A. 高频焊接的工作原理
高频焊原理:借助高频电流的集肤效应可以使高频电能量集中于焊件的表层,而利用邻近效应,又可控制高频电流流动路线的位置和范围。
当要求高频电流集中于焊件的某一部位时,只要将导体与焊件构成电流回路并使导体靠近焊件上的这一部位,使它们相互之间构成邻近导体,就能实现这个要求。高频焊就是根据焊件结构的具体形式和特殊要求,主要运用集肤效应和邻近效应,使焊件待焊处的表层金属得以快速加热而实现焊接。
(1)高频直缝焊管感应圈扩展阅读:
高频焊主要影响因素
1、高频焊接时的频率对焊接有极大的影响,因为高频频率影响到电流在钢板内部的分布性。选用频率的高低对于焊接的影响主要是焊缝热影响区的大小。
2、会合角是钢管两边部进入挤压点时的夹角。由于邻近效应的作用,当高频电流通过钢板边缘时,钢板边缘会形成预热段和熔融段(也称为过梁),这过梁段被剧烈加热时,其内部的钢水被迅速汽化并爆破喷溅出来,形成闪光,会合角的大小对于熔融段有直接的影响。
3、焊接方式,高频焊接有两种方式:接触焊和感应焊。接触焊是以一对铜电极与被焊接的钢管两边部相接触,感应电流穿透性好,高频电流的两个效应因铜电极与钢板直接接触而得到最大利用,所以接触焊的焊接效率较高而功率消耗较低。感应焊是以一匝或多匝的感应圈套在被焊的钢管外,多匝的效果好于单匝,但是多匝感应圈制作安装较为困难。
4、高频焊接时的输入功率控制很重要。功率太小时管坯坡口加热不足,达不到焊接温度,会造成虚焊,脱焊,夹焊等未焊合缺陷;功率过大时,则影响到焊接稳定性,管坯坡口面加热温度大大高于焊接所需的温度,造成严重喷溅,针孔,夹渣等缺陷,这种缺陷称为过烧性缺陷。
B. 直缝焊管
直缝焊管目录
简介
管子的成型工艺焊接钢管
直缝焊管
一般焊管
直缝焊管的技术要求与质量检验
直缝焊管的材质
直缝焊管的用途简介
管子的成型工艺 焊接钢管
直缝焊管
一般焊管
直缝焊管的技术要求与质量检验
直缝焊管的材质
直缝焊管的用途
展开 编辑本段简介
直缝焊管,凡是冀孟集团金海钢管生产直缝焊管,热扩管等150.75767.444以带钢为生产原料,在高频焊接设备上进行直缝焊接得到的管子都叫直缝焊管。(由于钢管的焊接处成一条直线故而得名)。 其中按照用途不同,又不同的后道生产工序,.(大致可分为脚手架管,流体管,电线套管,支架管,护栏管等几种)。直缝焊管标准 GB/T13793-1992而低压流体焊管是直缝焊管的一种,一般用水,煤气的输送, 在焊接完毕后比普通焊管多加以一道水压测试,故而低压流体管比普通直缝焊管价格一般高出一点(按现在的市场价来说,大概高出80元左右) 例如:焊接钢管流体管1寸(DN25)(就是Φ33.5*3.25) 价格大概在3950每吨。 而普通直缝焊管在3880左右。
编辑本段管子的成型工艺
大口径直缝焊管主要生产流程说明: 1. 板探:用来制造大口径埋弧焊直缝钢管的钢板进入生产线后,首先进行全板超声波检验; 2. 铣边:通过铣边机对钢板两边缘进行双面铣削,使之达到要求的板宽、板边平行度和坡口形状; 3. 预弯边:利用预弯机进行板边预弯,使板边具有符合要求的曲率; 4. 成型:在JCO成型机上首先将预弯后的钢板的一半经过多次步进冲压,压成"J"形,再将钢板的另一半同样弯曲,压成"C"形,最后形成开口的"O"形 5. 预焊:使成型后的直缝焊钢管合缝并采用气体保护焊(MAG)进行连续焊接; 6. 内焊:采用纵列多丝埋弧焊(最多可为四丝)在直缝钢管内侧进行焊接; 7. 外焊:采用纵列多丝埋弧焊在直缝埋弧焊钢管外侧进行焊接; 8. 超声波检验Ⅰ:对直缝焊钢管内外焊缝及焊缝两侧母材进行100%的检查; 9. X射线检查Ⅰ:对内外焊缝进行100%的X射线工业电视检查,采用图象处理系统以保证探伤的灵敏度; 10. 扩径:对埋弧焊直缝钢管全长进行扩径以提高钢管的尺寸精度,并改善钢管内应力的分布状态; 11. 水压试验:在水压试验机上对扩径后的钢管进行逐根检验以保证钢管达到标准要求的试验压力,该机具有自动记录和储存功能; 12. 倒棱:将检验合格后的钢管进行管端加工,达到要求的管端坡口尺寸; 13. 超声波检验Ⅱ:再次逐根进行超声波检验以检查直缝焊钢管在扩径、水压后可能产生的缺陷; 14. X射线检查Ⅱ:对扩径和水压试验后的钢管进行X射线工业电视检查和管端焊缝拍片; 15. 管端磁粉检验:进行此项检查以发现管端缺陷; 16. 防腐和涂层:合格后的钢管根据用户要求进行防腐和涂层。 直缝焊管每米理论重量 径
/mm 壁 厚/mm
0.5 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.5 1.6 1.8 2.0 2.2 2,5 2.8 3.0 3.2 3.5
钢管的理论质量/(kg/m)
38
0.912 1.089 1.264 1.350 1.436 1.607 1.776 1.942 2.189 2.430 2.589 2.746 2.978
40
0.962 1.148 1.333 1.424 1.515 1.696 1.874 2.051 2.312 2.569 2.737 2.904 3.150
45
1.09 1.30 1.51 1.61 1.71 1.92 2.12 2.32 2.62 2.91 3.11 3.30 3.58
46
1.33 1.54 1.65 1.75 1.96 2.17 2.38 2.68 2.98 3.18 3.38 3.668
48
1.38 1.61 1.72 1.83 2.05 2.27 2.48 2.81 3.12 3.33 3.54 3.84
50
1.44 1.68 1.79 1.91 2.14 2.37 2,59 2.93 3.26 3.48 3.69 4.01
51
1.47 1.71 1.83 1.95 2.18 2.42 2.65 2.99 3.33 3.55 3.77 4.10
53
1.53 1.78 1.90 2.03 2.27 2.52 2.76 3.11 3.47 3.70 3.93 4.27
54
1.56 1.82 1.94 2.07 2.32 2.56 2.81 3.17 3.54 3.77 4.01 4.36
60
1.74 2.02 2.16 2.30 2.58 2.86 3.14 3.54 3.95 4.22 4.48 4.88
63.5
1.84 2.14 2.29 2.44 2.74 3.03 3.33 3.76 4.19 4.48 4.76 5.18
