一种汽车传动轴管钢带边缘稳定平行对接工艺.pdf

本发明公开了一种汽车传动轴管钢带边缘稳定平行对接工艺，在高强高韧汽车传动轴管制造过程中，管坯依次经过3道次精成型变形，1道次导向工序，1道次挤压工序，根据高强钢钢带边缘必须达到稳定平行对接的要求，利用各成型装置的调节装置分别进行轧辊模具孔型调整，钢带在粗成型完成后，依次经过上述调整好的模具孔型，实现高强钢钢带边缘稳定平行对接，保证焊接质量的稳定性。本发明成型装置和所采用的模具结构简单，工作可靠，生产成本低，加工容易，装拆方便。

权利要求书
1.  一种汽车传动轴管钢带边缘稳定平行对接工艺，其特征是，包括以下步骤：
(1)首先由原始管坯经过3道次精成型变形，使管坯边缘对接型式为平行型；所述3 道次精成型变形过程分为第1道次精成型、第2道次精成型和第3道次精成型三个阶段， 其中，所述原始管坯是由钢带制成，边缘对接角度为60～70°：
第1道次精成型，精成型装置对管坯边缘进行下压，边缘弯曲角达到25.5～26.5°， 弯曲半径达到78～80mm，管坯边缘对接角度为39.5～40.5°；
第2道次精成型，精成型装置对管坯边缘继续下压，边缘弯曲角达到32.8～33.2°， 弯曲半径达到74.5～75.5mm，管坯边缘对接角度为19.7～20.3°；
第3道次精成型，精成型装置对管坯边缘再次下压，边缘弯曲角达到38.9～39.1°， 弯曲半径达到67.9～68.1mm，管坯边缘对接角度为-0.1～0.1°，完成管坯边缘对接角度为 平行型的成型过程；
(2)然后经过1道次导向工序，导向装置对形成的平行型管坯边缘平行型对接型式进 行保持，上导向辊与下导向辊采用双半径成型工艺，弯曲半径达到71.0～71.2mm，完成管 坯边缘对接角度为0°的保持过程和钢管管体稳定性控制过程；
(3)最后经过1道次挤压工序，所述挤压工序中，由4组辊挤压装置对经过导向后的 管坯边缘对接型式继续控制，2个上挤压辊与2个侧挤压辊采用双半径成型工艺，上挤压辊 弯曲半径达到87.4～87.6mm，侧挤压辊弯曲半径达到67.4～67.6mm，成型后进行焊接，完 成整个钢带边缘稳定平行对接过程。

2.  一种汽车传动轴管钢带边缘稳定平行对接工艺，其特征是，包括以下步骤：
(1)首先由原始管坯经过3道次精成型变形，使管坯边缘对接型式为平行型；所述3 道次精成型变形过程分为第1道次精成型、第2道次精成型和第3道次精成型三个阶段， 其中，所述原始管坯是由钢带制成，边缘对接角度为65°：
第1道次精成型，精成型装置对管坯边缘进行下压，边缘弯曲角达到26°，弯曲半径 达到79mm，管坯边缘对接角度为40°；
第2道次精成型，精成型装置对管坯边缘继续下压，边缘弯曲角达到33°，弯曲半径 达到75mm，管坯边缘对接角度为20°；
第3道次精成型，精成型装置对管坯边缘再次下压，边缘弯曲角达到39°，弯曲半径 达到68mm，管坯边缘对接角度为0°，完成管坯边缘对接角度为平行型的成型过程；
(2)然后经过1道次导向工序，导向装置对形成的平行型管坯边缘平行型对接型式进 行保持，上导向辊与下导向辊采用双半径成型工艺，弯曲半径达到71.1mm，完成管坯边缘 对接角度为0°的保持过程和钢管管体稳定性控制过程；
(3)最后经过1道次挤压工序，所述挤压工序中，由4组辊挤压装置对经过导向后的 管坯边缘对接型式继续控制，2个上挤压辊与2个侧挤压辊采用双半径成型工艺，上挤压辊 弯曲半径达到87.5mm，侧挤压辊弯曲半径达到67.5mm，成型后进行焊接，完成整个钢带边 缘稳定平行对接过程。

3.  根据权利要求1或2所述的汽车传动轴管钢带边缘稳定平行对接工艺，其特征是： 所述钢带的屈服强度≥700MPa。

