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直缝钢管高频焊接工艺

编辑:天津大桥焊材集团有限公司   时间:2013/06/13   字号:
摘要:直缝钢管高频焊接工艺
1 焊缝间隙的控制
将带钢送入焊管机组,经多道轧辊滚压,带钢逐渐卷起,形成有开口间隙的圆形管坯,调整挤压辊的压下量,使焊缝间隙控制在1~3mm,并使焊口两端 齐平。如间隙过大,则造成邻近效应减少,涡流热量不足,焊缝晶间接合不良而产生未熔合或开裂。如间隙过小则造成邻近效应增大,焊接热量过大,造成焊缝烧损;或者焊缝经挤压、滚压后形成深坑,影响焊缝表面质量。
2 焊接温度控制
焊接温度主要受高频涡流热功率的影响,根据公式(2)可知,高频涡流热功率主要受电流频率的影响,涡流热功率与电流激励频率的平方成正比;而电流激励频率又受激励电压、电流和电容、电感的影响。激励频率公式为:
f=1/[2π(CL)1/2]…(1)
式中:f-激励频率(Hz);C-激励回路中的电容(F),电容=电量/电压;L-激励回路中的电感,电感=磁通量/电流
上式可知,激励频率与激励回路中的电容、电感平方根成反比、或者与电压、电流的平方根成正比,只要改变回路中的电容、电感或电压、电流即可改变激励频率的大小,从而达到控制焊接温度的目的。对于低碳钢,焊接温度控制在1250~1460℃,可满足管壁厚3~5mm焊透要求。另外,焊接温度亦可通过调节焊接速度来实现。
当输入热量不足时,被加热的焊缝边缘达不到焊接温度,金属组织仍然保持固态,形成未熔合或未焊透;当输入热时不足时,被加热的焊缝边缘超过焊接温度,产生过烧或熔滴,使焊缝形成熔洞。
3 挤压力的控制
管坯的两个边缘加热到焊接温度后,在挤压辊的挤压下,形成共同的 金属晶粒互相渗透、结晶,最终形成牢固的焊缝。若挤压力过小,形成共同晶体的数量就小,焊缝金属强度下降,受力后会产生开裂;如果挤压力过大,将会使熔融状态的金属被挤出焊缝,不但降低了焊缝强度,而且会产生大量的内外毛刺,甚至造成焊接搭缝等缺陷。
4 高频感应圈位置的调控
高频感应圈应尽量接近挤压辊位置。若感应圈距挤压辊较远时,有效加热时间较长,热影响区较宽,焊缝强度下降;反之,焊缝边缘加热不足,挤压后成型不良。
5 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。阻抗器用一根钢丝拖动在管坯内,其中心位置应相对固定在接近挤压辊中心位置。开机时,由于管坯快速运动,阻抗器受管坯内壁的磨擦而损耗较大,需要经常更换。
6 焊缝经焊接和挤压后会产生焊疤,需要清除。清除方法是在机架上固定刀具,靠焊管的快速运动,将焊疤刮平。焊管内部的毛刺一般不清除。
7 工艺举例
现以焊制φ32×2mm 直缝焊管为例,简述其工艺参数:
带钢规格:2×98mm 带宽按中径展开加少量成型余量
钢材材质:Q235A
输入 励磁电压:150V 励磁电流:1.5A 频率:50Hz
输出 直流电压:11.5kV 直流电流:4A 频率:120000Hz
焊接速度:50米/分钟
参数调节:根据焊接线能量的变化及时调节输出电压和焊接速度。参数固定后一般不用调整
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