65
2.35 2.50 2.81 3.11 3.41 3.85 4.29 4.59 4.88 5.31
70
2.37 2.70 3.03 3.35 3.68 4.16 4.64 4.96 5.27 5.74
76
2.76 2.94 3.29 3.65 4.00 4.53 5.05 5.40 5.74 6.26
80
2.90 3.09 3.47 3.85 4.22 4.78 5.33 5.70 6.06 6.60
83
3.0I 3.21 3.60 3.99 4.38 4.96 5.54 5.92 6.30 6.86
89
3.24 3.45 3.87 4.29 4.71 5.33 5.95 6.36 6.77 7.38
95
3.46 3.69 4.14 4.59 5.03 5.70 6.37 6.81 17.24 7.90
101.6
3.70 3.95 4.43 4.91 5.39 6.11 6.82 7.29 7.76 8.47
102
3.72 3.96 4.45 4.93 5.41 6.13 6.85 7.32 7.80 8.50
外径
/mm 壁 厚/mm
3.8 4.0 4.2 4.5 4.8 5.0 5.4 5.6 6.0 6.5 7.0 8.0 9.0 10.0 11.0 12.0 12.7
钢管的理论质量/(kg/m)
108 9.76 10.26 10.75 11.49 12.22 12.70
114 10.33 10.85 11.37 12.15 12.93 13.44 14.46 14.97
114.3 10.35 10_88 11.40 12.18 12.96 13.48 14.50 15.01
121 10.98 11.54 12.10 12.93 13.75 14.30 15.39 15.94
127 11.51 12.13 12.72 13.59 14.46 15.04 16.19 16.76 17.90
133 12.11 12.72 13.3-4 14.26 15.17 15.78 16.99 17.59 18.79
139.3 12.70 13.35 13.99 14.96 15.92 16.56 17.83 18.46 19.72
140 12.76 13.42 14.07 15.04 16.00 16.65 17.92 18.56 19.83
152 13.80 14.60 15.31 16.37 17.42 18.13 19.52 20.22 21.60
159
15.3 16.0 17.1 18.3 19.0 20.5 21.2 22.6 24.4 26.2
165.1 15.9 16.7 17.8 19.0 19.7 21.3 22.0 23.5 25.4 27.3
168.3
16.2 17.0 18.2 19.4 20.1 21.7 22.5 24.0 25.9 27.8
177.8
17.1 18.0 19.2 20.5 21.3 23.0 23.8 25.4 27.5 29.5 33.5
180
17.4 18.2 19.5 20.7 21.6 23.3 24.1 25.7 27.8 29.9 33.9
193.7
18.7 19.6 21.0 22.4 23.3 25.1 26.0 27.8 30.0 32.2 36.6
203
22.0 23.5 2,4.4 26.3 27.3 29.1 31.5 33.8 38.5
219.1
23.8 25.4 26.4 28.5 29.5 31.5 34.1 36.6 41.6 46.6
244.5
26.6 28.4 29.5 31.8 33.0 35.3 38.1 41.0 46.7 52.3
267
32.3 34.8 36.1 38.6 41.8 44.9 51.1 57.3 63.4
273
33.Q 35.6 36.9 39.5 39.5 42.7 48.9 52.3 s8.6 64.9
外径
/mm 壁 厚/mm
3.8 4.0 4.2 4.5 4.8 5.0 5.4 5.6 6.0 6.5 7.0 8.0 9.0 10.0 11.0 12.0 12.7
钢管的理论质量/(kg/m)
298.5
40.4 43.3 46.8 50.3 57.3 54.3 71.1 78.0
323.9
44.0 47.0 50.9 54.7 62.3 69.9 77.4 84.9
325
47.2 51.1 54.9 62.5 70.1 77.7 85.2
351
51.0 55.2 59.4 67.7 75.9 84.1 92.2
355.6
51.7 56.0 60.2 68.6 76.9 85.2 93.5 101.7
368
53.6 57.9 62.3 71.0 79.7 88.3 96.8 105.3
377
54.9 59.4 63.9 72.8 81.7 90.5 99.28 108.0
402
58.6 63.4 68.2 77.7 87.2 96.7 106.1 115.4
406.4
59.2 64.1 68.9 78.6 88.2 97.8 107.3 116.7 123.3
419
61.1 66.1 71.1 81.1 91.0 100.9 110.7 120.4 127.2
426
62.1 67.2 72.3 82.5 92.5 102.6 112.6 122.5 129.4
457
66.7 72.2 77.7 88.5 99.4 110.2 121.0 131.7 139.1
478
69.8 75.6 81.3 92.7 104.1 115.4 126.7 131.7 145.7
480
70.1 75.9 81.6 93.1 104.5 115.9 127.2 138.5 146.3
508
74.3 80.4 85.5 98,6 110.7 122.8 134.8 146.8 155.1
焊接钢管
焊接钢管: 焊接钢管
也叫焊管,它是由钢带切割成窄钢条,然后用模具冷加工裹成管状。然后专用焊机接着将一条管缝焊接。外焊缝打磨光亮。一般的焊管的内毛刺不打的。只有精密焊管才打内毛刺。 防腐蚀分:焊接钢管是指用钢带或钢板弯曲变形为圆形、方形等形状后再焊接成的、表面有接缝的钢管。按焊接方法不同可分为电弧焊管、高频或低频电阻焊管、气焊管、炉焊管、邦迪管等。按焊缝形状可分为直缝焊管和螺旋焊管。电焊钢管用于石油钻采和机械、制造业等。炉焊管可用作水煤气管等,大口径直缝焊管用于高压油气输送等;螺旋焊管用于油气输送、管桩、桥墩等。焊接钢管比无缝钢管成本低、生产效率高。