说明书一种汽车传动轴管钢带边缘稳定平行对接工艺
技术领域
本发明涉及高强高韧汽车传动轴管钢带制造工艺，具体地说是一种高强高韧汽车传动 轴管钢带边缘稳定平行对接工艺。
背景技术
随着国家节能减排的发展战略要求，汽车轻量化已成为2010年以后汽车行业关注的焦 点，特别是用于重型载货汽车的传动轴管，由于载货量大，因此需要传递大扭矩。当前普 通强度汽车传动轴管要实现传递大扭矩的要求，只能使轴管壁厚越来越厚，导致重量增加， 这与汽车轻量化相违背。因此壁薄、质量轻、强度高、韧性好的汽车传动轴管是各生产厂 家的研发目标。
钢带边缘稳定平行对接工艺是高强高韧汽车传动轴管制造工艺中关键工艺之一，目前 采用的钢带边缘对接型式主要有三种：V型、倒V型、I(平行)型，V型和倒V型对接型 式，容易造成钢带边缘内外壁加热不均匀，熔渣不容易排出焊缝，易形成焊缝裂纹。I型对 接型式一般适用于薄壁钢管焊接，由于高强高韧汽车传动轴管大多是薄壁，因此，I型对接 型式特别适用于其焊接。但如何控制钢带边缘实现稳定I型对接，成为当前各个制造厂家 的技术难题。有些厂家平行对接不稳定，导致焊缝质量不稳定，使用过程中经常出现焊缝 开裂问题。出现I型对接不稳定的主要原因是：1、精成型控制钢带边缘对接型式工艺参数 设计不合理。2、导向工序缺少钢管管体稳定性控制工艺。3、挤压工艺参数控制方法不合 理。
中国专利CN103736790A公开了一种高强度汽车传动轴管双道次W弯曲组合成型工艺， 将钢带依次经过15道次成型装置成型，其中包括顺次连接的2道次具有“W”孔型的成 型装置、4道次水平辊大变形成型装置、3道次立辊成型装置和6道次精成型装置，根据 钢带厚度和成型变形量的要求，利用各变形装置的调节装置分别进行轧辊模具孔型调整， 钢带依次经过上述调整好的模具孔型，实现高强度汽车传动轴管的组合弯曲成型。而此专 利的不足之处在于：1、精成型工艺参数中，忽视了钢带边缘对接角度参数的合理设计，经 过第1架次精成型后，钢带边缘对接角度为60°，经过第2架次精成型后，钢带边缘对接 角度为40°，经过第3架次精成型后，钢带边缘对接角度为20°，由于对接角度设计不合 理，经过导向和挤压后，很难保证得到I型对接。2、导向工序中没有涉及钢管管体稳定性 控制工艺，会造成管体因钢管管体回弹而进入挤压工序时出现边缘对接角度不稳定的问题。
中国专利CN102825437公开了高强度汽车传动轴管ERW焊接工艺,此专利的缺点在于： 此焊接工艺在经过高频焊接之后，必须进行焊缝热处理，才能满足钢管的力学性能要求。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种汽车传动轴管钢带边缘稳定平行对接 工艺，解决当前精成型控制钢带边缘对接型式工艺参数设计不合理、导向工序缺少钢管管 体稳定性控制工艺、挤压工艺参数控制方法不合理的问题，从而导致高强钢钢带边缘不能 实现稳定平行对接的技术难题，避免夹杂物不能完全排出焊缝，出现焊缝质量不稳定的现 象。
为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种汽车传动轴管钢带边缘稳定平行对接工艺，包括以下步骤：
(1)首先由原始管坯经过3道次精成型变形，使管坯边缘对接型式为平行型；所述3 道次精成型变形过程分为第1道次精成型、第2道次精成型和第3道次精成型三个阶段， 其中，所述原始管坯是由钢带制成，边缘对接角度为60～70°：
第1道次精成型，精成型装置对管坯边缘进行下压，边缘弯曲角达到25.5～26.5°， 弯曲半径达到78～80mm，管坯边缘对接角度为39.5～40.5°；
