金屬復合管的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于由帶制造管的方法，該帶包括第一金屬層和第二金屬層，在帶的整個長度上，各層彼此冶金結(jié)合，并且通過縱向延伸的帶形成直縫管，使得直縫管縱向邊緣沿著縱向延伸地縫隙彼此抵靠，并且通過焊接縫隙以形成周圍封閉的管。
【背景技術】
[0002]下文中，術語“金屬”應理解為還意味著術語“合金”的含義。
[0003]由兩層不同的金屬制成的金屬管具有不同的應用，尤其是用于電纜行業(yè)以及用于運輸氣體和液體。在這種復合管的情形中，所用金屬的期望的性能能夠同樣地得到有利的使用。例如，能夠在管的外側(cè)加上覆層，以便防止腐蝕或者提供更好的熱傳導。導電電纜可包括具有銅層的價格不貴的基體材料鋁，覆蓋在鋁上的銅是良好的電導體。由于表面效應，這種CCA(銅包鋁)管作為高頻導體特別有效。
[0004]制備這些金屬管的已知方法基于電鍍或機械結(jié)合技術。
[0005]可在金屬管上電鍍金屬層，例如，制備鍍鋅鋼管。這在兩金屬層之間形成難破壞的結(jié)合。電鍍是能量密集型工藝，并且制備速度相對低。
[0006]例如，機械方法包括覆層。平的金屬帶具有軋制到其上的其它金屬的薄平帶。然后，可以把以此方式所覆層的金屬帶形成為管并焊接。此方法的一個缺點是在管的焊縫區(qū)域沒有形成完整的、均勻的外層，因為在焊接過程中兩種金屬會發(fā)生混合。結(jié)果，在焊縫區(qū)域無法以受控的方式設定管的材料性能，這些材料性能可明顯不同于管的其余部分的性能。而且，混合會導致焊縫脆化。
[0007]專利文獻EP1469486B1描述了一種覆銅鋁帶，其例如可用于制造同軸電纜。制造該覆銅鋁帶用于期望的應用，使鋁帶比銅帶略微寬。在焊接形成為管的帶的操作過程中，只有鋁被焊接。然而，這導致銅層沿著鋁焊縫具有間隙。因此，成品電纜的導電性能受損，尤其是在高頻范圍。此外，在焊縫區(qū)域鋁面臨腐蝕。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明之目的是提供一種制造高質(zhì)量的管的連續(xù)方法，該管具有周圍封閉的均勻的外層，并且相對于管的其余部分，焊縫區(qū)域內(nèi)的材料性能沒有任何的變化。
[0009]根據(jù)本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)此目的，原因在于:
[0010]-沿著帶的兩縱向邊緣，在帶的整個長度上延伸的條帶內(nèi)將第一金屬從第二金屬上移除，
[0011]-使帶成形為具有位于外部的第一金屬的直縫管，
[0012]-將第二金屬層的對接邊緣彼此焊接，以及
[0013]-在焊縫區(qū)域，將第一金屬層沉積在第二金屬上以制成具有周圍封閉的第一金屬層的管。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的方法確保第一金屬和第二金屬在焊縫區(qū)域不混合，因此，尤其是，不會形成不期望的脆化。因此，在焊縫區(qū)域內(nèi)的管的材料性能與管的其它部分的材料性能僅有非常微小的差別。
[0015]除了根據(jù)本發(fā)明之目的直接實現(xiàn)的優(yōu)點之外，本發(fā)明還具有的優(yōu)點是，根據(jù)本發(fā)明的方法適應性強，允許高的制備速度，具有較低的制造成本，并且，需要的能量相較少。尤其是去除第一金屬帶的步驟具有的優(yōu)點是，根據(jù)本發(fā)明的方法能夠使用初始寬度比要制備的管的必要初始寬度大的的有覆層的金屬帶。這些寬的金屬帶(通常為卷的形式)具有所需的必要寬度的金屬帶，用于根據(jù)所期望的應用對它們進行的切割。隨后，切割到尺寸的帶可沿著邊緣修剪，例如通過旋轉(zhuǎn)剪切機，因此，可以使用一個切割到尺寸的帶制造具有略微不同的管直徑的管。因此，根據(jù)本發(fā)明的用于制造涂覆的金屬管的方法適應性強，經(jīng)濟有效。
【附圖說明】
