縱縫焊接的金屬管的制造方法技術

一種制造外徑為１至６ｍｍ的縱縫焊接的金屬管的方法，該方法系使一條金屬帶通過一成型工具形成一根具有縱縫的管子、再用激光焊接設備將管子的縱縫焊接起來，其中待焊接的管子在接近焊接點之前和剛離開焊接點之后由一個夾緊管子表面的工具進行穿行導引，該工具可使兩個帶緣保持互相接觸并使焊縫不受力。緊接第二工具之后有一夾緊卡爪牽引機的夾緊卡爪夾緊焊接好的管子，其中夾緊卡爪可將管子不旋轉地導引。（*該技術在2015年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種制造外徑為1至6mm的縱縫焊接金屬管的方法，該方法系使一條從儲備卷筒上拉出來的金屬帶通過成形工具形成一根具有縱縫的管子，再用激光焊接設備將管子的縱縫焊接起來。歐洲專利EP 0 299 123公開過上述直徑范圍內的金屬管是由金屬帶制成的，即先形成一根帶縫的管子，然后用激光器將其縱縫焊接起來。該金屬帶，例如不銹鋼帶，先通過一個由多對成形輥構成的第一成形工具，逐漸成形為一根帶有縱縫的管子。再通過一個也是由多對成形輥構成的第二成形工具，使帶有縱縫的管子成為一根其帶緣互相對接的管子。第二成形工具的成形輥只夾緊管子的外表面。在第二成形工具后面設有一對輥子，用來導引帶縫的管子并使之與一臺激光焊接器的焦點保持預定的距離。經過焊機以后，焊接好的管子以大的間隙進入一根冷卻管，在該管內焊縫用氬氣強烈冷卻。然后焊接好的管子來到一個拉拔模內使其直徑縮小。金屬帶從儲備卷筒出來，通過成形工具，并通過拉拔模被拉伸，然后被一動力驅動的引出盤引出，其時金屬管在引出盤上繞行180°出來。引出盤周圍設有一V形槽，金屬管就被嵌在該槽內，因此能受到足夠的拉力。但金屬客也會因此出現橢圓形的變形。另外，在該方法中，縱縫對激光束的側向對準是通過第二成形工具的上輥進行的，在該上輥上有一沿周邊延伸的突起部，該突起部潛入到帶縫的管子內并導引著帶緣。除了加工完的金屬管在通過引出盤的V形槽時有變形的危險外，該方法的缺點在于縱縫不能準確地對準激光束。人們因而不得不把激光束的焦點放在縱縫之上，這樣便會在縱縫上留下大的“灼斑”。但這樣做要求較高的激光能，否則便會導致生產速度降低。本專利技術的基本任務在于改進這種方法，使它能夠用來制出很長的即大于3000m的管子，而且沒有焊接缺陷。上述任務是通過權利要求1的特征部分所包括的特征來完成的。在成形工具上顧及到，當金屬管被引導通過時帶緣能準確地互相對準，從而可制造出一條沒有缺陷的對接焊縫。而第二成形工具在焊接后仍將帶緣保持在一起，因此焊縫不需要進行特別強烈的冷卻，從而也可節省氬氣。此外成形工具以特別簡單的方式確保縱縫不僅在側向上而且在高度上與激光束或其焦點的對準都是最佳的，因此在加工過程中激光束的位置不需要作再調整。特別是采用夾緊卡爪牽引機使金屬管能夠不旋轉地導引通過焊接點，因為夾緊卡爪牢固地將管子夾緊。特別有利的是，管子用一個由第一成形工具和第二成形工具組成的一體的工具導引，而激光束則通過該工具上的一個開孔指向要焊接的縫。在這種情況下，該工具的進料區包圍待焊管子的程度達100％；與此相對，設在焊接點后面的該工具的出料區只將管子夾緊到使帶緣能保持互相接觸。焊縫區完全暴露，因此能夠進行良好的冷卻。金屬帶在形成管子之前其縱向邊緣要經過修邊，這樣在焊接時便有“純潔的”帶緣，從而可以避免由于污染而產生的焊接缺陷。修邊最好用動力驅動的滾剪機進行。由于不僅在修邊時而且在管子成形時都會出現很大的壓下力，因此必須提防某些金屬如鋁或不銹鋼發生“咬住”在工具上的現象。為了防止這種咬住，金屬帶可涂上液體潤滑劑。最簡單的潤濕方法是使金屬帶從兩條總被潤滑劑浸濕的毛氈帶之間通過。為了在導引工具區域內防止金屬管咬住也可借助潤滑劑。這是一個十分重要的特性，應用這個特征才能達到很大的成品長度。雖然這種方法可以適用于幾乎所有可焊接的金屬，但它特別適用于解決焊接不銹鋼帶時所出現的問題。焊接點區域須用保護氣最好是氦氣來吹洗。除了有冷卻效應外，還可使焊縫區不會出現熱變色。焊接好的金屬管最好在經過第一夾緊卡爪牽引機后縮減其直徑，再用第二夾緊卡爪牽引機的夾緊卡爪將直徑已縮減的管子拉出。管子可在每次拉出中通過拉拔模縮減直徑約15至18％。從而可以提高線速度與焊接速度之比。此外還有一個好處是，成品尺寸的選擇可在最大程度上與所焊的管子的尺寸脫離關系。