第2道次精成型，精成型装置对管坯边缘继续下压，边缘弯曲角达到32.8～33.2°， 弯曲半径达到74.5～75.5mm，管坯边缘对接角度为19.7～20.3°；
第3道次精成型，精成型装置对管坯边缘再次下压，边缘弯曲角达到38.9～39.1°， 弯曲半径达到67.9～68.1mm，管坯边缘对接角度为-0.1～0.1°，完成管坯边缘对接角度为 平行型的成型过程。
(2)然后经过1道次导向工序，导向装置对形成的平行型管坯边缘平行型对接型式进 行保持，上导向辊与下导向辊采用双半径成型工艺，弯曲半径达到71.0～71.2mm，完成管 坯边缘对接角度为0°的保持过程和钢管管体稳定性控制过程；
(3)最后经过1道次挤压工序，所述挤压工序中，由4组辊挤压装置对经过导向后的 管坯边缘对接型式继续控制，2个上挤压辊与2个侧挤压辊采用双半径成型工艺，上挤压辊 弯曲半径达到87.4～87.6mm，侧挤压辊弯曲半径达到67.4～67.6mm，成型后进行焊接，完 成整个钢带边缘稳定平行对接过程。
所述钢带的屈服强度≥700MPa。
边缘弯曲角是指钢带在成型过程中，钢带边缘变形时弯曲的角度。
在直缝高频焊管制造工艺中，双半径成型工艺是指采用两种以上的基本变形法进行组 合变形，它以挤压辊孔型半径或成品管半径为边缘弯曲半径，将钢带边缘弯曲到某一变形 角，并在以后各成型架次基本保持不变，而钢带中间部分的弯曲成型则按圆周弯曲成型法 进行变形分配。该方法成型过程较稳定，变形均匀，边缘相对伸长小，成型质量好。
本发明所述的精成型装置、导向装置和4组辊挤压装置，均为现有结构，属于本领域 技术人员熟知的技术，这里不再作过多的说明。在进行成型工艺之前，先按照顺序将各组 成型装置依次对应孔型排列好，根据管坯成型变形量的要求调节好合适的模具孔型。设备 具体信息如下：
序号 名称 型号 制造厂家 1 精成型装置 GJY140 石家庄轴承设备有限公司 2 导向装置 DXY140 石家庄轴承设备有限公司 3 4组辊挤压装置 JYY140 石家庄轴承设备有限公司
本发明的有益效果是：本发明工艺简单，经过3道次精成型变形，使钢带边缘对接型 式为平行型；再经过1道次导向工序，对已形成的平行型钢带边缘对接型式进行稳定保持； 最后经过1道次挤压工序，使钢带边缘在焊接时成稳定平行对接。此工艺保证了钢带边缘 对接型式稳定平行对接，有效解决了V型和倒V型对接而导致钢带边缘加热不均匀的难题， 提高了焊缝焊接质量的稳定性；钢带边缘对接型式采用的装置结构简单，工作可靠，生产 成本低，加工容易，装拆方便。
经过高频焊接后，不需要经过焊缝热处理就能满足钢管力学性能要求，节省了焊缝热 处理消耗的电能，节省了操作人员，节省了设备投入。本发明的钢带边缘稳定平行对接的 控制工艺，在高频焊接后焊缝质量达到非常好的效果，致使不经过焊缝热处理就能达到力 学性能要求。
附图说明
图1为本发明工艺原理图；
图2为本发明实施例2经过第1架次精成型后的管坯边缘对接状态图；
图3为本发明实施例2经过第2架次精成型后的管坯边缘对接状态图；
图4为本发明实施例2经过第3架次精成型后的管坯边缘对接状态图；
图5为本发明实施例2经过导向工序后的管坯边缘对接状态图；
图6为本发明经过挤压工序后的管坯边缘对接状态图。
其中，1、第1道次精成型后的管坯边缘对接状态，2、第2道次精成型后的管坯边缘 对接状态，3、第3架次精成型后的管坯边缘对接状态，4、导向成型后的管坯边缘对接状 态，5、挤压成型后的管坯边缘对接状态。
具体实施方式
实施例1
