本發(fā)明涉及鋼管焊接，尤其是涉及組合結構螺旋焊接鋼管及其連續(xù)生產設備、制造方法。

背景技術：

1、本技術設計有一種組合結構鋼管，參考申請?zhí)枺?02211023603.4，名稱：一種復合結構壁大口徑螺旋焊接鋼管及其制造方法的在先申請，鋼管由連續(xù)的復合鋼帶經螺旋卷圓及焊接后制成，其中的復合鋼帶是由上下兩條平鋼帶中間焊接豎向的鋼帶(加強筋)制成，如圖1和2所示。上述復合鋼帶在螺旋卷圓過程中，其中的豎鋼帶及下鋼帶(外鋼帶)會產生很大的塑性變形，會存在以下問題：1、由上鋼帶、下鋼帶及豎鋼帶構成的復合鋼帶直接焊接為一體后，截面性矩比單層鋼板大很多，設備的動力要求過高；2、復合鋼帶焊接為一體后，在卷圓時，豎鋼帶受到外層鋼帶卷圓時的由于拉伸變形產生的徑向壓力太大，會產生失穩(wěn)屈曲，特別是下鋼帶(外層鋼帶)在塑性變形拉伸時對豎鋼帶的壓力；3、下鋼帶會產生很大的伸展，塑性變形大，下鋼帶與豎鋼帶之間的焊縫會拉伸破壞；4、下鋼帶與豎鋼帶連接處在成管后會形成凸出的螺旋紋，成波紋狀管表面不平整，如圖3所示；5、上鋼帶(內鋼帶)收縮嚴重，上鋼帶較薄時，可能會屈曲起皺。

2、經過試驗，若用穿透焊技術從復合鋼帶外部焊接管壁鋼帶與豎鋼帶，很難將豎鋼帶與上鋼帶或下鋼帶之間的縫隙焊透，也很難焊正位置，焊縫強度受影響。若將整條的鋼帶切成多條窄的鋼帶，來對應豎鋼帶，則焊縫太多，鋼帶整體性能受影響。

技術實現(xiàn)思路

1、基于此，有必要針對上述技術問題，提供一種焊接強度高、密封性好的組合結構螺旋焊接鋼管及其連續(xù)生產設備、制造方法。

2、一種組合結構螺旋焊接鋼管，所述鋼管由內外兩層鋼管壁組成，內外層管壁由上鋼帶及下鋼帶螺旋卷圓并焊接而成，在上鋼帶和下鋼帶之間焊接有豎鋼帶，焊接制成鋼管后，上鋼帶與下鋼帶之間形成空腔，豎鋼帶具有與上鋼帶形成的位于所述上鋼帶壁面上的第一焊縫，且豎鋼帶具有與下鋼帶形成的位于所述下鋼帶壁面上的第二焊縫，所述第一焊縫和第二焊縫都位于所述空腔的內部。

3、在其中一個實施例中，前后圈相鄰的所述上鋼帶之間的對接螺旋焊縫與前后圈相鄰的所述下鋼帶之間的對接螺旋焊縫在鋼管的軸向上錯位設置。

4、在其中一個實施例中，前后圈相鄰的所述上鋼帶之間的對接螺旋焊縫及前后圈相鄰的所述下鋼帶之間的對接螺旋焊縫，皆位于豎鋼帶端部的平面內。

5、在其中一個實施例中，所述豎鋼帶的端部由至少具有三條焊縫包圍設置，所述三條焊縫包括：前后圈相鄰的所述鋼帶之間的對接螺旋焊縫、所述第一焊縫或所述第二焊縫。

6、在其中一個實施例中，在所述鋼管的軸向方向上，所述對接螺旋焊縫位于所述第一焊縫或所述第二焊縫之間。

7、在其中一個實施例中，每條所述上鋼帶或所述下鋼帶對應的豎鋼帶的數(shù)量大于或等于兩條。

8、在其中一個實施例中，所述上鋼帶、所述下鋼帶或/和所述豎鋼帶上分別設置剪力釘。

9、一種組合結構螺旋焊接鋼管的連續(xù)生產設備，用于加工如上述的組合結構螺旋焊接鋼管，所述生產設備包括放卷機構、遞送機構、螺旋卷圓機構及焊接上鋼帶與豎鋼帶的焊接機構，放卷機構用于放出上鋼帶,第一復合鋼帶由遞送機構遞送，經螺旋卷圓機構豎鋼帶朝外卷圓成型，焊接機構焊接第一復合鋼帶的上鋼帶與上一節(jié)上鋼帶之間的螺旋接縫形成對接螺旋焊縫，所述下鋼帶導引與第一復合鋼帶的豎鋼帶貼合。

10、在其中一個實施例中，所述螺旋卷圓機構包括遞送機構后方的先導輥、壓圓輥及卷圓輥，所述第一復合鋼帶由遞送機構遞送，經螺旋卷圓機構豎鋼帶朝外卷圓成型，焊接機構焊接剛剛通過了壓圓輥位置的第一復合鋼帶的上鋼帶與已經成為管體的上一節(jié)上鋼帶之間的螺旋接縫，所述下鋼帶經導引托輥導引與已經通過了先導輥的第一復合鋼帶的豎鋼帶貼合，當貼合點經過壓圓輥后，即第一復合鋼帶塑性變形點，通過焊接機構焊接第一復合鋼帶上豎鋼帶與下鋼帶之間的接縫，連續(xù)螺旋卷圓并焊接。

11、在其中一個實施例中，所述焊接機構的焊槍伸入第一復合鋼帶與下鋼帶之間的空腔內，焊接豎鋼帶與下鋼帶之間的接縫。

12、在其中一個實施例中，所述導引托輥及下鋼帶設置于螺旋卷圓機構的側向的下方,第一復合鋼帶完成整圓螺旋卷圓結束后的位置，所述下鋼帶經導引托輥引出并貼合在完成整圓卷圓后的第一復合鋼帶上，焊接第一復合鋼帶與下鋼帶之間的接縫。

