[發明專利]一種帶螺紋的卡壓式鋼制管件制造方法

有效

• 申請號: 202010779308.6
• 申請日: 2020-08-05
• 公開（公告）號: CN111889983B
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 袁雪峰;孫靜琪;車東升;胡國棟
• 申請（專利權）人: 江蘇領嘉科技有限公司
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00;B21J5/00;B21J5/06
• 代理公司: 無錫蘇元專利代理事務所(普通合伙) 32471
• 代理人: 張姝

本發明公開的加工成型領域，具體為一種帶螺紋的卡壓式鋼制管件制造方法，該方法包括如下的步驟：帶螺紋卡壓式管件在金屬再結晶溫度下，進行高壓鍛打胚料的準備；之后進行卡壓式鋼制管件中間孔的成型處理；最后鍛后處理。本發明的取代了常年進口的現狀，降低生產成本，大大節約了人力與時間，減少了加工工期；采用高壓鍛打，消除了大型鋼胚實芯內層材質疏松的缺陷，此外，鍛打工藝是在金屬再結晶溫度下進行鍛造，避免由于熱脹冷縮帶來的尺寸誤差，所以精鍛的工件形狀和尺寸較易控制，同時鍛件表面不產生氧化和燒損等，具有較高的表面質量。

技術領域

本發明涉及金屬加工領域，具體為一種帶螺紋的卡壓式鋼制管件制造方法。

背景技術

現有的鋼制卡壓式螺紋管件產品95％以上采用氬弧焊接工藝，高端領域約10％采用摩擦焊接工藝(專利號：ZL200610096951.9)

氬弧焊帶螺紋卡壓式鋼制管件的工藝包括(參見說明書附圖1-2)：1螺紋端：鋼制精密鑄造——車加工螺紋——車加工焊接端口；2卡壓承口端：管材—斷料―平端―端部成形―光平面——清洗。1和2焊接端口部對正，焊接采用不添絲氬弧焊。其基本工序是先將兩個需要焊接到零件的口部對正，在外徑合縫處180°圓周方向點焊兩點，使兩個零件結合在一起。然后夾住出口部，使其作360°圓周勻速回轉，且保證回轉軸線與焊口圓周面的軸線重合，同時將焊槍固定，使槍尖到焊縫的距離始終不變，一般為2-4mm。焊接的起弧點至熄焊點所形成的圓周轉角一般要大于360°，以保證焊縫起、末點熔接完好。氬氣流量要保證焊縫呈銀白色，且對焊縫要進行快速冷卻，焊縫在450-850℃的時間越短越好，以避免晶間腐蝕。

帶螺紋的鋼制卡壓式管件產品亦采用氬弧焊連接精密鑄造的螺紋1和薄壁管材成型件2。氬弧焊接時，焊接時間長，焊縫及近縫區高溫停留時間長，冷卻速度慢。焊縫區域存在微觀的化學成分偏析。經過焊接熱循環的作用，處于峰值溫度600-1000℃的熱影響區屬焊接接頭的敏化區，由于沿晶界形成碳化物Cr₂₃C₆的沉淀，在腐蝕介質作用下，易產生敏化區晶間腐蝕，所以無法使用在環境惡劣或輸送有腐蝕性液體的場合。氬弧焊接頭質量易受焊接工藝、焊接設備、氣體保護、焊接工人技術水平等條件所影響，產品質量的不穩定因素較高。

摩擦焊帶螺紋卡壓式鋼制管件的工藝包括：1鋼制精密鑄件；2厚壁鋼制管——斷料——管端成型；采用摩擦焊接連接1和2兩個部分，最后數控車加工螺紋和承口端。

在摩擦焊接過程中，螺紋部分夾持在焊機旋轉端高速旋轉，承口端固定在螺紋部分旋轉軸心方向，并向旋轉螺紋端靠近，兩側工件接觸并壓緊后，摩擦界面上發生粘接與剪切，并產生摩擦熱，摩擦界面處溫度也隨之上升，摩擦界面逐漸被一層高溫粘塑性金屬所覆蓋。在熱和變形激活下，這層粘塑性金屬發生動態再結晶。隨著摩擦熱量向兩側工件的傳導，焊接面兩側溫度亦逐漸升高，在軸向壓力作用下，焊合區金屬發生徑向塑性流動，從而形成飛邊，軸向縮短量逐漸增大。當摩擦焊接區的溫度分布、變形達到一定程度后，開始剎車制動并使軸向力迅速升高到所設定的頂鍛壓力。在頂鍛過程中及頂鍛后保壓過程中，焊合區金屬通過相互擴散與再結晶，使兩側金屬牢固焊接在一起，從而完成整個焊接過程。

和氬弧焊接技術相比，摩擦焊接焊合區金屬為鍛造組織，不產生與熔化和凝固冶金有關的一些焊接缺陷和焊接脆化現象，如粗大的柱狀晶、偏析、夾雜、裂紋和氣孔等；其次，軸向壓力和扭矩共同作用于摩擦焊接表面及其近區，產生了一些力學冶金效應，如晶粒細化、組織致密、夾雜物彌散分布等。

摩擦焊接的螺紋部位由鑄件加工，為高能耗高污染工藝，且存在縮松夾雜等缺陷，導致螺紋部位或焊接口部經過管道使用過程中的振動、熱脹冷縮等環境因素影響，導致鑄件縮或夾雜部位出現泄露失效；其次，厚壁無縫管成型使用石蠟礦物潤滑油，清洗困難，產生較多的廢油及清洗廢水，污染環境；另外，摩擦焊接因為摩擦停止時間和頂鍛力不易控制，會出現假焊及虛焊情況，在管道應用時出現突然斷開，應用在高溫或高壓管道時非常危險。

發明內容

本發明的目的是提供一種帶螺紋的卡壓式鋼制管件制造方法。