曲面28的下端到下側之間，形成外表面略呈圓筒狀的下側凸肩部 29，并從凹曲面28上端到上側之間形成規(guī)定厚度c的外表面略呈圓筒狀的上側凸肩30，該 厚度c設定在例如1 2mm范圍，以確保充分的機械強度。C若小于Imm則該部分有機械強 度小易破損的缺點，若大于2mm則恐怕會有從滾對焊鋼管P的焊縫部M飛散的焊渣碰撞上 側凸肩部30而下落沾附固化在管P上。從上側凸肩部30的上端形成向有中央孔26的上面27的上方傾斜的略呈錐臺狀 的錐面31。以轉軸22的中心線，擠壓輥8的旋轉中心為0，把該錐面31形成的傾斜角最好 設定為適當?shù)匿J角。凹曲面28與下側凸肩部29的交叉部分的凹曲面28的下端為彎曲形成半徑Rl圓 弧狀的彎曲部32。在與擠壓輥8的凹曲面28相對面處，設有與旋轉軸22中心線0平行的假想線L， 在該假想線L上有凹曲面22的半徑R的圓心01。在把從該假想線L到下側凸肩部29的距 離設為a、從假想線L到上側凸肩部30的距離設為b時，則有a < b的關系。即設定為上側 凸肩部30比下側凸肩部29到轉軸22的距離短。把具有如此結構的一對擠壓輥8，裝于滾對焊鋼管P的生產(chǎn)線的狀態(tài)如圖4所示。 如圖4所示的擠壓輥8，是使板狀體T行進前的調(diào)整狀態(tài)，圖中各擠壓輥8的下側凸肩部29 相靠接，該狀態(tài)下，在包括凹曲面28的上端之間的上側凸肩部30之間設有很小的間隙33。 該一對擠壓輥8的間隔可用未圖示的調(diào)整機構做適當?shù)恼{(diào)整，根據(jù)滾對焊鋼管P的外徑和 厚度做適當調(diào)整。并且設定為即使根據(jù)管P的外徑或厚度適當?shù)卦O定一對擠壓輥8的間 隔，也要在間隙33內(nèi)時常從凹曲面28凸出出來焊接時的管P的焊縫部M。根據(jù)本實施例，擠壓輥8具有上述結構，在滾對焊鋼管P的制造之前在擠壓輥單元 裝置20中進行擠壓輥8的位置調(diào)整。首先，在使板狀體T行進之前，如圖4所示把一對擠 壓輥8的下側凸肩部29靠接，在該狀態(tài)下調(diào)整襯套24的厚度以便使各凹曲面28位于同一 高度。另外，對使下側凸肩部29的靠接部與板狀體T的中央位置對齊而進行調(diào)整。接著，把擠壓輥8大大張開，使板狀體T通過凹曲面28之間，并適當設定擠壓輥8 之間的距離。例如，如圖5所示，將下側30凸肩部29稍微離開而把凹曲面28的半徑R的 中心線設定于該凹曲面間的同一位置。在該狀態(tài)下，上側凸肩部30的距離為2b。在該狀態(tài)下進行滾對壓管P的制造。即如圖1所示在滾對焊鋼管P的制造裝置1 中，例如把由黃銅做的板狀體T從開卷機2連續(xù)地拉出，通過成形輥4漸漸地被卷成C字形 并通向感應加熱部的感應加熱線圈6。用感應加熱線圈6加熱了的板狀體T在通過一對擠 壓輥8之間時把被加熱了的兩邊緣Tl、T2對接起來焊接。在焊接時，如圖2及圖5所示，使C字形的板狀體T行進于一對擠壓輥8、8的略呈 圓形的一對凹曲面28之間，受凹曲面28引導，從C字形進一步被彎曲成更小的曲率半徑， 其兩邊緣Tl、T2從凹曲面28的上端脫出，并凸出于間隙33內(nèi)和相互對接。由于板狀體T的剛性，從凹曲面28脫出位于間隙33內(nèi)的兩邊緣Tl、T2附近，比位于凹曲面28內(nèi)的部分 的曲率半徑大，剖面略呈山型凸出出來。