5xxx系鋁合金超大直徑薄壁耐壓管的生產方法
【技術領域】
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[0001]本發(fā)明所屬技術領域為有色金屬加工領域，提供一種直徑超過Φ700πιπι的中等強度鋁合金管道的生產方法與工藝。
技術背景:
[0002]鋁合金管道的生產方法通常是擠壓、旋壓等，擠壓受擠壓效率、擠壓比及擠壓設備等的限制，目前世界上能擠壓的壁厚在10?50mm的最大直徑也不超過Φ 700mm。旋壓能把擠壓管的直徑加大，但所能加工的長度受到限制，效率也比較低，因此，也不適合大批量生產薄壁管材。目前大直徑的薄壁鋼管往往用焊接的方法進行生產，由于鋼的熔化焊性能較好，特別是低碳鋼熔化焊性能好，用氣體保護自動焊接的方法能得到高質量的焊縫，因此，大直徑的鋼管通常均用熔化焊的方法生產。但鋁合金的熔化焊性能較差，特別是高強度鋁合金通常合金含量較高，其熔化焊接的性能更差，5XXX系合金通常認為具有較好的熔化焊接性能，但也是相比其他鋁合金而言的，尤其是焊接厚度超過20mm左右后，鋁合金的熔化焊較難得到高質量的焊縫，且焊縫性能的焊接系數通常只有0.5?0.6以下，特別是當焊縫較長時，更難得到質量一致的性能穩(wěn)定的焊縫，特別是需要耐壓的焊縫更難獲得；為此，必須有一種高可靠性的焊接方法保障高強度鋁合金的焊接性能及長焊縫的焊接性能一致性，攪拌摩擦焊接剛好可以解決這一難題，其焊縫組織致密，晶粒細小，長距離焊接時質量穩(wěn)定，且焊接系數能穩(wěn)定達到0.8?0.9左右，是最適合于有一定焊接厚度的銷合金焊接方法，再配以合理的生產工藝及熱處理，則能生產出中等強度耐壓的大直徑鋁合金管道。

【發(fā)明內容】

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[0003]本發(fā)明的目的是提供一種5XXX系鋁合金超大直徑薄壁耐壓管的生產方法。
[0004]本發(fā)明采用的技術方案:一種5XXX系鋁合金超大直徑薄壁耐壓管的生產方法，其步驟如下:
[0005](I)材料準備:準備5XXX熱軋制板料；
[0006](2)將熱軋板在卷板機上進行卷曲或卷軋，使其卷成一個圓形筒；
[0007](3)攪拌摩擦焊接:先將焊接夾具體安裝在攪拌摩擦焊機的工作臺上，再把已卷成筒的鋁合金管狀體安裝在夾具體上的定位芯軸上，同時使焊縫處在定位芯軸的上母線位置，用夾緊裝置把管子夾緊在定位芯軸上；調整好攪拌頭位置，使其從焊縫的一端焊至另一端。
[0008](4)整形:將已完成焊接的管道在卷板機上再次進行卷圓處理，從而實現(xiàn)整形；
[0009](5)耐壓試驗。
[0010]作為優(yōu)選，所述的夾緊裝置為圓形夾具和液壓夾緊機構。
[0011]作為優(yōu)選，所述超大直徑薄壁耐壓管的直徑范圍為Φ700πιπι以上，管道壁厚30?70mmo
[0012]作為優(yōu)選，所述的5XXX熱軋制板料的規(guī)格(長X寬X厚)為(2000?24000)mmX (2150 ?4700)mmX (30_70)mm。
[0013]采用本發(fā)明方法所生產的鋁合金管，焊縫強度好，焊縫一致性好，管道圓度好，管內耐壓大。管材焊縫最低屈服強度與允許管內耐壓(適用氣體與液體)如下:ο ο.2 多 130Mpa，P 內壓多 1Mpa0
【附圖說明】
[0014]圖1為焊接裝置不意圖；
[0015]圖2為圖1中的A-A左視圖。
【具體實施方式】
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[0016]實施例1 5083鋁合金管焊接
[0017](I)材料準備:規(guī)格(長X寬X厚)為6I8OmmX 23OSmmX 35mm熱軋制板料；
[0018](2)將熱軋板在專門的大型卷板機上進行卷曲(或卷軋)，使其卷成一個圓形筒，卷筒有效內徑Φ 700mm ；