[0016]下面將參照附圖來說明根據(jù)本發(fā)明的方法。
[0017]附圖示出本發(fā)明主題的示例性實施例在中，其中:
[0018]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的方法的示例性實施例中的用于由金屬制造管的設備的不意圖；以及
[0019]圖2A-2D的每幅圖示出了根據(jù)本發(fā)明的方法步驟過程中的金屬帶或者管的橫截面的示意圖。
【具體實施方式】
[0020]在圖1中示意性示出的設備用于利用根據(jù)本發(fā)明的方法制造金屬管。金屬帶10從帶庫I中抽出。在圖2A中示出的帶10包括第一金屬層和第二金屬層，在帶的整個長度上各層彼此冶金結(jié)合。在刮削或研磨裝置3中，沿著帶10的兩個縱向邊緣，在帶的整個長度上延伸的條帶內(nèi)將第一金屬從第二金屬上移除。圖2B示意性地示出了金屬帶10具有已經(jīng)移除的第一金屬的條帶的位置20。在此操作步驟中第二金屬的任何的部分去除不會對成品管的質(zhì)量產(chǎn)生任何顯著的影響。
[0021]隨后，帶10被送入成形設備4，例如輥或滑動工具。帶的邊緣或旋轉(zhuǎn)剪切機5位于帶庫I與成形設備4之間，用于切割帶10至一定尺寸。旋轉(zhuǎn)剪切機5可被布置在刮削刀片3的上游或下游。
[0022]為了制造管，帶10隨后在成形設備4內(nèi)成形為直縫管，以準確地使第一金屬層位于外部。同時，可以輸送電纜芯或一些其它類型的填充物(沒有示出)，環(huán)繞著電纜芯或一些其它類型的填充物引導直縫管。在直縫管的縱向方向上延伸的第二金屬層的對接邊緣在焊接裝置6內(nèi)彼此焊接，最終獲得周圍封閉的管7。在圖2C中示出了在焊縫區(qū)域內(nèi)的具有第一金屬的間隙30的焊接管7的橫截面。優(yōu)選地，用鎢極惰性氣體保護焊或激光焊進行該縱向縫焊接。
[0023]隨后，在焊縫區(qū)域內(nèi)，在第二焊接裝置8內(nèi)將第一金屬層沉積在第二金屬上，最終得到了具有周圍封閉的第一金屬層的管。在圖2D中示出了所制備的管13的橫截面，其中第一金屬的沉積層40完全地封閉下面直縫管的焊接所留下的間隙。在焊接沉積過程中，第一金屬以粉末、線或帶的形式連續(xù)輸送至焊接位置，并且通過激光束焊接該材料。第二金屬的表面在焊縫的區(qū)域開始熔化。優(yōu)選地，在保護氣氛下進行表面沉積。
[0024]作為替代的方式，還可以通過熱噴涂將第一金屬沉積到第二金屬的焊縫上。在熱噴涂過程中，熔融的第一金屬的顆粒在氣流中噴涂至第二金屬的表面。當它們與表面接觸時，噴涂的顆粒與相同的顆粒擠緊或互鎖，從而形成第一金屬層。此處的第二金屬的表面不會熔化，因此僅承受很小程度的熱載荷。激光噴涂是熱噴涂的一示例。
[0025]所述的兩種方法的情形中，在第二金屬的焊縫的區(qū)域內(nèi)的受熱區(qū)域很小。因而有利地，在不使第二金屬熔化掉或者第二金屬的焊縫不受損的情況下，可使用兩種方法將諸如銅的高熔點的第一金屬沉積在諸如鋁的較低熔點的第二金屬上。這同樣對應地適用于鋁和銅合金。
[0026]如圖1中所示，所制備的管13可通過抽出設備11夾持并且通過設置在抽出設備11的上游的直徑減小裝置12拔出。如果管包括芯，當向后拉拔管時，管的直徑減小，使得管最終抵靠著芯，因而這消除了開始在管和芯之間的空氣間隙。例如，直徑減少裝置12是模具。直徑減小裝置12還可包括至少一個軋機機架(例如稱為特克頭)。該軋機機架可以被驅(qū)動或不被驅(qū)動。此拔出或軋制工藝針對管外側(cè)的表面，使在沉積區(qū)域的第一金屬被平滑或者平整。在此縮減步驟中，沒有減小管的壁厚。
[0027]例如，抽出設備11可包括帶抽出裝置或套爪卡盤抽出裝置。如圖1中所示，另外的抽出設備14可布置在模具或軋機機架12的上游。如果沒有專用驅(qū)動器，另外的拉出設備14施加必要的力以從釋放裝置I中釋放金屬帶10并且拉拔其通過可能存在的帶邊緣剪切機5和成形設備4。隨后，全部要做的是由抽出設備11施加必要的力而在模具或軋機機架12內(nèi)變形管13。此外，當管被向后拉拔時，管可能顯示出扭轉(zhuǎn)和相對較小程度的振動。這些運動會對焊接結(jié)果產(chǎn)生不利的影響。另外的拉出設備14用于隔離縮減操作對在上游焊接裝置6、8中的焊接的影響。