直缝焊管
是用钢板或钢带经过弯曲成型,然后经焊接制成。按焊缝形式分为直缝焊管和螺旋焊管。按用途又分为一般焊管、镀锌焊管、吹氧焊管、电线套管、公制焊管、托辊管、深井泵管、汽车用管、变压器管、电焊薄壁管、电焊异型管和螺旋焊管。
一般焊管
一般焊管用来输送低压流体。用Q195A、Q215A、Q235A钢制造 。也可采用易于焊接的其它软钢制造。钢管要进行水压、弯曲、压扁等实验,对表面质量有一定要求,通常交货长度为4-10m,常要求定尺(或倍尺)交货。焊管的规格用公称口径表示(毫米或英寸)公称口径与实际不同,焊管按规定壁厚有普通钢管和加厚钢管两种,钢管按管端形式又分带螺纹和不带螺纹两种,表6-17为焊接钢管尺寸。 无需电焊机和套丝高频电阻直缝焊管,也不需做跨接地线,无须刷漆,省去了传统熔焊和套丝等复杂的施工工序。只需将直管接头连接管与管,螺纹管接头连圆钢管理论重量与接线盒,定位后用专用工具拧紧(拧断)螺钉即可,与接线盒高频电阻缝焊处用锁母紧定即可。管路转弯处用弯管器可现场弯曲相应的弧度。
编辑本段直缝焊管的技术要求与质量检验
根据GB3092《低压流体输送用焊接钢管》标准的规定,焊管的公称直径为6~150mm,公称壁厚为2.0~6.0mm,焊管的长度通常为4~10米,可按定尺或倍尺长度出厂。钢管表面质量应光滑,不允许有折叠、裂缝、分层、搭焊等缺陷存在。钢管表面允许有不超过壁厚负偏差的划道、刮伤、焊缝错位、烧伤和结疤等轻微缺陷存在。允许焊缝处壁厚增厚和内缝焊筋存在。焊接钢管应做机械性能试验和压扁试验以及扩口试验,并要达到标准规定的要求。钢管应能承受一定的内压力,必要时进行2.5Mpa压力试验,保持一分钟无渗漏。允许用涡流探伤的方法代替水压试验。涡流探伤按GB7735《钢管涡流探伤检验方法》标准执行。涡流探伤方法是将探头固定在机架上,探伤与焊缝保持3~5mm距离,靠钢管的快速运动对焊缝进行全面的扫查,探伤信号经涡流探伤仪的自动处理和自动分选,达到探伤的目的。探伤后的焊管用飞锯按规定长度切断,经翻转架下线。钢管两端应平头倒角,打印标记,成品管用六角形捆扎包装后出厂。
编辑本段直缝焊管的材质
国内常用材质一般是Q235A,Q235B、0Cr13、1Cr17、00Cr19Ni11、1Cr18Ni9、0Cr18Ni11Nb、16Mn、20#、Q345、L245、L290、X42、X46、X70、X80等。
编辑本段直缝焊管的用途
直缝钢管在国内主要应用于自来水工程、石化工业、化学工业、电力工业、农业灌溉、城市建设。作液体输送用:给水、排水。作气体输送用:煤气、蒸气、液化石油气。作结构用:作打桩管、作桥梁;码头、道路、建筑结构用管等。
开放分类:
C. 直缝焊管的焊接原理是什么
ERW直缝焊管主要利用高频感应焊接。高频感应焊接,利用高频的集肤效应将版原料边缘加热利用挤压辊施权以一定的挤压力加以焊接。感应加热的基本知识感应加热原理:
电磁感应定律和焦耳-楞次定律
交流电流的集肤效应、邻近效应和圆环效应:
电流密度在导体截面上的分布是不均匀的,最大电流密度出现在导体的表面,而导体轴线处的电流密度最小,这种电流的集聚现象叫做集肤效应。
邻近效应和圆环效应是集肤效应的2种表现形式
导体截面上的电流密度分布规律为:
D. 万急:高频焊接原理
焊管高频焊接原理
作者:江南五里湖
高频焊接起源于上世纪五十年代,它是利用高频电流所产生的集肤效应和相邻效应,将钢板和其它金属材料对接起来的新型焊接工艺。高频焊接技术的出现和成熟,直接推动了直缝焊管产业的巨大发展,它是直缝焊管(ERW)生产的关键工序。高频焊接质量的好坏,直接影响到焊管产品的整体强度,质量等级和生产速度。
作为焊管生产制造者,必须深刻了解高频焊接的基本原理;了解高频焊接设备的结构和工作原理;了解高频焊接质量控制的要点。
1 高频焊接的基本原理
所谓高频,是相对于50Hz的交流电流频率而言的,一般是指50KHz~400KHz的高频电流。高频电流通过金属导体时,会产生两种奇特的效应:集肤效应和邻近效应,高频焊接就是利用这两种效应来进行钢管的焊接的。那么,这两个效应是怎么回事呢?
集肤效应 是指以一定频率的交流电流通过同一个导体时,电流的密度不是均匀地分布于导体的所有截面的,它会主要向导体的表面集中,即电流在导体表面的密度大,在导体内部的密度小,所以我们形象地称之为:“集肤效应”。集肤效应通常用电流的穿透深度来度量,穿透深度值越小,集肤效应越显著。这穿透深度与导体的电阻率的平方根成正比,与频率和磁导率的平方根成反比。通俗地说,频率越高,电流就越集中在钢板的表面;频率越低,表面电流就越分散。必须注意:钢铁虽然是导体,但它的磁导率会随着温度升高而下降,就是说,当钢板温度升高的时候,磁导率会下降,集肤效应会减小。
邻近效应 是指高频电流在两个相邻的导体中反向流动时,电流会向两个导体相近的边缘集中流动,即使两个导体另外有一条较短的边,电流也并不沿着较短的路线流动,我们把这种效应称为:“邻近效应”。邻近效应本质上是由于感抗的作用,感抗在高频电流中起主导的作用。邻近效应随着频率增高和相邻导体的间距变近而增高,如果在邻近导体周围再加上一个磁心,那么高频电流将更集中于工件的表层。
这两种效应是实现金属高频焊接的基础。高频焊接就是利用了集肤效应使高频电流的能量集中在工件的表面;而利用了邻近效应来控制高频电流流动路线的位置和范围。电流的速度是很快的,它可以在很短的时间内将相邻的钢板边部加热,熔融,并通过挤压实现对接。
2 高频焊接设备的结构和工作原理
了解了高频焊接原理,还得要有必要的技术手段来实现它。高频焊接设备就是用于实现高频焊接的电气—机械系统,高频焊接设备是由高频焊接机和焊管成型机组成的。其中高频焊接机一般由高频发生器和馈电装置二个部分组成,它的作用是产生高频电流并控制它;成型机由挤压辊架组成,它的作用是将被高频电流熔融的部分加以挤压,排除钢板表面的氧化层和杂质,使钢板完全熔合成一体。
高频发生器 过去的焊管机组上使用高频发生器是三回路的:高频发电机组;固体变频器;电子高频振荡器,后来基本上都改进为单回路的了。调节高频振荡器输出功率的方法有多种,如自耦变压器,电抗法,晶闸管法等。
