钢管工艺复习题

钢管工艺复习题 1. 管材的定义及作用？ 定义定义：凡是两端开口并具有中空封闭型断面，且长度与断面周长成较大比例 的钢材，统称为钢管。作用作用：1)输送流体 输送流体(可以作为液、气体及固体的输送管道) 2) )做结构件 做结构件（钢管具有更大的截面模数，也就是说它具有更大的抗弯、抗扭 能力） 2.管材按生产方式分哪几种？按尺寸分哪几种？ 生产方式生产方式： （（1）热加工管（无缝钢管） ：热轧穿孔、挤压、P.P.M （压力穿孔） 、冲压 法；（2）焊管（有缝钢管） ：包括直缝钢管与螺旋焊管； （3）冷加工管：冷轧、 冷拔和冷旋压 按尺寸按尺寸： （1）特厚管：D/S≤10；（2）厚壁管： D/S＝10～20（3） 薄壁管： D/S＝20～40（4）极薄壁管： D/S≥40 3.钢管生产的一般模式是什么？ 模式为模式为：坯料→成型→精整→一次成品→再加工→二次成品 4.管坯主要有哪几种？ 连铸圆坯、轧坯：一般为圆坯)、铸(锭)坯：主要有方(锭)坯、锻坯 5.管坯的截断方式有哪几种?适合什么情况？ ⑴ 剪断：适用于中小断面的管坯 ⑵ 火焰切割：适合大断面、合金钢等管坯 ⑶ 折断：适合 Dp＞φ 140mm 或σ b＞60Kg/mm2 管坯 ⑷ 锯断：适合小断面管坯，合金钢及高合金钢等 6.坯料加热遵循的原则？ ⑴ 温度准确，确保可穿性最好的温度； ⑵ 加热均匀， 纵向、 横向都均匀， 内外温差不大 于 30～50℃， 最好小于 15℃； ⑶ 烧损少，并且不产生有害的化学成分变化(C↑ 或 C↓)。 7.坯料加热温度制定，需考虑哪些因素？ （1）加热温度在 Fe-C 相图中的单相奥氏体区 （2）加热温度考虑坯料的化学成分 （3）加热温度考虑坯料尺寸大小 （4）加热温度考虑工艺条件 8.环形加热炉有哪些优点？ 1）适合加热圆形管坯，适应多种不同直径和长度的复杂坯料；  2）管坯加热时间短、受热均匀、加热质量好；  3）炉底转动，坯料与炉底无相对滑动，氧化铁皮不易脱落，且炉子装出 料炉门在一侧，密封好，冷空气吸入少、氧化铁皮少；  4） 管坯放置位置灵活 （可放料也可空出） ， 便于更换管坯规格， 操作灵活。  5）机械化和自动化程度高。 9.管坯定心的定义，目的和方式？ 定义：是指在管坯前端面钻孔或冲孔。 目的：使顶头鼻部正确地对准管坯轴线，防止穿孔时穿扁；减小毛管壁厚不均； 改善二次咬入条件。 方式：a：热定心：效率高，应用广； b：冷定心：效率较低，仅用于穿孔性能较差的钢材，如高合金钢、高碳 钢及重要用途的钢材。 10.二辊斜轧穿孔机的工具有哪些？构成什么孔型？ （1）曼乃斯曼穿孔机：两个主动轧辊、两个上下布置固定不动的导板及一个 位于中间固定不动的顶头构成了一个“环形封闭的孔型环形封闭的孔型”； 11 穿孔机轧辊的结构及各部分的作用？ Ⅰ：入口锥：咬入管坯，实现管坯穿孔； Ⅱ：轧制带：起过渡带作用； Ⅲ：出口锥：实现毛管减壁，平 整毛管表面，均匀壁厚及完成毛管归圆。 12.穿孔机顶头的作用、结构及各部分的作用？ 作用：实现从实心管坯到中空毛管的变形，这一变形是钢管穿孔的主要变形，因而其 工作条件非常恶劣，对穿孔质量和生产有重大影响。 L0 (鼻部)：对正管坯定心孔，便于穿正； L1 (穿孔锥)：穿孔并使毛管减壁； L2 (平整段：锥角与辊同)：均整毛管内外表面； L3 (反锥)：甩圆并防止毛管脱出顶头时划伤。 13.二辊斜轧穿孔变形区的组成及各部分的作用？ Ⅰ 穿孔准备区穿孔准备区作用：⑴ 顺利实现管坯一次咬入；⑵ 为二次咬入积累足够 的剩余摩擦力。