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周彥立 祝文濤 振動(dòng)篩是燒結(jié)工藝中不可缺少的設(shè)備之一。燒結(jié)廠在燒結(jié)礦的分級作業(yè)中大多采用直線振動(dòng)篩或橢圓等厚篩。但這兩類振動(dòng)篩在使用過程中均容易出現(xiàn)篩分效率低、能耗高、設(shè)備維護(hù)費(fèi)用高、工作環(huán)境惡劣等缺點(diǎn)。雖然有的廠家對其進(jìn)行了局部的改進(jìn)創(chuàng)新，但仍然無法解決以上難題。最近幾年，節(jié)能、環(huán)保、降耗成為國家可持續(xù)發(fā)展的主要方向，特別是新環(huán)保法的出臺，大大提高了企業(yè)環(huán)境違法成本，節(jié)能環(huán)保受到鋼企的重視成為常態(tài)。為適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的需要，河南威猛振動(dòng)設(shè)備股份有限公司（以下簡稱威猛公司）改變傳統(tǒng)振動(dòng)設(shè)備的思維模式，圍繞節(jié)能降耗、環(huán)保第一的設(shè)計(jì)理念，成功研制出了WFPS型復(fù)頻篩。該振動(dòng)篩采用單層雙面篩板結(jié)構(gòu)，且采用模塊化設(shè)計(jì)和靜態(tài)密封，具有能耗低、環(huán)保性好、篩分效率高、故障低、維修方便等優(yōu)點(diǎn)，為燒結(jié)廠在新建項(xiàng)目及技術(shù)升級改造中帶來了節(jié)能環(huán)保、降本增效等多重效果，受到用戶好評。 該復(fù)頻篩的篩板工作時(shí)沿著篩板的垂直方向呈直線振動(dòng)，兩組激振器通過框架梁連接成矩形結(jié)構(gòu)，篩板固定在激振器的連接梁上，篩板大小根據(jù)處理能力和現(xiàn)場的安裝條件要求可由多段獨(dú)立振動(dòng)的篩分單元自由組合，整個(gè)篩面是由多個(gè)獨(dú)立的篩分單元組合而成，從進(jìn)料端到出料端，多段篩板的振幅和振動(dòng)強(qiáng)度可以單獨(dú)調(diào)節(jié)。篩條按照一定的間距排列，采用懸臂形式固定在篩板框架上，篩條在振動(dòng)過程中能夠發(fā)揮良好的彈性和二次振動(dòng)作用，篩條選用彈簧鋼，也可以根據(jù)耐磨要求選用合金鋼，以提高篩面的韌性、抗沖擊性和耐磨性。激振器配有智能加熱系統(tǒng)，完全解決了寒冷地區(qū)開機(jī)困難的問題。 該復(fù)頻篩與其它篩分機(jī)相比，具有以下特點(diǎn)：一是改變了傳統(tǒng)振動(dòng)篩篩面與篩箱一起振動(dòng)的結(jié)構(gòu)，采用多個(gè)篩分單元獨(dú)立振動(dòng)而篩箱和機(jī)架不振動(dòng)的運(yùn)動(dòng)方式，延長了篩箱的使用壽命。二是每個(gè)篩分單元具備獨(dú)立振源，可獨(dú)立振動(dòng)，拋棄了傳統(tǒng)的各段篩板同一個(gè)振源、同振幅、同振頻的振動(dòng)方式；可根據(jù)現(xiàn)場物料粒度分布、物料量的大小、每段篩面的振幅和振頻做適應(yīng)的調(diào)整，以達(dá)到處理量與篩分效率的最佳結(jié)合。三是篩箱不參振，運(yùn)動(dòng)部件少，參振質(zhì)量少，獨(dú)特的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使功率與傳統(tǒng)篩相比可以降到最低。四是篩箱不參振，實(shí)現(xiàn)靜態(tài)全封閉式結(jié)構(gòu)，使粉塵不外泄，滿足較高的環(huán)保要求。五是單層雙面自清理篩板，篩板間呈階梯布置，開孔率高，分層效果好，篩分效率高。六是激振器配有智能加熱系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)寒冷地區(qū)順利開機(jī)。七是模塊化設(shè)計(jì)，維修方便，減少了檢修及更換備件的時(shí)間。 