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直缝钢管焊接工艺和两个类型

2017-11-07 16:48:21

高频焊接是根据电磁感应原理和交流电荷在导体中的趋肤效应、邻近效应和涡流热效应,使焊缝边缘的钢材局部加热到熔融状态,经滚轮的挤压,使对接焊缝实现晶间接合,从而达到焊缝焊接之目的。高频焊是一种感应焊(或压力接触焊),它无需焊缝填充料,无焊接飞溅,焊接热影响区窄,焊接成型美观,焊接机械性能等优点,因此在钢管的生产中受到广泛的应用。

钢管的高频焊接正是利用交流电的趋肤效应和邻近效应,钢材(带钢)经滚压成型后,形成一个截面断开的圆形管坯,在管坯内靠近感应线圈中心附近旋转一个或一组阻抗器(磁棒),阻抗器与管坯开口处形成一个电磁感应回路,在趋肤效应和邻近效应的作用下,管坯开口处边缘产生而集中的热效应,使焊缝边缘加热到焊接所需温度经压辊挤压后,熔融状态的金属实现晶间接合,冷却后形成一条牢固的对接焊缝。

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。

直缝钢管的两种大类:

1、直缝高频焊管

直缝高频焊管是使用钢带(卷板)为原材料采用高频焊工艺,在生产线上连续生产的焊管。材料强度一般在450MPa以下,材质包括J55、L450、X60、Q235、Q345、Q420、Q460。直缝焊管的直径范围14-610mm,壁厚为1-23.8mm。

直缝高频焊管采用多机架式连续成型工艺,生产(生产速度15-40m/min),生产线有完整的定径、矫直、整圆等设备,钢管在圆度、直线度及焊接方面较好。

2、直缝埋弧焊管

直缝埋弧焊管是采用单张钢板为原料,通过JCO或UO成型、埋弧焊或埋弧焊与其他焊接工艺组合进行生产。常见的有X70、X80、X120等。直缝埋弧焊管直径范围406-1422mm,壁厚为8-44.5mm。

焊边加工方面,采用铣边机加工方式进行;在成型方面,除采用常规的JCO和UO技术外,部分厂家采用加的渐进式成型(PFP)技术、辊弯成型(RBE)技术;焊接方面,采用氩气保护或CO2气体保护的自动预焊机及的多丝(4丝及5丝)内、外埋弧焊设备,并采用了方波电源和动力波电源装置;扩径方面,全管长采用机械扩径;检验方面,要对板材进行在线探伤,对钢管焊接后进行自动射线自动波探伤水压试验,扩径后进行二次在线或离线射线波探伤。

由于受到卷板宽度和生产设备的限制,国内稳定生产的直缝焊管,焊管直径在580mm及以下的为直缝高频焊管,大规格的则为直缝埋弧焊管。

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