馈电装置 这是为了向管子传送高频电流用的,包括电极触头,感应圈和阻抗器。接触焊中一般采用耐磨的铜钨合金的电极触头,感应焊中采用的是紫铜制的感应圈。阻抗器的主要元件是磁心,它的作用是增加管子表面的感抗,以减少无效电流,提高焊接速度。阻抗器的磁心采用铁氧体,要求它的居里点温度不低于310°,居里点温度是磁心的重要指标,居里点温度越高,就能靠得离焊缝越近,靠得越近,焊接效率也越高。
近年来,世界上一些大公司开始采用了固态模块式结构,大大提高了焊接可靠性,保证了焊接质量。如EFD公司设计的WELDAC G2 800高频焊机由以下部分组成:整流及控制单元(CRU),逆变器,匹配及补偿单元(IMC),CRU与IMC间的直流电缆,IMC到线圈或接触组件。
机器的两个主要部分是CRU及IMC。CRU包括一个带有主隔绝开关及一个全桥二极管整流器的整流部分(它把交流电转换为直流电),一个带有控制装置及外部控制设备界面的控制器。IMC包括逆变器模块,一个匹配变压器以及一个用于为感应线圈提供必需的无功功率的电容组。
主供电电压(3相480V),通过主隔绝开关被送到主整流器中。在主整流器中,主电压被转换为640V的直流电并且通过母线与主直流线缆相连接。直流电通过由数个并联电缆组成的直流电输送线被送到IMC。DC线缆在IMC单元母线上终止。逆变部分的逆变器模块通过高速直流保险同DC母线以并联方式连接在一起。DC电容也与DC母线连接在一起。
每个逆变器模块构成一个全桥IGBT三极管逆变器。三极管的驱动电路则在逆变器模块内的一个印刷电路板上。直流电由逆变器变为高频交流电。根据具体的负载,交流电的频率范围在100-150KH范围之间。为根据负载对逆变器进行调整,所有逆变器都以并联方式同匹配变压器连接。变压器有数个并联的主绕组,及一个副绕组。变压器的匝数比是固定的。
输出电容由数个并联电容模块组成。电容器以串联方式同感应线圈相连接,因此输出电路也是串联补偿的。电容器的作用是根据感应线圈对无功功率的要求进行补偿,及通过此补偿来使输出电路的共振频率达到所要求的数值。
频率控制系统被设计用来使三极管始终工作在系统的共振频率上。共振频率通过测量输出电流的频率确定。此频率随即被用来作为开通三极管的时基信号。三极管驱动卡向每个逆变器模块上的每个三极管发送信号来控制三极管何时开通,何时关断。
感应加热系统的输出功率控制是通过控制逆变器的输出电流来控制的。上述控制是通过一个用来控制三极管驱动器的功率控制卡完成的。
输出功率参考值由IMC操纵面板上的功率参考电位计给出,或者由外部控制面板输出给控制系统。此数值被传送给系统控制器后,将与由整流单元测量系统测量出的 DC功率数值相比较。控制器包括一个限定功能,它可以根据参考功率值与DC功率测量值的比较结果计算出一个新的输出电流设定值。控制器计算出来的输出功率设定值被送到功率控制卡,此控制卡将根据新的设定值来限定输出电流。
报警系统根据IMC中报警卡的输入信号及IMC,CRU中的各类监视设备发出的信号来工作。报警将显示在工作台上。
控制及整流器单元(CRU)
逆变器,匹配及补偿单元 (IMC)
直流线缆 输出功率总线,线圈及接触头连接
冷却系统安装在一个自支撑钢框架内,所有部件联结成为一个完整的单元。系统包括:带有电机的循环泵,热交换器(水/水),补偿容器,输出过程端(次输出)压力表,主进水口温度控制阀门,控制阀以及电气柜。主进水口端的热交换器使用未处理的支流水作为冷却用水,次端的热交换器则使用净化后的中性饮用水作为冷却水。未处理的水由恒温阀门控制,它用来测量次输出端的温度。钢框架可以用螺栓固定在门上。
3高频焊接质量控制的要点
影响高频焊接质量的因素很多,而且这些因素在同一个系统内互相作用,一个因素变了,其它的因素也会随着它的改变而改变。所以,在高频调节时,光是注意到频率,电流或者挤压量等局部的调节是不够的,这种调整必须根据整个成型系统的具体条件,从与高频焊接有关联的所有方面来调整。
影响高频焊接的主要因素有以下八个方面:
第一, 频率
高频焊接时的频率对焊接有极大的影响,因为高频频率影响到电流在钢板内部的分布性。选用频率的高低对于焊接的影响主要是焊缝热影响区的大小。从焊接效率来说,应尽可能采用较高的频率。100KHz的高频电流可穿透铁素体钢0.1mm, 400KHz则只能穿透0.04mm,即在钢板表面的电流密度分布,后者比前者要高近2.5倍。在生产实践中,焊接普碳钢材料时一般可选取 350KHz~450KHz的频率;焊接合金钢材料,焊接10mm以上的厚钢板时,可采用50KHz~150KHz那样较低的频率,因为合金钢内所含的铬,锌,铜,铝等元素的集肤效应与钢有一定差别。国外高频设备生产厂家现在已经大多采用了固态高频的新技术,它在设定了一个频率范围后,会在焊接时根据材料厚度,机组速度等情况自动跟踪调节频率。
第二, 会合角
会合角是钢管两边部进入挤压点时的夹角。由于邻近效应的作用,当高频电流通过钢板边缘时,钢板边缘会形成预热段和熔融段(也称为过梁),这过梁段被剧烈加热时,其内部的钢水被迅速汽化并爆破喷溅出来,形成闪光,会合角的大小对于熔融段有直接的影响。
会合角小时邻近效应显著,有利提高焊接速度,但会合角过小时,预热段和熔融段变长,而熔融段变长的结果,使得闪光过程不稳定,过梁爆坡后容易形成深坑和针孔,难以压合。
会合角过大时,熔融段变短,闪光稳定,但是邻近效应减弱,焊接效率明显下降,功率消耗增加。同时在成型薄壁钢管时,会合角太大会使管的边缘拉长,产生波浪形折皱。现时生产中我们一般在2°--6°内调节会合角,生产薄板时速度较快,挤压成型时要用较小的会合角;生产厚板时车速较慢,挤压成型时要用较大的会合角。有厂家提出一个经验公式:会合角×机组速度≮100,可供参考。
第三, 焊接方式
高频焊接有两种方式:接触焊和感应焊。
接触焊是以一对铜电极与被焊接的钢管两边部相接触,感应电流穿透性好,高频电流的两个效应因铜电极与钢板直接接触而得到最大利用,所以接触焊的焊接效率较高而功率消耗较低,在高速低精度管材生产中得到广泛应用,在生产特别厚的钢管时一般也都需要采用接触焊。但是接触焊时有两个缺点:一是铜电极与钢板接触,磨损很快;二是由于钢板表面平整度和边缘直线度的影响,接触焊的电流稳定性较差,焊缝内外毛刺较高,在焊接高精度和薄壁管时一般不采用。
感应焊是以一匝或多匝的感应圈套在被焊的钢管外,多匝的效果好于单匝,但是多匝感应圈制作安装较为困难。感应圈与钢管表面间距小时效率较高,但容易造成感应圈与管材之间的放电,一般要保持感应圈离钢管表面有5~8 mm的空隙为宜。采用感应焊时,由于感应圈不与钢板接触,所以不存在磨损,其感应电流较为稳定,保证了焊接时的稳定性,焊接时钢管的表面质量好,焊缝平整,在生产如API等高精度管子时,基本上都采用感应焊的形式。
