成形(xing)后的管(guan)坯送入焊接(jie)(jie)機組,焊接(jie)(jie)成鋼管(guan)。都(dou)有一條(tiao)焊縫(直縫或螺旋焊縫)可(ke)以(yi)(yi)搭接(jie)(jie),也可(ke)以(yi)(yi)對接(jie)(jie)。目(mu)前大多數采用對接(jie)(jie),搭接(jie)(jie)的焊管(guan)越(yue)來越(yue)少。
對接焊(han)管的焊(han)接方法有(you)很多(duo),其中主(zhu)要(yao)有(you):
1. 壓力焊(han)(han)(han),是利用金屬(shu)加熱至(zhi)焊(han)(han)(han)接溫度(du),并(bing)在壓力下焊(han)(han)(han)合,如爐焊(han)(han)(han)、電(dian)焊(han)(han)(han)等;
2. 熔(rong)化(hua)焊(han),是利用金屬熔(rong)化(hua)而(er)焊(han)合在一起,如電弧焊(han)、、電子束焊(han)等。
此外,還有釬焊等專門用于小直徑管焊接。目前直徑小于610mm的中小直徑焊管主要采用高頻電焊,大直徑管則采用埋弧電焊。
一、感應焊(han)與電阻焊(han)
高頻焊(han)(han)接主要是(shi)利用高頻電流(liu)的趨膚效應和臨近(jin)效應,使電流(liu)高頻集(ji)中在待焊(han)(han)邊上,從而(er)能在百分之一(yi)秒時間內將其加熱到焊(han)(han)接溫(wen)度(1250~1430℃),然后在擠壓(ya)輥的作用下進行壓(ya)力焊(han)(han)接。根據向被焊(han)(han)件饋電方式不同,可分為感(gan)應焊(han)(han)和電阻焊(han)(han)(接觸焊(han)(han))。
感應(ying)焊通常是在距會(hui)合(he)點30~300mm處繞管坯套上一(yi)感應(ying)器。根(gen)據被(bei)焊件形狀不同,感應(ying)器用平面(mian)的(de)或曲面(mian)的(de)空心水冷(leng)導體(ti)材(cai)料制成。當感應(ying)器通過高頻電(dian)流時,管坯上感應(ying)出電(dian)流,由于鄰近效(xiao)應(ying),極大部分(fen)(fen)電(dian)流沿待焊邊流過,并在會(hui)合(he)點形成回路。為了(le)減少這部分(fen)(fen)無效(xiao)電(dian)流,采用內外磁導體(ti),其長(chang)度(du)應(ying)等(deng)于感應(ying)器的(de)長(chang)度(du)。感應(ying)焊主要(yao)用于Φ150~160mm以下的(de)焊管機組(zu)。
接觸焊是(shi)借助于(yu)兩(liang)(liang)個觸頭(電(dian)(dian)極或焊腳)把高(gao)頻電(dian)(dian)流(liu)傳到管(guan)坯上。焊接電(dian)(dian)流(liu)沿管(guan)坯坡(po)(po)(po)口兩(liang)(liang)側(ce)(ce)流(liu)過(guo),并通過(guo)擠壓輥附(fu)近的(de)(de)坡(po)(po)(po)口兩(liang)(liang)側(ce)(ce)會合(he)點(dian)形成回路。在管(guan)兩(liang)(liang)側(ce)(ce)坡(po)(po)(po)口上的(de)(de)電(dian)(dian)流(liu)方(fang)向是(shi)相反的(de)(de),因此(ci),鄰近效應(ying)使(shi)電(dian)(dian)流(liu)集(ji)中(zhong)于(yu)坡(po)(po)(po)口的(de)(de)表(biao)面(mian),電(dian)(dian)流(liu)頻率越高(gao),電(dian)(dian)流(liu)就越集(ji)中(zhong)于(yu)其表(biao)面(mian)。管(guan)內的(de)(de)阻抗(kang)器提高(gao)了(le)坡(po)(po)(po)口加熱的(de)(de)集(ji)中(zhong)程度,因為它增大了(le)電(dian)(dian)流(liu)環(huan)繞管(guan)坯流(liu)過(guo)的(de)(de)感抗(kang)。接觸焊一般用于(yu)較大直(zhi)徑焊管(guan)機組的(de)(de)生產。兩(liang)(liang)種方(fang)法的(de)(de)原理如圖15-14所示。
上述兩種焊接(jie)方法(fa)具有(you)一系列優點:焊縫熱影響區小,加熱速度快(kuai),焊接(jie)速度高,焊縫質(zhi)量(liang)好。
二、電阻焊(han)和(he)感(gan)應焊(han)的特點
1. 感應(ying)焊的特點
感應(ying)焊(han)(han)(han)(han)由于(yu)線圈包在(zai)被(bei)焊(han)(han)(han)(han)鋼管的(de)外部,從根本(ben)上消(xiao)(xiao)除了(le)電(dian)阻焊(han)(han)(han)(han)由于(yu)電(dian)極的(de)開(kai)路(lu)所(suo)引起的(de)設備故障,從而(er)(er)提(ti)高了(le)設備利用率(lv)和降低了(le)成本(ben);焊(han)(han)(han)(han)接(jie)過(guo)程穩定,焊(han)(han)(han)(han)接(jie)質量好,焊(han)(han)(han)(han)縫表面(mian)光潔;因為沒有電(dian)極壓力,最適用于(yu)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)薄壁管;由于(yu)不用觸點材料,不僅節約了(le)貴重的(de)有色金屬,而(er)(er)且也(ye)消(xiao)(xiao)除了(le)因更換電(dian)極而(er)(er)造(zao)成的(de)停(ting)機;焊(han)(han)(han)(han)接(jie)調(diao)整比較容易和方便。但感應(ying)焊(han)(han)(han)(han)最大的(de)缺點是功率(lv)消(xiao)(xiao)耗(hao)比電(dian)阻焊(han)(han)(han)(han)大,而(er)(er)且焊(han)(han)(han)(han)速也(ye)比電(dian)阻焊(han)(han)(han)(han)低。
