一種高強度鋼激光焊管生產線制造技術

本發明專利技術涉及激光焊接技術領域，特別是涉及了一種高強度鋼激光焊管生產線，相比于傳統的激光焊接設備，本發明專利技術的激光焊接設備其激光焊接頭在焊縫上方固定不動，而通過在卷管工序中對鋼管的焊縫位置進行定位和擠壓，使得焊縫處于一條直線上，從而不需要在焊接工序中擺動激光頭，使得激光頭可以持續地進行焊管，由此可以大幅提升工件的進給速度，提高焊接效率，大幅提升了焊接質量，此外，焊縫中通過設置V形槽，能有效向外擠出空氣，避免氫脆現象的發生，提升焊接后鋼管的整體強度。提升焊接后鋼管的整體強度。提升焊接后鋼管的整體強度。

【技術實現步驟摘要】
一種高強度鋼激光焊管生產線


[0001]本專利技術涉及激光焊接
，特別是涉及了一種高強度鋼激光焊管生產線。

技術介紹

[0002]現有技術中，鋼管的激光焊接過程為：銑邊、卷管、焊接和切割，首先是對鋼帶進行銑邊，即利用銑刀將鋼帶的兩側銑平，以確保鋼帶的兩側能貼靠在一起；然后是卷管工序，通過多個卷管模具逐漸將鋼帶卷成鋼管狀，在卷管的工序中，鋼帶的兩側在鋼帶的上方逐漸靠攏直至相互貼合并形成細小的接合縫隙（即焊縫）；再后是激光焊接工序，用激光頭對準前述的焊縫，然后用高溫使得焊縫兩側的鋼帶融化，同時，擠壓模具繼續推動鋼帶兩側相互靠攏，從而使得鋼帶兩側擠壓融合在一起，接著再對焊接位置進行快速冷卻處理使得鋼管定型，最后再將焊接成型后的鋼管切斷。
[0003]從理論上說，焊縫越直，則代表著焊接質量越高，但目前由于卷管工序的工藝條件以及技術條件限制，很難使得焊縫保持在一條直線上，這是因為鋼帶本身具有韌性，這種韌性使得在卷管的過程中，鋼帶會發生不同幅度的回彈，假定A、B、C三個點的鋼帶回彈幅度不同，則這三個點的連線就無法成為一條直線，即焊縫由于卷管工藝的技術限制難免會存在一定的橫向偏移誤差，使得整條焊縫看起來歪歪扭扭的。如果是傳統的氬弧焊，它是區域焊接，即焊槍所覆蓋的寬度較大，可以將焊縫整個覆蓋，但激光焊接就不同，激光焊接中激光頭發射的激光束寬度較小，如果焊縫是歪歪扭扭的，就需要激光頭進行擺動來覆蓋整個焊縫寬度，現有的具體做法是先采用光學設備比如高速攝像機來對焊縫位置進行實時檢測，再將檢測信號反饋給系統，系統控制激光頭進行小幅擺動來擴大焊接區域寬度，由此將整個焊縫覆蓋在焊接區域中，由于存在了在線檢測和激光頭調整的工序，這些會大幅限制管件的進給速度，降低焊接效率，且激光頭的擺動也使得焊接區域所受到的輻射熱量很難均勻一致，會大幅降低整體焊接質量。
[0004]此外，在現有的激光焊接過程中，焊縫還經常會出現氫脆現象。這是由于在前置卷管工序中，為了降低溫度，需要對鋼帶進行水冷處理，這使得卷管形成的鋼管焊縫中會殘留水分，這些水分在焊接的高溫熔融中會產生氫氣（擴散氫），氫在焊縫中是極其有害的雜質，它可以使焊縫金屬的塑性嚴重降低，使焊縫金屬脆化，即氫脆，具體的，會表現在焊縫表面出現裂紋，嚴重影響焊接質量。針對于氫脆，現有的處理方法是在焊接前對焊縫進行烘干，但烘干工序較為費時，另外，激光焊接與傳統焊接不同，它的聚焦點很窄，瞬間能量很大，這使得焊縫表面與深處之間會形成巨大的瞬時溫差，這種瞬時溫差有可能會產生新的水分。