因此，板狀體T從縱剖面看為近似卵形或淚滴形，焊縫部M的兩邊緣Tl、T2，如圖 6 (a)所示，可以在厚度方向上端tb呈開放狀態(tài)下把下端ta溶融相互焊接，并依次被壓緊到 上端tb并焊接。特別是用工作線圈6加熱的兩邊緣T1、T2是從上方被加熱的，所以上端tb 一側因加熱溫度高而溶融，若從加熱溫度比較低的下端ta使其對接并依次焊接到上端tb， 則因加熱溶融的進行而把兩邊緣Tl、T2沿厚度方向整體地可靠地加熱，不會有兩邊緣Tl、 T2分離的危險。而且此時，成形了的滾對焊鋼管P在上側凸肩部30所夾持的間隙33內(nèi)形成的曲 率半徑要比位于凹曲面28內(nèi)的大一些，不會向內(nèi)側塌陷，因此，滾對焊鋼管P的縱剖面略呈 卵形，包含焊縫部M的縱向最大長度y (縱軸)比橫向的最大長度(橫軸)x長。因此便于 其后的整形加工。對此，如圖6 (b)所示，若板狀體T的兩邊緣Tl的上端tb最先接觸，則被上端tb遮 擋的下端ta難于被加熱，所以不能充分溶融、焊接不充分，同時，由于上端tb側過于溶融， 容易分離而有使兩邊緣Tl、T2相互分離等的焊接強度不夠的缺點。另外，如上述的圖7所 示，板狀體T的兩邊緣Tl、T2在同時面接觸的場合下，有產(chǎn)生焊縫部M塌陷變形的缺點，同 時，還有因熱難于傳導到下端ta而焊接強度低的缺點。而且在被插在擠壓輥8之間的C字形板狀體T受到擠壓并加熱焊接兩邊緣T1、T2 時，在焊接部M會產(chǎn)生焊渣。特別是板狀體T的材質(zhì)為黃銅時，比采用其它材質(zhì)時有更多的 焊渣s飛散，此時，如圖5所示，兩邊緣Tl、Τ2的焊縫部M是在凸出于凸肩部30、30之間間 隙33內(nèi)的狀態(tài)下飛散焊渣S。特別是以從焊縫部M的下端ta向上端tb焊接的方式，焊渣 S的大部分向外方向飛散。焊渣S沿著擠壓輥8的錐面31向四周飛散，并且由于上側凸肩 部30的厚度C被限定在1 2mm的范圍，所以可以抑制焊渣碰撞到上側凸肩部30而反彈 沾到滾對焊鋼管P上。另外，由于相對于間隙33面，下側凸肩部29的間隙小，故可以可靠地防止?jié)L對焊 鋼管P的下部塌陷變形。為此，可以制造出板狀體T的兩邊緣Tl、T2被可靠焊接的高質(zhì)量滾對焊鋼管P。根據(jù)上述的本實施例，通過擠壓輥8對焊鋼管P的焊縫部M的兩邊Tl、T2進行焊 接以后難于發(fā)生分離或焊縫部M塌陷等不良現(xiàn)象，在充分保證焊接強度的同時進行高加工 精度的焊接，其后的整形加工也容易。另外，由于焊縫部M的兩邊T1、T2是在凸出于間隙33 內(nèi)的狀態(tài)下被焊接的，所以焊渣被錐面31等導向周圍飛散，因此抑制了向管滾對焊P上的 沾附，提高了焊接質(zhì)量，可以制造出高質(zhì)量的滾對焊鋼管P。再者，由于相對于上側凸肩部30的間隙33，下側凸肩部29的間隙較小，故可以防 止焊接滾對焊鋼管P的下部時向下側凸肩29的間隙塌陷引起的變形。本發(fā)明的滾對焊鋼管的制造裝置，由于把從擠壓輥的旋轉軸到凹曲面上端的距離 設定得比凹曲面下端的距離短，板狀體的兩邊緣附近，從兩凹曲面上端間的間隙向外側凸 出并把兩邊緣從其厚度方向下端側向上端側依次進行焊接，所以可以從兩邊緣下端到上端 可靠地加熱溶融而焊接，可以制造使焊縫不塌陷、焊接強度高的高質(zhì)量滾對焊鋼管。另外， 可以使發(fā)生在焊縫部的焊渣可靠地向外飛散。