敘述了高頻焊管生產前的準備工作和軋輥安裝方法 , 以及在生產中的一些常見故障 ,并對故障原因進行了簡要分析 , 提出了解決問題的具體方法 , 對焊管機組的作業人員有較強的指導作用。
1 焊接機常見故障
焊接機的故障相對而言是比較多的 , 而且故障發生原因也比較復雜 , 往往是一個結果由多種原因引起 , 或者一個原因又可造成幾個結果 。有些故障處理起來又很棘手 。下面我們先將劃傷事故做個簡要敘述。
1. 1 劃傷
在焊接機出現的管坯劃傷主要由兩個部位造成 , 一是導向機構 , 二是擠壓焊接機構。
1. 1. 1 導向機構的劃傷
導向部位的劃傷一般發生在管坯的兩側 , 如果裝有導向套的導向結構調整不合理 ，管坯的上下兩表面也會出現磨擦性的劃傷 ，這種劃傷的特點為創面比較大,連續性較強 。主要是因為導向套的高度位置不正確 ， 或者是上下導向輥軸承損壞后 ，不能很好的控制管坯,使之與導向套產生磨擦后形成 。除此之外 ,當導向輥偏離軋制中心線太大時 ，導向套和導向輥的軸線相對差太大時 , 也都會造成管坯兩側的劃傷。
1. 1. 2 擠壓焊接機構劃傷
擠壓輥所造成的劃傷 ，主要發生在管坯的底部 ，原因大致有以下幾點:
(1 ) 孔型不吻合 焊縫擠壓結構有兩輥式 、三輥式和四輥式 ，只要組合的孔型不吻合 ,就很容易造成管坯表面劃傷 ，兩輥式結構尤為突出 。造成孔型不吻合的因素又很多 ，以兩輥式結構為例 , 諸如軸承損壞 ；輥子軸向竄動;孔型大小不一樣 ；兩輥子高度位置不相同 ；軸彎曲以及裝配不穩定等等。
(2) 高度匹配 擠壓輥孔型的下邊緣應與軋制線的高度一致 ，而導向輥的高度是由管坯壁厚決定的 。如果導向輥的高度降低到一定極限時 ， 擠壓輥孔型的邊緣圓角就會對管坯的底部造成劃傷 ，特別是在擠壓輥孔型的 R 圓角磨銳后 ，劃傷就更容易發生。
(3) 擠壓輥上擠壓力不足 特別是兩輥結構的擠壓輥裝置 , 當上擠壓力不足時 , 在管坯的張力用下 , 輥軸就會出現上仰角 ，使孔型邊緣 R圓角突出 ，從而造成管坯下部的劃傷。當擠壓輥孔型 R 圓角磨銳后 , 就會加重劃傷事故的發生。
1. 2 焊縫質量故障
1. 2. 1 通長搭焊
搭焊是指管坯的兩個邊部疊落在一起后所形成的錯位粘接 。在長度上,搭焊有長短之分 , 通長搭焊一般在數米之上 ，甚至更長 。在錯位方面有零點幾毫米的輕微錯位 ，有等于壁厚的完全錯位 。造成通長搭焊的原因主要有以下幾方面因素：
1 擠壓輥軸向竄動 由于擠壓輥和擠壓輥軸的定位不穩固 ，以及在組裝中 ，其它零部位配合不緊密所形成的曠量等因素 ， 都會使擠壓輥出現軸向竄動和徑向擺動 ，這時擠壓輥的孔型就不會吻合而造成搭焊。
(2) 軸承損壞 軸承損壞后 ，就會破壞擠壓輥的正常位置 。以兩輥式擠壓輥裝置為例 ,一般在擠壓輥內裝有上下兩套軸承 , 當其中一套損壞后 ，擠壓輥失去控制 ，焊縫就會高出而造成搭焊 。在生產運行中 , 我們可以觀察擠壓輥的擺動 。上端軸承損壞時 , 輥子的擺動幅度大一些 ，下端的軸承損壞時 ，輥子的擺動幅度就小一些 ，同時和軸承損壞程度也有一定的關系。
導向輥的軸承損壞后,它不但不能很好地控制管坯的焊縫方向 , 而且導環也可能由于軸承損壞后 , 對管坯邊緣造成壓損 , 使焊縫高度發生變化 , 稍不合適便會發生搭焊事故。