目前，該復(fù)頻篩已先后在唐山建龍、唐山新寶泰、貴州諾亞、遷安九江線材、河北敬業(yè)等企業(yè)得到廣泛應(yīng)用，分別用于90平方米~500平方米燒結(jié)廠5mm、10mm、20mm燒結(jié)礦的分級。河北敬業(yè)的燒結(jié)廠在將原來的橢圓等厚篩更換為威猛公司復(fù)頻篩后，單機(jī)負(fù)荷由改造前的200kW減少至90kW，年節(jié)約電費(fèi)99萬元，返礦率減低了3.7%。一些燒結(jié)廠以往采用的傳統(tǒng)橢圓等厚篩由于參振質(zhì)量大，軸承要求高且容易發(fā)熱，易出現(xiàn)軸承抱死、燒軸承的現(xiàn)象，更換一臺設(shè)備的軸承需花費(fèi)幾萬元；更換為威猛復(fù)頻篩后，由于參振質(zhì)量輕，采用軸承小且不易發(fā)熱，使用壽命長，更換一臺設(shè)備的軸承費(fèi)用僅需幾千元，而且所消耗的油品僅為橢圓等厚篩的1/5。 應(yīng)用實(shí)踐表明，威猛復(fù)頻篩可解決傳統(tǒng)篩分機(jī)在使用過程中的難題，具有篩分效率高、能耗低、設(shè)備維護(hù)費(fèi)用低、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，其綜合性能遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)篩分機(jī)，可為用戶帶來良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

用于彈簧材料的預(yù)備熱處理和彈簧成型后的最后熱處理工藝流程如下: (1) 退火 熱成型彈簧用各種的圓鋼及硬鋼絲等,為了便于進(jìn)一步冷拔或切削,須進(jìn)行軟化或 球化退火以便降低材料的硬度,改善其切削性能或提高冷愬性變形能力,彈簧材料退火應(yīng)在有保護(hù)氣氛的爐內(nèi)加熱,以防止表面嚴(yán)重氧化或者脫碳,退火組織應(yīng)為球狀珠光體,硬度在180HB左右。 (2) 正火:對于某些彈簧,如扭桿彈簧,在熱加工時(shí)容易引起組織和性能不均勻,產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力。采用正火可以達(dá)到使組織勻細(xì)小,消除內(nèi)應(yīng)力,便于加工成形的目的。 (3) 淬火:彈簧淬火加熱時(shí),要特別注意防止表面脫碳、過熱或過燒、晶界氧化等缺陷,必須在有保護(hù)的氣氛或可控氣氛的爐內(nèi)加熱,或在彈簧上涂保護(hù)涂料后再露中加熱,然后根據(jù)鋼種采用水或油冷卻。但為了減少彈簧的畸變,避免開裂,提高強(qiáng)韌性,生產(chǎn)上已廣泛用馬氏體分級淬火和貝氏體等溫淬火,也可以再進(jìn)行貝氏體等溫淬火是,保溫較短時(shí)間,未達(dá)到貝氏體轉(zhuǎn)變終止線,保留一部分奧氏體,再繼續(xù)冷至室溫,使這部分奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體,在組織上兼有下貝氏體和奧氏體,在性能上兼有強(qiáng)度和韌性,是強(qiáng)韌化的一種方法。這些處理方法還需要進(jìn)行一次回火,由于此類熱處理的冷卻能力限制,只有截面小的彈簧才能采用這些淬冷工藝。 (4) 回火:彈簧淬火后應(yīng)及時(shí)回火,以便適應(yīng)降低硬度和脆性降低淬火內(nèi)應(yīng)力?；鼗鸺訜峋鶆?容易出現(xiàn)回火脆的彈簧鋼,回火加熱后應(yīng)適當(dāng)快冷。 彈簧用材有鋼和非鐵金屬,大部分乃為鋼材、供料狀態(tài)有棒料、絲料、板料、帶料。有些是在熱軋、冷軋、冷拔后進(jìn)行退火、淬火、會火/或貝氏體等溫淬火態(tài)的供貨,制成彈簧后再進(jìn)行最終熱處理。

