成形(xing)后(hou)的管坯送入(ru)焊接(jie)(jie)(jie)(jie)機組(zu),焊接(jie)(jie)(jie)(jie)成鋼管。都有一(yi)條焊縫(直(zhi)縫或螺旋焊縫)可(ke)以搭(da)接(jie)(jie)(jie)(jie),也可(ke)以對接(jie)(jie)(jie)(jie)。目前大多數采用對接(jie)(jie)(jie)(jie),搭(da)接(jie)(jie)(jie)(jie)的焊管越來越少。
對接焊管的焊接方法有很多(duo),其中(zhong)主要有:
1. 壓力(li)焊(han),是利用金屬加熱至(zhi)焊(han)接溫度,并(bing)在壓力(li)下焊(han)合,如爐焊(han)、電焊(han)等;
2. 熔化焊(han),是利用金屬熔化而焊(han)合在一起,如電弧焊(han)、、電子(zi)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(yi)、感應(ying)焊與(yu)電阻焊
高頻(pin)焊接主要是利用高頻(pin)電(dian)流的趨(qu)膚效應和(he)臨近效應,使(shi)電(dian)流高頻(pin)集中在待(dai)焊邊上(shang),從而能在百分(fen)之一(yi)秒時間(jian)內將其加熱到焊接溫度(1250~1430℃),然后(hou)在擠(ji)壓輥的作(zuo)用下進行壓力焊接。根據向(xiang)被焊件饋電(dian)方(fang)式不同,可(ke)分(fen)為感應焊和(he)電(dian)阻焊(接觸焊)。
感應(ying)焊通常是在距會合(he)(he)點(dian)30~300mm處繞管坯(pi)套上(shang)一感應(ying)器(qi)(qi)。根(gen)據(ju)被焊件形(xing)狀不同,感應(ying)器(qi)(qi)用平面的或(huo)曲面的空心水冷導(dao)體材(cai)料制成。當感應(ying)器(qi)(qi)通過高頻(pin)電(dian)流(liu)(liu)時,管坯(pi)上(shang)感應(ying)出電(dian)流(liu)(liu),由于鄰近效應(ying),極大部分(fen)電(dian)流(liu)(liu)沿待焊邊(bian)流(liu)(liu)過,并在會合(he)(he)點(dian)形(xing)成回路。為(wei)了減少這部分(fen)無(wu)效電(dian)流(liu)(liu),采用內(nei)外磁導(dao)體,其長度應(ying)等于感應(ying)器(qi)(qi)的長度。感應(ying)焊主要用于Φ150~160mm以下的焊管機組。
接觸(chu)焊是借助于(yu)兩個觸(chu)頭(電(dian)極或焊腳)把(ba)高頻電(dian)流(liu)傳(chuan)到管(guan)(guan)坯上。焊接電(dian)流(liu)沿(yan)管(guan)(guan)坯坡(po)口(kou)兩側(ce)(ce)流(liu)過(guo),并(bing)通過(guo)擠壓輥附(fu)近(jin)的(de)坡(po)口(kou)兩側(ce)(ce)會合點形成回路。在管(guan)(guan)兩側(ce)(ce)坡(po)口(kou)上的(de)電(dian)流(liu)方向是相反的(de),因(yin)此,鄰近(jin)效應使(shi)電(dian)流(liu)集中(zhong)(zhong)于(yu)坡(po)口(kou)的(de)表(biao)(biao)面,電(dian)流(liu)頻率越高,電(dian)流(liu)就越集中(zhong)(zhong)于(yu)其表(biao)(biao)面。管(guan)(guan)內(nei)的(de)阻抗器提高了坡(po)口(kou)加熱的(de)集中(zhong)(zhong)程度(du),因(yin)為它增大了電(dian)流(liu)環繞管(guan)(guan)坯流(liu)過(guo)的(de)感抗。接觸(chu)焊一般用于(yu)較大直徑焊管(guan)(guan)機組的(de)生產。兩種方法的(de)原理如圖15-14所示。
上述兩(liang)種焊(han)接(jie)方法(fa)具有(you)一系(xi)列優(you)點:焊(han)縫熱影響(xiang)區(qu)小,加熱速(su)度快,焊(han)接(jie)速(su)度高(gao),焊(han)縫質量好。
二、電阻焊和感應(ying)焊的特(te)點
1. 感應焊的(de)特點
