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直縫鋼管形成工藝和用途介紹
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直縫鋼管是用焊縫與鋼管縱向平行的鋼管。通常分為公制電焊鋼管、電焊薄壁管、變壓器冷卻油管等等。 生產(chǎn)工藝 直縫高頻焊接鋼管具有工藝相對簡單,快速連續(xù)生產(chǎn)的特點,在民用建筑、石化、輕工等部門有廣泛用途。多用于輸送低壓流體或做成各種工程構(gòu)件及輕工產(chǎn)品。 1.直縫高頻焊接鋼管的生產(chǎn)工藝流程 直縫焊接鋼管是通過高頻焊接機組將一定的規(guī)格的長條形鋼帶卷成圓管狀并將直縫焊接而成鋼管。鋼管的形狀可以是圓形的,也可以是方形或異形的,它取決于焊后的定徑軋制。焊接鋼管的材料主要是:低碳鋼及σs≤300N/mm2、σs≤500N/mm2的低合金鋼或其他鋼材。直縫鋼管高頻焊接的生產(chǎn)工藝流程如下: 2.高頻焊接 高頻焊接是根據(jù)電磁感應(yīng)原理和交流電荷在導(dǎo)體中的趨膚效應(yīng)、鄰近效應(yīng)和渦流熱效應(yīng),使焊縫邊緣的鋼材局部加熱到熔融狀態(tài),經(jīng)滾輪的擠壓,使對接焊縫實現(xiàn)晶間接合,從而達到焊縫焊接之目的。高頻焊是一種感應(yīng)焊(或壓力接觸焊),它無需焊縫填充料,無焊接飛濺,焊接熱影響區(qū)窄,焊接成型美觀,焊接機械性能良好等優(yōu)點,因此在鋼管的生產(chǎn)中受到廣泛的應(yīng)用。 鋼管的高頻焊接正是利用交流電的趨膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng),鋼材(帶鋼)經(jīng)滾壓成型后,形成一個截面斷開的圓形管坯,在管坯內(nèi)靠近感應(yīng)線圈中心附近旋轉(zhuǎn)一個或一組阻抗器(磁棒),阻抗器與管坯開口處形成一個電磁感應(yīng)回路,在趨膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)的作用下,管坯開口處邊緣產(chǎn)生強大而集中的熱效應(yīng),使焊縫邊緣迅速加熱到焊接所需溫度經(jīng)壓輥擠壓后,熔融狀態(tài)的金屬實現(xiàn)晶間接合,冷卻后形成一條牢固的對接焊縫。 3.高頻焊管機組 直縫鋼管的高頻焊接過程是在高頻焊管機組中完成的。高頻焊管機組通常由滾壓成型、高頻焊接、擠壓、冷卻、定徑、飛鋸切斷等部件組成,機組的前端配有儲料活套,機組的后端配有鋼管翻轉(zhuǎn)機架;電氣部分主要有高頻發(fā)生器、直流勵磁發(fā)電機和儀表自動控制裝置等組成,F(xiàn)以φ165mm高頻焊管機組為例,其主要技術(shù)參數(shù)如下: 3.1 焊管成品 圓管外徑: φ111~165mm 方管: 50×50~125×125mm 矩形管: 90×50~160×60~180×80mm 成品管壁厚:2~6mm 3.2 成型速度: 20~70米/分鐘 3.3 高頻感應(yīng)器: 熱功率: 600KW 輸出頻率: 200~250KHz 電源: 三相380V 50Hz 冷卻: 水冷 激勵電壓: 750~1500V 4.高頻激勵電路 高頻激勵電路(又稱高頻振蕩電路),是由安裝在高頻發(fā)生器內(nèi)的大型電子管和振蕩槽路組成,它是利用電子管的放大作用,在電子管接通燈絲和陽極時,把陽極輸出信號正反饋到柵極,形成自激振蕩回路。激勵頻率的大小取決于振蕩槽路的電氣參數(shù)(電壓、電流、電容和電感)。 5.直縫鋼管高頻焊接工藝 5.1 焊縫間隙的控制 將帶鋼送入焊管機組,經(jīng)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(diào)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(yīng)減少,渦流熱量不足,焊縫晶間接合不良而產(chǎn)生未熔合或開裂。如間隙過小則造成鄰近效應(yīng)增大,焊接熱量過大,造成焊縫燒損;或者焊縫經(jīng)擠壓、滾壓后形成深坑,影響焊縫表面質(zhì)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(jù)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(diào)節(jié)焊接速度來實現(xiàn)。 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(tài),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(chǎn)生過燒或熔滴,使焊縫形成熔洞。 |
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