高頻焊管生產工藝

1、高頻焊管生產工藝高頻焊管生產工藝流程主要取決于產品品種，從原料到成品需要經(jīng)過一系列工 序，完成這些工藝過程需要相應的各種機械設備和焊接、電氣控制、檢測裝置， 這些設備和裝置按照不同的工藝流程要求有多種合理布置 ,高頻焊管典型流程： 開卷帶鋼矯平頭尾剪切帶鋼對焊活套儲料成型焊接清除毛刺 定徑探傷飛切初檢鋼管矯直管段加工水壓試驗探傷檢測打印 和涂層成品。高頻焊 是用流經(jīng)工件連續(xù)接觸面的高頻電流所產生的電阻熱加熱并在施 加頂鍛力的情況下，使工件金屬間實現(xiàn)相互接連的一類焊接方法。它類似與普通 電阻焊，但存在著許多重要的差別。高頻焊用于碳鋼焊管生產已經(jīng)有 40 多年的歷史。高頻焊接具有較大的電源 功率，

2、對不同材質、口徑和壁厚的鋼管都能達到較高的焊接速度 (比氬弧焊的最 高焊接速度高出 l0 倍以上)。因此，高頻焊接生產一般用途的鋼管具有較高的生 產率因為高頻焊接速度高，給焊管內毛刺的去除帶來困難，這也是目前高頻焊鋼 管尚不能為化工、核工業(yè)所接受的原因之一。從焊接材質看，高頻焊可以焊接各 種類型的鋼管。同時，新鋼種的開發(fā)和成型焊接方法的進步鋼管生產過程中重要環(huán)節(jié)1.在高頻焊管生產過程中 ,如何確保產品質量符合技術標準的要求和顧客的 需要 ,則要對鋼管生產過程中影響產品質量的因素進行分析。通過對本公司 7 6mm 高頻焊接鋼管機組某月份不合格品的統(tǒng)計 ,認為在生產過程中影響鋼管產 品質量的要素有

3、原材料、焊接工藝、軋輥調節(jié)、軋輥材質、設備故障、生產環(huán)境 及其它原因等七個方面。其中原材料占 32 .44% , 焊接工藝占 24 .85 % , 軋輥 調節(jié)占 22 .72 % ,三者相加占 80 .01 % ,是主要環(huán)節(jié)。而軋輥材質、設備故障、 生產環(huán)境及其它原因等四個方面的要素 ,對鋼管產品質量的影響占 19.99% , 屬 相對次要環(huán)節(jié)。因此 ,在鋼管生產過程中 ,應對原材料、焊接工藝和軋輥調節(jié)三 個環(huán)節(jié)進行重點控制。2 原材料對鋼管焊接質量的影響 影響原材料質量的因素主要有鋼帶力學 性能不穩(wěn)定、鋼帶的表面缺陷及幾何尺寸偏差大等三個方面 ,因此 ,應從這三個 方面進行重點控制。1） 鋼

4、帶的力學性能對鋼管質量的影響焊接鋼管常用的鋼種為碳素結構鋼 , 主要的牌號有 q195、q215、q235 spcc ss400 sphc 等多種 。鋼帶屈服點和抗 拉強度過高 , 將造成鋼帶的成型困難 , 特別是管壁較厚時 , 材料的回彈力大 , 鋼管在焊接時存在較大的變形應力 ,焊縫容易產生裂縫。當鋼帶的抗拉強度超過 635 mpa、伸長率低于 10 %時 ,鋼帶在焊接過程中焊縫易產生崩裂。當抗拉強 度低于 30 0mpa 時 ,鋼帶在成型過程中由于材質偏軟 ,表面容易起皺紋?？梢?, 材料的力學性能對鋼管的質量影響很大 , 應從材料強度方面對鋼管質量進行有 效地控制。2） 鋼帶表面缺陷對

5、鋼管質量的影響鋼帶表面缺陷常見的有鐮刀彎、波浪形、 縱剪啃邊等幾種 , 鐮刀彎和波浪形一般出現(xiàn)在冷軋鋼帶軋制過程中 , 是由壓下1 / 3量控制不當造成的。在鋼管成型過程中 ,鐮刀彎和波浪形會引起帶鋼的跑偏或翻 轉 ,容易使鋼管焊縫產生搭焊 ,影響鋼管的質量。鋼帶的啃邊 (即鋼帶邊緣呈現(xiàn) 鋸齒狀凹凸不平的現(xiàn)象 ) , 一般出現(xiàn)在縱剪帶上 , 產生原因是縱剪機圓盤刀刃 磨鈍或不鋒利造成的。由于鋼帶的啃邊 ,時時出現(xiàn)局部缺肉 ,使鋼帶在焊接時易 產生裂紋、裂縫而影響焊縫質量的穩(wěn)定性。3）鋼帶幾何尺寸對鋼管質量的影響當鋼帶的寬度小于允許偏差時 , 焊接鋼 管時的擠壓力減小 , 使得鋼管焊縫處焊接不牢

6、固 , 出現(xiàn)裂縫或是開口管 ; 當鋼 帶的寬度大于允許偏差時 ,焊接鋼管時的擠壓力增加 ,在鋼管焊縫處出現(xiàn)尖嘴、 搭焊或毛刺等焊接缺陷。所以 ,鋼帶寬度的波動 ,不但影響了鋼管外徑的精度 , 而且嚴重影響了鋼管的表面質量。對要求同一斷面壁厚差不超過規(guī)定值的鋼管 , 即要求壁厚均勻程度高的鋼管 , 鋼帶厚度的波動 , 會將同一卷鋼帶厚度差超出 的允許值轉移到成品鋼管的壁厚差 ,使大批鋼管厚度超出允許偏差而判廢。厚度 的波動不僅影響成品鋼管的厚度精度 , 同時 , 由于鋼帶的厚薄不一 , 使鋼管在 焊接時 ,擠壓力和焊接溫度不穩(wěn)定 ,造成了鋼管焊接時焊縫質量不穩(wěn)定。此外 , 由于鋼材內部存在著夾層