第四, 输入功率
高频焊接时的输入功率控制很重要。功率太小时管坯坡口加热不足,达不到焊接温度,会造成虚焊,脱焊,夹焊等未焊合缺陷;功率过大时,则影响到焊接稳定性,管坯坡口面加热温度大大高于焊接所需的温度,造成严重喷溅,针孔,夹渣等缺陷,这种缺陷称为过烧性缺陷。高频焊接时的输入功率要根据管壁厚度和成型速度来调整确定,不同成型方式,不同的机组设备,不同的材料钢级,都需要我们从生产第一线去总结,编制适合自己机组设备的高频工艺。
第五, 管坯坡口
管坯的坡口即断面形状,一般的厂家在纵剪后直接进入高频焊接,其坡口都是呈“I”形。当焊接材料厚度大于8~10mm以上的管材时,如果采用这种“I”形坡口,因为弯曲圆弧的关系,就需要融熔掉管坯先接触的内边层,形成很高的内毛刺,而且容易造成板材中心层和外层加热不足,影响到高频焊缝的焊接强度。所以在生产厚壁管时,管坯最好经过刨边或铣边处理,使坡口呈“X”形,实践证明,这种坡口对于均匀加热从而保障焊缝质量有很大关系。
坡口形状的选取,也影响到调节会合角的大小。
焊接接头口设计在焊接工程中设计中是较薄弱的环节,主要是许多钢结构件的结法治坡口设计不是出自焊接工程技术人员之手,硬性套标准和工艺性能较差的坡口屡见不鲜。坡口形式对控制焊缝内部质量和焊接结构制造质量有着很重要作用。坡口设计必须考母材的熔合比,施焊空间,焊接位置和综合经济效益等问题。应先按下式计算横向收缩值ΔB。
ΔB=5.1Aω/t+1.27d
式中Aω——焊缝横截面积,mm³ ,t——板厚,mm,d——焊缝根部间隙,mm。 找出ΔB与Aω的关系后,即可根据两者关系列表分析,处理数据,进行优化设计,最后确定矩形管对接焊缝破口形式(图2)。
第六, 焊接速度
焊管机组的成型速度受到高频焊接速度的制约,一般来说,机组速度可以开得较快,达到100米/每秒,世界上已有机组速度甚至于达到400米/每秒,而高频焊接特别是感应焊只能在60米/每秒以下,超过10mm的钢板成型,国内机组生产的成型速度实际上只能达到8~12米/每秒。
焊接速度影响焊接质量。焊接速度提高时,有利于缩短热影响区,有利于从熔融坡口挤出氧化层;反之,当焊接速度很低时,热影响区变宽,会产生较大的焊接毛刺,氧化层增厚,焊缝质量变差。当然,焊接速度受输出功率的限制,不可能提得很高。
国内机组操作经验显示,2~3 mm的钢管焊接速度可达到40米/秒,4~6mm的钢管焊接速度可达到25米/秒,6~8 mm的钢管焊接速度可达到12米/秒,10~16 mm的钢管焊接速度在12米/秒以下。接触焊时速度可高些,感应焊时要低些。
第七, 阻抗器
阻抗器的作用是加强高频电流的集肤效应和相邻效应,阻抗器一般采用M-XO/N-XO类铁氧化体制造,通常做成Φ10mm×(120--160)mm规格的磁棒,捆装于耐热,绝缘的外壳里,内部通以水冷却。
阻抗器的设置要与管径相匹配,以保证相应的磁通量。要保证阻抗器的磁导率,除了阻抗器的材料要求以外,同时要保证阻抗器的截面积与管径的截面积之比要足够的大。在生产API管等高等级管子时,都要求去除内毛刺,阻抗器只能安放在内毛刺刀体内,阻抗器的截面积相应会小很多,这时采取磁棒的集中扇面布置的效果要好于环形布置。
阻抗器与焊接点的位置距离也影响焊接效率,阻抗器与管内壁的间隙一般取6~15 mm,管径大时取上限值;阻抗器应与管子同心安放,其头部与焊接点的间距取10~20 mm,同理,管径大时取大的值。
第八, 焊接压力
焊接压力也是高频焊接的主要参数。理论计算认为焊接压力应为100~300MPa,但实际生产中这个区域的真实压力很难测量。一般都是根据经验估算,换算成管子边部的挤压量。不同的壁厚取不同的挤压量,通常2mm以下的挤压量为:3~6 mm时为0.5t~ t;6~10 mm时为0.5t;10 mm以上时为0.3t~0.5t。
API钢管生产中,常出现焊缝灰斑缺陷,灰斑缺陷是难熔的氧化物,为达到消除灰斑的目的,宝钢等厂家多采取了加大挤压力,增加焊接余量的方法,6mm以上钢管的挤压余量达0.8~1.0的料厚,效果很好。
高频焊接常见的问题及其原因,解决方法:
《1》焊接不牢,脱焊,冷叠;
原因:输出功率和压力太小;
解决方法:1 调整功率;2 厚料管坯改变坡口形状;3 调节挤压力
《2》焊缝两边出现波纹;
原因:会合角太大,
解决方法:1 调整导向辊位置;2 调整实弯成型段;3 提高焊接速度
《3》焊缝有深坑和针孔;
原因:出现过烧
解决方法:1 调整导向辊位置,加大会合角;2 调整功率;3提高焊接速度
《4》焊缝毛刺太高;
原因:热影响区太宽
解决方法:1提高焊接速度;2 调整功率;
《5》夹渣;
原因:输入功率过大,焊接速度太慢
解决方法:1 调整功率;2 提高焊接速度
《6》焊缝外裂纹;
原因:母材质量不好;受太大的挤压力
解决方法:1 保证材质;2 调整挤压力
《7》错焊,搭焊
原因:成型精度差;
解决方法:调整机组成型模辊;
高频焊接是焊管生产中的关键工序,由于系统性的影响因素,至今还需要我们在生产第一线中探索经验,每一台机组都有它的设计和制造差别,每一个操作者也有不同的习惯,也就是说有,机组和人一样,都有自己的个性。我们将这些资料提供给大家,是为了让我们更好得了解高频焊接的基本原理,从而更好地结合自己的生产实践,总结出适合于自己机组的操作规程。
附:API标准关于管子焊接质量的规定
(美国石油学会)API—5L/5CT焊缝标准
API-5CT标准规定:
10.5 压扁试验
10.5.4 第1组试验方法----非整体热处理的管子
试样应在平行板间压扁。在每组压扁试样中,一个试样应在90°位置压扁,另一个试样应在0°位置压扁。试样应压扁至相对管壁相接触为止。在板间距离不小于表 C.23或表E.23规定值时,试样任何部位不应产生裂纹或断裂。在整个压扁过程中,不应出现不良的组织结构、焊缝未熔合、分层、金属过烧或挤出金属等现象。
10.5.5 第1和第2组试验方法----整体热处理的管子
试样应在平行板间压扁,且焊缝处于弯曲程度最大处。由检验人员决定,还应使焊缝位于距弯曲程度最大处90°位置进行压扁试验。试样应压扁至相对管壁相接触为止。在板间距离不小于表C.23或表E.23规定值时,试样任何部位不应产生裂纹或断裂。在整个压扁过程中,不应出现不良的组织结构、焊缝未熔合、分层、金属过烧或挤出金属等现象。
API-5L标准规定:
