直縫高頻焊接鋼管的生產(chǎn)工藝流程

發(fā)布時(shí)間：2019-03-26 13:54:00 來源：

直縫燒焊鋼管是經(jīng)過高頻燒焊機(jī)組將一定的規(guī)格的長(zhǎng)條形鋼帶卷成圓管狀并將直縫燒焊而成鋼管。鋼管的式樣可以是圓形的，也可以是方形或異形的，它決定于于焊后的定徑軋制。燒焊鋼管的材料主要是：低碳鋼及σs≤300N/mm2、σs≤500N/mm2的低硼鋼或其它鋼材。直縫鋼管高頻燒焊的出產(chǎn)工藝流程如下所述：
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流程圖

高頻燒焊
　　高頻燒焊是依據(jù)電磁感應(yīng)原理和交流電荷在導(dǎo)體中的趨膚效應(yīng)、鄰近效應(yīng)和渦電流熱效應(yīng)，使焊縫邊緣的鋼材部分加熱到熔化狀況，經(jīng)虎符的擠壓，使對(duì)接焊縫成功實(shí)現(xiàn)晶間結(jié)合，因此達(dá)到焊縫燒焊之目標(biāo)。高頻焊是一種感應(yīng)焊（或壓力電阻焊），它無須焊縫補(bǔ)充料，無燒焊飛濺，燒焊熱影響區(qū)窄，燒焊成型好看，燒焊機(jī)械性能令人滿意等長(zhǎng)處，因?yàn)檫@個(gè)在鋼管的出產(chǎn)中遭受廣泛的應(yīng)用。
　　鋼管的高頻燒焊正是利用交流電的趨膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)，鋼材（帶鋼）經(jīng)滾壓成型后，形成一個(gè)剖面斷裂的圓形管坯，在管坯內(nèi)接近感應(yīng)線圈核心近旁旋轉(zhuǎn)一個(gè)或一組阻抗器（磁棒），阻抗器與管坯張嘴處形成一個(gè)電磁感應(yīng)回路，在趨膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)的效用下，管坯張嘴處邊緣萌生堅(jiān)強(qiáng)雄厚而集中的熱效應(yīng)，使焊縫邊緣迅疾加熱到燒焊所需溫度經(jīng)壓輥擠壓后，熔化狀況的金屬成功實(shí)現(xiàn)晶間結(jié)合，冷卻后形成一條堅(jiān)固的對(duì)接焊縫。
高頻焊管機(jī)組
　　直縫鋼管的高頻燒焊過程是在高頻焊管機(jī)組中完成的。高頻焊管機(jī)組一般由滾壓成型、高頻燒焊、擠壓、冷卻、定徑、飛鋸截?cái)嗟绕骷M成，機(jī)組的前端配有儲(chǔ)料活套，機(jī)組的后端配有鋼管翻滾轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)架；電氣局部主要有高頻發(fā)生器、直流勵(lì)磁發(fā)電機(jī)和儀表半自動(dòng)扼制裝置等組成?，F(xiàn)以φ165mm高頻焊管機(jī)組為例，其主要技術(shù)參變量如下所述：???
直縫鋼管

