不锈钢无缝管的外端变形是不是都 是应力和张力造成的

发布时间：2022-06-24 08:54:07 丨 浏览次数：

简述了变形体外端的含义及作用，介绍了几个轧钢生产中应用增加轧件外端方法来减少金属不均匀变形的实例，用外端理论解释了不锈钢无缝管生产中在管坯尾部定心的原理和作用，提出了张力减径机轧制不锈钢无缝管时采用半无头、无头轧制工艺的设想，并分析了采用半无头、无头轧制工艺生产时可能出现的问题。加工成型过程中常见的边界有自由表面（工件不与工具接触）和接触面（工件与工具接触）两种。所谓变形体的外端（外区或刚端），是指在变形过程中某一瞬间不直接承受工具作用而处于变形区以外的部分。由于外端与变形区直接连接，所以在变形过程中它们会发生相互作用，外端的作用影响着金属的变形流动；同时，变形区内金属的变形流动也影响着外端，使变形波及到与变形区相连的一定区域。由于外端的限制作用，使得变形的不均匀性减小。轧制时的稳定阶段中具有两端（入口端和出口端）形成的外端。

一、轧钢生产中增加外端的实例

  20世纪末，在热轧板带等领域兴起的无头轧制工艺，是在中间辊道上，用焊接方法，将粗轧后相邻的带坯首尾对焊起来，使坯料无限延长，并在一个换辊周期内连续不断地通过精轧机的一种技术；其实质就是用合理增加变形体外端的方法来改善轧件部分区域的变形条件，以达到提高金属变形时沿限定状态流动]的比例、减少部分轧件的不均匀变形，从而减少切头尾的数量、缩短切头尾长度、提高成材率和产品整体尺寸精度以及生产效率的目的。焊管生产中，以前称为ERW机组、现又称为HFW机组的活套技术，实际上也是使用增加外端的方法，将各卷钢板连接起来，以实现减少成品管的切头尾数量、缩短切头尾长度、提高成材率和生产效率的目的。

二、不锈钢无缝管生产中增加外端的一些实践

  1. 斜轧穿孔时在管坯尾部定心管坯尾部定心就是有意识地加大管坯尾部的自由表面面积，从而增加管坯尾端心部外端的长度，其目的是：

   a. 改善管坯尾部的变形条件，减少穿轧宽展较大的材质（奥氏体不锈钢、钛合金等）毛管时易发生的后轧卡现象。如使用250mm穿孔机将1Cr18Ni9Ti材质310mm管坯穿制成360mm×27mm毛管时，管坯未进行尾部定心，出现了后轧卡故障；在管坯尾部钻了一个60mm×80mm的定心孔后便再也没有发生后轧卡事故。

  b. 避免在穿轧304等材质毛管（径壁比>12）尾部时常出现铁耳子的情况。毛管尾部铁耳子如图所示。因铁耳子温降较快，在后续的连轧时容易划伤轧辊表面或穿芯棒时将铁耳子带入毛管内部后划伤管体，致使荒管内外表面质量下降。管坯尾部定心后的斜轧穿孔实际上演变成为一次穿孔与二次穿孔的斜轧连轧，尾部定心孔之前的变形是一次穿孔，轧制尾部定心孔时属于二次穿孔。为了确保一次穿孔向二次穿孔平稳过渡，就要使尾部定心后管坯径向具有足够的热强度（防止变形过程中出现失稳现象）；因此，尾部定心孔的直径不宜过大，一般为管坯直径的20%~35%，定心孔的长度为孔径的1.0~1.5倍。

  2. 推制式热扩管的首尾点焊连接

   使用推制式热扩工艺生产薄壁管，当原料管的径壁比>40，因钢管截面径向刚度低，变形过程中极容易发生失稳现象。为了避免出现热扩变形时后面顶推的钢管前端套到前面钢管尾部的生产事故，减少管端产生“喇叭口”缺陷以及热扩后钢管头、尾管端部出现严重的壁厚不均现象，就要在进入变形区前将两支钢管首尾断面沿圆周方向焊接4~8个点，使下一支钢管成为前一支钢管的外端，以提高变形过程中管端的径向强度和稳定性，从而改善钢管端部的变形条件，减小管端变形时金属径向自由流动的趋势，使提高管端的壁厚精度、减小切头尾长度成为可能。