1 粗規(guī)格生產(chǎn)技術(shù) 目前粗規(guī)格淬回火彈簧鋼絲的生產(chǎn)工藝流程主要有三種。 工藝流程一：熱軋線材→檢測→噴丸→渦流探傷→缺陷修磨→拉拔→感應(yīng)加熱淬回火熱處理→涂油→檢測→包裝； 工藝流程二：熱軋線材→檢測→酸洗→渦流探傷→缺陷修磨→拉拔→傳統(tǒng)加熱淬回火熱處理→涂油→檢測→包裝； 工藝流程三：熱軋線材→檢測→酸洗→磷化→拉拔→感應(yīng)加熱淬回火熱處理→渦流探傷→涂油→檢測→包裝。 采用工藝流程一的代表廠商是日本高周波熱煉及其合資企業(yè)，采用工藝流程二的代表廠商是日本杉田及其合資企業(yè)，國內(nèi)其他廠商采用工藝流程三。從純技術(shù)角度看，工藝流程一最先進(jìn)，它不但可以生產(chǎn)普通強(qiáng)度級的淬回火彈簧鋼絲，還可以生產(chǎn)2000MPa級高強(qiáng)度粗規(guī)格淬回火彈簧鋼絲。此外，還有三個(gè)優(yōu)勢，一是采用噴丸方法去除線材表面的氧化鐵皮，可以避免酸洗過程中殘留氫引起的鋼絲滯后斷裂，同時(shí)實(shí)現(xiàn)環(huán)境友好的清潔生產(chǎn)；二是采用渦流探傷后直接修磨去除線材表面殘存的缺陷，既可以避免因鋼絲表面缺陷引起的滯后斷裂，又可以節(jié)約鋼材；三是采用感應(yīng)加熱方式生產(chǎn)粗規(guī)格淬回火彈簧鋼絲，可實(shí)現(xiàn)鋼材晶粒的超細(xì)化，正常情況下成品鋼絲的晶粒度可達(dá)ASTM11級左右，而采用傳統(tǒng)加熱方式生產(chǎn)粗規(guī)格淬回火彈簧鋼絲晶粒度最大只能達(dá)到ASTM7級左右。相比之下，工藝流程三將渦流探傷工序安排在淬回火熱處理之后最不科學(xué)，原因有二：一是線材的表面缺陷會遺傳成品鋼絲，易增加因鋼絲表面缺陷引起滯后斷裂的幾率；二是給彈簧廠增加材料成本和管理難度以及增加卷簧工的工作量。 2 中、細(xì)規(guī)格生產(chǎn)技術(shù) 高端中、細(xì)規(guī)格淬回火彈簧鋼絲的生產(chǎn)工藝流程：熱軋線材→檢測→酸洗→扒皮→韌化熱處理→酸洗→磷化→拉拔→傳統(tǒng)加熱淬回火熱處理→檢測→渦流探傷→涂油→包裝。采用該工藝流程的代表廠商為日本鈴木金屬和住友電工；中端中、細(xì)規(guī)格淬回火彈簧鋼絲的生產(chǎn)工藝流程：熱軋線材→檢測→酸洗→磷化→拉拔→傳統(tǒng)加熱淬回火熱處理→檢測→渦流探傷→涂油→包裝。采用該工藝流程的代表廠商為鄭州金屬制品研究院有限公司及其全資子公司廣州奧賽鋼線科技有限公司；低端中、細(xì)規(guī)格淬回火彈簧鋼絲的生產(chǎn)工藝流程：熱軋線材→檢測→酸洗→磷化→拉拔→傳統(tǒng)加熱淬回火熱處理→檢測→涂油→包裝。采用該工藝流程的國內(nèi)代表廠商很多，在此不一一列舉。未來五年內(nèi)，這三種生產(chǎn)工藝流程仍將并存。

新日鐵住金公司研發(fā)了一種用于輸送天然氣、原油的高強(qiáng)度鋼管，其具有優(yōu)良的變形性能和低溫韌性，特別適用于地基變動(dòng)等變形容許極限較大的地區(qū)。 下面就本項(xiàng)技術(shù)的鋼板制造方法進(jìn)行介紹。 近年來，由于天然氣、原油的長距離輸送的需要，強(qiáng)度高的管線鋼管，受到關(guān)注需求量增大。管線鋼管的鋪設(shè)的環(huán)境多種多樣，例如鋪設(shè)于產(chǎn)生凍土地帶中的夏天和冬天的地基變動(dòng)、由海底的海流引起的外壓、由地震引起的地層變動(dòng)等的環(huán)境下。在這樣的環(huán)境下，有時(shí)因地基變動(dòng)等使管線鋼管產(chǎn)生彎曲和位移，因而要求即使在管線鋼管變形的情況下，也難以產(chǎn)生壓曲等的變形性能優(yōu)良的鋼管。 在之前的技術(shù)中，衡量變形性能優(yōu)良的鋼管的參數(shù)主要是加工硬化指數(shù)（n值），以及屈服強(qiáng)度與抗拉強(qiáng)度之比即屈服。然而，在凍土地帶等寒冷地區(qū)使用的管線鋼管，要求低溫韌性優(yōu)良，但對于得到變形性能、低溫韌性優(yōu)良的鋼板、鋼管的技術(shù)，并沒有進(jìn)行充分的研究。本項(xiàng)目就是對上述問題的研究，其研究成果可以抑制變形時(shí)壁厚的減少量、且變形性能和低溫韌性優(yōu)良的高強(qiáng)度鋼板、高強(qiáng)度鋼管以及它們的制造方法。 