成形(xing)后的(de)管坯(pi)送(song)入焊(han)(han)接(jie)機組,焊(han)(han)接(jie)成鋼管。都有一(yi)條焊(han)(han)縫(直(zhi)縫或螺旋焊(han)(han)縫)可(ke)以搭接(jie),也可(ke)以對(dui)接(jie)。目前大多(duo)數采用對(dui)接(jie),搭接(jie)的(de)焊(han)(han)管越來越少。
對接(jie)焊管的焊接(jie)方法(fa)有很多(duo),其中(zhong)主要有:
1. 壓(ya)力焊,是利用(yong)金(jin)屬加(jia)熱至焊接溫度,并在壓(ya)力下焊合,如爐(lu)焊、電焊等;
2. 熔化(hua)焊(han),是利用(yong)金屬熔化(hua)而焊(han)合在一起,如電弧焊(han)、、電子束(shu)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、感應焊與電阻焊
高(gao)頻焊(han)(han)接(jie)(jie)主要是利用高(gao)頻電流(liu)的趨膚效應和(he)(he)臨近效應,使電流(liu)高(gao)頻集中在待焊(han)(han)邊上,從(cong)而能在百分之一秒時間內將其加熱到焊(han)(han)接(jie)(jie)溫(wen)度(1250~1430℃),然后在擠壓輥的作用下進行壓力焊(han)(han)接(jie)(jie)。根據向(xiang)被焊(han)(han)件饋電方(fang)式不同,可(ke)分為感應焊(han)(han)和(he)(he)電阻焊(han)(han)(接(jie)(jie)觸(chu)焊(han)(han))。
感應(ying)焊(han)(han)通常是(shi)在(zai)距會合(he)點30~300mm處(chu)繞管坯(pi)套上一感應(ying)器(qi)。根據(ju)被焊(han)(han)件形(xing)(xing)狀(zhuang)不(bu)同,感應(ying)器(qi)用平面(mian)的或曲面(mian)的空(kong)心水冷(leng)導(dao)體材料(liao)制成(cheng)。當感應(ying)器(qi)通過(guo)高頻(pin)電流(liu)(liu)時(shi),管坯(pi)上感應(ying)出電流(liu)(liu),由(you)于鄰近效應(ying),極(ji)大部(bu)分電流(liu)(liu)沿待焊(han)(han)邊流(liu)(liu)過(guo),并(bing)在(zai)會合(he)點形(xing)(xing)成(cheng)回路。為了減少(shao)這部(bu)分無效電流(liu)(liu),采用內外磁導(dao)體,其長(chang)(chang)度(du)應(ying)等于感應(ying)器(qi)的長(chang)(chang)度(du)。感應(ying)焊(han)(han)主要(yao)用于Φ150~160mm以下的焊(han)(han)管機(ji)組。
接(jie)觸(chu)焊是借助于兩個觸(chu)頭(電(dian)(dian)極或焊腳)把高(gao)頻(pin)電(dian)(dian)流(liu)(liu)傳到管(guan)坯(pi)(pi)上(shang)。焊接(jie)電(dian)(dian)流(liu)(liu)沿管(guan)坯(pi)(pi)坡口兩側流(liu)(liu)過,并通(tong)過擠壓輥(gun)附近的(de)坡口兩側會(hui)合(he)點形成(cheng)回(hui)路。在管(guan)兩側坡口上(shang)的(de)電(dian)(dian)流(liu)(liu)方向(xiang)是相反的(de),因此,鄰近效應使電(dian)(dian)流(liu)(liu)集中(zhong)于坡口的(de)表面(mian),電(dian)(dian)流(liu)(liu)頻(pin)率越(yue)高(gao),電(dian)(dian)流(liu)(liu)就越(yue)集中(zhong)于其表面(mian)。管(guan)內的(de)阻抗器提高(gao)了(le)(le)坡口加熱的(de)集中(zhong)程度(du),因為(wei)它增大了(le)(le)電(dian)(dian)流(liu)(liu)環繞管(guan)坯(pi)(pi)流(liu)(liu)過的(de)感抗。接(jie)觸(chu)焊一般(ban)用于較大直徑焊管(guan)機組的(de)生產(chan)。兩種(zhong)方法的(de)原理如圖15-14所示。
上(shang)述兩種(zhong)焊接(jie)方法具有一系列優點(dian):焊縫(feng)(feng)熱(re)影(ying)響(xiang)區(qu)小,加熱(re)速(su)度(du)快,焊接(jie)速(su)度(du)高,焊縫(feng)(feng)質量(liang)好。
二、電阻(zu)焊和感(gan)應焊的特點
1. 感應焊的(de)特點
感(gan)應(ying)焊(han)由于線圈包在被焊(han)鋼管的(de)(de)外部(bu),從根本上(shang)消(xiao)除(chu)了電(dian)(dian)(dian)阻(zu)焊(han)由于電(dian)(dian)(dian)極的(de)(de)開路所引起(qi)的(de)(de)設(she)備故(gu)障,從而(er)提高了設(she)備利用率和降低(di)了成本;焊(han)接(jie)過(guo)程穩定,焊(han)接(jie)質量好,焊(han)縫表面光潔;因為沒(mei)有(you)電(dian)(dian)(dian)極壓力,最(zui)適用于焊(han)接(jie)薄壁(bi)管;由于不(bu)用觸點材料,不(bu)僅節約了貴(gui)重的(de)(de)有(you)色金屬,而(er)且也消(xiao)除(chu)了因更換電(dian)(dian)(dian)極而(er)造成的(de)(de)停機(ji);焊(han)接(jie)調整比較容(rong)易(yi)和方(fang)便。但(dan)感(gan)應(ying)焊(han)最(zui)大(da)的(de)(de)缺點是(shi)功率消(xiao)耗比電(dian)(dian)(dian)阻(zu)焊(han)大(da),而(er)且焊(han)速也比電(dian)(dian)(dian)阻(zu)焊(han)低(di)。
