高頻焊管生產中操作對焊接質量的影響
1 輸入熱量?
因為焊接工藝的主要參數之一,即焊接電流(或焊接溫度)難以測量,所以用輸入熱量來代替,而輸入熱量又可用振蕩器輸出功率來表示:
N = Ep·Ip
式中 N——輸出功率,kW;
??Ep——屏壓,kV;
??Ip——屏流,A〔1〕?。
當振蕩器、感應器和阻抗器確定后,振蕩管槽路、輸出變壓器、感應器的效率也就確定了,輸入功率的變化同輸入熱量的變化大致是成比例的。
當輸入熱量不足時,被加熱邊緣達不到焊接溫度,仍保持固態組織而焊不上,形成焊合裂縫;當輸入熱量大時,被加熱邊緣超過焊接溫度易產生過熱,甚至過燒,受力后產生開裂;當輸入熱量過大時,焊接溫度過高,使焊縫擊穿,造成熔化金屬飛濺,形成孔洞。熔化焊接溫度一般在1350～1400℃為宜。
2 焊接壓力?
焊接壓力是焊接工藝的主要參數之一,管坯的兩邊緣加熱到焊接溫度后,在擠壓力作用下形成共同的金屬晶粒即相互結晶而產生焊接。焊接壓力的大小影響著焊縫的強度和韌性。若所施加的焊接壓力小,使金屬焊接邊緣不能充分壓合,焊縫中殘留的非金屬夾雜物和金屬氧化物因壓力小不易排出,焊縫強度降低,受力后易開裂;壓力過大時,達到焊接溫度的金屬大部分被擠出,不但降低焊縫強度,而且產生內外毛刺過大或搭焊等缺陷。因此應根據不同的品種規格在實際中求得與之相適應的最佳焊接壓力。根據實踐經驗單位焊接壓力一般為20~40MPa。?
由于管坯寬度及厚度可能存在的公差,以及焊接溫度和焊接速度的波動,都有可能涉及到焊接擠壓力的變化。焊接擠壓量一般通過調整擠壓輥之間的距離進行控制,也可以用擠壓輥前后管筒周差來控制。
3 焊接速度?
焊接速度也是焊接工藝主要參數之一,它與加熱制度、焊縫變形速度以及相互結晶速度有關。在高頻焊管時,焊接質量隨焊接速度的加快而提高。這是因為加熱時間的縮短使邊緣加熱區寬度變窄,縮短了形成金屬氧化物的時間,如果焊接速度降低時,不僅加熱區變寬,而且熔化區寬度隨輸入熱量的變化而變化,形成內毛刺較大。在低速焊時,輸入熱量少使焊接困難,若不符合規定值時易產生缺陷。?
因此在高頻焊管時,應在機組的機械設備和焊接裝置所允許的最大速度下,根據不同規格品種選擇合適的焊速。
4 開口角?
開口角是指擠壓輥前管坯兩邊緣的夾角,開口角的大小與燒化過程的穩定性有關,對焊接質量的影響很大。?
減小開口角時,邊緣之間的距離也減小,從而使鄰近效應加強,在其它條件相同的情況下便可增大邊緣的加熱溫度,從而提高焊接速度。開口角如果過小時,將使會合點到擠壓輥中心線的距離加長,從而導致邊緣并非在最高溫度下受到擠壓,這樣便使焊接質量降低,功率消耗增加。?
實際生產經驗表明,可移動導向輥的縱向位置來調整開口角大小,通常在2～6°之間變化。在導向輥不能縱向調整的情況下,可用導向環厚度或壓下封閉孔型來調整開口角的大小。
5 感應器及阻抗器的放置位置
5.1感應器的放置位置
?感應器的放置位置(距擠壓輥中心線的距離)對焊接質量影響很大。距擠壓輥中心線較遠時,有效加熱時間長,熱影響區寬,使焊縫強度降低;反之邊緣加熱不足,也使焊縫強度降低。感應器應與管同心放置,其前端與擠壓輥中心線距離大約等于或小于管徑(小管是1.5倍的管徑)為最佳狀態。
5.2 阻抗器的放置位置
阻抗器(磁棒)的放置位置不但對焊接速度有很大影響,而且對焊接質量也有影響。如圖2所示[2]。
? 實踐證明,阻抗器前端位置正好在擠壓輥中心線處時,擴口強度和壓扁強度最好。當超過擠壓輥中心線伸向定徑機一側時,擴口強度和壓偏強度明顯下降。不到中心線而在成型機一側時,也使焊接強度降低。最佳位置即阻抗器放在感應器下面的管坯內,其頭部與擠壓輥中心線重合或向成型方向調節20~40mm,能增加管內背阻抗,減少其循環電流損失,提高焊接電壓。在用單匝感應器時,在感應器左右兩邊各掛一個小阻抗器,這樣既增加了焊縫磁場,還使管坯邊緣鄰近效應加強,焊速每分鐘可提高4~5m。?
6 管坯的幾何尺寸及形狀要求
6.1焊管坯的幾何尺寸
管坯的寬度和厚度偏差大,會改變邊緣的加熱溫度和擠壓量,合格的產品必須要求管坯的寬度和厚度在公差范圍之內。
6.2管坯形狀及相接形式
如果管坯邊緣存在撓曲、鐮刀彎及波皺等現象,通過成型機時就會偏離孔型中心,造成帶鋼兩邊彎曲。軋輥調整不良也會造成帶鋼跑偏或管坯扭曲等缺陷,造成影響焊接質量或根本無法焊接的后果。
管坯兩端焊接時要求兩端全部厚度相接,管坯兩邊緣不但要平直而且要平行。縱剪帶鋼時圓盤剪刃間隙過大或刀刃磨損嚴重造成帶鋼邊緣毛刺過大,也易產生焊接后裂紋。
7.帶鋼邊緣質量
帶鋼邊緣質量的好壞將影響高頻感應的加熱結果，從而影響焊縫的質量。在管坯成型后應保證帶鋼兩邊緣平行，否則會出現尖角效應，從而影響焊縫質量。