技術實現思路

[0005]本專利技術所要解決的技術問題是針對上述技術現狀而提供一種能顯著提升焊接質量的高強度鋼激光焊管生產線。
[0006]為實現上述目的，本專利技術提供了如下技術方案：一種高強度鋼激光焊管生產線，包括有成型區、焊接區和切管區，所述成型區包括
進料側和出料側，經過銑邊后的鋼帶由進料側送入所述成型區，在成型區中卷制成鋼管再由出料側送入焊接區，在所述成型區中設置有多個擠壓單元，每一個擠壓單元均包括一個水平擠壓輪組和一個豎直擠壓輪組，同一個擠壓單元中的水平擠壓輪組要比豎直擠壓輪組更靠近進料側，所述水平擠壓輪組包括兩個對向設置的水平擠壓輪，在兩個水平擠壓輪之間形成有第一模腔，在所述第一模腔上方設置有定位輪，在所述定位輪上形成有一圈第一凸肋，鋼帶在第一模腔中被所述水平擠壓輪擠壓形成半成品鋼管，鋼帶的兩側在鋼帶的上方形成有間隙，所述間隙的寬度與所述第一凸肋的寬度一致，鋼帶的兩側分別抵靠在所述第一凸肋的兩個側面上；所述豎直擠壓輪組包括呈上下排列的第一豎直擠壓輪和第二豎直擠壓輪，在第一豎直擠壓輪和第二豎直擠壓輪之間形成有第二模腔，經過所述水平擠壓輪擠壓后的半成品鋼管延伸至所述第二模腔中，在第一豎直擠壓輪上成形有一圈第二凸肋，當第一豎直擠壓輪和第二豎直擠壓輪相互擠壓時，鋼帶的兩側能分別抵靠在所述第二凸肋的兩個側面上，同一個擠壓單元中的第二凸肋的寬度要小于第一凸肋的寬度，相鄰兩個擠壓單元中，更靠近進料側的那個擠壓單元中的第二凸肋的寬度要大于另一個擠壓單元中第一凸肋的寬度，由此使得半成品鋼管上的間隙由進料側向出料側逐漸減小；所述焊接區中設置有激光焊接頭，所述激光焊接頭位于半成品鋼管中線的正上方，且正對著半成品鋼管上形成的間隙，在所述焊接區中還設置有焊接輪組，所述焊接輪組包括有兩個水平焊接輪，兩個水平焊接輪位于半成品鋼管的兩側，在激光焊接頭發射激光的同時，兩個水平焊接輪對向擠壓半成品鋼管，使得間隙的兩側融合在一起形成封閉的成品鋼管，在所述焊接區中還設置有定型輪組，所述定型輪組位于所述焊接輪組的后方，所述定型輪組包括兩個水平定型輪，兩個水平定型輪之間的間距與成品鋼管的外徑相等；所述切管區位于所述焊接區的后方，采用鋸切或沖切方式切割成品鋼管。
[0007]作為本專利技術的改進，在所述鋼帶的側面加工形成有坡面段和豎直段，所述豎直段連接在所述坡面段的下方，所述坡面段的下方連接著豎直段，所述坡面段的上方連接著鋼帶的頂面，當鋼帶的兩側抵靠在一起時，鋼帶兩側的豎直段貼合在一起，鋼帶兩側的坡面段形成了V形槽。
[0008]作為本專利技術的進一步改進，所述V形槽的深度要大于所述豎直段的高度。
[0009]作為本專利技術的更進一步改進，在所述焊接區設置有紅外檢測頭，所述紅外檢測頭正對著所述半成品鋼管的中線，用于對焊縫進行實時檢測，所述紅外檢測頭位于所述激光焊接頭的前方。
[0010]作為本專利技術的具體技術方案，所述豎直擠壓輪組還包括兩個豎直的安裝支架，在所述安裝支架上設置有上固定塊和下固定塊，所述下固定塊通過螺釘鎖死在所述安裝支架上，所述第二豎直擠壓輪通過連接軸固定在下固定塊上，所述第一豎直擠壓輪通過連接軸固定在上固定塊上，在所述上固定塊的上方設置有液壓缸，所述液壓缸具有活塞桿，所述上固定塊連接在所述活塞桿上。
[0011]作為本專利技術的改進，在兩個安裝支架之間連接著平衡軸，平衡軸呈水平設置，在所述平衡軸上設置有阻尼減震器。
