厚壁
直缝钢管的高频焊接过程是在
高频焊管机组中完成的.高频
焊管机组通常由滚压成型,高频焊接,挤压,冷却,定径,飞锯切断等部件组成,机组的前端配有储料活套,机组的后端配有
钢管翻转机架;电气部分主要有高频发生器,直流励磁
发电机和仪表自动控制装置等组成.现以φ165mm高频焊管机组为例,其主要技术参数如下:,
3.1,焊管成品,
矩形管:,90×50~160×60~180×80mm,
成品管壁厚:2~6mm,
3.2,成型速度:,20~70米/分钟,
热功率:,600KW,
输出频率:,200~250KHz,
电源:,三相380V,50Hz,
冷却:,水冷,
激励电压:,750~1500V,
4.高频激励电路
高频激励电路(又称高频振荡电路),是由安装在高频发生器内的大型电子管和振荡槽路组成,它是利用电子管的放大作用,在电子管接通灯丝和阳极时,把阳极输出信号正反馈到栅极,形成自激振荡回路.激励频率的大小取决于振荡槽路的电气参数(电压,电流,电容和电感).,
5.直缝钢管高频焊接工艺
5.1,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.,
5.2,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.,
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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.,
5.3,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,**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.,
5.4,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.,
5.5,阻抗器是一个或一组焊管**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.,
5.6,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.,
5.7,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.,