新日鐵住金的技術(shù)人員為解決上述難題進(jìn)行了研究，其結(jié)果發(fā)現(xiàn)通過調(diào)整蘭克福特（Lankford）值，可以使管線鋼的變形性能提高。以前，對于管線鋼管等中使用的鋼板和鋼管，并沒有進(jìn)行著眼于因地基變動(dòng)等引起的變形時(shí)壁厚的減少量的研究。作為評價(jià)變形時(shí)壁厚的減少量的指標(biāo)值，為人所知的是汽車用鋼板等領(lǐng)域的蘭克福特值。對于管線等中使用的鋼板和鋼管，尚未提出著眼于蘭克福特值而以謀求變形性能的提高為目的的技術(shù)。 研究結(jié)果獲得了如下的理論：1）在得到變形性能和低溫韌性優(yōu)良的高強(qiáng)度鋼板以及高強(qiáng)度鋼管方面，使具有規(guī)定的結(jié)晶方位的織構(gòu)的量最優(yōu)化，而且使有效晶體粒徑的大小最優(yōu)化是特別有效的。2）在使具有規(guī)定的結(jié)晶方位的織構(gòu)的量最優(yōu)化方面，熱軋時(shí)控制以壓下率為代表的各種制造條件是特別有效的，特別地，再結(jié)晶溫度以上的溫度區(qū)域中每一個(gè)道次的軋制的壓下率是非常重要的。本研究項(xiàng)目是基于上述的理論而進(jìn)行研究的結(jié)果，其技術(shù)要點(diǎn)如下所述： （1）一種變形性能和低溫韌性優(yōu)良的高強(qiáng)度鋼板，其特征在于：以質(zhì)量%計(jì)，含有C：0.03～0.08%、Si：0.01～0.50%、Mn：1.50～2.50%、P：0.015%以下、S：0.0050%以下、Al：0.001～0.080%、N：0.0010～0.0060%、Ti：0.005～0.030%、Nb：0.010～0.050%，剩余部分由Fe和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成；由下述式（A）表示的Ceq為0.35～0.50%，由下述式（B）表示的Pcm為0.15～0.25%，所述高強(qiáng)度鋼板由鐵素體和選自貝氏體以及馬氏體之中的任1種或者2種的復(fù)合組織構(gòu)成，壁厚中心部的有效晶體粒徑為20μm以下；在壁厚中心部，與板面平行的｛111｝面的X射線隨機(jī)強(qiáng)度比為0.5～5.0，｛554｝面的X射線隨機(jī)強(qiáng)度比為1.0～3.0，｛100｝面的X射線隨機(jī)強(qiáng)度比為3.0以下，｛112｝面以及｛223｝面各自的X射線隨機(jī)強(qiáng)度比為0.5～4.0；壁厚為25mm以上，抗拉強(qiáng)度為565MPa以上。 Ceq＝C＋Mn/6＋（Ni＋Cu）/15＋（Cr＋Mo＋V）/5 （A） Pcm＝C＋Si/30＋（Mn＋Cu＋Cr）/20＋Ni/60＋Mo/15＋V/10＋5B（B） 這里，C、Mn、Ni、Cu、Cr、Mo、V、Si、B為各元素的以質(zhì)量%計(jì)的含量。 （2）與鋼板的軋制方向成45°角的方向的蘭克福特值rD和板寬度方向的蘭克福特值rC分別為1.0以上。與鋼板的軋制方向成45°角的方向的蘭克福特值rD和板寬度方向的蘭克福特值rC越大，變形性能越是提高。在鋼板、鋼管的變形時(shí)，為了減少因壁厚的減少而產(chǎn)生壓曲等的可能性，rD、rC優(yōu)選為1.0以上，如果在1.1以上，則是更為優(yōu)選的。 （3）根據(jù)上述（1）所述的變形性能和低溫韌性優(yōu)良的高強(qiáng)度鋼板，其特征在于：以質(zhì)量%計(jì)，進(jìn)一步含有選自V：0.010～0.100%、Ni：1.0%以下、Cu：1.0%以下、Cr：1.0%以下、Mo：1.0%以下、B：0.0001～0.0020%、Ca：0.0040%以下、Mg：0.0010%以下、REM：0.005%以下中的1種或者2種以上的元素。 （4）一種變形性能和低溫韌性優(yōu)良的高強(qiáng)度鋼板的制造方法，其特征在于：在1000～1150℃的加熱溫度下對鋼坯進(jìn)行加熱；接著在再結(jié)晶溫度以上的溫度區(qū)域，將每1個(gè)道次的壓下率在所述加熱溫度為1000℃以上且低于1050℃時(shí)設(shè)定為5～10%、在所述加熱溫度為1050℃～1150℃時(shí)設(shè)定為10～15%，進(jìn)而將累計(jì)壓下率設(shè)定為35%以上而進(jìn)行軋制；接著在Ar[3]相變點(diǎn)以上且低于再結(jié)晶溫度的溫度區(qū)域，將累計(jì)壓下率設(shè)定為70～80%而進(jìn)行軋制；接著將Ar[3]相變點(diǎn)－50℃以上且低于Ar[3]相變點(diǎn)的溫度區(qū)域設(shè)定為冷卻開始溫度，將200～500℃的溫度區(qū)域設(shè)定為冷卻終止溫度而進(jìn)行水冷；其中，所述鋼坯以質(zhì)量%計(jì)，含有C：0.03～0.08%、Si：0.01～0.50%、Mn：1.50～2.50%、P：0.015%以下、S：0.0050%以下、Al：0.001～0.080%、N：0.0010～0.0060%、Ti：0.005～0.030%、Nb：0.010～0.050%，剩余部分由Fe和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成；由下述式（A）表示的Ceq為0.35～0.50%，由下述式（B）表示的Pcm為0.15～0.25%。 Ceq＝C＋Mn/6＋（Ni＋Cu）/15＋（Cr＋Mo＋V）/5 （A） Pcm＝C＋Si/30＋（Mn＋Cu＋Cr）/20＋Ni/60＋Mo/15＋V/10＋5B（B） 這里，C、Mn、Ni、Cu、Cr、Mo、V、Si、B為各元素的以質(zhì)量%計(jì)的含量。 進(jìn)一步含有V：0.010～0.100%、Ni：1.0%以下、Cu：1.0%以下、Cr：1.0%以下、Mo：1.0%以下、B：0.0001～0.0020%、Ca：0.0040%以下、Mg：0.0010%以下、REM：0.005%以下中的1種或者2種以上的元素。 將采用上述的制造方法得到的鋼板成形為管狀，然后將對接部進(jìn)行焊接。能夠得到變形時(shí)可以抑制壁厚的減少量、且變形性能和低溫韌性優(yōu)良的關(guān)系高強(qiáng)度鋼管。 首先，采用使用轉(zhuǎn)爐等的公知的熔煉方法熔煉上述組成的鋼水，然后采用連續(xù)鑄造等公知的鑄造方法由獲得的鋼水得到鋼坯。接著，將得到的鋼坯加熱至1000～1150℃的溫度。加熱溫度低于1000℃時(shí)，不能謀求奧氏體的充分的再結(jié)晶化，從而不能得到充分高的低溫韌性。加熱溫度超過1150℃時(shí)，因奧氏體晶粒粗大化而使有效晶體粒徑增大，從而低溫韌性降低。接著，在再結(jié)晶溫度以上的溫度區(qū)域，對于每1個(gè)道次的壓下率即累計(jì)壓下率/道次數(shù)的值，當(dāng)上述加熱溫度在1000℃以上且低于1050℃時(shí)設(shè)定為5～10%，當(dāng)上述加熱溫度在1050℃～1150℃時(shí)設(shè)定為10～15%，進(jìn)而將累計(jì)壓下率設(shè)定為35%以上而進(jìn)行軋制。當(dāng)累計(jì)壓下率低于35%時(shí)，不能充分實(shí)現(xiàn)由再結(jié)晶引起的奧氏體粒徑的微細(xì)化，從而有效晶體粒徑增大，低溫韌性降低。 每1個(gè)道次的壓下率在獲得目標(biāo)的結(jié)晶方位的織構(gòu)方面是特別重要的。以前，因設(shè)備上的制約，不會增大每1個(gè)道次的壓下率。但是，在本技術(shù)的鋼板、鋼管，為了獲得目標(biāo)的組織，每1個(gè)道次的壓下率需要在上述的范圍。如果每1個(gè)道次的壓下率偏離上述的范圍，則不能得到目標(biāo)的織構(gòu)分布。個(gè)別道次的壓下率即使有時(shí)因道次規(guī)程的原因等而偏離上述范圍也沒有關(guān)系，但優(yōu)選的是道次數(shù)的一半以上的道次的壓下率在上述的范圍，更為優(yōu)選的是所有的道次在上述的范圍。 在Ar[3]相變點(diǎn)以上且低于再結(jié)晶溫度的溫度區(qū)域，將累計(jì)壓下率設(shè)定為70%以上而進(jìn)行軋制。