(3) 擠壓輥軸彎曲 仍以兩輥式擠壓輥裝置為例,擠壓輥軸彎曲有兩種原因：一種是長期上頂絲壓力不足的外彎曲；一種是上頂絲壓力過大時內彎曲。檢查時,釋放頂緊裝置 ，可將鋼板尺的立面放置在輥子的端面上 ，以檢查另一個輥子的端面與鋼板尺的傾斜角 。當軸外彎曲時 ，劃傷由彎軸的輥子造成;當軸內彎曲時 , 劃傷則由不彎軸的輥子所造成。
(4) 擠壓力大 由于擠壓力過大而造成的搭焊管 , 一般發生在薄壁管生產中 , 普通的厚壁管生產中極少發生 。這是因為在薄壁管生產中 , 由于管坯的鋼度較差 , 一旦擠壓力過大時 , 管坯寬度在孔型內產生了太大的余量后不能被接納 , 就會向其它空間運動而形成搭焊。所以在孔型設計時 ，要根據不同的管子壁厚選擇適當的孔型半徑和輥縫留量 , 同時還要注意適度調整擠壓量大小。
(5) 導向輥傾斜 正常情況下 , 導向輥應該呈水平位置 , 為了更好地控制焊縫 , 導向輥可以做傾斜調整 。如果傾斜角度太大時 , 導向環的伸出量又大 , 隨著導向輥的旋轉 , 輥環就會壓迫管坯邊緣異樣變形 , 特別是在薄壁管生產時 , 就更容易促使搭焊管的產生 。往往導向輥的大傾斜調整 , 是因為其不能很好地控制管縫方向所為 。 所以 , 在導向輥孔型磨大時,要及時更換新輥 , 中心不正時馬上進行檢查調整 , 盡量避免較大的傾斜調整。
(6) 導向上輥底徑不同 導向上輥的兩個孔型底徑如果不一樣大 , 也容易出現搭焊管的問題 , 特別是在薄壁管生產時 , 這種現象更易發生 。在停機檢查時 , 可以通過手指觸摸法 ,感覺一下焊接V 形區的焊縫是否平整 。 當然 , 只要我們嚴把輥子的質量關 , 這種搭焊現象是可以克服的。
1. 2. 2 周期搭焊
搭焊為間斷性的出現 , 時有時無,有時搭焊長度稍長一些 , 幾厘米乃至幾十厘米 , 有時則稍短一些 , 一、二厘米以下不等 。有時搭焊為比較有規律的等距離出現 , 有時為無規律的出現 。對于這些搭焊現象 , 我們統稱為周期性搭焊 。周期性搭焊一般發生在生產的中后期階段 , 主要有以下原因造成:
(1) 導環破裂 當封閉孔型磨損之后,就不能有效地控制管坯正常運行 , 使管坯在孔型內來回擺動 。而此時導環破裂出現豁口后 , 管坯在運行過程中 , 邊緣就會被導環的豁口壓陷下去 , 從而形成搭焊管的產生 。這種搭焊管的特點是搭焊周期長度相同 , 規律性強 , 比較容易判斷 。一般隨著破裂后的導環旋轉 , 便可發現被壓陷的痕跡。
(2) 孔型磨損 主要是指封閉孔型的上輥底徑部位出現臺階狀 , 以及開口孔型的立輥孔型上邊部出現臺階狀 。當管坯在孔型內發生擺動時滑向孔型凸臺部位后,便會使管坯變形 。邊緣產生壓陷痕跡而形成搭焊 。瞬間的滑入又滑出 , 搭焊就小一些 , 反之搭焊就長一些。消除這種搭焊管產生的 好方法 , 就是在正常生產中注意合理進行調整 , 使孔型磨損均勻 , 避免出現臺階狀 , 一旦發現孔型弧面出現不規則的形狀后 , 就要及時更換 , 以徹底杜絕搭焊的產生。