板狀體的兩邊凸出于凹曲面上端間所形成的間隙中而焊接成的滾對焊鋼管，其縱剖面的縱軸比橫軸長，所以被焊接的滾對焊鋼管形成 了兩邊緣的焊縫從間隙凸出出來的近似卵形或淚滴形，可以從兩邊緣的厚度方向由下端向 上端依次地加熱溶融，其焊接強度高并防止了塌陷。另外，在擠壓輥的凹曲面的上端側，由 于通過軌定厚度的上側凸肩部形成了向擠壓輥旋轉軸一側傾斜的圓錐面，所以，上側凸肩 部不易損壞，且擠壓輥的強度高，并且由于其上方形成了錐面，焊渣從焊縫飛散時，焊渣沿 錐面四散而離開滾對焊鋼管的表面，可防止焊渣沾附到滾對焊鋼管表面。另外，本發(fā)明的滾對焊鋼管的制造方法，由于是把通過擠壓輥的板狀體的兩邊緣 從板狀體厚度方向的下端開始焊接，所以可從兩邊緣的下端依次加熱溶融焊接到上端，可 制造出焊縫不塌陷，焊接強度高的高質(zhì)量滾對焊鋼管。同時可以使產(chǎn)生在焊縫部的焊渣可 靠地向外飛散。另外，滾對焊鋼管，是板狀體的兩邊緣附近，從縱剖視看向外側凸出而把兩 邊緣焊接而成，從縱剖視看縱軸比橫軸長，所以焊接兩邊緣時從其厚度方向的下側開始焊 接，不會引起焊縫塌陷和焊接強度不足，而制成高質(zhì)量的滾對焊鋼管。以上公開的僅為本發(fā)明的幾個具體實施例，但本發(fā)明并非局限于此，任何本領域 的技術人員能思之的變化，都應落在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
權利要求
一種滾對焊鋼管的制造裝置及制造方法，其特征在于，把行進的板狀體卷成管狀并使其通過形成于一對擠壓輥側面的凹曲面之間，將其兩邊緣加熱焊接。
2.如權利要求1所述的一種滾對焊鋼管的制造裝置及制造方法，其特征在于，板狀體 的兩邊緣凸出于在所述凹曲面的上端之間形成的間隙內(nèi)而被焊接的滾對焊鋼管，其縱剖面 的縱軸比橫軸長。
3.如權利要求1所述的一種滾對焊鋼管的制造裝置及制造方法，其特征在于，在所述 擠壓輥的凹曲面的上端側，通過規(guī)定厚度的上側凸肩部形成向擠壓輥的旋轉軸側傾斜的錐
4.如權利要求1所述的一種滾對焊鋼管的制造裝置及制造方法，把行進的板狀體卷成 管狀并使其通過形成于一對擠壓輥側面的凹曲面之間，將其兩邊緣加熱焊接，其特征在于， 把通過所述擠壓輥的板狀體的兩邊緣，從板狀體厚度方向的下端側向上端側進行焊接。
5.如權利要求4所述的一種滾對焊鋼管的制造裝置及制造方法，其特征在于，所述滾 對焊鋼管，是使板狀體的兩邊緣附近的部分從縱剖面看向外側凸出并將兩邊緣焊接，而且 縱剖面的縱軸比橫軸長。
6.如權利要求1所述的一種滾對焊鋼管的制造裝置及制造方法，其特征在于，從所述 擠壓輥旋轉軸到所述凹曲面上端的距離設定為比到所述凹曲面下端的距離短。
全文摘要
一種滾對焊鋼管的制造裝置及制造方法，在擠壓輥的側面，形成圍繞全周的縱剖面為半徑為R圓弧的凹曲面，在其下方設有下側凸肩部，在上方設有上側凸肩。包括面對凹曲面的半徑R的中心點01，設一條平行于擠壓輥的旋轉軸的假想線L。把假想線L到下側凸肩部的距離作為a、到上側凸肩部的距離作為b，設a＜b。當焊接滾對焊鋼管P時，形成一對擠壓輥的上側凸肩部、的間隙，使板狀體行走于凹曲面之間而被卷曲，并使兩邊緣的焊縫部凸出于間隙內(nèi)，把兩邊緣從下端向上端逐漸焊接。目的在于提高滾對焊鋼管的焊接強度且焊縫不塌陷。
文檔編號B23K37/00GK101927413SQ20091005373
公開日2010年12月29日 申請日期2009年6月25日 優(yōu)先權日2009年6月25日
發(fā)明者劉榮春 申請人:上海滬工電焊機制造有限公司