高頻焊管生產(chǎn)工藝流程主要取決于產(chǎn)品品種，從原料到成品需要經(jīng)過(guò)一系列工序，完成這些工藝過(guò)程需要相應的各種機械設備和焊接、電氣控制、檢測裝置，這些設備和裝置按照不同的工藝流程要求有多種合理布置,高頻焊管典型流程：縱剪―開(kāi)卷―帶鋼矯平―頭尾剪切―帶鋼對焊―活套儲料―成型―焊接―清除毛刺―定徑―探傷―飛切―初檢―鋼管矯直―管段加工―水壓試驗―探傷檢測―打印和涂層―成品。

高頻焊管生產(chǎn)中操作對焊接質(zhì)量的影響

1 輸入熱量?

因為焊接工藝的主要參數之一,即焊接電流(或焊接溫度)難以測量,所以用輸入熱量來(lái)代替,而輸入熱量又可用振蕩器輸出功率來(lái)表示:

N = Ep·Ip

式中 N——輸出功率,kW;

??Ep——屏壓,kV;

??Ip——屏流,A〔1〕?。

當振蕩器、感應器和阻抗器確定后,振蕩管槽路、輸出變壓器、感應器的效率也就確定了,輸入功率的變化同輸入熱量的變化大致是成比例的。

當輸入熱量不足時(shí),被加熱邊緣達不到焊接溫度,仍保持固態(tài)組織而焊不上,形成焊合裂縫;當輸入熱量大時(shí),被加熱邊緣超過(guò)焊接溫度易產(chǎn)生過(guò)熱,甚至過(guò)燒,受力后產(chǎn)生開(kāi)裂;當輸入熱量過(guò)大時(shí),焊接溫度過(guò)高,使焊縫擊穿,造成熔化金屬飛濺,形成孔洞。熔化焊接溫度一般在1350～1400℃為宜。

2 焊接壓力?

焊接壓力是焊接工藝的主要參數之一,管坯的兩邊緣加熱到焊接溫度后,在擠壓力作用下形成共同的金屬晶粒即相互結晶而產(chǎn)生焊接。焊接壓力的大小影響著(zhù)焊縫的強度和韌性。若所施加的焊接壓力小,使金屬焊接邊緣不能充分壓合,焊縫中殘留的非金屬夾雜物和金屬氧化物因壓力小不易排出,焊縫強度降低,受力后易開(kāi)裂;壓力過(guò)大時(shí),達到焊接溫度的金屬大部分被擠出,不但降低焊縫強度,而且產(chǎn)生內外毛刺過(guò)大或搭焊等缺陷。因此應根據不同的品種規格在實(shí)際中求得與之相適應的最佳焊接壓力。根據實(shí)踐經(jīng)驗單位焊接壓力一般為20~40MPa。?

由于管坯寬度及厚度可能存在的公差,以及焊接溫度和焊接速度的波動(dòng),都有可能涉及到焊接擠壓力的變化。焊接擠壓量一般通過(guò)調整擠壓輥之間的距離進(jìn)行控制,也可以用擠壓輥前后管筒周差來(lái)控制。

3 焊接速度?

焊接速度也是焊接工藝主要參數之一,它與加熱制度、焊縫變形速度以及相互結晶速度有關(guān)。在高頻焊管時(shí),焊接質(zhì)量隨焊接速度的加快而提高。這是因為加熱時(shí)間的縮短使邊緣加熱區寬度變窄,縮短了形成金屬氧化物的時(shí)間,如果焊接速度降低時(shí),不僅加熱區變寬,而且熔化區寬度隨輸入熱量的變化而變化,形成內毛刺較大。在低速焊時(shí),輸入熱量少使焊接困難,若不符合規定值時(shí)易產(chǎn)生缺陷。?

因此在高頻焊管時(shí),應在機組的機械設備和焊接裝置所允許的最大速度下,根據不同規格品種選擇合適的焊速。

4 開(kāi)口角?