通過更換管徑縮減工具(拉拔模)和更換第二夾緊卡爪牽引機上的夾緊卡爪，可在一個預定的范圍內制成具有任一種所需直徑的管子。如果在導引工具的出料端與第一夾緊卡爪牽引機之間也設置一個管徑縮減工具，那么管徑就可兩次縮減15至18％，即線速度可以顯著提高。按照本專利技術的方法特別適用于制造光波傳輸光纜。為此目的，在焊接點之前應將一根或多根光導體引入到還處于裂開狀態的帶縫的管子內。對這樣光纜最好在金屬管內注入礦脂以資保護對濕度敏感的光導體。光導體以特別有利的方式用一根細的管子引入到金屬管內，該細管在縫焊接點后立即將光導體釋放出來。該細管的任務是保護敏感的光導體使它免受從焊縫輻射出來的熱的影響。這種保護管由細管和一根包圍該細管的銅質的第二細管構成，它在礦脂通過兩根細管間的間隙而注入金屬管內時可取得特別好的保護效果。礦脂在焊接點剛過就進入到金屬管內。適當的做法是在內部的第一細管也用銅制成并且做得比外細管長，其端頭應設在第一和第二夾緊卡爪牽引機之間，而外細管的端頭則設在第一夾緊卡爪牽引機的區域內。兩根細管都是在金屬管之外被固定住。礦脂在壓力調節到某一數量后注入到金屬管內并充滿光導體和金屬管內壁之間的空隙。通過流動的礦脂將熱量傳導出去，因此在細管內的光導體可受到保護。第二細管的橫截面至少在焊接點下面的區域內應變形成這樣的形狀，使得導引光導體的細管能朝著外細管與縱縫相對的區域加以引導。這樣，在焊接點區域內光導體與焊縫之間便有一個盡可能大的間距。在加工時銅制的外細管連同內細管可在一定的范圍內移動。當銅制的細管在某一位置上已產生沉積物時，這一點可能是有必要的。對光纜來說必要的是，光導體設在金屬管內時必須有一定的過剩長度，以便在金屬管延伸時防止機械應力影響敏感的光導體。這種過剩長度可用下列方式取得合有光導體和礦脂的金屬管至少有一圈卷繞在一個引出盤上，然后在輕微的拉力下卷繞在一個儲備卷筒上；并使金屬管在一個由第一夾緊卡爪牽引機、管徑縮減工具或第二夾緊卡爪牽引機構成的固定點和引出盤之間進行2‰至8‰的彈性延伸，這一彈性延伸在引出盤上被消除。下面本專利技術將依據在附圖說明圖1至6中畫出的實施例加以詳細說明。圖1為按照本專利技術的原理制造的管子的一部分的透視圖。管1具有縱焊縫1a。這種縱縫焊接管1的一個理想用途是作光纜的保護套管。在管1內部裝有一根或多根光導體2。在光導體2和金屬管1之間的空隙中可注滿礦脂以阻止縱向的水流。光導體2的數目一般在六到二十之間，在特殊情況下也可多到四十。光導體2具有比金屬管1更長的長度，所以在金屬管1內可做波狀、螺旋狀或正弦波狀的伸展。過剩長度通常約為3‰。以外徑為3.5mm的金屬管為例，其壁厚為0.2mm。這是作為一條裝在傳導芯線內的導線的光纜的典型數據。金屬管1用的材料最好是特種鋼。圖2是用來實現按照本專利技術的方法的設備的側視圖。一條金屬帶5連續不斷地從一個儲備卷筒4上拉出并導向一臺成形設備6，在該設備中金屬帶5被成形為一根具有縱縫的管子。作為這臺成形設備6的一部分有一個在圖上末詳細畫出的修邊設備，在該設備內金屬帶5被準確地修剪成所需的寬度。成形設備6又由多個未詳細畫出的成形輥組構成。已成形的管子的縱縫由一臺激光焊接設備7來焊封。由一臺第一夾緊卡爪牽引機8負責將帶縫的管子準確地導引到焊接設備7之下，該牽引機8由多個將管子夾住的夾緊卡爪對所構成，這些卡爪對由一條環形鏈帶動。在第一夾緊卡爪牽引機8的后面設有一臺例如為拉撥本文檔來自技高網...

【技術保護點】
制造外徑為１至６ｍｍ的縱縫焊接的金屬管的方法，該方法系使一條從儲備卷筒上拉出的金屬帶通過成形工具形成一根具有縱縫的管子、再用激光焊接設備將管子的縱縫焊接起來，其特征為： ａ）待焊接的管子剛好在焊接點前由夾住管子表面的第一工具來進行穿行導引，該工具使帶緣保持互相接觸； ｂ）焊接好的管子在剛離開焊接點之后由夾住管子表面的第二工具來進行穿行導引，該工具使焊縫保持不受力并使焊縫外露； ｃ）緊接第二工具之后有一夾緊卡爪牽引機的夾緊卡爪夾緊焊接好的管子，其中夾緊卡爪可將管子不旋轉地導引。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：G齊梅克，H施塔斯朱斯基，K波赫，
申請(專利權)人：阿爾卡泰爾電纜公司，
類型：發明
國別省市：DE[德國]