當(dāng)累計(jì)壓下率低于70%時(shí)，可以抑制｛554｝面的織構(gòu)的發(fā)達(dá)，對于X射線隨機(jī)強(qiáng)度比不能得到目標(biāo)值，rC值降低。接著，將Ar[3]相變點(diǎn)－50℃以上且低于Ar[3]相變點(diǎn)的溫度區(qū)域作為冷卻開始溫度，將200～500℃的溫度區(qū)域作為冷卻終止溫度而進(jìn)行水冷。當(dāng)冷卻開始溫度低于Ar[3]相變點(diǎn)－50℃時(shí)，鐵素體的生成得以促進(jìn)，不能得到目標(biāo)的強(qiáng)度。當(dāng)冷卻開始溫度在Ar[3]相變點(diǎn)以上時(shí)，可以抑制｛112｝面和｛223｝面各自的織構(gòu)的發(fā)達(dá)，對于X射線隨機(jī)強(qiáng)度比不能得到目標(biāo)值，rD值降低。當(dāng)冷卻終止溫度低于200℃時(shí)，可能導(dǎo)致生產(chǎn)率降低和氫致缺陷。當(dāng)冷卻終止溫度超過500℃時(shí)，不能得到目標(biāo)的強(qiáng)度。冷卻速度并沒有特別的限定，為1～10℃/s左右。 Ar[3]相變點(diǎn)由下述的數(shù)學(xué)式（C）求出。下述數(shù)學(xué)式（C）中的C、Si等分別是指鋼中的以質(zhì)量%計(jì)的各元素的含量。 Ar[3]＝868－396×C＋24.6×Si－69.1×Mn－36.1×Ni－20.7×Cu－24.8×Cr＋29.6×Mo （C） 將采用本項(xiàng)技術(shù)生產(chǎn)的鋼板成形為管狀，然后將對接部進(jìn)行焊接而得到鋼管。由鋼板成形為管狀的造管方法可以采用公知的UOE法、彎曲輥法等，對接部的焊接方法可以采用電弧焊接、激光焊接等。

日本JFE公司最近研發(fā)了一種使用激光束來對開口管的長邊方向的邊緣部進(jìn)行焊接的鋼管的制造方法，主要是涉及油井管或管線管等石油、天然氣體的開采、輸送所適用的激光焊接鋼管的制造方法。 2 工藝具體實(shí)施 1）先行激光束以及后行激光束的正焦點(diǎn)處的光斑直徑 在先行激光束3a、后行激光束3b的正焦點(diǎn)處的光斑直徑為0.3mm以下時(shí)，焊接時(shí)的焊縫的寬度變窄，產(chǎn)生坡口的熔融殘余。因此，使正焦點(diǎn)處的光斑直徑超過0.3mm。另一方面，如果光斑直徑超過1mm，則能量密度較小，所以小孔難以穩(wěn)定。因此，先行激光束3a、后行激光束3b的正焦點(diǎn)處的光斑直徑優(yōu)選在1mm以下。先行激光束3a、后行激光束3b的光斑形狀優(yōu)選為圓形，但也可以為橢圓形(oval figure)。在光斑形狀為橢圓形的情況下，需要正對焦處的短徑超過0.3mm。而且，鑒于與上述圓形的情況相同的理由，短徑優(yōu)選為1mm以下。 2）從開口管的上表面到焦點(diǎn)的距離 將從開口管的上表面到焦點(diǎn)的距離設(shè)為t(mm)，將開口管的鋼板厚設(shè)為T(mm)，如果從開口管的上表面到焦點(diǎn)的距離t超過3×T(即從上表面朝上方3T)，則焦點(diǎn)的位置過高，所以難以穩(wěn)定維持小孔。另一方面，如果超過-3×T(即從上表面朝下方3T)，則焦點(diǎn)的位置過深，所以容易從鋼板的背面(即開口管的內(nèi)表面)側(cè)產(chǎn)生飛濺物。因此，優(yōu)選將從開口管的上表面到焦點(diǎn)的距離t設(shè)定在-3×T-3×T的范圍內(nèi)。 3）如果將先行激光束3a的入射角θa和后行激光束3b的入射角θb設(shè)定為θa<θb，則從后行激光束3b所穿過的開口管1的上表面到背面的距離變長，所以后行激光束3b的能量衰減，加熱效率降低。因此，雖然獲得先行激光束3a對邊緣部2的預(yù)熱效果，但后行激光束3b對邊緣部2的熔融變得不穩(wěn)定。 另外，如果設(shè)定為θa=θb，則先行激光束3a和后行激光束3b的各小孔4容易合為一體而產(chǎn)生巨大的小孔，由此可能大量產(chǎn)生飛濺物。因此，需要將先行激光束3a和后行激光束3b的入射角設(shè)定為θa>θb。