Whitehouse对接焊管工艺虽经过多次改进,钢管外径仍然限制在3in以内。美国的油井管和管线管市场快速发展催生了由对接焊管和搭接焊管方法组合的新的对接—搭接焊管工艺,可以生产钢管的外径扩展到16in。由于当时对16in以上的钢管需求很小,这类大直径钢管仍沿用仅经过微小改进的传统搭接焊管生产工艺。
约在1910年,一种叫氧乙炔焊接的工艺初次出现。与早期的热加工钢管工艺不同,它属于冷加工,所以此方法尤其适用于小直径、薄壁钢管的生产。
1.中直径钢管的对接一搭接组合工艺
1.1对接-搭接组合工艺的产生
如果钢管外径或板带宽度超出了一定的范围,使用 Whitehouse的对接工艺法就很难操作,且不能保证钢管质量。当钢带加热到接近熔点后进行拉拔,在钟形模内钢带边缘容易向内塌陷变形而难以进行正常的对接焊接,并且钢带经常被撕裂。虽然采取了一些措施,但是效果不稳定,不能广泛应用。钟形模生产的实际钢管极限外径大约为3in。
解决此问题的方法是把对接焊管与辊式搭接焊管法结合起来形成新的组合工艺。新工艺主要的突破在于焊接前先进行预成型。制管钢板加热到相对较低的温度(赤热状态:700~750℃),在赤热状态搭接边不能焊接在一起,则通过钟形模进行拉拔形成带有搭边的开口焊缝钢管。开口焊缝钢管然后继续加热到白热状态,紧接着搭接边在辊轧机的辊子和国定芯棒之间焊接起来。
该方法最主要的特点是采用低温通过钟形模进行拉拔,在相对较低温度的赤热状态,制管钢板保持一定的机械强度,解决了钢板边部塌陷问题,即使大直径钢管也可以拉拔成功。此外可以不用焊接短棒就能卡紧实现拉拔,能实现高速拉拔而不会拉断。
此种“杂交”的工艺产生于美国石油和天然气爆发的年代,成为大量生产中直径钢管的流行工艺，直到20世纪20年代中后期才出现了中直径钢管生产的电阻焊和无缝钢管新工艺。
1.2对接一搭接焊管纽合工艺过程
(1)坯料准备
原材料是一条钢带,厚度比要生产钢管壁厚约厚10%,有些比要生产钢管长度短15%-20%(通常情况是7-7.5m)。钢板为低碳钢,w(C)<0.12%,w(Mn)=0.4-0.55%,抗拉强度<500MPa
(2)边部修整
轧制制管钢板的搭接边时,可能会使轧机超载,因此将钢板边部先修整为一个角度。开始时采用长的冷创床,后马上采用热搭接边成型机。此成型机位于加热炉出口和钟形模之间,底部轧辊是固定的,但是上面轧辊可以调整以适应钢板规格,一次性把钢板边部轧成一定坡口角度。
（3）板坯加热
边部处理后,钢板再次通过煤气的反射炉进行加热,板坯一个紧跟一个地排列在炉膛内。装料小车在轨道上运行,使用铲式装置进行上料。
（4）成型开口管
夹钳的头部伸入钟型模中,然后卡住钢板,慢慢拉拔就可形成带搭接边的开口焊缝荒管。根据钢管外径搭接边从10mm-30mm变化。组装模由左右两部分组成,使得搭接量可以做微小调整。
