焊管史话之十二+电阻焊管商业市场的形成（上）.pdfVIP

· 88· 焊管 ·第34卷第10期．2011年10月 ● 学 习 园地 焊管史话之十二 电阻焊管商业市场的形成 (上) 第一次世界大战之后 ，电阻焊管在美国被广泛应用。形成满负荷生产和供不应求的商业市场 ，市 场突破的根基是 1921年美国金属铸造公司GustaveVictorJohnston发明的第 1388434号专利 ：薄壁 管 对接 电阻焊的方法和装置。该专利发布后不久就转让给 了著名的共和国钢铁公 司，因此其他公 司未获 授权不得采用．直至 1935年专利过期。 在该专利有效期 内．共和 国钢铁公司不断对 Johnston的工艺进行完善 ，使其在与冷拔无缝钢管的 竞争中获得优势，占领了美国市场，特别是小直径薄壁钢管市场。由于该专利的限制，相继出现了许 多其他的工艺，如 ：在美国得到商业生产应用的直流焊管工艺、美国人 J．L．Adams发 明的感应焊管工 艺．以及捷克斯洛伐克人 JohannHarmatta发明的焊管工艺。 1 G．V．Johnston的焊管专利技术 此项专利包括焊接装置和成型工艺方法 ．先把钢带轧制成开 口管坯 ．管坯的对接边由相互绝缘的 两个旋转的电极轧辊进行 引导，导入商用交流 电 (50～60Hz)对边部进行加热，同时施加挤压力进行 焊接 此工艺可 以用于连续生产 首先把与成品外径对应宽度的原料轧制成开缝钢管。成型是由四道初成型 (三组水平辊和一组立 辊)和两道精成型来完成。成型的开缝钢管 由焊缝引导装置进给到电极辊。电极辊由两个相互绝缘的 铜合金盘构成。各 自压住钢带两个边部并随钢管前进而旋转。焊接轧辊孔型比开缝钢管外径稍小，这 样就可以通过挤压量对钢管边部施加压力形成焊接 。 焊接 电流通过电刷从 隔离式稳定变压器的次级线 圈流到电极辊 中。电流通过焊接点在 电极辊 间流 动 ．通过接触 电阻加热钢 带边部 。使之迅速达到焊接温度 ，并且在 电极辊和焊接辊的挤压下熔融焊 接。焊接之后紧跟着就是定径辊 ，在定径和矫直钢管的同时压平钢管上的焊缝。成型辊、精成型辊 、 焊接辊 以及定径辊通过齿轮箱连接 ，且被 同一个 电机整体驱动 。 Johnston工艺与早期的工艺相比有以下 3方面的优点 ： (1)可以集中对钢带边部很窄的范围进行加热 ： (2)焊接可以在瞬间完成 ，因为加热和挤压是在 同一个位置 同时进行 ，焊接辊的中心线与电极轧 辊 是 一致 的 ： (3)只有很少的热量从钢带边处扩散 ，钢带边部基本没有变形 ，因此可以生产管壁更薄的钢管。 2 专利纷争 Johnson的专利在 当时引起 了相 当大的纷争 ，因为当时与其很相似 的生产工艺 已经在广泛应用。 很多制造商对此项专利提出质疑，然而Johnson专利 由一个非常有经验的专利代理人精心策划，周密 机敏地声明了与传统工艺一系列不同的技术特点，几经裁决，最终被授予专利。 之后克利夫兰的钢管公司接管美国金属铸造公司并取得 了专利权，但紧接着该公司被更大的共和 钢铁公司兼并。从此 ，只有得 到共和钢铁 公司的授权才可以使用此项专利 。此种情形一直持续到 1935年此项专利失效 在专利受保护的 l5年 中，共和钢铁公司及其 附属公司通过许可专利权 ，在美国及海外获得 了巨 大利益。没有获得专利授权的公司被迫遭受各种 困难来避免专利侵权。 共和钢铁公司在克利夫兰州、佛罗里达州等处建立了多个Johnston式电阻焊管厂。有资料显示这 些工厂可以生产的钢管外径为 3／8～4／2in (9．5～114．3mm)，壁厚为0_3～3．9mm，最大生产速度可达60 m／min。 最初 ，生产相 当不稳定 ．因此 Johnston不断地进行研 究改进 。他用金相显微镜发现 了制造环境和 焊接质量的关系．并为改进装置和工艺做 了大量的工作。Johnston的努力为很 多基本技术研 究奠定 了 基础 ．其成果对焊管制造技术影响深远 ，其 中包括 ：电流频率和焊接速度的关系；建立正确的焊接速 度 、电流和挤压力之间的关系；使用酸洗钢 带获得稳定的焊接条件 ；应用焊缝导向装置使得开缝管精 确的处于电极辊之下等等 。 (本篇 内容 由北京钢铁研究总院新冶高科技集团有限公司李胜 峰、韩宝云编写)