螺旋成形

螺旋成形，是指用螺旋成形器將管坯圍繞管體軸線螺旋纏捲成螺旋焊管管筒的變形過程。 螺旋焊管採用螺旋成形器成形：其可分為上捲成形和下捲成形兩種。上捲成形設備簡單、操作方便、生產產品規格範圍廣，故比下捲成形優越。但目前採用高頻電阻焊接時卻需要採用下捲成形方式。

基本介紹

• 中文名：螺旋成形
• 外文名：spiralformingproeess
• 類別：工業製造
• 用途：小直徑管材生產
• 特點：靈活
• 學科：冶金工程

螺旋成形原理

如圖1所示，帶材軸線與螺旋焊管軸線在俯視投影面上相交成一成形角α。設頻寬為B，焊管外徑為D，則各參數之間存在的函式關係是：B=πDcosα。由式可知螺旋成形比較靈活，只要適當改變成形角α，同一寬度的帶材即可生產不同外徑的焊管。但在選定成形角範圍或帶材寬度與管徑的比值範圍時，必須綜合權衡管材生產的經濟性與管體強度。因為成形角大小對這兩者的影響是矛盾的，如成形角取大了雖可降低管體內靜壓力在焊縫上引起的垂直張應力，提高管體強度，但卻降低了管體軸向出口速度，降低生產率；加大了單位管長上的焊縫長度，提高成本。所以通常選用帶材寬度與管徑比在1.3～2.2，相應的成形角在65°36′～45°32′。生產的螺旋焊管長度實際上只受運輸條件的限制。

成形工藝

帶材成形有上捲成形和下捲成形兩種方式 （圖2）。上捲成形時帶材由成形器下切線送入，向上旋轉成筒。此法的產品規格廣，最大成形直徑已達3m，內焊操作方便，設備簡單，調整方便，更換規格時只需適當調整成形輥的徑向位置，無需調整輸出支架和輥道。下捲成形時帶材由成形器上切線送入，向下旋轉成筒。此法適用於生產小直徑管材，產品規格少，內焊困難，設備複雜，更換規格時調整量大。但在高頻焊接時採用此法便於壓力輥把熔化了的管坯邊緣壓焊連線。

成形器

螺旋成形設備的核心部分，它的結構形式有3種：

（1）套筒式成形器，是一個空心套筒。遞送輥將帶材經入口導板或導向輥，以一定成形角沿切線送入套筒，作螺旋捲曲。這種形式結構簡單，製造容易，操作易掌握，改變產品規格時套筒調整方便。但送料時摩擦阻力大，會使帶材折曲並影響焊接質量；套筒內表面磨損嚴重，消耗量大，且易擦傷板面影響質量。多用於生產直徑小於530mm的管材。

（2）輥式成形器（圖3a）是按輥式彎板機原理在其入口裝有三或四輥彎板裝置。帶材以一定成形角沿切線進入成形器，經過彎板裝置便連續捲曲成筒。沿管筒的軸線方向還配有若干組成形輥，各組成形輥均勻分布在管筒橫截面的圓周上，以確保其導向準確和同心。成形輥可進行徑向無級調位，所以一個成形器即可生產預定範圍內各種規格的產品。這種式樣的成形器成形質量好，但結構比較複雜，產品換規格時套筒調整量大。

（3）芯棒式成形器（圖3b）。帶材由遞送輥從一定成形角方向送入後，纏於芯棒上捲成螺旋管筒。成形時芯棒給帶材一定張力，並有壓緊輥給管筒一定壓力，以防止內表面滑動擦傷，保證成形質量。此法適用於生產優質薄壁小直徑螺旋焊管。