6.2.2 压扁试验验收标准
压扁试验验收标准如下:
a) 钢级高于A25级的电焊钢管以及规格小于12-3/4的激光焊钢管。
1)对于规定壁厚等于或大于0.500in(12.7mm),且钢级为X60或更高钢级的钢管原始外径(OD)的三分之二的焊缝应不出现开裂。对所有其他钢级和规定壁厚的钢管,压扁到钢管原始外径的1/2时,焊缝不应出现开裂。
2)对D/t大于10的钢管继续压扁到钢管原始外径(OD)的三分之一,除焊缝之外不应出现焊缝或断裂。
3)对所有D/t的钢管,继续压扁,直到钢管的管壁贴合为止,在整个压扁试验过程中,不得出现分层或过烧金属的现象。
b)对A25钢级的焊接钢管,压扁到钢管原始外径的四分之三焊缝应不出现开裂。继续压扁到到钢管原始外径的60%,除焊缝之外的金属应不出现焊缝或断裂。
注1:对于所有压扁试验,规格小于2-3/8的钢管,焊缝包括熔合线两侧各1/4in(6.4mm)范围内的金属,规格不小于2-3/8的钢管焊缝包括熔合线两侧各1/2in(12.7mm)范围内的金属
注2:对于经过热减径机的电焊钢管,在热减径前进行压扁试验,压扁试验的原始外径由制造厂确定。其他情况下,原始外径为规定外径。
表C.23 电焊管压扁试验板间距离
钢级 D/t 最大板间距离mm
H40 ≥16
<16 0.5D
D×(0.830-0.0206 D/t)
J55、K55 ≥16
3.93~16
<3.93 0.65D
D×(0.980-0.0206 D/t)
D×(1.104-0.0518 D/t)
M65
N80(a)
L80
C95(a)
P110(b)
Q125(b) 全部
90~28
90~28
90~28
全部
全部 D×(1.074-0.0194 D/t)
D×(1.074-0.0194 D/t)
D×(1.074-0.0194 D/t)
D×(1.080-0.0178 D/t)
D×(1.086-0.0163 D/t)
D×(1.092-0.0140 D/t)
D——管子规定外径,mm。
t——管子规定壁厚,mm。
(a) 如果压扁试样失效于12或6点位置,压扁试验应继续进行,直到剩余试样在3或9点位置失效。12或6点位置上的早期失效不应作为拒收依据。
(b) 见A.5(SR11)。压扁应至少为0.85D。
表E.23 电焊管压扁试验板间距离
钢级 D/t 最大板间距离in
H40 ≥16
<16 0.5D
D×(0.830-0.0206 D/t)
J55、K55 ≥16
3.93~16
<3.93 0.65D
D×(0.980-0.0206 D/t)
D×(1.104-0.0518 D/t)
M65
N80(a)
L80
C95(a)
P110(b)
Q125(b) 全部
90~28
90~28
90~28
全部
全部 D×(1.074-0.0194 D/t)
D×(1.074-0.0194 D/t)
D×(1.074-0.0194 D/t)
D×(1.080-0.0178 D/t)
D×(1.086-0.0163 D/t)
D×(1.092-0.0140 D/t)
D——管子规定外径,in。
t——管子规定壁厚,in。
(a)如果压扁试样失效于12或6点位置,压扁试验应继续进行,直到剩余试样在3 或9点位置失效。12或6点位置上的早期失效不应作为拒收依据。
(b)见A.5(SR11)。压扁应至少为0.85D。
E. 高频焊管感应圈和夹紧辊,磁棒的距离。请高手指教
平轴要平,立轴要直;轧辊定位不窜动,滑件灵活不摆动,调整自如不别劲。
感应器(1~3匝)的位置:前端至挤压辊中心线1~1.5倍管径;内径为1.2~1.5倍管外径。
磁棒(阻抗器)的位置:前端和挤压辊中心线对齐,截面积>70%管内径,最小长度大于挤压辊直径加感应器长度。
V型开口角:炭钢30~40,
不锈钢和有色金属50~80。
给个邮箱一个资料可以给你发过去希望对你有帮助
F. 什么叫高频焊管和钢管有什么区别
高频焊管分以下4 种,定义、功用和标准代号如下:
1.低压流体输送用焊接钢管(GB/T3092-1993)也称一般焊管,俗称黑管。是用于输送水、煤气、空气、油和取暖蒸汽等一般较低压力流体和其他用途的焊接钢管。钢管接壁厚分为普通钢管和加厚钢管;接管端形式分为不带螺纹钢管(光管)和带螺纹钢管。钢管的规格用公称口径(mm)表示,公称口径是内径的近似值。习惯上常用英寸表示,如11/2 等。低压流体输送用焊接钢管除直接用于输送流体外,还大量用作低压流体输送用镀锌焊接钢管的原管。
2.低压流体输送用镀锌焊接钢管(GB/T3091-1993)也称镀锌电焊钢管,俗称白管。是用于输送水、煤气、空气油及取暖蒸汽、暖水等一般较低压力流体或其他用途的热浸镀锌焊接(炉焊或电焊)钢管。钢管接壁厚分为普通镀锌钢管和加厚镀锌钢管;接管端形式分为不带螺纹镀锌钢管和带螺纹镀锌钢管。钢管的规格用公称口径(mm)表示,公称口径是内径的近似值。习惯上常用英寸表示,如11/2 等。
3.普通碳素钢电线套管(GB3640-88)是工业与民用建筑、安装机器设备等电气安装工程中用于保护电线的钢管。
4.直缝电焊钢管(YB242-63)是焊缝与钢管纵向平行的钢管。通常分为公制电焊钢管、电焊薄壁管、变压器冷却油管等等。
高频直缝钢管标准代号:
1.低压流体输送用焊接钢管(GB/T3092-1993)也称一般焊管,俗称黑管。是用于输送水、煤气、空气、油和取暖蒸汽等一般较低压力流体和其他用途的焊接钢管。钢管接壁厚分为普通钢管和加厚钢管;接管端形式分为不带螺纹钢管(光管)和带螺纹钢管。钢管的规格用公称口径(mm)表示,公称口径是内径的近似值。习惯上常用英寸表示,如11/2 等。低压流体输送用焊接钢管除直接用于输送流体外,还大量用作低压流体输送用镀锌焊接钢管的原管。
2.低压流体输送用镀锌焊接钢管(GB/T3091-1993)也称镀锌电焊钢管,俗称白管。是用于输送水、煤气、空气油及取暖蒸汽、暖水等一般较低压力流体或其他用途的热浸镀锌焊接(炉焊或电焊)钢管。钢管接壁厚分为普通镀锌钢管和加厚镀锌钢管;接管端形式分为不带螺纹镀锌钢管和带螺纹镀锌钢管。钢管的规格用公称口径(mm)表示,公称口径是内径的近似值。习惯上常用英寸表示,如11/2 等。
3.普通碳素钢电线套管(GB3640-88)是工业与民用建筑、安装机器设备等电气安装工程中用于保护电线的钢管。
4.直缝电焊钢管(YB242-63)是焊缝与钢管纵向平行的钢管。通常分为公制电焊钢管、电焊薄壁管、变压器冷却油管
