Q345C壁厚大口徑直縫鋼管高頻焊接工藝

  將帶鋼送入焊管機組，經多道軋輥滾壓，帶鋼逐漸卷起，形成有開口間隙的圓形管坯，調整擠壓輥的壓下量，使焊縫間隙控制在1~3mm，并使焊口兩端齊平。如間隙過大，則造成鄰近效應減少，渦流熱量不足，焊縫晶間接合不良而產生未熔合或開裂。如間隙過小則造成鄰近效應增大，焊接熱量過大，造成焊縫燒損；或者焊縫經擠壓、滾壓后形成深坑，影響焊縫表面質量。

  5.2 焊接溫度控制

  焊接溫度主要受高頻渦流熱功率的影響，根據公式（2）可知，高頻渦流熱功率主要受電流頻率的影響，渦流熱功率與電流激勵頻率的平方成正比；而電流激勵頻率又受激勵電壓、電流和電容、電感的影響。激勵頻率公式為：

  f=1/[2π(CL)1/2]...(1)

  式中：f-激勵頻率(Hz)；C-激勵回路中的電容(F)，電容=電量/電壓；L-激勵回路中的電感，電感=磁通量/電流

  上式可知，激勵頻率與激勵回路中的電容、電感平方根成反比、或者與電壓、電流的平方根成正比，只要改變回路中的電容、電感或電壓、電流即可改變激勵頻率的大小，從而達到控制焊接溫度的目的。對于低碳鋼，焊接溫度控制在1250~1460℃，可滿足管壁厚3~5mm焊透要求。另外，焊接溫度亦可通過調節焊接速度來實現。

  當輸入熱量不足時，被加熱的焊縫邊緣達不到焊接溫度，金屬組織仍然保持固態，形成未熔合或未焊透；當輸入熱時不足時，被加熱的焊縫邊緣超過焊接溫度，產生過燒或熔滴，使焊縫形成熔洞。

  5.3 擠壓力的控制

  管坯的兩個邊緣加熱到焊接溫度后，在擠壓輥的擠壓下，形成共同的金屬晶粒互相滲透、結晶，最終形成牢固的焊縫。若擠壓力過小，形成共同晶體的數量就小，焊縫金屬強度下降，受力后會產生開裂；如果擠壓力過大，將會使熔融狀態的金屬被擠出焊縫，不但降低了焊縫強度，而且會產生大量的內外毛刺，甚至造成焊接搭縫等缺陷。

  5.4 高頻感應圈位置的調控

  高頻感應圈應盡量接近擠壓輥位置。若感應圈距擠壓輥較遠時，有效加熱時間較長，熱影響區較寬，焊縫強度下降；反之，焊縫邊緣加熱不足，擠壓后成型不良。

  5.5 阻抗器是一個或一組焊管專用磁棒，阻抗器的截面積通常應不小于鋼管內徑截面積的70%，其作用是使感應圈、管坯焊縫邊緣與磁棒形成一個電磁感應回路，產生鄰近效應，渦流熱量集中在管坯焊縫邊緣附近，使管坯邊緣加熱到焊接溫度。阻抗器用一根鋼絲拖動在管坯內，其中心位置應相對固定在接近擠壓輥中心位置。開機時，由于管坯快速運動，阻抗器受管坯內壁的磨擦而損耗較大，需要經常更換。

  5.6 焊縫經焊接和擠壓后會產生焊疤，需要清除。清除方法是在機架上固定刀具，靠焊管的快速運動，將焊疤刮平。焊管內部的毛刺一般不清除。

  5.7 工藝舉例

  現以焊制φ32×2mm 直縫焊管為例，簡述其工藝參數：

  帶鋼規格：2×98mm 帶寬按中徑展開加少量成型余量

  鋼材材質：Q235A

  輸入 勵磁電壓：150V 勵磁電流：1.5A 頻率：50Hz

  輸出 直流電壓：11.5kV 直流電流：4A 頻率：120000Hz

  焊接速度：50米/分鐘

  參數調節：根據焊接線能量的變化及時調節輸出電壓和焊接速度。參數固定后一般不用調整。