即，在先行激光束3a預(yù)熱邊緣部2時(shí)為了抑制飛濺物而增大傾斜角θa。在后行激光束3b熔融邊緣部2時(shí)為了提高加熱效率而減小傾斜角θb。 這樣，先行激光束3a預(yù)熱邊緣部2。而且先行激光束3a朝焊接進(jìn)行方向傾斜而照射，所以能夠抑制飛濺物的產(chǎn)生。接著，后行激光束3b熔融邊緣部2。此時(shí)邊緣部2被預(yù)熱，所以不產(chǎn)生飛濺物。結(jié)果，能夠減少飛濺物，進(jìn)而能夠防止下陷、不滿。 在先行激光束3a的入射角θa不足5°時(shí)，入射角θa過小，所以表現(xiàn)出與垂直照射先行激光束3a的情況相同的舉動(dòng)，無法得到抑制飛濺物的產(chǎn)生的效果。另一方面，如果入射角θa超過50°，則從先行激光束3a所穿過的開口管1的上表面到背面的距離變長，所以先行激光束3a的能量衰減，無法得到充分的預(yù)熱效果。因此，先行激光束3a的入射角θa優(yōu)選在5°～50°的范圍內(nèi)。 同樣，在后行激光束3b的入射角θb不足5°時(shí)，入射角θb過小，所以表現(xiàn)出與垂直照射后行激光束3b的情況相同的舉動(dòng)，無法得到抑制飛濺物的產(chǎn)生的效果。另一方面，如果入射角θb超過50°，則從后行激光束3b所穿過的開口管1的上表面到背面的距離變長，所以后行激光束3b的能量衰減，無法獲得充分的焊透深度。因此，后行激光束3b的入射角θb優(yōu)選在5°～50°的范圍內(nèi)。 4）開口管的背面?zhèn)鹊南刃屑す馐c后行激光束的中心點(diǎn)的間隔 將開口管1的背面?zhèn)鹊南刃屑す馐?a與后行激光束3b的中心點(diǎn)的間隔L設(shè)為1mm以上。如果間隔L在1mm以上，則在背面?zhèn)热鄢匮睾附舆M(jìn)行方向延伸，來自背面?zhèn)鹊娘w濺物的產(chǎn)生量減少，由此可得到?jīng)]有下陷、不滿的焊縫。但是如果間隔L超過10mm，則背面?zhèn)鹊娜鄢胤蛛x，所以容易產(chǎn)生飛濺物。因此，先行激光束3a與后行激光束3b的中心點(diǎn)的間隔L優(yōu)選在1mm～10mm的范圍內(nèi)。 5）壓縮量 在進(jìn)行激光焊接時(shí)，優(yōu)選對焊接部施加0.2mm～1.0mm的壓縮。在壓縮量不足0.2mm時(shí)，無法使由激光焊接產(chǎn)生的氣孔消失。另一方面，如果超過1.0mm，則激光焊接變得不穩(wěn)定，飛濺物的產(chǎn)生量增加。 6）激光束的激光輸出以及焊接速度 一般激光輸出越低，焊接速度越慢，則在激光焊接時(shí)產(chǎn)生的飛濺物越少。然而為了抑制飛濺物的產(chǎn)生而降低激光輸出和焊接速度意味著降低激光焊接鋼管的生產(chǎn)性。因此，在本技術(shù)中，優(yōu)選先行激光束3a和后行激光束3b的激光束的激光輸出合計(jì)超過16kW，并且以超過7m/min的焊接速度來進(jìn)行激光焊接。在激光輸出合計(jì)在16kW以下時(shí)，焊接速度變?yōu)?m/min以下，所以導(dǎo)致激光焊接鋼管的生產(chǎn)性降低。 在本技術(shù)中，即使是厚壁材料（例如厚度4mm以上）的開口管，也能夠不用通過高頻加熱等預(yù)熱邊緣部，來進(jìn)行激光焊接。但是，如果通過高頻加熱等對邊緣部進(jìn)行預(yù)熱，則能夠得到提高激光焊接鋼管的生產(chǎn)性等的效果。如果進(jìn)行基于高頻加熱的預(yù)熱則在焊接部形成堆高，但在激光焊接后通過切削或磨削除去該堆高就可更好地完成焊接部的表面性狀。 7）激光束的振蕩器 本技術(shù)所使用的激光束的振蕩器可以使用各種形態(tài)的振蕩器，優(yōu)選將氣體用作介質(zhì)的氣體激光器、將固體用作介質(zhì)的固體激光器、用光纖代替分散材料作為激光介質(zhì)的光纖激光器、盤狀激光器等?；蛘咭部梢允褂冒雽?dǎo)體激光器。 8）輔助熱源 可以從開口管1的外面?zhèn)壤幂o助熱源進(jìn)行加熱。該輔助熱源只要能夠加熱熔融開口管1的外表面，就對其結(jié)構(gòu)沒有特別限定。