| 1 前言
焊接工藝作為焊管生產的一個重要環節，對焊管質量起著重要作用，焊接不好就會使管子報廢。本文對高頻鋼管及其焊接工藝參數進行分析。
2 高頻鋼管及其焊接工藝參數
（1）生產不同規格時，焊接腳的間隙與擠壓輥中心的距離。
采用高頻接觸焊時，是充分利用了高頻電流的集膚效應和鄰近效應的特性進行焊接的。高頻焊接時，電流除大量通過 短的V形負載回路外，還有部分電流沿著管背流動，形成管背分流。這是焊接時所不需要的電流負載，形成電流的無功損失。為了減少其管背分流的損失，除了在管坯內增設險搞外；對焊接腳的間隙及距擠壓輥中心的距離提出一定的要求，同時，為了保證焊合線的寬度，并把熱影響區控制在 小的寬度范圍內，達到理想的凹鼓形雙曲線的正常焊接狀態。
焊接時，應盡量縮短兩線間的距離，電極距擠壓輥中心線的距離，在生產25.4mm以下管時，一般等于管的外徑的1.2-1.5倍。如果距離太長，有效加熱時間會增長，熱影響區會加寬，從而降低了焊縫的強度及焊接速度，影響焊接質量。但如果距離太短，則有效加熱時間縮短，邊緣加熱不足，也會使焊縫的強度降低。
（2）安裝掛角和焊腳的要求。
為了充分利用高頻電流，不致于大量高頻電流消耗在輸出變壓器及掛角上，安裝掛角時， 先要用銅螺絲，銅壓板。變壓器與掛角接觸的地方，一定要研磨或打磨干凈，形成面接觸，減少掛角的發熱。同時對其使用提出要求；焊接腳的伸出部分，其長度應保持在20-30mm，不宜過長，過長則冷卻不佳，焊接腳容易發熱、發紅、溫度升高，易于磨損燒化；使用焊腳時，要有足夠的冷卻水，減低焊腳的溫度；保持焊腳與管坯待焊接邊緣的對中位置；保持焊腳與管坯待焊邊緣接觸時有一定的壓力；由于焊腳導電，易發熱，不耐磨損，使用一段時間后，極易包住管坯增加無功電流的消耗。為了防止這種缺陷，須將焊腳的外側打4-5mm寬約30度的坡口，坡口 深處約1.5mm左右。
（3）對焊合線，熱影響區的寬度工作要求和參數。
佳焊接結果的焊接過程，除了必須使帶鋼邊緣上有足夠的金屬變為液態，以便得到好的熔合結果；再則就是在焊線處呈現溶化物及其到熱影響區的兩條熔合線。實踐證明，熔化物本身和熔化線如果出現畸變，就會導致焊線質量不良。
焊臺線的寬度一般配為0.02-0.12mm，隨著帶鋼材質的不同及頻率的高低變化。熱影響區寬度為0.4-4mm。從焊接區橫切面來看焊縫金屬的流線狀態，能常把凹形雙曲線狀的焊接區視為正常的焊接狀態。其腰部的寬度是該管壁厚的三分之一，輸入熱量過大，擠壓力過小時，熔化線發生畸變，氧化的金屬夾雜物不能完全排出焊縫，使焊線質量降低，強度下降，韌性減弱。輸入熱量過小，擠壓力也小，形成低溫焊接，帶鋼邊緣局部熔化，難對排除氧化物，熔化線發生畸變，形成管子開裂。
（4）焊接溫度、速度、擠壓力、開口角的關系及控制。
在焊接過程中，控制合適的焊接溫度是很重要的。如果輸入焊接熱量不足，就會出現低溫焊接，管坯兩個待焊邊緣只能達到局部熔化，使之在塑性狀態下進行。氧化物難以排出焊縫，產生質量缺陷。
如果焊接輸入熱量過大，會使焊接邊緣出現過多的熔化金屬，在壓力正常的情況下，由于熔化區過寬，也很難將氧化物質排出焊縫。一般低碳鋼合適焊接溫度在1380-1550℃。管坯邊緣的熔化金屬，經過擠壓使熔化的金屬和形成的氧化物一起從焊縫中擠出。因此，焊接溫度是影響焊縫質量的因素，而溫度、速度、擠壓力三者又互相影響；隨著焊接速度的增加，焊接溫度降低，使金屬塑性下降，壓力增加。反之，焊接速度降低，溫度升高，金屬塑性增高，壓力降低。
焊接時所需要的 低溫度取決于在一定的壓力下，焊接截面上的金屬夾雜物能否容易被擠出，使兩邊緣粘合牢，而 低壓力必須保證焊縫牢，排出整個截面上的氧化物。
管坯焊接時，管坯邊緣暴露在空氣中加熱，不可避免的要造成表面氧化。而氧化鐵皮熔點在1350-1420℃左右，當焊接溫度低于熔點時，氧化鐵皮仍是固相。若擠壓力較小時，氧化物難以排除出焊縫隙，部分殘留在焊縫中，這樣的焊縫質量是不良的。測水壓時，易產生點裂。對不同的鋼種、規格厚度，應采取相適應的焊接溫度。
目前生產中，先進的測溫手段，只在少數機組使用所以采用目測方法：
（1） 焊縫會合處的高度。
（2） 切除毛刺的顏色及形狀的卷曲狀態。
一般毛刺的顏色應是紅橙色，毛刺的寬度對于12.7mm和19.0mm焊管為3 mm左右。對25.4mm的管為4mm 左右。毛刺冷卻后，觀察毛刺的形狀，毛刺的兩緣應平滑，不能有鋸齒狀，同時，毛刺不能分岔，并保持毛刺一面的光滑，另一面呈細小的顆粒狀。如果毛刺呈鋸齒狀，且一方呈大的顆粒狀，說明焊接溫度過高，速度太慢，焊縫易形成針孔漏水，降低焊縫強度。毛刺的卷曲速度應均勻，短帶生產時，不能堆粘刨。
（3） 焊接時要有火花噴濺，并且呈均勻的拋物線狀。火花噴濺，時有時無，時大時小，說明焊接不正常，不穩定。
|