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
如图1所示，一种汽车传动轴管钢带边缘稳定平行对接工艺，包括以下步骤：
(1)首先由原始管坯经过3道次精成型变形，使管坯边缘对接型式为平行型；所述3 道次精成型变形过程分为第1道次精成型、第2道次精成型和第3道次精成型三个阶段， 其中，所述原始管坯是由钢带制成，边缘对接角度为60°：
第1道次精成型，精成型装置对管坯边缘进行下压，边缘弯曲角达到25.5°，弯曲半 径达到78mm，管坯边缘对接角度为39.5°；
第2道次精成型，精成型装置对管坯边缘继续下压，边缘弯曲角达到32.8°，弯曲半 径达到74.5mm，管坯边缘对接角度为19.7°；
第3道次精成型，精成型装置对管坯边缘再次下压，边缘弯曲角达到38.9°，弯曲半 径达到67.9mm，管坯边缘对接角度为-0.1°，完成管坯边缘对接角度为平行型的成型过程。
(2)然后经过1道次导向工序，导向装置对形成的平行型管坯边缘平行型对接型式进 行保持，上导向辊与下导向辊采用双半径成型工艺，弯曲半径达到71.0mm，完成管坯边缘 对接角度为0°的保持过程和钢管管体稳定性控制过程；
(3)最后经过1道次挤压工序，所述挤压工序中，由4组辊挤压装置对经过导向后的 管坯边缘对接型式继续控制，2个上挤压辊与2个侧挤压辊采用双半径成型工艺，上挤压辊 能整体上下移动,每个上挤压辊也能单独上下移动调节,使上挤压辊弯曲半径达到87.4mm； 两个侧挤压辊能单独向里或向外移动,使侧挤压辊弯曲半径达到67.4mm，成型后进行焊接， 完成整个管坯边缘稳定平行对接过程。
其中，图1中1为第1道次精成型后的管坯边缘对接状态，2为第2道次精成型后的 管坯边缘对接状态，3为第3架次精成型后的管坯边缘对接状态，4为导向成型后的管坯边 缘对接状态，5为挤压成型后的管坯边缘对接状态。
所述钢带的屈服强度≥700MPa。
本发明所述的精成型装置、导向装置和4组辊挤压装置，均为现有结构，属于本领域 技术人员熟知的技术，这里不再作过多的说明。在进行成型工艺之前，先按照顺序将各组 成型装置依次对应孔型排列好，根据管坯成型变形量的要求调节好合适的模具孔型。
具体效果：
1、焊缝压扁试验
钢带在V型、反V型和不稳定状态下的I型对接状态，焊接后，焊缝压扁试验过程中， 两平板间距离为钢管公称外径2/3时就会出现焊缝裂纹，而采用本实施例1钢带边缘稳定 平行对接工艺，焊缝压扁试验过程中，两平板间距离为钢管公称外径4/5时未出现焊缝裂 纹。
2、扭转试验
扭转试验时，采用本发明实施例1钢带边缘稳定平行对接工艺制造的钢管，屈服扭矩 值比采用V型、反V型和不稳定状态下的I型工艺制造的钢管高出2195N.m。
实施例2
如图1所示,一种汽车传动轴管钢带边缘稳定平行对接工艺，包括以下步骤：
(1)首先由原始管坯经过3道次精成型变形，使管坯边缘对接型式为平行型；所述3 道次精成型变形过程分为第1道次精成型、第2道次精成型和第3道次精成型三个阶段， 其中，所述原始管坯是由钢带制成，边缘对接角度为65°：
如图2所示,第1道次精成型，精成型装置对管坯边缘进行下压，边缘弯曲角达到26°， 弯曲半径达到79mm，管坯边缘对接角度为40°；
如图3所示,第2道次精成型，精成型装置对管坯边缘继续下压，边缘弯曲角达到33°， 弯曲半径达到75mm，管坯边缘对接角度为20°；
如图4所示,第3道次精成型，精成型装置对管坯边缘再次下压，边缘弯曲角达到39°， 弯曲半径达到68mm，管坯边缘对接角度为0°，完成管坯边缘对接角度为平行型的成型过 程。