[0012]作為本專利技術的優選，在所述焊接區旁設置有機械手，所述激光焊接頭固定在所述機械手上。
[0013]與現有技術相比，本專利技術的優點在于：一方面，在鋼帶兩側并攏所形成的焊縫中形成有V形槽，這使得激光的初始照射區域位于焊縫豎直高度上的中段，隨著照射區域的高溫熔融以及兩邊水平焊接輪的擠壓進給，使得整個焊縫區域逐漸向外擠壓排出氣體，直至V形槽的槽口合攏，由此能在焊接過程中克服“氫脆”現象的發生；另一方面，在卷管工序中，通過設置第一凸肋和第二凸肋來鋼帶兩側的擠壓進行導向，這些第一凸肋和第二凸肋的寬度由進料側向出料側逐漸減小，但它們的中軸線相互重合，這能確保鋼帶兩側所形成的焊縫處于筆直狀態，由此提升焊接質量。
附圖說明
[0014]圖1為本專利技術實施例中高強度鋼激光焊管生產線的立體結構示意圖；圖2為圖1中A部分的局部結構放大示意圖；圖3為圖1中水平擠壓輪組的結構示意圖；圖4為圖1中豎直擠壓輪組的結構示意圖；圖5為圖1的俯視圖；圖6為焊縫位置的側面剖視圖。
[0015]附圖說明：1、成本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種高強度鋼激光焊管生產線，包括有成型區、焊接區和切管區，其特征在于：所述成型區包括進料側和出料側，經過銑邊后的鋼帶由進料側送入所述成型區，在成型區中卷制成鋼管再由出料側送入焊接區，在所述成型區中設置有多個擠壓單元，每一個擠壓單元均包括一個水平擠壓輪組和一個豎直擠壓輪組，同一個擠壓單元中的水平擠壓輪組要比豎直擠壓輪組更靠近進料側，所述水平擠壓輪組包括兩個對向設置的水平擠壓輪，在兩個水平擠壓輪之間形成有第一模腔，在所述第一模腔上方設置有定位輪，在所述定位輪上形成有一圈第一凸肋，鋼帶在第一模腔中被所述水平擠壓輪擠壓形成半成品鋼管，鋼帶的兩側在鋼帶的上方形成有間隙，所述間隙的寬度與所述第一凸肋的寬度一致，鋼帶的兩側分別抵靠在所述第一凸肋的兩個側面上；所述豎直擠壓輪組包括呈上下排列的第一豎直擠壓輪和第二豎直擠壓輪，在第一豎直擠壓輪和第二豎直擠壓輪之間形成有第二模腔，經過所述水平擠壓輪擠壓后的半成品鋼管延伸至所述第二模腔中，在第一豎直擠壓輪上成形有一圈第二凸肋，當第一豎直擠壓輪和第二豎直擠壓輪相互擠壓時，鋼帶的兩側能分別抵靠在所述第二凸肋的兩個側面上，同一個擠壓單元中的第二凸肋的寬度要小于第一凸肋的寬度，相鄰兩個擠壓單元中，更靠近進料側的那個擠壓單元中的第二凸肋的寬度要大于另一個擠壓單元中第一凸肋的寬度，由此使得半成品鋼管上的間隙由進料側向出料側逐漸減小；所述焊接區中設置有激光焊接頭，所述激光焊接頭位于半成品鋼管中線的正上方，且正對著半成品鋼管上形成的間隙，在所述焊接區中還設置有焊接輪組，所述焊接輪組包括有兩個水平焊接輪，兩個水平焊接輪位于半成品鋼管的兩側，在激光焊接頭發射激光的同時，兩個水平焊接輪對向擠壓半成品鋼管，使得間隙的兩側融合在一起形成封閉的成品鋼管，在所述焊接區中還設置有定型輪組，所述定型輪組位于所述焊接輪組的后方，所述定型輪組包括兩個水平定型輪，兩個水平定型輪之間的間距與成品鋼管的外徑相等；所述切管區位于所述焊接區的后方，采用鋸切或沖切方式切...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陸志偉，
申請(專利權)人：浙江摩多巴克斯科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：