7、、雜質、沙眼等材料缺陷 ,也是影響鋼管質量的一個重 要因素。因此 ,在鋼帶焊接前 ,要檢查每卷鋼帶的表面質量和幾何尺寸 ,對鋼帶 質量不符合標準要求的 ,不要進行生產 ,以免造成不必要的損失。3 高頻焊接對鋼管質量的影響 在鋼管高頻焊接過程中 ,焊接工藝及工藝參 數(shù)的控制、感應圈和阻抗器位置的放置等對鋼管焊縫的焊接質量影響很大。1） 鋼管焊縫間隙的控制鋼帶進入焊管機組經(jīng)成型輥成型、導向輥定向后 , 形成有開口間隙的圓形鋼管管坯 ,調整擠壓輥的擠壓量 ,使得焊縫間隙控制在 1 3mm,并使焊口兩端保持齊平。焊縫間隙控制得過大 ,會使焊縫焊接不良而產 生未熔合或開裂 ; 焊縫間隙控制得過小 , 由

8、于熱量過大 , 造成焊縫燒損 , 熔化 金屬飛濺 ,影響焊縫的焊接質量。2） 高頻感應圈位置的調控感應圈應放置在與鋼管同一中心線上 ,感應圈前 端距擠壓輥中心線的距離 , 在不燒損擠壓輥的前提下 , 應視鋼管的規(guī)格而盡量 接近。若感應圈距擠壓輥較遠時 ,有效加熱時間較長 ,熱影響區(qū)寬 ,使得鋼管焊 縫的強度下降或未焊透 ;反之感應圈易燒毀擠壓輥。3） 阻抗器位置的調控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

9、度。阻抗器應放置在 v 形區(qū)加熱段 ,且前端在擠壓輥 中心位置處 ,使其中心線與管筒中心線一致。如阻抗器位置放置的不好 ,影響焊 管的焊接速度和焊接質量 ,使鋼管產生裂紋。1） 高頻焊接工藝參數(shù)輸入熱量的控制高頻電源輸入給鋼管焊縫部位的 熱量稱為輸入熱量。將電能轉換成熱能時 ,其輸入熱量的公式為 :q=ki2 rt (1)式中 q輸入管坯的熱量 ;k能量轉換效率 ; i焊接電流 ;r回路 阻抗 ; t加熱時間。加熱時間 :t=lv (2)式中 l感應圈或電極頭前端至擠壓輥的中心距 ;v焊接速度。 當高頻輸入的熱量不足且焊接速度過快時 , 使得被加熱的管體邊緣達不到焊接的溫度 , 鋼鐵仍保持其固

10、態(tài)組織而焊接不上 , 形成了未熔合或未焊透的裂 紋 ; 當高頻輸入熱量過大且焊接速度過慢時 , 使得被加熱的管體邊緣超過了焊2 / 3接溫度 ,容易產生過熱甚至過燒 ,使焊縫擊穿 ,造成金屬飛濺而形成縮孔。從公 式 (1)、(2)中可知 ,可以通過調整高頻焊接電流 (電壓 )或調整焊接速度的方 法 , 來控制高頻輸入熱量的大小 , 從而使鋼管的焊縫既要焊透又不焊穿 , 獲得 焊接質量優(yōu)良的鋼管4 軋輥調節(jié)對鋼管質量的影響 從鋼管廢品因果分析圖可看出 ,軋輥調節(jié)是 屬鋼管的操作工藝。在生產過程中 ,軋輥損壞或磨損嚴重時 ,在機組上需要更換 部分軋輥 ,或某個品種連續(xù)生產了足夠的數(shù)量 ,需要更換整

11、套的軋輥。這時都應 對軋輥進行調節(jié) ,以獲得良好的鋼管質量。如軋輥調節(jié)得不好 ,易造成鋼管管縫 的扭轉、搭焊、邊緣波浪、鼓包及管體表面有壓痕或劃傷 ,鋼管橢圓度大等缺陷 ,因此 ,換輥時應掌握軋輥調節(jié)的技巧。1) 更換鋼管規(guī)格 ,一般都對整套軋輥進行更換。軋輥調節(jié)的方法是 :用鋼 絲從機組入口到出口拉一條中心線 , 進行調整 , 使各架孔型在一條中心線上 , 并使成型底線符合技術要求。更換軋輥規(guī)格后 ,首先對成型輥、導向輥、擠壓輥、 定徑輥作一次全面的調節(jié) ,然后重點對成型輥的封閉孔型、導向輥、擠壓輥調節(jié)。2) 導向輥的作用是控制鋼管的管縫方向和管坯底線高度 ,緩解邊緣延伸 , 控制管坯邊緣回彈 , 保證管縫平直而不扭轉進入擠壓輥。如導向輥調節(jié)不好 , 在鋼管的焊接過程中 ,易造成鋼管管縫的扭轉、搭焊、邊緣波浪等焊接缺陷。3) 擠壓輥是焊管機組的關鍵設備 ,其作用是將邊緣被加熱到焊接溫度的管