[0028]隨后，將成品金屬管13輸送入其它工藝或者安裝裝置(未示出)，例如卷取裝置或切割單元。
[0029]使用所描述的方法制造的管的示例是前述的CCA管，CCA管包括由鋁或者鋁合金制成的管并且具有由銅或者銅合金制成的外層。例如，這種CCA管在高頻電纜中可作為內(nèi)部導體和護罩或者在高壓電纜中作為護罩。
[0030]另外的實施例由鋼或者不銹鋼管構成，鋼或者不銹鋼管在外部具有銅或鋅層，用于防止腐蝕。類似地，鋼管可在外部具有裝飾性的黃銅層。
[0031]根據(jù)本發(fā)明的方法適于制造環(huán)形橫截面的金屬管并適于制造其它橫截面的金屬管，例如矩形管。所有類型的復合管和電纜套可使用根據(jù)本發(fā)明的方法制造。除了所述的金屬外，還可使用有色金屬和所述金屬的合金或其它金屬的合金。
【主權項】
1.一種用于由帶(10)制備管(13)的方法，帶(10)包括銅層和鋁層，在帶(10)的整個長度上各層彼此冶金結(jié)合，通過所述方法，縱向延伸的帶(10)成形為直縫管，使得該直縫管的縱向邊緣沿著縱向延伸的縫隙彼此抵靠，并且，焊接所述縫隙以形成周圍封閉的管(7)，其特征在于 -沿著帶(10)的兩縱向邊緣，在帶(10)的整個長度上延伸的條帶內(nèi)將銅從所述鋁上移除； -使帶(10)成形為銅位于外部的直縫管； -將所述鋁層的對接邊緣彼此焊接；以及 -在焊縫區(qū)域，將銅層(40)沉積在所述鋁上，以制成具有周圍封閉的銅層的管(13)。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，通過激光沉積焊接，將銅層(40)沉積在焊縫區(qū)域。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的方法，其特征在于，在保護氣氛下將銅層(40)沉積在焊縫區(qū)域。
4.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，在至少一個縮減步驟中使管(13)的直徑減小。
5.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，在尚未焊接的直縫管內(nèi)引入芯。
6.根據(jù)權利要求5所述的方法，其特征在于，在至少一個縮減步驟中使管(13)的直徑減小，直至抵靠所述芯。
7.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，在形成管之前修剪金屬帶(10)的邊緣。
8.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，管(13)具有圓形的、多邊形的或其它類型的橫截面。
【專利摘要】本發(fā)明詳述一種用于由帶制備管的方法，該帶包括第一金屬層和第二金屬層，在帶的整個長度上，各層彼此冶金結(jié)合?？v向延伸的帶成形為直縫管，使得直縫管縱向邊緣沿著縱向延伸的縫隙彼此抵靠，并且焊接該縫隙以形成周圍封閉的管。沿著帶的兩縱向邊緣，在帶的整個長度上延伸的條帶內(nèi)將第一金屬從第二金屬上移除。使帶成形為第一金屬位于外部的直縫管，將第二金屬層的對接邊緣彼此焊接以形成周圍封閉的管。隨后，在焊縫區(qū)域，將第一金屬層沉積在第二金屬上以制成具有周圍封閉的第一金屬層的管。
【IPC分類】B23P15-00, H02G3-04
【公開號】CN104821523
【申請?zhí)枴緾N201410858503
【發(fā)明人】R·伊格爾, H·舒爾茨
【申請人】尼克桑斯公司
【公開日】2015年8月5日
【申請日】2014年10月15日
【公告號】EP2862641A1, US20150102088