本技术涉及新型钢管轧制技术，属于材料加工的表面工程领域，具体涉及一种用于制造无缝钢管的限动芯棒。
背景技术：
1、芯棒是钢管行业连续轧制生产无缝钢管的重要易损工具部件，多用h13合金钢整体制造。芯棒的服役工况极为苛刻，在服役中承受轧制过程中高温管坯和非轧制过程中的喷淋冷却水施加的交替冷热循环，同时承受径向轧制力和管坯与芯棒之间相对运动产生的摩擦力，其主要破坏形式为疲劳裂纹、大面积碰伤、划伤等。由于芯棒材质昂贵，下线的芯棒通常采用堆焊方法恢复尺寸制造芯棒，以降低吨钢管损耗。例如cn109226935b采用0cr13nimov系马氏体不锈钢药芯焊丝堆焊修复制造的芯棒，焊丝直径为1mm～1.5mm，焊接电流为100a～150a，电弧电压为15v～30v，焊接速度为5mm/s～10mm/s，堆焊方法为环向螺旋非摆动堆焊。cn109249152b采用发明的专用硬面堆焊焊丝制造了无缝钢管轧制用芯棒，焊丝直径为3.2mm，焊接电流为400a，焊接电压为26v，焊接速度为30m/h，同样为环向螺旋非摆动堆焊方法。cn201283358y专利涉及一种两段式堆焊复合芯棒，包括工作棒和连接棒，工作棒横截面由工作棒芯部基体、堆焊过渡层、堆焊工作层和电镀硬铬层组成，工作棒和连接棒在其长度方向上连接，所用的堆焊方法也为环向螺旋非摆动堆焊。
2、纵观现有的芯棒，存在两个技术缺陷：二是芯棒，包括原始轧制制造的芯棒和堆焊制造的芯棒，其表面为同一种材质，即整根芯棒(工作棒)表面使用同一种工作层材料。但在实际服役过程中，芯棒的头尾端(非轧制区域)、过渡区域及中间轧制区域的服役工况并不完全相同，中间轧制区的工况最为恶劣，头尾端为非轧制区域，工况条件较好，因此芯棒表面全部使用满足中间轧制区工况要求的工作层材料，将会造成芯棒功能过剩，导致材料浪费。二是对于堆焊修复制造的芯棒，是采用环向螺旋非摆动堆焊方法制造的。由于芯棒的长度大多超过10米，采用环向螺旋非摆动堆焊的方法，堆焊效率很低，而且长时间的堆焊增大了保持堆焊层间温度的难度，堆焊质量也难以保证，导致堆焊修复制造的芯棒质量均匀性差，使用寿命较低。
3、本实用新型提供了一种多机头埋弧和明弧环向螺旋连续摆动堆焊修复和制造的芯棒。本实用新型以下线旧芯棒作为棒坯，采用多机头埋弧或明弧环向螺旋连续摆动堆焊方法制造芯棒。芯棒采用分段连续摆动堆焊，芯棒头尾端(非轧制区域)用低碳贝氏体钢合金体系的焊丝堆焊，芯棒靠近轧制区域的两段过渡区域用马氏体不锈钢合金体系的焊丝堆焊，芯棒中间轧制区域用多合金复合强化耐高温马氏体不锈钢合金体系的焊丝堆焊，三种焊丝分别适用于芯棒三个区域的工况条件。采用本实用新型专利有效避免了旧芯棒下线报废导致的工模具浪费，由于采用了埋弧或明弧环向螺旋连续摆动堆焊方法修复和制造，本实用新型专利涉及的芯棒在线服役性能均一稳定，且抗环向冷热疲劳裂纹能力大大提高，从而显著提高其使用寿命。
技术实现思路
1、本实用新型的目的在于提供了一种用于制造无缝钢管的限动芯棒，该芯棒以下线旧芯棒作为棒坯，采用多机头埋弧或明弧环向螺旋连续摆动堆焊方法制造。芯棒采用分段的环向螺旋连续摆动堆焊，并将芯棒分为头尾端(非轧制区域)、过渡区域及轧制区域，分别用三种不同的焊丝堆焊，堆焊有效厚度分别为1mm～2mm、2mm～3mm和4mm～8mm。堆焊过程中焊枪摆幅为15mm～40mm，摆动速度为2.5m/min～5.0m/min，焊枪摆动左右延时0.1s～0.5s。本实用新型制造芯棒生产效率高，芯棒的性能均匀稳定，使用寿命显著增加，符合国家绿色制造的理念。
2、为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