⑶ 径向压缩，一部分横向变形，一部分纵向延伸，因而管坯头 部形成一个喇叭口状的凹陷(即疏松区)。 Ⅱ 穿孔区穿孔区作用：实现穿孔并使毛管减壁。 Ⅲ 辗轧区辗轧区( (平整区平整区) )作用： 辗轧(均整)管壁， 改善管壁的尺寸精度和内外表 面质量(顶头母线与辊母线平行)。 Ⅳ 转圆区转圆区( (归圆区归圆区) )作用：靠轧辊的旋转加工把椭圆形毛管转圆。 14.曼氏穿孔机穿孔后的毛管会出现什么情况？为什么？ 出现了：头粗尾细中间均的现象 原因： （1）管坯头部进入时，由于顶头正面有阻力，相当于冲压镦粗，且管坯头部 无外端约束(由最小阻力法则，轴向μ ↓，横向μ ↑)，金属向外侧流动↑，因而 使管坯头部变粗； （2） 中间部分管坯两侧有外端约束， 阻碍了金属的横向流动， 所以中间均匀； （3）当尾部进入时，顶头正面阻力，瞬间减少，导致轴向阻力↓↓，因而， 轴向μ ↑，横向μ ↓，故出现尾细。 15.穿孔机咬入时，需校核哪几个条件？为什么？ 1）旋转条件 2）前进条件 斜轧穿孔过程存在两次咬入：每次咬入都必须同时满足前进条件和旋转条件 16.斜轧穿孔时，附加变形包括哪些？怎样产生的？如何减少？ 包括：纵向变形、切向变形、扭转变形。① 纵向剪切变形纵向剪切变形：产生原因：穿孔 时，轧辊带动毛管外层金属轴向延伸， 而顶头阻止内层金属轴向流动， 从而导致各层金属轴 向流动的差异，产生了纵向剪切应力。它易导致表面裂纹(横裂)缺陷。 减少措施减少措施：采用主动顶头， 或加润滑剂等来减少。② 横向剪切变形横向剪切变形：产生的原因： 顶头的阻力与轧辊的动力共同作用的结果。是造成毛管纵裂、折叠、分层等缺陷的原因。 减少措施减少措施：加润滑剂降低顶头阻力。③ 扭转变形：扭转变形：是由于变形区中管坯各截面的角 速度不同引起的减少扭转的方法： 减少扭转的方法：主要是降低 β 1、β 2。 17.什么是孔腔，孔腔形成的机理有哪些？影响孔腔形成的因素有哪些？ 孔腔孔腔：旋转横锻、横轧或斜轧实心工件时，工件产生的纵向内撕裂。 形成机理： 切应力理论、正应力理论、综合应力理论 影响因素： (1)钢的自然塑性(化学成分、冶炼质量、组织状态等) （2)送进角α (3)穿孔温度 t℃ (4)封闭孔型的椭圆度系数ξ (5)顶前压缩量△h (6)轧辊的入口锥角β 1 (7)主动导盘 (8)轧辊磨损 18 设计穿孔机轧辊时，轧辊直径、入口锥长度、出口锥长度、入口锥角、出口 锥角都考虑哪些因素？ ⑴ 轧辊直径的确定：考虑强度、咬入、穿孔效率等。 入口锥长度，考虑压下量、出口锥长度，考虑扩径量、β 1：为改善毛管质量和 咬入条件，提高生产效率、改善毛管质量和壁厚不均 19.毛管轧制的目的？ 轧制目的：穿孔以后的毛管必须进行壁厚加工，同时还要对外径进行加工，才能 投入使用。毛管轧制就是对穿孔以后的毛管进行壁厚加工，实现减壁延伸，使壁 厚接近或等于成品壁厚。 20.毛管轧制的方法包括哪些？ （1）斜轧：斜轧延伸机(芯头)、狄舍尔延伸机(芯棒)、锥形辊延伸机(芯棒)以 及三辊轧管机（ASSEL）等； （2）纵轧：自动轧管机、连轧管机、三辊连轧管机等；按照机架形式及内变形 工具的类型，纵轧基本可分三类：空心、长芯棒、短芯头 21.连轧管机组有哪些优点？ 1. 在连续的 8－9 机架中以大压下量一次完成一次完成轧制，高效获得长尺长尺钢管（33 米、 240 根／时） 。 2．钢管质量高质量高：可减小穿孔变形，从而↓穿孔表面缺陷↓穿孔表面缺陷。交替轧制钢管，消除 穿孔螺旋壁厚不均，调质磨光的特殊