2. 電阻焊的特點
由(you)于電阻(zu)焊的熱能高(gao)(gao)度集中于焊縫(feng)上,焊速較高(gao)(gao);焊接質量(liang)好,主要體現(xian)在沒有“跳(tiao)焊”現(xian)象;熱影響區小,自(zi)冷作用(yong)強,焊縫(feng)不(bu)易氧(yang)化;耗電少,效率高(gao)(gao);焊接區平(ping)滑、美觀;焊接用(yong)電極結(jie)構簡單(dan),消(xiao)耗低(di),容易調整。但由(you)于部分回路采用(yong)的是高(gao)(gao)壓(ya),因此要求(qiu)高(gao)(gao)的絕(jue)緣度;屏(ping)蔽(bi)不(bu)好時,高(gao)(gao)頻信號對電訊器材(cai)有干擾,對人體也有一定(ding)危害。
三、其他(ta)焊接方法
電弧(hu)焊(han)接(jie)是(shi)利用電極間電弧(hu)放電原(yuan)理(li)產生的高溫,使焊(han)絲和待焊(han)金屬熔化而(er)焊(han)合。其中(zhong)接(jie)在(zai)生產大直(zhi)徑鋼(gang)管(guan)中(zhong)應用極為廣泛。埋弧(hu)電焊(han)管(guan)生產中(zhong)分直(zhi)縫和螺(luo)旋焊(han)縫兩種,直(zhi)縫焊(han)根據管(guan)子壁厚和耐壓要(yao)求采用單面(mian)焊(han)或雙(shuang)面(mian)焊(han),螺(luo)旋焊(han)一般采用雙(shuang)面(mian)焊(han)。
1. 埋弧焊接
鋼管(guan)埋(mai)弧焊(han)(han)(han)(han)接在帶有自動焊(han)(han)(han)(han)關的(de)(de)專用電焊(han)(han)(han)(han)機上進行,如(ru)圖15-15所示。待(dai)焊(han)(han)(han)(han)鋼板或(huo)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)對接處有坡(po)口(kou),在焊(han)(han)(han)(han)接過(guo)程(cheng)中有送(song)絲機構將(jiang)焊(han)(han)(han)(han)絲盤(pan)上的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)絲連續不(bu)斷地送(song)入此坡(po)口(kou)之內,維(wei)對和被(bei)(bei)焊(han)(han)(han)(han)管(guan)筒(tong)坡(po)口(kou)之間(jian)形成(cheng)電弧,借助于電弧將(jiang)焊(han)(han)(han)(han)絲和被(bei)(bei)焊(han)(han)(han)(han)管(guan)壁熔(rong)(rong)化(hua)(hua)。而(er)粒狀(zhuang)焊(han)(han)(han)(han)藥(yao)由貯(zhu)料槽(cao)內經過(guo)金屬送(song)入焊(han)(han)(han)(han)絲之前,覆蓋著焊(han)(han)(han)(han)接口(kou),當焊(han)(han)(han)(han)頭或(huo)被(bei)(bei)焊(han)(han)(han)(han)鋼管(guan)移動速(su)度于焊(han)(han)(han)(han)接速(su)度一致時,焊(han)(han)(han)(han)接過(guo)程(cheng)繼(ji)續進行。焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)上覆蓋的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)藥(yao)70%~80%未(wei)熔(rong)(rong)化(hua)(hua),由吸(xi)(xi)收(shou)嘴吸(xi)(xi)收(shou)并回送(song)到焊(han)(han)(han)(han)藥(yao)貯(zhu)料槽(cao)內,以便再次使用。熔(rong)(rong)化(hua)(hua)金屬最初呈液體狀(zhuang)態,然后冷卻成(cheng)致密的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng),而(er)緊貼在熔(rong)(rong)化(hua)(hua)金屬表(biao)面上熔(rong)(rong)化(hua)(hua)的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)藥(yao)冷卻后形成(cheng)極(ji)易清除的(de)(de)硬殼。
2. 保護(hu)弧(hu)焊(han)
保護(hu)氣體電(dian)(dian)弧焊接電(dian)(dian)極的性質(zhi)分為(TIG)和(MIG).
