螺旋焊管的螺旋線

 螺旋線是在工程技術等許多領域都有廣泛應用的空間曲線，根據它是在何種曲面上生成，可分為圓柱螺旋線、圓錐螺旋線和球面螺旋線三種。螺旋焊管的螺旋線屬于圓柱螺旋螺旋線。


螺旋焊管生產的原則是一定寬度均勻厚度的帶鋼，在外力作用下發生彈性塑性彎曲變形，并沿一定的螺旋線而成一定直徑的鋼管。鋼管表面平行鋼管中線即軸線的直徑稱為母線。焊縫上一定點沿鋼管的母線做等速直線運動，同時鋼管又沿軸線作等速回轉運動，則定點的運動軌跡就是螺旋線。確定鋼管螺旋線有三個要素：其一是鋼管標稱外徑；二是螺旋線上一定點旋轉一周時前進的距離，稱為導程，用P表示；三是旋向。按鋼管旋轉方向不同，可分為左螺旋線和右螺旋線兩種。線上定點的運動分別遵循左手定則和右手定則。 


垂直鋼管軸面切割兩下，可得到一段短鋼管。假定這段鋼管長度恰好是一導程，那么鋼管焊縫的兩個端點的連線就是母線。沿這條母線割開鋼管后，展開成矩形，則焊縫就是展開成直線的螺旋線，并恰好是矩形的對角線。這個矩形的任意三個頂點構成一個直角三角形。


螺旋焊管與直縫焊管相比，優點在于焊縫是斜向，可分散應力，并且一種管徑的鋼管，可用不同板寬的帶鋼生產；或者可用一種板寬的帶鋼，生產各種管徑的鋼管。缺點在于焊縫較直縫焊管更長。但在調型時，應充分考慮成型佳角度和寬徑比，即板寬:管徑。一般而言，寬徑比在1.6~2.1之間為好。原因有二：一是鋼管質量主要在于焊縫及兩側的熱影響區，所以焊縫不能太密；二是帶鋼扭曲程度和扭矩過大，對焊接質量和鋼管質量均有一定不良影響。


研究螺旋線，還有一種很直觀的方法，就是折紙條實驗。將紙條纏繞在酒瓶上，不留間隙也不重疊，再用透明膠沿螺旋線粘貼好后將紙條從酒瓶上退出。