2. 電阻焊的特點
由于電(dian)阻焊(han)(han)的熱(re)能(neng)高度集中(zhong)于焊(han)(han)縫上,焊(han)(han)速(su)較高;焊(han)(han)接質量好,主(zhu)要(yao)體現在沒有“跳焊(han)(han)”現象;熱(re)影響(xiang)區(qu)小,自冷作用(yong)強,焊(han)(han)縫不易(yi)氧化;耗電(dian)少,效率高;焊(han)(han)接區(qu)平(ping)滑、美觀;焊(han)(han)接用(yong)電(dian)極結構簡(jian)單,消耗低(di),容易(yi)調整。但由于部分(fen)回路(lu)采(cai)用(yong)的是高壓,因此要(yao)求高的絕緣度;屏蔽不好時,高頻(pin)信號對電(dian)訊(xun)器(qi)材有干擾,對人(ren)體也有一定危(wei)害。
三、其(qi)他焊接方法
電(dian)(dian)弧焊(han)(han)接(jie)是利用(yong)(yong)(yong)電(dian)(dian)極間(jian)電(dian)(dian)弧放電(dian)(dian)原理(li)產(chan)生的高溫,使焊(han)(han)絲和待焊(han)(han)金屬熔(rong)化而焊(han)(han)合。其中接(jie)在生產(chan)大直(zhi)徑(jing)鋼管(guan)中應用(yong)(yong)(yong)極為廣泛。埋弧電(dian)(dian)焊(han)(han)管(guan)生產(chan)中分直(zhi)縫(feng)和螺(luo)旋焊(han)(han)縫(feng)兩種,直(zhi)縫(feng)焊(han)(han)根據管(guan)子壁厚和耐(nai)壓要求采用(yong)(yong)(yong)單面(mian)(mian)焊(han)(han)或雙面(mian)(mian)焊(han)(han),螺(luo)旋焊(han)(han)一般采用(yong)(yong)(yong)雙面(mian)(mian)焊(han)(han)。
1. 埋弧焊接
鋼(gang)管(guan)埋弧焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)在帶有(you)自動(dong)焊(han)(han)(han)(han)(han)關(guan)的(de)專用電(dian)(dian)焊(han)(han)(han)(han)(han)機(ji)上(shang)進(jin)行(xing)(xing),如圖15-15所示。待焊(han)(han)(han)(han)(han)鋼(gang)板或焊(han)(han)(han)(han)(han)縫對接(jie)(jie)處(chu)有(you)坡(po)口(kou),在焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)過(guo)程中有(you)送絲機(ji)構將焊(han)(han)(han)(han)(han)絲盤(pan)上(shang)的(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)絲連續不斷(duan)地送入此(ci)坡(po)口(kou)之(zhi)內,維對和(he)被焊(han)(han)(han)(han)(han)管(guan)筒坡(po)口(kou)之(zhi)間形成電(dian)(dian)弧,借助于(yu)電(dian)(dian)弧將焊(han)(han)(han)(han)(han)絲和(he)被焊(han)(han)(han)(han)(han)管(guan)壁熔(rong)(rong)(rong)化。而(er)粒(li)狀焊(han)(han)(han)(han)(han)藥(yao)由貯料槽內經過(guo)金(jin)屬(shu)送入焊(han)(han)(han)(han)(han)絲之(zhi)前(qian),覆(fu)蓋(gai)著焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)口(kou),當焊(han)(han)(han)(han)(han)頭或被焊(han)(han)(han)(han)(han)鋼(gang)管(guan)移動(dong)速(su)度(du)于(yu)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)速(su)度(du)一致(zhi)(zhi)時,焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)過(guo)程繼續進(jin)行(xing)(xing)。焊(han)(han)(han)(han)(han)縫上(shang)覆(fu)蓋(gai)的(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)藥(yao)70%~80%未熔(rong)(rong)(rong)化,由吸(xi)收嘴吸(xi)收并回送到焊(han)(han)(han)(han)(han)藥(yao)貯料槽內,以便再次使用。熔(rong)(rong)(rong)化金(jin)屬(shu)最初呈(cheng)液體(ti)狀態,然(ran)后冷卻成致(zhi)(zhi)密的(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)縫,而(er)緊貼在熔(rong)(rong)(rong)化金(jin)屬(shu)表面上(shang)熔(rong)(rong)(rong)化的(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)藥(yao)冷卻后形成極易清(qing)除的(de)硬殼。
2. 保(bao)護弧焊
保護氣體電(dian)(dian)弧焊接(jie)電(dian)(dian)極的性(xing)質分(fen)為(wei)(TIG)和(he)(MIG).