而钢管一般分两大类,一类叫焊接钢管,另一种则是无缝钢管。
焊接钢管也称焊管,是用钢板或带钢经过卷曲成型后焊接制成的钢管。焊接钢管生产工艺简单,生产效率高,品种规格多,设备资少,但一般强度低于无缝钢管。20世纪30年代以来,随着优质带钢连轧生产的迅速发展以及焊接和检验技术的进步,焊缝质量不断提高,焊接钢管的品种规格日益增多,并在越来越多的领域代替了无缝钢管。焊接钢管按焊缝的形式分为直缝焊管和螺旋焊管。
焊接钢管采用的坯料是钢板或带钢,因其焊接工艺不同而分为炉焊管、电焊(电阻焊)管和自动电弧焊管。因其焊接形式的不同分为直缝焊管和螺旋焊管两种。因其端部形状又分为圆形焊管和异型(方、扁等)焊管。焊管因其材质和用途不同而分为如下若干品种:
GB/T3091-1993(低压流体输送用镀锌焊接钢管)。主要用于输送水、煤气、空气、油和取暖热水或蒸汽等一般较低压力流体和其他用途管。其代表材质Q235A级钢。
GB/T3092-1993(低压流体输送用镀锌焊接钢管)。主要用于输送水、煤气、空气、油和取暖热水或蒸汽等一般较低压力流体和其它用途管。其代表材质为:Q235A级钢。
GB/T14291-1992(矿用流体输送焊接钢管)。主要用于矿山压风、排水、轴放瓦斯用直缝焊接钢管。其代表材质Q235A、B级钢。GB/T14980-1994(低压流体输送用大直径电焊钢管)。主要用于输送水、污水、煤气、空气、采暖蒸汽等低压流体和其它用途。其代表材质Q235A级钢。
GB/T12770-1991(机械结构用不锈钢焊接钢管)。主要用于机械、汽车、自行车、家具、宾馆和饭店装饰及其他机械部件与结构件。其代表材质0Cr13、1Cr17、00Cr19Ni11、1Cr18Ni9、0Cr18Ni11Nb等。
GB/T12771-1991(流体输送用不锈钢焊接钢管)。主要用于输送低压腐蚀性介质。代表材质为0Cr13、0Cr19Ni9、00Cr19Ni11、00Cr17、0Cr18Ni11Nb、0017Cr17Ni14Mo2等。
直缝焊管生产工艺简单,生产效率高,成本低,发展较快。螺旋焊管的强度一般比直缝焊管高,能用较窄的坯料生产管径较大的焊管,还可以用同样宽度的坯料生产管径不同的焊管。但是与相同长度的直缝管相比,焊缝长度增加30~100%,而且生产速度较低。
因此,较小口径的焊管大都采用直缝焊,大口径焊管则大多采用螺旋焊。(例如西气东输的管道用的就是螺旋焊管,太原重工就生产螺旋焊管机)
目前有一种较新的技术,叫“热减径”,就是把焊管再轧一下,以提高其表面质量和尺寸公差,使综合性能接近于无缝钢管。
G. 电磁焊接原理
高频焊接,它主要是利用高频电流所产生的集肤效应和相邻效应,将钢板和专其它金属材料属对接起来的新型焊接工艺。高频焊接技术的出现和成熟,它是直缝焊管生产的关键工序。高频焊接质量的好坏,会直接影响到焊管产品的整体强度、质量等级以及生产速度。
2.高频焊接原理--结构
高频焊接设备就是用于实现高频焊接的电气—机械系统,它主要是由高频焊接机和焊管成型机组成的。其中高频焊接机一般由高频发生器和馈电装置二个部分组成,它的作用是产生高频电流并控制它;成型机由挤压辊架组成,它的作用是将被高频电流熔融的部分加以挤压,排除钢板表面的氧化层和杂质,使钢板完全熔合成一体。
3.高频焊接原理
高频焊接是在高频电磁场的作用下引起介电损耗而加热,从而使接合面熔合粘接的一种焊接法,它主要是先利用涡流的原理,然后是电磁感应,最终是由电磁感应产生的电流焊上的焊接原理。高频焊接通过绕在部件上的线圈以及输入的高频电流产生磁感应现象因为出入电流频率高,根据E=n(ΔФ/Δt),且有Q=I^2Rt,在崩裂的焊缝有着极高的电阻,加上极高的电流,所以产生足以融化部件焊缝处的高温,以此焊接裂缝。
H. 什么是高频电焊
高频焊接,它是利用高频电流所产生的集肤效应和相邻效应,将钢板和其它金属材料对接起来的新型焊接工艺。高频焊接技术是直缝焊管(ERW)生产的关键工序。高频焊接质量的好坏,直接影响到焊管产品的整体强度,质量等级和生产速度。
所谓高频,是相对于50Hz的交流电流频率而言的,一般是指50KHz~400KHz的高频电流。高频电流通过金属导体时,会产生两种奇特的效应:集肤效应和邻近效应,高频焊接就是利用这两种效应来进行钢管的焊接的。那么,这两个效应是怎么回事呢?
集肤效应 是指以一定频率的交流电流通过同一个导体时,电流的密度不是均匀地分布于导体的所有截面的,它会主要向导体的表面集中,即电流在导体表面的密度大,在导体内部的密度小,所以我们形象地称之为:“集肤效应”。集肤效应通常用电流的穿透深度来度量,穿透深度值越小,集肤效应越显著。这穿透深度与导体的电阻率的平方根成正比,与频率和磁导率的平方根成反比。通俗地说,频率越高,电流就越集中在钢板的表面;频率越低,表面电流就越分散。必须注意:钢铁虽然是导体,但它的磁导率会随着温度升高而下降,就是说,当钢板温度升高的时候,磁导率会下降,集肤效应会减小。
邻近效应 是指高频电流在两个相邻的导体中反向流动时,电流会向两个导体相近的边缘集中流动,即使两个导体另外有一条较短的边,电流也并不沿着较短的路线流动,我们把这种效应称为:“邻近效应”。
高频电焊与普通电焊相比,各自的优点和缺点都很明:高频电焊的主要优点是调谐简单、使用方便,尽管频率高(后开发出超音频),应用范围还是较宽的(在不讲究加热效率的情况下)。它的主要缺点是电效率低,约为50%左右;工作电压太高,安全性差;单机功率小等。普通电焊反之。
I. 什么是直缝电焊钢管
1)直缝电焊钢管的行业名称一般叫直缝焊管,是指由钢板卷绕成并在管上留有一条直缝回(焊缝答与管中心线平行)的焊接钢管,区别于螺旋焊接钢管。有的行业会使用到双直缝焊管,这时两直缝的位置应相距180度。
2)焊接方法一般有埋弧焊、气体保护焊、激光焊等。
J. 直缝高频电阻焊管成型工艺有哪些
1.在高频焊管生产过程中 ,如何确保产品质量符合技术标准的要求和顾客的需要 ,则要对钢管生产过程中影响产品质量的因素进行分析。通过对本公司 Φ76mm高频焊接钢管机组某月份不合格品的统计 ,认为在生产过程中影响钢管产品质量的要素有原材料、焊接工艺、轧辊调节、轧辊材质、设备故障、生产环境及其它原因等七个方面。其中原材料占 32 .44% ,焊接工艺占 24 .85 % ,轧辊调节占 22 .72 % ,三者相加占 80 .01 % ,是主要环节。而轧辊材质、设备故障、生产环境及其它原因等四个方面的要素 ,对钢管产品质量的影响占19.99% ,属相对次要环节。因此 ,在钢管生产过程中 ,应对原材料、焊接工艺和轧辊调节三个环节进行重点控制。
