焊管史话之四 对接焊管批量生产时代的来临（上）.pdfVIP

· 72· 焊管 ．第33卷第5期．2010年5月 ●学 习 园地 焊管史话之四 对接焊管批量生产时代的来临(上) 在钢管行业发明史上，CorneliusWhitehouse与发明了无缝钢管批量生产方式的德 国Mannesmann兄弟 以及 电阻焊管的先行者美国人 G．V．Johnston齐名，CorneliusWhitehouse开创了对接焊管批量生产时代 ，其 方法经持续改进，在欧洲和美国应用了一个多世纪。 CorneliusWhitehouse生于 1795年，是 Oldbury一个枪械工匠的儿子。关于他个人信息留下的很少，留 下的最有价值的就是他的发明专利。Whitehouse的孩提时代是在铁匠铺里度过的，他20岁时已经熟练掌 握了这些技术，为当地最大的制刀匠EdwardElWel1工作。在那里他很幸运地遇到了一个从事枪管制造的 叫JamesRussell的人 ，Russell看到了Whitehouse的发明的价值 ，并利用这个发明使之成为了“钢管之王”。 Russell经常带着他用锤击对接焊法制造的枪管和钢管到Elwell的店铺修磨和精整，因钢管表面非常 粗糙，这对Whitehouse来说是件很困难的工作，因此Whitehouse就思考怎么提升钢管的质量。他很快想到 一 个方法，就是牵拉钢坯端部使之通过圆锥形的模子，长管就能实现一次工序制造。因为既没有资金也没 有属于自己设备，Whitehouse只能在很小比例的模型上进行可行性验证。他用火钳夹住 圆锥形的半环，然 后用同事的力气拖动加热后的钢坯通过。在高温下，钢坯被牵拉弯曲成形，其边部 良好地叠焊在一起。精 整过的管子非常圆，很难判断带钢的搭接部位在哪里。一有时间，他就重复地确定他这个方法的有效性。 3O岁时，Whitehouse感觉 自己可以独立了。他清醒的知道 自己掌握着财富的钥匙，但拿到这把金钥匙 的人不是Whitehouse的思想保守的老板Elwell，而是拥有慧眼的Russell。在检验了样管后，这个头脑敏锐 的人直觉地意识到这是一个革命性的改进，他将成为最有统治力的、谁都不能打败的钢管制造者。抑制住 对这个发明的惊人价值的兴奋 ，Russell向Whitehouse提 出，如果Whitehouse无条件转让该专利给他的话， 他将一次性买下这个专利，然后在专利使用期内每年给Whitehouse50英镑，同时在 自己的工厂里给white— house一个经理职位。双方就这样开始 了一个新纪元。Whitehouse于1825年2月26日被授予专利No． 5109(用于煤气等钢管的制造工)。 最初的方法 宽度与所要制造的钢管的周长一致的钢坯被加热到红热状态，放在模具的u型槽上，然后 由直径 等于或略小于钢管内径的上模压下，使之成型为开口管坯。上模被压下的同时，在侧面插入并压下边部 成型模，或者通过一个闭合的上模。通过这种工艺，初步的成型只需要一次加热即可。然后将大约开口 管坯的一半长度置于加热炉中。当这段管子达到熔点之下的白热温度 (1300～1350oC)时，从加热炉 伸 出的未加热的部分被牵引通过放置在炉子前的环形模具，头部被铁链牵拉。开始用手牵拉链条，后来 由水磨或蒸汽机来驱动。在前半段钢管焊接好之后，后半段也用相 同的方法加热和拉拔，这时拔好的部 分已经冷却而能承受拉拔。 因为焊管仅在上述两次加工之后缺少足够焊接强度，所以还需要一或两火的加工道次。在第三道 次之后则采用一个直径比前道工序小的环形模。当最终的拉拔道次完成之后，钢管达到红热温度，这时 钢管再经过更小直径的模具并去除飞边，获得精确外径的钢管。 初道次的拔模是开 口型的。下部固定在支撑上，上部一般 由弹簧托起。当加热的部分通过这个环 时，传动螺杆使上半环和下半环闭合。一个较早的改进是用长钳使拔模闭合 。这使得快速操作和简便 夹紧成为可能，同时消除了由夹紧螺杆带来的损伤。但对于大直径管子，需要两个强壮的工人在两侧同 时夹紧。 Whitehouse的钢管制造方法引起了一场我们现在难以想象的大变革。当时传统钢管长1．2～1．5m，新工 艺可以以很低的成本和高效率生产2．4m或者更长的管子。接缝焊接质量 良好，钢管有很好的表面质量和精 确的外径。 (本篇内容由北京钢铁研究总院新冶高科技集团有限公司王金飞、韩宝云编写)