A TIG電弧焊
TIG電(dian)(dian)弧(hu)(hu)焊(han)管裝置如圖15-16所示,其鎢極(ji)(ji)(ji)不熔(rong)化(hua),只利用(yong)鎢極(ji)(ji)(ji)與焊(han)件之間的(de)(de)電(dian)(dian)弧(hu)(hu)所產生的(de)(de)高(gao)溫,使帶(dai)鋼(gang)邊部熔(rong)化(hua)形成熔(rong)池,在一(yi)定壓力作用(yong)下(xia)將帶(dai)鋼(gang)邊部焊(han)合。為防止氧化(hua),電(dian)(dian)弧(hu)(hu)和(he)熔(rong)池均處(chu)于(yu)惰性(xing)氣體保(bao)護之下(xia),電(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)在焊(han)接處(chu)于(yu)上方1.5~3mm,距離太大造成熱量(liang)散失(shi),金屬加熱不良。電(dian)(dian)弧(hu)(hu)柱的(de)(de)溫度約(yue)為5000~8000℃,電(dian)(dian)弧(hu)(hu)產生的(de)(de)熱量(liang)和(he)電(dian)(dian)弧(hu)(hu)的(de)(de)電(dian)(dian)流強度及電(dian)(dian)壓成比(bi)例(li)。
B MIG電弧焊
MIG電(dian)弧(hu)焊所有電(dian)極(ji)是與金屬(shu)相同(tong)(tong)或相近的(de)金屬(shu)焊絲(si)。在(zai)焊接過程(cheng)中,電(dian)極(ji)同(tong)(tong)時熔化,在(zai)惰性氣(qi)體(ti)保護下,熔化的(de)焊絲(si)滴入熔池中,由電(dian)極(ji)金屬(shu)和帶(dai)鋼金屬(shu)形成焊縫。
3. 等離子焊接
原理(li)如圖15-17所示(shi),其是利用于(yu)等(deng)離(li)子電(dian)(dian)弧(hu)(hu)進行焊(han)接的(de)方(fang)法。當(dang)在(zai)鎢極于(yu)被期金屬之間(jian)加(jia)上高壓(ya)時,通過高頻振(zhen)動器使氣體產生電(dian)(dian)離(li)而形成(cheng)等(deng)離(li)子體,在(zai)機(ji)械壓(ya)縮(suo)效(xiao)應的(de)作用下(xia),電(dian)(dian)弧(hu)(hu)被壓(ya)縮(suo)在(zai)很(hen)小的(de)范(fan)圍內,使其高度(du)集中(zhong)(zhong),溫度(du)達16000~3000℃.在(zai)電(dian)(dian)弧(hu)(hu)柱中(zhong)(zhong)的(de)氣體被電(dian)(dian)離(li)成(cheng)等(deng)離(li)子體。其導電(dian)(dian)性和導熱性好,能集中(zhong)(zhong)很(hen)大的(de)電(dian)(dian)流。等(deng)離(li)子焊(han)適(shi)用于(yu)不銹鋼(gang)和其他難熔金屬的(de)焊(han)接。
4. 電子束焊接(jie)
電(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)束(shu)焊(han)(han)接(jie)是由電(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)發射槍的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)群在(zai)高(gao)壓下成為高(gao)速(su)電(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)束(shu)轟擊金屬,使(shi)其熔化加壓前進(jin)行(xing)焊(han)(han)接(jie)。這種方法主要應用于不銹(xiu)鋼(gang)和高(gao)合金鋼(gang)焊(han)(han)管(guan)的(de)生(sheng)產中。根據電(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)束(shu)焊(han)(han)接(jie)室(shi)的(de)真空(kong)(kong)度可(ke)分為真空(kong)(kong)電(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)束(shu)焊(han)(han)、等(deng)離子(zi)電(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)束(shu)焊(han)(han)、局(ju)部真空(kong)(kong)電(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)束(shu)焊(han)(han)和非真空(kong)(kong)電(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)束(shu)焊(han)(han)4種。