A TIG電弧焊
TIG電(dian)(dian)(dian)弧焊(han)管裝置如圖15-16所示,其鎢極不熔化(hua),只利用鎢極與(yu)焊(han)件之(zhi)間的電(dian)(dian)(dian)弧所產生的高溫,使帶(dai)鋼邊(bian)部(bu)熔化(hua)形成(cheng)熔池,在(zai)(zai)一定壓(ya)力作用下(xia)將帶(dai)鋼邊(bian)部(bu)焊(han)合。為(wei)(wei)防(fang)止氧(yang)化(hua),電(dian)(dian)(dian)弧和熔池均處于惰(duo)性氣體保護之(zhi)下(xia),電(dian)(dian)(dian)極在(zai)(zai)焊(han)接處于上方1.5~3mm,距離太(tai)大造成(cheng)熱(re)量(liang)散失,金屬加熱(re)不良(liang)。電(dian)(dian)(dian)弧柱的溫度約為(wei)(wei)5000~8000℃,電(dian)(dian)(dian)弧產生的熱(re)量(liang)和電(dian)(dian)(dian)弧的電(dian)(dian)(dian)流強度及電(dian)(dian)(dian)壓(ya)成(cheng)比例。
B MIG電弧焊
MIG電(dian)弧(hu)焊(han)所有電(dian)極(ji)(ji)是與(yu)金(jin)屬(shu)相同或相近的金(jin)屬(shu)焊(han)絲。在(zai)焊(han)接過程中,電(dian)極(ji)(ji)同時熔(rong)化(hua),在(zai)惰性氣體保護下,熔(rong)化(hua)的焊(han)絲滴(di)入熔(rong)池中,由(you)電(dian)極(ji)(ji)金(jin)屬(shu)和帶鋼金(jin)屬(shu)形成(cheng)焊(han)縫。
3. 等(deng)離子焊接
原理如(ru)圖15-17所示,其(qi)是利用于等離(li)子電(dian)(dian)弧進(jin)行(xing)焊接的(de)方法。當在鎢(wu)極于被期金屬(shu)(shu)之間加(jia)上(shang)高(gao)壓(ya)(ya)時(shi),通過(guo)高(gao)頻(pin)振動器使氣體產(chan)生電(dian)(dian)離(li)而(er)形成等離(li)子體,在機械壓(ya)(ya)縮效應(ying)的(de)作用下,電(dian)(dian)弧被壓(ya)(ya)縮在很小(xiao)的(de)范圍(wei)內(nei),使其(qi)高(gao)度集中,溫(wen)度達(da)16000~3000℃.在電(dian)(dian)弧柱中的(de)氣體被電(dian)(dian)離(li)成等離(li)子體。其(qi)導電(dian)(dian)性和導熱性好,能集中很大的(de)電(dian)(dian)流。等離(li)子焊適用于不銹(xiu)鋼和其(qi)他難熔(rong)金屬(shu)(shu)的(de)焊接。
4. 電子束焊接
電(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)束(shu)(shu)焊(han)(han)接(jie)是由(you)電(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)發射(she)槍的電(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)群在高壓(ya)下成為(wei)高速電(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)束(shu)(shu)轟擊金屬,使(shi)其熔化加壓(ya)前(qian)進行焊(han)(han)接(jie)。這種方法(fa)主要應用于不銹鋼和高合金鋼焊(han)(han)管的生(sheng)產中。根(gen)據電(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)束(shu)(shu)焊(han)(han)接(jie)室的真(zhen)空度可分為(wei)真(zhen)空電(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)束(shu)(shu)焊(han)(han)、等離子(zi)(zi)電(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)束(shu)(shu)焊(han)(han)、局部真(zhen)空電(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)束(shu)(shu)焊(han)(han)和非(fei)真(zhen)空電(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)束(shu)(shu)焊(han)(han)4種。