(3) 孔型弧面異物 有時在孔型的弧面上 , 因某種原因而粘連上其它金屬異物時 , 就會使管坯表面出現壓陷性的傷痕 , 當這種異物粘連位置正處于管坯邊部運行的軌跡時 , 就會造成短小的等距離的周期性搭焊 。一般情況下 , 這種現象是很少發生的。
(4) 擺縫 在生產后期 , 孔型磨損比較嚴重 , 對管坯的控制能力逐漸降低 , 而且各道孔型的中心位置又遭到不同程度的破壞 。所以 , 從成型到焊接就會出現管坯運行不穩的擺縫現象 。而擺縫引起的搭焊 , 大多數又是由于立輥的原因造成 , 平輥有時也會造成一些搭焊管的產生 , 但相比之下幾率較小一些 。在檢查管坯邊緣狀況時 , 也很難發現有什么異常和明顯的壓下缺陷 , 一直到擠壓輥處才能手感管坯的兩個邊緣高度有輕微的不同 。這時應注意立輥孔型的上邊部形狀如何 , 如果比較理想時 , 可加大立輥的收縮量 , 以獲得完美的管坯邊部變形效果 , 如果立輥孔型的上邊部形狀不太好時 , 就要減小立輥收縮 , 以防引起不良的變形。
(5) 軸承損壞 封閉孔型的軸承損壞后 , 就不能很好地控制管坯平穩運行 , 擺縫的現象就容易發生 , 而搭焊的可能性也隨之而來 。特別是多道封閉孔型的軸承損壞后 , 搭焊的問題將更加嚴重 , 當然這種現象是很少出現的 即使發生了,這種搭焊是忽左忽右的無規律搭焊 , 單憑調整是無法解決問題的。
1. 2. 3 開縫
開縫是指焊縫沒有粘接在一起的現象 , 開縫長度一般都在幾厘米以上甚至更長 , 其主要原因有以下幾個方面:
1 孔型磨損 隨著擠壓輥孔型的磨損 , 孔型的 (R) 尺寸在逐漸地變大 。在使用熱軋鋼帶為焊管原料時 , 當鋼帶寬度出現負偏差或輕微拉鋼時 , 焊縫便會出現質量問題 , 輕者發生砂眼管和無內焊筋 , 重者便是開縫管的產生 。所以要經常不斷地檢查焊管的內毛刺情況 , 加大擠壓輥的擠壓量 , 或是及時更換新的孔型。
(2) 軸承損壞 當擠壓輥的軸承只是輕微的損壞時 , 便會出現砂眼管和搭焊管等焊縫質量問題 , 一旦軸承損壞嚴重時 , 擠壓輥對管坯的焊縫就沒有了擠壓力 , 所以焊縫就變成了全開形 , 同時伴有其它的質量事故 。這時我們還可以觀察到軸承損壞的擠壓輥 , 擺動幅度將隨著軸承損壞的程度加重而變大。
(3) 磁棒 磁棒在管坯焊接過程中會形成磁場 , 高頻電流能夠高度地集中在焊縫“V ”形區域 , 使焊縫在極短的時間內達到高溫點 。如果管筒內沒有了磁棒 , 對高頻電流的鄰近效應和集膚效應的效果有著很大的影響 。 明顯的特點就是焊縫為黑紅色 , 無噴濺的火花 ,焊縫為全開形 。有時即使是焊住了 , 也屬假焊 , 在管子定徑時也會發生噼叭的爆裂聲 。如果磁棒失效或安裝位置不太恰當時 , 焊后的管子也會發生爆裂 , 即使不裂 , 其強度也很低 。這時的焊縫由于熱點溫度不夠 , 一般為黃色或是淺藍色的開裂現象 。
(4) 材質 由于原料的化學成分原因所致 , 盡管在焊接過程中都比較正常 , 但是焊縫還會出現開裂現象 , 有時管子在定徑時便出現了開裂 , 并伴有焊縫脆裂的響聲 。這時的焊縫顏色比較藍 , 說明溫度還是正常的 。有時我們可以看到焊縫的裂口偏離焊縫的中心位置 , 這是將母材的邊緣粘連下來 , 形成不規則的開縫 , 這種現象純屬原料的化學成分引起的脆裂。
1. 2. 4 砂眼