(2)如图5所示,然后经过1道次导向工序，导向装置对形成的平行型管坯边缘平行 型对接型式进行保持，上导向辊与下导向辊采用双半径成型工艺，弯曲半径达到71.1mm， 完成管坯边缘对接角度为0°的保持过程和钢管管体稳定性控制过程；
(3)如图6所示,最后经过1道次挤压工序，所述挤压工序中，由4组辊挤压装置对 经过导向后的管坯边缘对接型式继续控制，2个上挤压辊与2个侧挤压辊采用双半径成型工 艺，上挤压辊能整体上下移动,每个上挤压辊也能单独上下移动调节,使上挤压辊弯曲半径 达到87.5mm；两个侧挤压辊能单独向里或向外移动,使侧挤压辊弯曲半径达到67.5mm，成 型后进行焊接，完成整个管坯边缘稳定平行对接过程。
具体效果：
1、焊缝压扁试验
钢带在V型、反V型和不稳定状态下的I型对接状态，焊接后，焊缝压扁试验过程中， 两平板间距离为钢管公称外径2/3时就会出现焊缝裂纹，而采用本实施例1钢带边缘稳定 平行对接工艺，焊缝压扁试验过程中，两平板间距离为钢管公称外径4/5时未出现焊缝裂 纹。
2、扭转试验
扭转试验时，采用本发明实施例1钢带边缘稳定平行对接工艺制造的钢管，屈服扭矩 值比采用V型、反V型和不稳定状态下的I型工艺制造的钢管高出2200N.m。
实施例3
如图1所示，一种汽车传动轴管钢带边缘稳定平行对接工艺，包括以下步骤：
(1)首先由原始管坯经过3道次精成型变形，使管坯边缘对接型式为平行型；所述3 道次精成型变形过程分为第1道次精成型、第2道次精成型和第3道次精成型三个阶段， 其中，所述原始管坯是由钢带制成，边缘对接角度为70°：
第1道次精成型，精成型装置对管坯边缘进行下压，边缘弯曲角达到26.5°，弯曲半 径达到80mm，管坯边缘对接角度为40.5°；
第2道次精成型，精成型装置对管坯边缘继续下压，边缘弯曲角达到33.2°，弯曲半 径达到75.5mm，管坯边缘对接角度为20.3°；
第3道次精成型，精成型装置对管坯边缘再次下压，边缘弯曲角达到39.1°，弯曲半 径达到68.1mm，管坯边缘对接角度为0.1°，完成管坯边缘对接角度为平行型的成型过程。
(2)然后经过1道次导向工序，导向装置对形成的平行型管坯边缘平行型对接型式进 行保持，上导向辊与下导向辊采用双半径成型工艺，弯曲半径达到71.2mm，完成管坯边缘 对接角度为0°的保持过程和钢管管体稳定性控制过程；
(3)最后经过1道次挤压工序，所述挤压工序中，由4组辊挤压装置对经过导向后的 管坯边缘对接型式继续控制，2个上挤压辊与2个侧挤压辊采用双半径成型工艺，上挤压辊 能整体上下移动,每个上挤压辊也能单独上下移动调节,使上挤压辊弯曲半径达到87.6mm； 两个侧挤压辊能单独向里或向外移动,使侧挤压辊弯曲半径达到67.6mm，成型后进行焊接， 完成整个管坯边缘稳定平行对接过程。
具体效果：
1、焊缝压扁试验
钢带在V型、反V型和不稳定状态下的I型对接状态，焊接后，焊缝压扁试验过程中， 两平板间距离为钢管公称外径2/3时就会出现焊缝裂纹，而采用本发明钢带边缘稳定平行 对接工艺，焊缝压扁试验过程中，两平板间距离为钢管公称外径4/5时未出现焊缝裂纹。
2、扭转试验
扭转试验时，采用本发明钢带边缘稳定平行对接工艺制造的钢管，屈服扭矩值比采用V 型、反V型和不稳定状态下的I型工艺制造的钢管高出2198N.m。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的 限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需 要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。