開(kāi)口角是指擠壓輥前管坯兩邊緣的夾角,開(kāi)口角的大小與燒化過(guò)程的穩定性有關(guān),對焊接質(zhì)量的影響很大。?

減小開(kāi)口角時(shí),邊緣之間的距離也減小,從而使鄰近效應加強,在其它條件相同的情況下便可增大邊緣的加熱溫度,從而提高焊接速度。開(kāi)口角如果過(guò)小時(shí),將使會(huì )合點(diǎn)到擠壓輥中心線(xiàn)的距離加長(cháng),從而導致邊緣并非在最高溫度下受到擠壓,這樣便使焊接質(zhì)量降低,功率消耗增加。?

實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗表明,可移動(dòng)導向輥的縱向位置來(lái)調整開(kāi)口角大小,通常在2～6°之間變化。在導向輥不能縱向調整的情況下,可用導向環(huán)厚度或壓下封閉孔型來(lái)調整開(kāi)口角的大小。

5 感應器及阻抗器的放置位置

5.1感應器的放置位置

?感應器的放置位置(距擠壓輥中心線(xiàn)的距離)對焊接質(zhì)量影響很大。距擠壓輥中心線(xiàn)較遠時(shí),有效加熱時(shí)間長(cháng),熱影響區寬,使焊縫強度降低;反之邊緣加熱不足,也使焊縫強度降低。感應器應與管同心放置,其前端與擠壓輥中心線(xiàn)距離大約等于或小于管徑(小管是1.5倍的管徑)為最佳狀態(tài)。

5.2 阻抗器的放置位置

阻抗器(磁棒)的放置位置不但對焊接速度有很大影響,而且對焊接質(zhì)量也有影響。如圖2所示[2]。

? 實(shí)踐證明,阻抗器前端位置正好在擠壓輥中心線(xiàn)處時(shí),擴口強度和壓扁強度最好。當超過(guò)擠壓輥中心線(xiàn)伸向定徑機一側時(shí),擴口強度和壓偏強度明顯下降。不到中心線(xiàn)而在成型機一側時(shí),也使焊接強度降低。最佳位置即阻抗器放在感應器下面的管坯內,其頭部與擠壓輥中心線(xiàn)重合或向成型方向調節20~40mm,能增加管內背阻抗,減少其循環(huán)電流損失,提高焊接電壓。在用單匝感應器時(shí),在感應器左右兩邊各掛一個(gè)小阻抗器,這樣既增加了焊縫磁場(chǎng),還使管坯邊緣鄰近效應加強,焊速每分鐘可提高4~5m。?

6 管坯的幾何尺寸及形狀要求

6.1焊管坯的幾何尺寸

管坯的寬度和厚度偏差大,會(huì )改變邊緣的加熱溫度和擠壓量,合格的產(chǎn)品必須要求管坯的寬度和厚度在公差范圍之內。

6.2管坯形狀及相接形式

如果管坯邊緣存在撓曲、鐮刀彎及波皺等現象,通過(guò)成型機時(shí)就會(huì )偏離孔型中心,造成帶鋼兩邊彎曲。軋輥調整不良也會(huì )造成帶鋼跑偏或管坯扭曲等缺陷,造成影響焊接質(zhì)量或根本無(wú)法焊接的后果。

管坯兩端焊接時(shí)要求兩端全部厚度相接,管坯兩邊緣不但要平直而且要平行?？v剪帶鋼時(shí)圓盤(pán)剪刃間隙過(guò)大或刀刃磨損嚴重造成帶鋼邊緣毛刺過(guò)大,也易產(chǎn)生焊接后裂紋。

7.帶鋼邊緣質(zhì)量

帶鋼邊緣質(zhì)量的好壞將影響高頻感應的加熱結果，從而影響焊縫的質(zhì)量。在管坯成型后應保證帶鋼兩邊緣平行，否則會(huì )出現尖角效應，從而影響焊縫質(zhì)量。