13、在其中一個實施例中，所述導引托輥及下鋼帶設置在第一復合鋼帶已完成螺旋卷圓的管體的上方，所述下鋼帶經導引托輥引出并貼合在完成卷圓的第一復合鋼帶上，并焊接第一復合鋼帶與下鋼帶之間的接縫。

14、在其中一個實施例中，所述生產設備包括轉動裝置，所述第一復合鋼帶單獨卷成管坯，將所述管坯放置于轉動裝置上，再將下鋼帶貼合于所述管坯外部，所述焊接機構焊接所述管坯、第一復合鋼帶以及下鋼帶之間的焊縫。

15、在其中一個實施例中，所述先導輥由多個可調節(jié)角度的滾輪組成，滾輪的角度與第一復合鋼帶前進方向相匹配，所述上鋼帶緊貼滾輪外壁，所述滾輪間隔設置，間隔處的空隙用來通過及夾持導向豎鋼帶。

16、在其中一個實施例中，所述卷圓輥由多個可調節(jié)角度的滾輪組成，滾輪的角度與第一復合鋼帶前進方向相匹配，所述上鋼帶緊貼滾輪外壁，所述滾輪間隔設置，間隔處的縫隙用來通過及夾持導向豎鋼帶，并協(xié)助豎鋼帶卷圓。

17、在其中一個實施例中，所述連續(xù)生產設備還包括用于穩(wěn)定豎鋼帶的夾持導向裝置，在第一復合鋼帶螺旋卷圓的周向布設一個或者多個。

18、在其中一個實施例中，所述夾持導向裝置包括導向軸，所述導向軸通過導向軸承套設有與第一復合鋼帶上的豎鋼帶對應的夾持導向輪，相鄰夾持導向輪之間套設定位隔套，所述夾持導向輪外周開設供豎鋼帶嵌入的夾持槽，所述夾持導向裝置的角度與第一復合鋼帶的角度相匹配。

19、在其中一個實施例中，所述夾持導向裝置由多個可調節(jié)角度的滾輪組成，滾輪的角度與第一復合鋼帶前進方向相匹配，所述滾輪間隔設置，間隔處的縫隙用來夾持導向豎鋼帶。

20、在其中一個實施例中，所述遞送機構的軸輥上有微凸起結構，微凸起結構的位置對準第一復合鋼帶上豎鋼帶頂端位置的上鋼帶。

21、在其中一個實施例中，所述組合結構螺旋焊接鋼管成型后，上鋼帶的螺旋焊縫與下鋼帶的螺旋焊縫錯開。

22、在其中一個實施例中，所述下鋼帶的寬度與第一復合鋼帶的尺寸相匹配。

23、一種組合結構螺旋焊接鋼管的制造方法，用于加工上述的組合結構螺旋焊接鋼管，包括以下步驟：

24、s1、由鋼卷放出上鋼帶，并在上鋼帶上焊接豎鋼帶，形成具有第一焊縫的第一復合鋼帶；

25、s2、將第一復合鋼帶翻轉°，使豎鋼帶朝下，再由遞送機構遞送至螺旋卷圓機構，以上鋼帶作為內圈，豎鋼帶向外卷圓；

26、s3、焊接剛剛通過壓圓輥正下方位置的第一復合鋼帶的上鋼帶與已經成為管體的上一節(jié)上鋼帶之間的螺旋接縫；

27、s4、將下鋼帶由導引托輥導入，并與第一復合鋼帶貼合；

28、s5、當下鋼帶與第一復合鋼帶貼合后，且貼合點通過了壓圓輥后，用焊槍伸入上下鋼帶和豎鋼帶之間的空腔內，焊接腔內焊第二焊縫；

29、s6、在管體頂部焊接完成卷圓的下鋼帶與已經成為管體的上一節(jié)下鋼帶之間的對接螺旋焊縫。

30、在其中一個實施例中，所述步驟s3還包括：s7、所述第一復合鋼帶發(fā)單獨卷制出管坯，將所述管坯切斷制成標準管節(jié)管坯，將所述下鋼帶貼合于所述標準管節(jié)管坯外部，轉動所述標準管節(jié)管坯同時焊接所述管坯、第一復合鋼帶以及下鋼帶之間的焊縫。

31、本技術具有以下技術效果：

32、1)上鋼帶、下鋼帶與豎鋼帶之間設置的焊縫確保了三者之間具有較高強度的連接，不僅能夠承受較大的機械負荷，還能保持結構的穩(wěn)定性和耐久性。

33、2)前后圈鋼帶之間的螺旋焊縫，通過精心設計的焊接路徑，形成了一個連續(xù)的、螺旋狀的焊縫，不僅提供了結構的連續(xù)性和整體性，還通過與豎鋼帶角焊縫的結合，實現(xiàn)了二次加強，顯著提高了焊縫的強度，使得整個結構更加穩(wěn)固，能夠承受更大的外力沖擊，同時延長了結構的使用壽命。

34、3)前后鋼帶之間的螺旋焊縫設計為三條，這種多重焊縫的設計極大地提高了焊縫的密封性，每一條焊縫都為整個結構提供了額外的密封保障。

35、4)豎鋼帶與內外層管壁之間的焊縫，設計在內外層管壁之間的空腔夾層內部，避免使用穿透焊，焊接準確高效，且這樣的設計使得焊縫不外露，從而保持了管體外表的美觀性，還有助于保護焊縫免受外界環(huán)境的直接侵蝕，延長了焊接鋼管整體的使用壽命。