[0019](3)先將焊接夾具體1(如圖1、圖2示)安裝在攪拌摩擦焊機的工作臺9上，再把已卷成筒的鋁合金管6安裝在焊接夾具體I的定位芯軸3上，同時使焊縫5處在定位芯軸3的上母線位置，通過專用的圓形夾具8及液壓夾緊機構7把鋁合金管6夾緊在定位芯軸3上。
[0020](4)調整好攪拌頭2的位置，使其從焊縫的一端焊至另一端，焊接工藝參數為:焊接轉速2000rpm，移動速度350mm/min，有效焊接深度34.3mm。
[0021](5)將已焊接好的管道在專用的卷板機上再次進行卷圓處理，從而實現(xiàn)整形；
[0022](6)耐壓試驗。
[0023]經過上述工藝過程所生產的鋁合金管，焊縫強度達到ob= 248Mpa，σ α2 =142Mpa，焊縫一致性好，管道圓度好，管內耐壓超過14Mpa。
[0024]實施例2 5052鋁合金管焊接
[0025](I)材料準備:規(guī)格(長X寬X厚)為6l80mmX3956mmX60mm熱軋制板料；
[0026](2)將熱軋板在專門的大型卷板機上進行卷曲(或卷軋)，使其卷成一個圓形筒，卷筒有效內徑Φ 1200mm;
[0027](3)先將焊接夾具體1(如圖1、圖2示)安裝在攪拌摩擦焊機的工作臺9上，再把已卷成筒的鋁合金管6安裝在焊接夾具體I的定位芯軸3上，同時使焊縫5處在定位芯軸3的上母線位置，通過專用的圓形夾具8及液壓夾緊機構7把鋁合金管6夾緊在定位芯軸3上。
[0028](4)調整好攪拌頭2的位置，使其從焊縫的一端焊至另一端，焊接工藝參數為:焊接轉速2250rpm，移動速度300mm/min，焊接深度59.2mm。
[0029](5)將已完成焊接的管道在專用的卷板機上再次進行卷圓處理，從而實現(xiàn)整形；
[0030](6)耐壓試驗。
[0031]經過上述工藝過程所生產的鋁合金管，焊縫強度達到ob= 236Mpa，σ α2 =139.5Mpa，焊縫一致性好，管道圓度好，管內耐壓超過14Mpa。
【主權項】
1.一種5XXX系鋁合金超大直徑薄壁耐壓管的生產方法，其特征是，其步驟如下: (1)材料準備:準備5XXX熱軋制板料； (2)卷或軋卷筒:將熱軋板在卷板機上進行卷曲或卷軋，使其卷成一個圓形筒； (3)攪拌摩擦焊接:先將焊接夾具體安裝在攪拌摩擦焊機的工作臺上，再把已卷成筒的鋁合金管狀體安裝在焊接夾具體上的定位芯軸上，同時使焊縫處在定位芯軸的上母線位置，用夾緊裝置把管子夾緊在定位芯軸上；調整好攪拌頭位置，使其從焊縫的一端焊至另一端。 (4)整形:將已完成焊接的管道在卷板機上再次進行卷圓處理，從而實現(xiàn)整形； (5)耐壓試驗。
2.根據權利要求1所述的5XXX系鋁合金超大直徑薄壁耐壓管的生產方法，其特征是，所述的夾緊裝置為圓形夾具與液壓夾緊機構。
3.根據權利要求1所述的5XXX系鋁合金超大直徑薄壁耐壓管的生產方法，其特征是，所述超大直徑薄壁耐壓管的直徑范圍為Φ 700mm以上，管道壁厚30?70mm。
4.根據權利要求1所述的5XXX系鋁合金超大直徑薄壁耐壓管的生產方法，其特征是，所述的5XXX熱軋制板料的規(guī)格(長X寬X厚)為(2000?24000)mmX (2150?4700)mmX (30_70)mm。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種5XXX系鋁合金超大直徑薄壁耐壓管的生產方法，其步驟：(1)材料準備；(2)卷或軋卷筒；(3)攪拌摩擦焊接；(4)整形；(5)耐壓試驗。采用本發(fā)明方法所生產的鋁合金管，焊縫強度好，焊縫一致性好，管道圓度好，管內耐壓大。管材焊縫最低屈服強度與允許管內耐壓(適用氣體與液體)如下：σ02≥130MPa，P內壓≥10MPa。
【IPC分類】B21C37-08, B23K20-12
【公開號】CN104668308
【申請?zhí)枴緾N201510118211
【發(fā)明人】鄭英, 姚齊水, 吳周敏, 薛慧
【申請人】鄭英
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2015年3月14日