3、一种用于制造无缝钢管的限动芯棒，采用多机头埋弧或明弧环向螺旋连续摆动堆焊方法制造，包括芯棒棒坯、芯棒头尾端(非轧制区域)、芯棒过渡区域，芯棒中间轧制区域。
4、优选的是，芯棒采用埋弧或明弧环向螺旋连续摆动堆焊方法制造。
5、优选的是，芯棒头尾端(非轧制区域)用低碳贝氏体钢合金体系的焊丝堆焊，堆焊有效厚度为1mm～2mm。
6、优选的是，芯棒两段过渡区域用马氏体不锈钢合金体系的焊丝堆焊，堆焊有效厚度为2mm～3mm。
7、优选的是，芯棒中间轧制区域用多合金复合强化耐高温马氏体不锈钢合金体系的焊丝堆焊，堆焊有效厚度为4mm～8mm。
8、优选的是，采用多机头埋弧或明弧环向螺旋连续摆动堆焊，焊枪摆幅为15mm～40mm，摆动速度为2.5m/min～5.0m/min，焊枪摆动左右延时0.1s～0.5s。
9、优选的是，堆焊后的芯棒进行580℃～630℃高温退火，退火经机械加工和抛光处理，表面粗糙度控制在ra0.8μm以下。
10、优选的是，随后在芯棒表面进行化学镀铬，镀铬层厚度控制在0.05mm±0.005mm范围内。
11、本实用新型还提供了一种限动芯棒的的制造方法，包括以下步骤：
12、(1)以下线旧芯棒作为棒坯，局部车削加工呈阶梯轴状以彻底清除旧芯棒表面疲劳裂纹，芯棒头尾端(非轧制区域)加工深度为1.0mm～1.5mm，两段过渡区域加工深度为2.0mm～2.5mm，中间轧制区域的加工深度取决于疲劳裂纹的深度，通常为4.0mm～7.5mm。
13、(2)采用多机头埋弧或明弧环向螺旋连续摆动堆焊，头尾端用低碳贝氏体钢合金体系的焊丝堆焊，堆焊有效厚度为1mm～2mm，两段过渡区域用马氏体不锈钢合金体系的焊丝堆焊，堆焊有效厚度为2mm～3mm，中间轧制区域用多合金复合强化耐高温马氏体不锈钢合金体系的焊丝堆焊，堆焊有效厚度为4mm～8mm。堆焊过程中焊枪摆幅为15mm～40mm，摆动速度为2.5m/min～5.0m/min，焊枪摆动左右延时0.1s～0.5s。
14、(3)将堆焊后的芯棒进行580℃～630℃高温退火，升温速度不超过50℃/h，退火时间为3h～4h，随后炉内缓冷，降温速度不超过50℃/h，降到100℃后出炉。
15、(4)退火后的芯棒进行机械加工和抛光处理，表面粗糙度控制在ra0.8μm以下。
16、(5)随后在芯棒表面进行化学镀铬，镀铬层厚度控制在0.05mm±0.005mm范围内。
17、如上所述的一种用于制造无缝钢管的限动芯棒，采用埋弧或明弧环向螺旋连续摆动焊接方法，显著提高了芯棒堆焊修复效率和修复质量。
18、如上所述的一种用于制造无缝钢管的限动芯棒，采用分段堆焊的方法，将芯棒分为三类区域，即头尾端、过渡区域及中间轧制区域，针对三类区域的工况条件分别匹配适宜的堆焊材料。
19、如上所述的一种用于制造无缝钢管的限动芯棒，芯棒头尾端用低碳贝氏体钢合金体系的焊丝堆焊。
20、如上所述的一种用于制造无缝钢管的限动芯棒，芯棒过渡区域用马氏体不锈钢合金体系的焊丝堆焊。
21、如上所述的一种用于制造无缝钢管的限动芯棒，芯棒中间轧制区域用多合金复合强化耐高温马氏体不锈钢合金体系的焊丝堆焊。
22、本实用新型的有益效果为：
23、本实用新型制造的芯棒以下线旧芯棒为棒坯，采用多机头埋弧或明弧环向螺旋连续摆动堆焊方法，分段修复和制造。本实用新型避免了旧芯棒下线报废导致的工模具浪费，且修复和制造的芯棒在线服役性能均一稳定，且抗环向冷热疲劳裂纹能力大大提高，从而显著提高了芯棒的使用寿命。
24、本实用新型与国内外现有技术相比，芯棒产品质量更加稳定，且通过堆焊修复方法增加了芯棒的上线次数，降低了钢管制造成本，同时因采用分段堆焊的方法，充分发挥了合金元素的作用，减少了因芯棒局部功能过剩造成的材料浪费。