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直縫鋼管高頻焊接工藝
直縫鋼管高頻焊接工藝
5.1焊縫間隙的控制
將帶鋼送入焊管機(jī)組，經(jīng)多道軋輥滾壓，帶鋼逐漸卷起，形成有開口間隙的圓形管坯，調(diào)整擠壓輥的壓下量，使焊縫間隙控制在1~3mm，并使焊口兩端齊平。如間隙過大，則造成鄰近效應(yīng)減少，渦流熱量不足，焊縫晶間接合不良而產(chǎn)生未熔合或開裂。如間隙過小則造成鄰近效應(yīng)增大，焊接熱量過大，造成焊縫燒損；或者焊縫經(jīng)擠壓、滾壓后形成深坑，影響焊縫表面質(zhì)量。
5.2焊接溫度控制
焊接溫度主要受高頻渦流熱功率的影響，根據(jù)公式（2）可知，高頻渦流熱功率主要受電流頻率的影響，渦流熱功率與電流激勵(lì)頻率的平方成正比；而電流激勵(lì)頻率又受激勵(lì)電壓、電流和電容、電感的影響。激勵(lì)頻率公式為：
f=1/[2π(CL)1/2]...(1)
式中：f-激勵(lì)頻率(Hz)；C-激勵(lì)回路中的電容(F)，電容=電量/電壓；L-激勵(lì)回路中的電感，電感=磁通量/電流
上式可知，激勵(lì)頻率與激勵(lì)回路中的電容、電感平方根成反比、或者與電壓、電流的平方根成正比，只要改變回路中的電容、電感或電壓、電流即可改變激勵(lì)頻率的大小，從而達(dá)到控制焊接溫度的目的。對于低碳鋼，焊接溫度控制在1250~1460℃，可滿足管壁厚3~5mm焊透要求。另外，焊接溫度亦可通過調(diào)節(jié)焊接速度來實(shí)現(xiàn)。
當(dāng)輸入熱量不足時(shí)，被加熱的焊縫邊緣達(dá)不到焊接溫度，金屬組織仍然保持固態(tài)，形成未熔合或未焊透；當(dāng)輸入熱時(shí)不足時(shí)，被加熱的焊縫邊緣超過焊接溫度，產(chǎn)生過燒或熔滴，使焊縫形成熔洞。
5.3擠壓力的控制
管坯的兩個(gè)邊緣加熱到焊接溫度后，在擠壓輥的擠壓下，形成共同的金屬晶粒互相滲透、結(jié)晶，最終形成牢固的焊縫。若擠壓力過小，形成共同晶體的數(shù)量就小，焊縫金屬強(qiáng)度下降，受力后會(huì)產(chǎn)生開裂；如果擠壓力過大，將會(huì)使熔融狀態(tài)的金屬被擠出焊縫，不但降低了焊縫強(qiáng)度，而且會(huì)產(chǎn)生大量的內(nèi)外毛刺，甚至造成焊接搭縫等缺陷。
5.4高頻感應(yīng)圈位置的調(diào)控
高頻感應(yīng)圈應(yīng)盡量接近擠壓輥位置。若感應(yīng)圈距擠壓輥較遠(yuǎn)時(shí)，有效加熱時(shí)間較長，熱影響區(qū)較寬，焊縫強(qiáng)度下降；反之，焊縫邊緣加熱不足，擠壓后成型不良。
5.5阻抗器是一個(gè)或一組焊管專用磁棒，阻抗器的截面積通常應(yīng)不小于鋼管內(nèi)徑截面積的70%，其作用是使感應(yīng)圈、管坯焊縫邊緣與磁棒形成一個(gè)電磁感應(yīng)回路，產(chǎn)生鄰近效應(yīng)，渦流熱量集中在管坯焊縫邊緣附近，使管坯邊緣加熱到焊接溫度。阻抗器用一根鋼絲拖動(dòng)在管坯內(nèi)，其中心位置應(yīng)相對固定在接近擠壓輥中心位置。開機(jī)時(shí)，由于管坯快速運(yùn)動(dòng)，阻抗器受管坯內(nèi)壁的磨擦而損耗較大，需要經(jīng)常更換。
5.6焊縫經(jīng)焊接和擠壓后會(huì)產(chǎn)生焊疤，需要清除。清除方法是在機(jī)架上固定刀具，靠焊管的快速運(yùn)動(dòng)，將焊疤刮平。焊管內(nèi)部的毛刺一般不清除。
5.7工藝舉例
現(xiàn)以焊制φ32×2mm直縫焊管為例，簡述其工藝參數(shù)：
帶鋼規(guī)格：2×98mm帶寬按中徑展開加少量成型余量
鋼材材質(zhì)：Q235A
輸入勵(lì)磁電壓：150V勵(lì)磁電流：1.5A頻率：50Hz
輸出直流電壓：11.5kV直流電流：4A頻率：120000Hz
焊接速度：50米/分鐘
湖南格潤德
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