2 原材料对钢管焊接质量的影响 影响原材料质量的因素主要有钢带力学性能不稳定、钢带的表面缺陷及几何尺寸偏差大等三个方面 ,因此 ,应从这三个方面进行重点控制。
1)钢带的力学性能对钢管质量的影响焊接钢管常用的钢种为碳素结构钢 ,主要的牌号有 Q195、Q215、Q235 SPCC SS400 SPHC等多种 。钢带屈服点和抗拉强度过高 ,将造成钢带的成型困难 ,特别是管壁较厚时 ,材料的回弹力大 ,钢管在焊接时存在较大的变形应力 ,焊缝容易产生裂缝。当钢带的抗拉强度超过 635 MPa、伸长率低于 10 %时 ,钢带在焊接过程中焊缝易产生崩裂。当抗拉强度低于 30 0MPa时 ,钢带在成型过程中由于材质偏软 ,表面容易起皱纹。可见 ,材料的力学性能对钢管的质量影响很大 ,应从材料强度方面对钢管质量进行有效地控制。
)钢带表面缺陷对钢管质量的影响钢带表面缺陷常见的有镰刀弯、波浪形、纵剪啃边等几种 ,镰刀弯和波浪形一般出现在冷轧钢带轧制过程中 ,是由压下量控制不当造成的。在钢管成型过程中 ,镰刀弯和波浪形会引起带钢的跑偏或翻转 ,容易使钢管焊缝产生搭焊 ,影响钢管的质量。钢带的啃边 (即钢带边缘呈现锯齿状凹凸不平的现象 ) ,一般出现在纵剪带上 ,产生原因是纵剪机圆盘刀刃磨钝或不锋利造成的。由于钢带的啃边 ,时时出现局部缺肉 ,使钢带在焊接时易产生裂纹、裂缝而影响焊缝质量的稳定性。
3)钢带几何尺寸对钢管质量的影响当钢带的宽度小于允许偏差时 ,焊接钢管时的挤压力减小 ,使得钢管焊缝处焊接不牢固 ,出现裂缝或是开口管 ;当钢带的宽度大于允许偏差时 ,焊接钢管时的挤压力增加 ,在钢管焊缝处出现尖嘴、搭焊或毛刺等焊接缺陷。所以 ,钢带宽度的波动 ,不但影响了钢管外径的精度 ,而且严重影响了钢管的表面质量。对要求同一断面壁厚差不超过规定值的钢管 ,即要求壁厚均匀程度高的钢管 ,钢带厚度的波动 ,会将同一卷钢带厚度差超出的允许值转移到成品钢管的壁厚差 ,使大批钢管厚度超出允许偏差而判废。厚度的波动不仅影响成品钢管的厚度精度 ,同时 ,由于钢带的厚薄不一 ,使钢管在焊接时 ,挤压力和焊接温度不稳定 ,造成了钢管焊接时焊缝质量不稳定。此外 ,由于钢材内部存在着夹层、杂质、沙眼等材料缺陷 ,也是影响钢管质量的一个重要因素。因此 ,在钢带焊接前 ,要检查每卷钢带的表面质量和几何尺寸 ,对钢带质量不符合标准要求的 ,不要进行生产 ,以免造成不必要的损失。
3 高频焊接对钢管质量的影响 在钢管高频焊接过程中 ,焊接工艺及工艺参数的控制、感应圈和阻抗器位置的放置等对钢管焊缝的焊接质量影响很大。
1) 钢管焊缝间隙的控制钢带进入焊管机组经成型辊成型、导向辊定向后 ,形成有开口间隙的圆形钢管管坯 ,调整挤压辊的挤压量 ,使得焊缝间隙控制在 1~ 3mm,并使焊口两端保持齐平。焊缝间隙控制得过大 ,会使焊缝焊接不良而产生未熔合或开裂 ;焊缝间隙控制得过小 ,由于热量过大 ,造成焊缝烧损 ,熔化金属飞溅 ,影响焊缝的焊接质量。
2) 高频感应圈位置的调控感应圈应放置在与钢管同一中心线上 ,感应圈前端距挤压辊中心线的距离 ,在不烧损挤压辊的前提下 ,应视钢管的规格而尽量接近。若感应圈距挤压辊较远时 ,有效加热时间较长 ,热影响区宽 ,使得钢管焊缝的强度下降或未焊透 ;反之感应圈易烧毁挤压辊。
3) 阻抗器位置的调控阻抗器是一个或一组焊管专用磁棒 ,阻抗器的截面积通常应不小于钢管内径截面积的 70 % ,其作用是使感应圈、管坯焊缝边缘与磁棒形成一个电磁感应回路 ,产生邻近效应 ,涡流热量集中在管坯焊缝边缘附近 ,使管坯边缘加热到焊接温度。阻抗器应放置在 V形区加热段 ,且前端在挤压辊中心位置处 ,使其中心线与管筒中心线一致。如阻抗器位置放置的不好 ,影响焊管的焊接速度和焊接质量 ,使钢管产生裂纹。
4)高频焊接工艺参数——输入热量的控制高频电源输入给钢管焊缝部位的热量称为输入热量。将电能转换成热能时 ,其输入热量的公式为 :
Q=KI2 Rt (1)
式中 Q—输入管坯的热量 ;K—能量转换效率 ; I—焊接电流 ;R—回路阻抗 ; t—加热时间。
加热时间 :t=Lv (2)
式中 L—感应圈或电极头前端至挤压辊的中心距 ;v—焊接速度。
当高频输入的热量不足且焊接速度过快时 ,使得被加热的管体边缘达不到焊接的温度 ,钢铁仍保持其固态组织而焊接不上 ,形成了未熔合或未焊透的裂纹 ;当高频输入热量过大且焊接速度过慢时 ,使得被加热的管体边缘超过了焊接温度 ,容易产生过热甚至过烧 ,使焊缝击穿 ,造成金属飞溅而形成缩孔。从公式 (1)、(2)中可知 ,可以通过调整高频焊接电流 (电压 )或调整焊接速度的方法 ,来控制高频输入热量的大小 ,从而使钢管的焊缝既要焊透又不焊穿 ,获得焊接质量优良的钢管
4 轧辊调节对钢管质量的影响 从钢管废品因果分析图可看出 ,轧辊调节是属钢管的操作工艺。在生产过程中 ,轧辊损坏或磨损严重时 ,在机组上需要更换部分轧辊 ,或某个品种连续生产了足够的数量 ,需要更换整套的轧辊。这时都应对轧辊进行调节 ,以获得良好的钢管质量。如轧辊调节得不好 ,易造成钢管管缝的扭转、搭焊、边缘波浪、鼓包及管体表面有压痕或划伤 ,钢管椭圆度大等缺陷 ,因此 ,换辊时应掌握轧辊调节的技巧。
1 )更换钢管规格 ,一般都对整套轧辊进行更换。轧辊调节的方法是 :用钢丝从机组入口到出口拉一条中心线 ,进行调整 ,使各架孔型在一条中心线上 ,并使成型底线符合技术要求。更换轧辊规格后 ,首先对成型辊、导向辊、挤压辊、定径辊作一次全面的调节 ,然后重点对成型辊的封闭孔型、导向辊、挤压辊调节。
2 )导向辊的作用是控制钢管的管缝方向和管坯底线高度 ,缓解边缘延伸 ,控制管坯边缘回弹 ,保证管缝平直而不扭转进入挤压辊。如导向辊调节不好 ,在钢管的焊接过程中 ,易造成钢管管缝的扭转、搭焊、边缘波浪等焊接缺陷。
3 )挤压辊是焊管机组的关键设备 ,其作用是将边缘被加热到焊接温度的管体在挤压辊的挤压力作用下完成压力焊接。在生产过程中 ,要控制挤压辊开口角的大小。挤压力过小时 ,焊缝金属强度下降 ,受力后会产生开裂 ;挤压力过大时 ,降低焊接强度 ,而且使外毛刺量增加 ,易造成搭焊等焊接缺陷。
4 )在焊管机组慢速起动的过程中 ,应密切注意各部位轧辊的转动情况 ,随时调节轧辊 ,以确保焊管的焊接质量和工艺尺寸符合规定的要求。