CN102553965A - 三通制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种三通制造方法，包括将第一板坯加热后放置于三通带支管半部分凹模中，并在凸模的作用下形成三通上半带支管部分；所述凸模具有板坯压缩端和三通主管成型体；将第二板坯加热后放置于三通不带支管半部分凹模中，并在凸模的作用下形成三通下半不带支管部分；将所述三通上半带支管部分和所述三通下半不带支管部分焊接，形成双焊缝大口径三通。本发明提供的一种三通制造方法，可制造双焊缝大口径三通，可消除多次热加工对焊缝质量带来的影响，同时可避免焊缝承受三通挤压制造过程带来的应力。

Description

三通制造方法
技术领域
本发明涉及机械产品制造领域，特别涉及一种双焊缝大口径三通制造方法。
背景技术
三通是一种常用的管道配件，在石油天然气等管道建设中，大口径三通(目前最大口径三通直径达1219mm)的应用逐渐增加。目前，三通的制造过程主要是采用合适的管坯，通过压拔过程形成三通支管，从而生产三通产品。对于直径较小的三通，可采用无缝钢管，通过冷、热挤压成形的工艺制造。对于直径600mm以上的三通，由于没有合适的无缝钢管坯，故通常采用焊制管坯，采用热挤压成形的方式制造。
具体来讲，焊制管坯热挤压生产三通的过程是：(1)钢板经卷制焊接后形成管坯；(2)将管坯加热后置于三通模具中，在压力机的作用下完成三通支管处鼓包的过程，此过程可能需反复进行多次，也就是说，管坯要进行多次加热；(3)鼓包处开孔，进行支管的热压拔过程，此过程也需对管坯多次加热；(4)三通整体热处理。
从以上介绍和分析可以看出，焊制的管坯在制造三通的过程中，管坯及其焊缝要经历数次加热和冷却过程，材料组织和性能会发生较大变化；另外，在热挤压过程中，管坯焊缝要经历多次变形，这也对焊缝性能带来了影响。多次加热会导致焊缝组织变化较大，容易出现强韧性降低，甚至低于工程标准的问题；挤压变形则容易导致焊缝出现裂纹。
采用管坯制造热挤压三通，无法避免焊缝的多次热加工和加载变形。随着管道输送压力的提高，三通管材和焊缝的强度等级不断提高，焊缝对热加工和受力变形更加敏感，这就增加了高强度大口径三通的制造难度。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种可消除多次热加工对焊缝质量带来影响和避免焊缝承受三通挤压制造过程带来应力的三通制造方法。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种三通的制造方法，包括：
将第一板坯加热后放置于三通带支管半部分凹模中，并在凸模的作用下形成三通上半带支管部分；所述凸模具有板坯压缩端和三通主管成型体；
将第二板坯加热后放置于三通不带支管半部分凹模中，并在凸模的作用下形成三通下半不带支管部分；
将所述三通上半带支管部分和所述三通下半不带支管部分焊接，形成双焊缝大口径三通。
进一步地，所述第一板坯和所述第二板坯的宽度大于三通主管的直径；所述第一板坯的宽度大于第二板坯的宽度。
进一步地，所述第一板坯的宽度是0.55πD～0.8πD；所述三通上半带支管部分的横截面周长是0.5πD，所述D为三通主管直径。
进一步地，所述三通下半不带支管部分的横截面周长是0.5πD，所述D为三通主管直径。
进一步地，所述三通主管成型体为半圆形柱体；
所述板坯压缩端为长方体，且长度大于三通主管成型体半圆形面的直径；
所述板坯压缩端的最大横截面固定在三通主管成型体的长方形截面，并在半圆形面的两端等距凸出。
进一步地，所述三通带支管半部分凹模的凹面为呈U形，从凹面的两端平行向外延伸出两条凹模内壁，且凹模的凹面的底部中心竖直向外有一通孔。
进一步地，所述三通带支管半部分凹模深度为2倍的三通主管半径。
进一步地，所述三通不带支管半部分凹模的凹面呈半圆形，从凹面的两端平行向外延伸出两条凹模内壁。
进一步地，所述三通不带支管半部分凹模深度为三通主管半径+20mm～三通主管半径+50mm。
进一步地，所述三通主管成型体半圆形面的半径、三通带支管半部分凹模的凹面的半径和三通不带支管半部分凹模的凹面的半径相等。
进一步地，所述三通带支管半部分和三通不带支管半部分焊接的2条焊缝分别位于三通主管上距支管开口方向90°和270°处，方向与三通主管开口方向平行。
本发明提供的一种双焊缝大口径三通制造方法，可制造双焊缝大口径三通，可消除多次热加工对焊缝质量带来的影响，同时可避免焊缝承受三通挤压制造过程带来的应力。
附图说明
图1a为三通用凸模结构的正视图；
图1b为三通用凸模结构的侧视图；
图2a为三通带支管半部分凹模结构的正视图；
图2b为三通带支管半部分凹模结构的剖视图；
图3a为三通不带支管半部分凹模的正视图；
图3b为三通不带支管半部分凹模的剖视图；
图4a为三通上半带支管半部分的正视图；
图4b为三通上半带支管半部分的侧视图；
图5a为三通下半不带支管部分的正视图；
图5b为三通下半不带支管部分的侧视图；
图6a为双焊缝大口径三通结构的正视图；
图6b为双焊缝大口径三通结构的侧视图。
具体实施方式
本发明实施例提供的一种双焊缝大口径三通制造技术，包括可采用板坯制造大口径三通的模具，以及双焊缝大口径三通制造工艺。