例如，優(yōu)選利用燃燒器熔化法、等離子體熔化法、TIG熔化法、電子束熔化法、激光熔化法等方法。 此外，優(yōu)選將輔助熱源與激光束的振蕩器配置為一體，其理由是如果輔助熱源和激光不配置為一體，則為了獲得輔助熱源的效果而需要較多的熱量，很難抑制焊接缺陷(例如下陷、不滿等)。并且，更優(yōu)選為使輔助熱源比激光束的振蕩器更靠前配置，其理由是能夠除去邊緣部的水分、油分。 優(yōu)選使用電弧作為優(yōu)選的輔助熱源。電弧的產(chǎn)生源使用能夠朝抑制熔融金屬燒穿的方向施加電磁力的裝置。此外，優(yōu)選電弧的產(chǎn)生源與激光束配置為一體。其理由如上所述，將在產(chǎn)生電弧的焊接電流的周邊產(chǎn)生的磁場的影響有效地施加于由激光束產(chǎn)生的熔融金屬。并且，更優(yōu)選為使電弧的產(chǎn)生源比激光束靠前配置。其理由是能夠除去邊緣部的水分、油分。 3 結(jié)語 如果本技術(shù)與氣體保護(hù)焊、添加填充金屬等以往公知的技術(shù)組合也會有效果。這樣的復(fù)合焊接的技術(shù)不僅適用于焊接鋼管的制造，還適用于厚鋼板的焊接。如以上所述，根據(jù)本技術(shù)，在制造激光焊接鋼管時(shí)適當(dāng)?shù)乇ＷC光斑直徑，并適當(dāng)排列兩道激光束，并且控制激光束的入射角等激光焊接的條件，從而能夠防止飛濺物的產(chǎn)生，能夠抑制焊接部的下陷、不滿，并且能夠不降低焊接效率而得到質(zhì)量良好的焊接部，能夠高合格率地穩(wěn)定制造激光焊接鋼管。得到的激光焊接鋼管能發(fā)揮激光焊接的優(yōu)點(diǎn)，使接縫的低溫韌性、耐腐蝕性優(yōu)良，適用于在寒冷地區(qū)、腐蝕環(huán)境下使用的油井管、管線管。

　無縫低合金方管是一種具有中空截面、周邊沒有接縫的長條鋼材。鋼管具有中空截面，大量用作輸送流體的管道，如輸送石油、天然氣、煤氣、水及某些固體物料的管道等。鋼管與圓鋼等實(shí)心鋼材相比，在抗彎抗扭強(qiáng)度相同時(shí)，重量較輕，是一種經(jīng)濟(jì)截面鋼材，廣泛用于制造結(jié)構(gòu)件和機(jī)械零件，如石油鉆桿、汽車傳動(dòng)軸、自行車架以及建筑施工中用的鋼腳手架等。 　　國內(nèi)目前生產(chǎn)低合金方管最大口徑為800*800*10-25，為世界口徑最大方管供應(yīng)商。世界第二的日本新日鐵方矩管生產(chǎn)線最大口徑為500mm*500mm*20mm。歐美國家目前最大口徑方矩形管為400*400*8mm-14mm。 　　用鋼管制造環(huán)形零件，可提高材料利用率，簡化制造工序，節(jié)約材料和加工工時(shí)，如滾動(dòng)軸承套圈、千斤頂套等，目前已廣泛用鋼管來制造無縫低合金方管。 　　低合金方管的性能特點(diǎn) ： 　　低合金方管塑性：塑性是指金屬材料在載荷作用下，產(chǎn)生塑性變形（永久變形）而不破壞的能力。 低合金方管硬度 硬度是衡量金屬材料軟硬程度的指針。目前生產(chǎn)中測定硬度方法最常用的是壓入硬度法，它是用一定幾何形狀的壓頭在一定載荷下壓入被測試的金屬材料表面，根據(jù)被壓入程度來測定其硬度值。 常用的方法有布氏硬度（HB）、洛氏硬度（HRA、HRB、HRC）和維氏硬度（HV）等方法。 　　低合金方管疲勞 ：前面所討論的強(qiáng)度、塑性、硬度都是金屬在靜載荷作用下的機(jī)械性能指針。實(shí)際上，許多機(jī)器零件都是在循環(huán)載荷下工作的，在這種條件下零件會產(chǎn)生疲勞。 　　低合金方管沖擊韌性：以很大速度作用于機(jī)件上的載荷稱為沖擊載荷，金屬在沖擊載荷作用下 抵抗破壞的能力叫做沖擊韌性。 　　低合金方管強(qiáng)度：強(qiáng)度是指金屬材料在靜荷作用下抵抗破壞（過量塑性變形或斷裂）的性能。由于載荷的作用方式有拉伸、壓縮、彎曲、剪切等形式，所以強(qiáng)度也分為抗拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度等。各種強(qiáng)度間常有一定的聯(lián)系，使用中一般較多以抗拉強(qiáng)度作為最基本的強(qiáng)度指針。