3.1 焊管成品
　　圓管外徑： φ111~165mm
　　方管： 50×50~125×125mm
　　長(zhǎng)方形管： 90×50~160×60~180×80mm
　　成品管壁厚：2~6mm
　　3.2 成型速度： 20~70米/分鐘
　　3.3 高頻感應(yīng)器：
　　熱功率： 600KW
　　輸出頻率： 200~250KHz
　　電源：三相380V 50Hz
　　冷卻：水冷
　　激發(fā)鼓勵(lì)電壓： 750~1500V
高頻激發(fā)鼓勵(lì)電路
　　高頻激發(fā)鼓勵(lì)電路（又叫作高頻振動(dòng)電路），是由安裝在高頻發(fā)生器內(nèi)的大型真空管和振動(dòng)槽路組成，它是利用真空管的放大效用，在真空管接通燈絲和陽極時(shí)，把陽極輸出信號(hào)正反饋到柵極，形成自激振動(dòng)回路。激發(fā)鼓勵(lì)頻率的體積決定于于振動(dòng)槽路的電氣參變量（電壓、電流、電容和電感）。
直縫鋼管高頻燒焊工藝
　　5.1 焊縫空隙的扼制
　　將帶鋼送入焊管機(jī)組，經(jīng)多道軋輥滾壓，帶鋼漸漸卷起，形成有張嘴空隙的圓形管坯，調(diào)試擠壓輥的壓下量，使焊縫空隙扼制在1~3mm，并使焊口兩端齊平。如空隙過大，則導(dǎo)致鄰近效應(yīng)減損，渦電流卡路里不充足，焊縫晶間結(jié)合不好而萌生未熔合或出現(xiàn)裂縫。如空隙過小則導(dǎo)致鄰近效應(yīng)增大，燒焊卡路里過大，導(dǎo)致焊縫燒損；還是焊縫經(jīng)擠壓、滾壓后形成深坑，影響焊縫外表品質(zhì)。
　　5.2 燒焊溫度扼制
　　燒焊溫度主要受高頻渦電流熱功率的影響，依據(jù)公式（2）可知，高頻渦電流熱功率主要受電流頻率的影響，渦電流熱功率與電流激發(fā)鼓勵(lì)頻率的平方成正比；而電流激發(fā)鼓勵(lì)頻率又受激發(fā)鼓勵(lì)電壓、電流和電容、電感的影響。激發(fā)鼓勵(lì)頻率公式為：
　　f=1/[2π(CL)1/2]...(1)
　　式中：f-激發(fā)鼓勵(lì)頻率(Hz)；C-激發(fā)鼓勵(lì)回路中的電容(F)，電容=電量/電壓；L-激發(fā)鼓勵(lì)回路中的電感，電感=磁通量/電流
　　上式可知，激發(fā)鼓勵(lì)頻率與激發(fā)鼓勵(lì)回路中的電容、電感二次方根成反比、還是與電壓、電流的二次方根成正比，只要變更回路中的電容、電感或電壓、電流即可變更激發(fā)鼓勵(lì)頻率的體積，因此達(dá)到扼制燒焊溫度的目標(biāo)。對(duì)于低碳鋼，燒焊溫度扼制在1250~1460℃，可滿意管壁厚3~5mm焊透要求。額外，燒焊溫度亦可經(jīng)過調(diào)節(jié)燒焊速度來成功實(shí)現(xiàn)。
　　當(dāng)輸入卡路里不充足時(shí)，被加熱的焊縫邊緣達(dá)不到燒焊溫度，金屬團(tuán)體毅然維持固態(tài)，形成未熔合或未焊透；當(dāng)輸入熱時(shí)不充足時(shí)，被加熱的焊縫邊緣超過燒焊溫度，萌生過燒或熔滴，使焊縫形成熔洞。
　　5.3 擠壓力的扼制
　　管坯的兩個(gè)邊緣加熱到燒焊溫度后，在擠壓輥的擠壓下，形成并肩的金屬晶粒相互滲透、形成晶體，最后形成堅(jiān)固的焊縫。若擠壓力過小，形成并肩結(jié)晶體的數(shù)目就小，焊縫金屬強(qiáng)度減退，受力后會(huì)萌生出現(xiàn)裂縫；假如擠壓力過大，將會(huì)使熔化狀況的金屬被擠出焊縫，不惟減低了焊縫強(qiáng)度，并且會(huì)萌生數(shù)量多的里外毛刺，甚至于導(dǎo)致燒焊搭縫等欠缺。
　　5.4 高頻感應(yīng)圈位置的調(diào)節(jié)控制
　　高頻感應(yīng)圈應(yīng)盡力靠近擠壓輥位置。若感應(yīng)圈距擠壓輥較遠(yuǎn)時(shí)，管用加熱時(shí)間較長(zhǎng)，熱影響區(qū)較寬，焊縫強(qiáng)度減退；與之相反，焊縫邊緣加熱不充足，擠壓后成型不好。
　　5.5 阻抗器是一個(gè)或一組焊管專用磁棒，阻抗器的截平面或物體表面的大小一般應(yīng)不小于鋼管內(nèi)徑截平面或物體表面的大小的70百分之百，其效用是使感應(yīng)圈、管坯焊縫邊緣與磁棒形成一個(gè)電磁感應(yīng)回路，萌生鄰近效應(yīng)，渦電流卡路里集中在管坯焊縫邊緣近旁，使管坯邊緣加熱到燒焊溫度。阻抗器用一根鋼絲拖動(dòng)在管坯內(nèi)，那里面心位置應(yīng)相對(duì)固定在靠近擠壓輥核心位置。開機(jī)時(shí)，因?yàn)楣芘餮杆龠\(yùn)動(dòng)，阻抗器受管坯內(nèi)壁的摩擦而傷耗較大，需求常常改易。
　　5.6 焊縫經(jīng)燒焊和擠壓后會(huì)萌生焊疤，需求掃除凈盡。掃除凈盡辦法是在機(jī)架上固定刃具，靠焊管的迅速運(yùn)動(dòng)，將焊疤刮平。焊管內(nèi)里的毛刺普通不掃除凈盡。
　　5.7 工藝舉例
　　現(xiàn)以焊制φ32×2mm 直縫焊管為例，簡(jiǎn)述其工藝參變量：
　　帶鋼規(guī)格：2×98mm 帶寬按中徑展開加小量成型余量
　　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
　　燒焊速度：50米/分鐘
　　參變量調(diào)節(jié)：依據(jù)燒焊線能+羭縷的變動(dòng)趁早調(diào)小曲節(jié)輸出電壓和燒焊速度。參變量固定后普通無須調(diào)試。
高頻焊管的技術(shù)要求與品質(zhì)檢查驗(yàn)看
　　依據(jù)GB3092《低壓流體輸送用燒焊鋼管》標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，焊管的公稱直徑為6~150mm，公稱壁厚為2.0~6.0mm，焊管的長(zhǎng)度一般為4~10米，可按定尺或倍尺長(zhǎng)度出廠。鋼管外表品質(zhì)應(yīng)光溜，不準(zhǔn)許有折疊、裂隙、分層、搭焊等欠缺存在。鋼管外表準(zhǔn)許有不超過壁厚負(fù)偏差的劃道、刮傷、焊縫錯(cuò)位、燒灼和結(jié)疤等微小欠缺存在。準(zhǔn)許焊縫處壁厚增厚和內(nèi)縫焊筋存在。?