可采用板坯制造大口径三通的模具包括凸模(图1a、图1b所示)、三通带支管半部分凹模(图2a、图2b所示)和三通不带支管半部分凹模(图3a、图3b所示)。凸模具有板坯压缩端1和三通主管成型体2。板坯压缩端1为长方体，且长度大于三通主管成型体2半圆形面的直径；三通主管成型体2为半圆形柱体。板坯压缩端1的最大横截面固定在三通主管成型体2的截面，并在半圆形面的两端等距凸出，从而形成三通壁厚。三通带支管半部分凹模的凹面4为呈U形，从凹面的两端平行向外延伸出两条凹模内壁5，且凹模底部中心竖直向外有一通孔3。三通带支管半部分凹模深度为2倍的三通主管4的半径，通孔3的作用是在凸模的作用下成型三通支管。三通不带支管半部分凹模6的凹面呈半圆形，从凹面的两端平行向外延伸出两条凹模内壁7。三通不带支管半部分凹模深度为三通主管4的半径+(20～50mm)。三通主管成型体半圆形面的半径、三通带支管半部分凹模的凹面的半径和三通不带支管半部分凹模的凹面的半径相等。
本发明实施例提供的双焊缝大口径三通制造方法，包括：
步骤10、裁剪2块板坯，两块板坯的长度均为三通主管长度；其中，第一板坯其宽度是(0.55～0.8)πD；第二板坯其宽度为0.5πD。D为三通主管直径。
步骤20、将2块板坯加热后分别在上述模具中成型。其中，将第一板坯放置于三通带支管半部分凹模中，第一板坯的带支管半部分板坯宽度由(0.55～0.8)πD压缩为0.5πD，金属环向流动形成支管处鼓包和三通肩部增厚区，在凸模的作用下，并利用成熟的三通支管成型工艺形成如最终成型为图4a、图4b所示的三通上半带支管半部分(其主管横截面周长是0.5πD)；将第二板坯加热后放置于三通不带支管半部分凹模中，在凸模的作用下，成型为如图5a、图5b所示的三通下半不带支管部分(其主管横截面周长是0.5πD)。
步骤30、将三通两半部分(图4b、图5b所示)采用已有的焊接工艺进行对焊成型，形成图6a、图6b所示双焊缝大口径三通。该双焊缝大口径三通包括三通主管8、支管3和焊缝10。焊缝10位置位于三通主管8上距支管3开口方向90°和270°处，方向与三通主管8开口方向平行。
步骤40、利用已有工艺对三通进行外观处理，形成最终三通产品。
本发明提供的一种双焊缝大口径三通制造技术，可制造双焊缝大口径三通。同采用单焊缝管坯制造的三通相比，双焊缝三通可消除多次热加工对焊缝质量带来的影响，同时可避免焊缝承受三通挤压制造过程带来的应力。本发明适用于应用三通的各个行业或工程，对于无法采用无缝钢管制造的大口径三通尤其适用。目前，油气输送等管道建设趋于高压大容量，管道配件用材料的强度和口径都因此增加，采用双焊缝大口径三通，可消除或减少热加工和变形应力对焊缝质量的影响，从而有效提高三通质量。因此，此发明的应用前景良好。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种三通制造方法，其特征在于，包括：
将第一板坯加热后放置于三通带支管半部分凹模中，并在凸模的作用下形成三通上半带支管部分；所述凸模具有板坯压缩端和三通主管成型体；
将第二板坯加热后放置于三通不带支管半部分凹模中，并在凸模的作用下形成三通下半不带支管部分；
将所述三通上半带支管部分和所述三通下半不带支管部分焊接，形成双焊缝大口径三通。
2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于：
所述第一板坯和所述第二板坯的宽度大于三通主管的直径；所述第一板坯的宽度大于第二板坯的宽度。
3.根据权利要求2所述的制造方法，其特征在于：
所述第一板坯的宽度是0.55πD～0.8πD；所述三通上半带支管部分的主管横截面周长是0.5πD，所述D为三通主管直径。
4.根据权利要求2所述的制造方法，其特征在于：
所述三通下半不带支管部分的主管横截面周长是0.5πD，所述D为三通主管直径。
5.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于：
所述三通主管成型体为半圆形柱体；
所述板坯压缩端为长方体，且长度大于三通主管成型体半圆形面的直径；
所述板坯压缩端的最大横截面固定在三通主管成型体的长方形截面，并在半圆形面的两端等距凸出。
6.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于：
所述三通带支管半部分凹模的凹面为呈U形，从凹面的两端平行向外延伸出两条凹模内壁，且凹模的凹面的底部中心竖直向外有一通孔。
7.根据权利要求6所述的制造方法，其特征在于：
所述三通带支管半部分凹模深度为2倍的三通主管半径。
8.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于：
所述三通不带支管半部分凹模的凹面呈半圆形，从凹面的两端平行向外延伸出两条凹模内壁；
所述三通不带支管半部分凹模深度为三通主管半径+20mm～三通主管半径+50mm。
9.根据权利要求5所述的制造方法，其特征在于：
所述三通主管成型体半圆形面的半径、三通带支管半部分凹模的凹面的半径和三通不带支管半部分凹模的凹面的半径相等。
10.根据权利要求1-9任一项所述的三通的制造方法，其特征在于，
所述三通带支管半部分和三通不带支管半部分焊接的2条焊缝分别位于三通主管上距支管开口方向90°和270°处，方向与三通主管开口方向平行。
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