砂眼管也屬于一種焊縫泄露的質量事故 , 只是它的縫隙短小細微,有些不為人眼所直接觀察到,必須通過檢測設備才能發現 , 所以我們把這類管子稱為砂眼管 。造成砂眼管的主要原因有以下幾方面:
(1) 雜質 特別是熱軋鋼帶的邊部含雜質較多,在焊接時容易形成過多的氧化物 , 焊縫就有可能出現砂眼 。一般情況這種現象是很少發生的 , 經過縱剪的原料這種現象就更少見了。(2) 軸承損壞 這也是造成砂眼管的一個重要原因之一 , 在前面開縫管一節中我們已經做了闡述 , 這里就不再進行詳細介紹。
(3) 電流大 電流輸出太大時 , 焊縫就容易產生過燒 。在發生過燒時 , 我們可以在擠壓輥的擠壓點位置看到一種像電弧焊時所特有的一種藍色弧光 , 并伴有間斷性的“吱吱”聲 ,同時陣發地噴射出較大較多的顆粒火花 , 大量的金屬變為液態滓被擠出而形成砂眼 。這時管子的內焊筋成為無規則的瘤狀體 , 外毛刺刨削時有時會成為堆積狀 , 不能成條或打卷 。當出現這種情況時 , 就要馬上加快車速 , 如果還不能解決時就要減少磁棒的數量 , 或者降低電流的輸出功率。
(4) 擠壓力不足 擠壓力不足時也會出現砂眼管 , 一般這種砂眼管不容易看出 , 有時在焊縫處可見一條黑線 , 在毛刺刨削時 , 可見毛刺出現了開岔現象 , 只有管子在冷彎或壓扁試驗時才出現裂口 。
(5) 擺縫 因擺縫造成砂眼管是 常見的一種 , 往往管縫在運行過程中不是平穩地在兩個擠壓輥的中間行走 , 而是忽左忽右地來回擺動 , 有時擺動幅度大到 10 mm 左右 。當管縫轉入孔型內而不在兩輥的擠壓點時 , 就得不到很好的擠壓效果,極有可能造成砂眼管的產生 。引起擺縫的主要原因就是各道孔型中心位置不正 , 一般不容易找出問題的根源 , 調整處理時間較長 , 所以要從定徑到成型封閉孔型處重新拉線找正 , 這樣可以縮短事故處理的時間 , 同時其它一些問題也會得到根治 。除此之外 , 擠壓輥軸、導向輥軸的彎曲以及軸承磨損后所產生的晃量、孔型磨大后不能有效控制管坯時都可以引起管坯的擺縫 。所以擺縫是多種原因造成一個結果的典例 , 處理起來比較棘手 。(6) 擠壓輥裂邊 在高溫作業下 ,擠壓輥孔型上邊緣很容易出現淬裂掉邊的現象 。當擠壓輥旋轉時 , 掉邊的部位就會發生擠壓力不足。掉邊量小時 , 焊縫還能勉強粘接在一起 , 隨著掉邊量增大 , 就會出現粘接不牢、假焊、針孔、開縫等質量問題 , 并伴有劃傷,遇此問題時需要及時更換新孔型。
(7) 孔型磨損 擠壓輥孔型磨損后 , 不但可造成開縫管 , 也可造成砂眼管 , 這要根據孔型的磨損程度以及原料的狀況 , 特別是熱軋鋼帶的質量狀況而定。
(8) 原料損傷 管坯邊緣損傷也會造成砂眼管的產生 。這種砂眼管的嚴重程度是和管坯邊緣的損傷狀況分不開的 。一般情況下,這種事故的發生概率極小 , 只要我們在生產中嚴格把緊原料的供應檢查 , 生產中對管坯的邊緣不要做任何損傷 , 那么就會克服這一質量事故 。
1. 2. 5 “桃形”管
所謂“桃形”管就是管子的焊縫部位象桃尖一樣突噘 。這種管子的焊縫一般為無內毛刺的“八”字形或內毛刺較小 。而外毛刺的刨削量一般都很大 , 刨后的外焊縫仍然外突比較嚴重 , 管面明顯不圓 。
