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螺旋焊管的螺旋线

2021-08-16

 螺旋线是在工程技术等许多领域都有广泛应用的空间曲线,根据它是在何种曲面上生成,可分为圆柱螺旋线、圆锥螺旋线和球面螺旋线三种。螺旋焊管的螺旋线属于圆柱螺旋螺旋线。


螺旋焊管生产的原则是一定宽度均匀厚度的带钢,在外力作用下发生弹性塑性弯曲变形,并沿一定的螺旋线而成一定直径的钢管。钢管表面平行钢管中线即轴线的直径称为母线。焊缝上一定点沿钢管的母线做等速直线运动,同时钢管又沿轴线作等速回转运动,则定点的运动轨迹就是螺旋线。确定钢管螺旋线有三个要素:其一是钢管标称外径;二是螺旋线上一定点旋转一周时前进的距离,称为导程,用P表示;三是旋向。按钢管旋转方向不同,可分为左螺旋线和右螺旋线两种。线上定点的运动分别遵循左手定则和右手定则。 


垂直钢管轴面切割两下,可得到一段短钢管。假定这段钢管长度恰好是一导程,那么钢管焊缝的两个端点的连线就是母线。沿这条母线割开钢管后,展开成矩形,则焊缝就是展开成直线的螺旋线,并恰好是矩形的对角线。这个矩形的任意三个顶点构成一个直角三角形。


螺旋焊管与直缝焊管相比,优点在于焊缝是斜向,可分散应力,并且一种管径的钢管,可用不同板宽的带钢生产;或者可用一种板宽的带钢,生产各种管径的钢管。缺点在于焊缝较直缝焊管更长。但在调型时,应充分考虑成型佳角度和宽径比,即板宽:管径。一般而言,宽径比在1.6~2.1之间为好。原因有二:一是钢管质量主要在于焊缝及两侧的热影响区,所以焊缝不能太密;二是带钢扭曲程度和扭矩过大,对焊接质量和钢管质量均有一定不良影响。


研究螺旋线,还有一种很直观的方法,就是折纸条实验。将纸条缠绕在酒瓶上,不留间隙也不重叠,再用透明胶沿螺旋线粘贴好后将纸条从酒瓶上退出。

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