感應(ying)焊(han)(han)由(you)于(yu)線圈包在被焊(han)(han)鋼管的(de)外部(bu),從(cong)根本上消(xiao)除了電(dian)(dian)(dian)阻焊(han)(han)由(you)于(yu)電(dian)(dian)(dian)極(ji)的(de)開路所引起的(de)設備故障,從(cong)而提高了設備利用率和降低了成(cheng)本;焊(han)(han)接(jie)(jie)過程穩(wen)定(ding),焊(han)(han)接(jie)(jie)質量好,焊(han)(han)縫表面光潔;因為沒有電(dian)(dian)(dian)極(ji)壓力(li),最適用于(yu)焊(han)(han)接(jie)(jie)薄(bo)壁管;由(you)于(yu)不(bu)用觸點(dian)材(cai)料,不(bu)僅節約了貴重的(de)有色(se)金屬,而且也消(xiao)除了因更換電(dian)(dian)(dian)極(ji)而造(zao)成(cheng)的(de)停機(ji);焊(han)(han)接(jie)(jie)調整比(bi)較(jiao)容易(yi)和方便。但感應(ying)焊(han)(han)最大的(de)缺點(dian)是(shi)功率消(xiao)耗比(bi)電(dian)(dian)(dian)阻焊(han)(han)大,而且焊(han)(han)速也比(bi)電(dian)(dian)(dian)阻焊(han)(han)低。
2. 電阻焊的(de)特點
由于電(dian)(dian)阻焊的熱能高(gao)(gao)(gao)度(du)集(ji)中(zhong)于焊縫上(shang),焊速較高(gao)(gao)(gao);焊接質量(liang)好(hao),主(zhu)要體現(xian)在沒(mei)有“跳焊”現(xian)象;熱影(ying)響區(qu)小(xiao),自冷作(zuo)用強,焊縫不易氧化(hua);耗電(dian)(dian)少,效(xiao)率(lv)高(gao)(gao)(gao);焊接區(qu)平滑、美觀(guan);焊接用電(dian)(dian)極結(jie)構簡單,消耗低(di),容易調整。但(dan)由于部分(fen)回路采用的是(shi)高(gao)(gao)(gao)壓,因此要求高(gao)(gao)(gao)的絕(jue)緣度(du);屏蔽不好(hao)時,高(gao)(gao)(gao)頻信號對電(dian)(dian)訊(xun)器材有干擾(rao),對人體也有一(yi)定危害。
三、其他焊接方法
電弧(hu)焊(han)接(jie)(jie)是利用(yong)(yong)(yong)電極(ji)間電弧(hu)放電原理(li)產生(sheng)(sheng)的高溫,使焊(han)絲和(he)待焊(han)金屬(shu)熔化而焊(han)合。其中接(jie)(jie)在生(sheng)(sheng)產大直(zhi)徑鋼管中應用(yong)(yong)(yong)極(ji)為廣泛。埋弧(hu)電焊(han)管生(sheng)(sheng)產中分直(zhi)縫(feng)(feng)和(he)螺旋焊(han)縫(feng)(feng)兩種,直(zhi)縫(feng)(feng)焊(han)根據管子壁(bi)厚和(he)耐(nai)壓(ya)要(yao)求采(cai)用(yong)(yong)(yong)單面焊(han)或雙面焊(han),螺旋焊(han)一(yi)般采(cai)用(yong)(yong)(yong)雙面焊(han)。
1. 埋(mai)弧焊接
鋼管埋弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接在(zai)(zai)(zai)帶有(you)(you)自動焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)關的(de)(de)(de)專用電焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)機(ji)上(shang)進行(xing),如圖15-15所示(shi)。待(dai)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)鋼板或(huo)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫對(dui)接處有(you)(you)坡口(kou),在(zai)(zai)(zai)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接過程中有(you)(you)送絲(si)(si)(si)機(ji)構(gou)將(jiang)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)絲(si)(si)(si)盤上(shang)的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)絲(si)(si)(si)連續不斷地(di)送入此(ci)坡口(kou)之(zhi)內(nei),維對(dui)和(he)被(bei)(bei)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)管筒(tong)坡口(kou)之(zhi)間形成電弧(hu),借助于電弧(hu)將(jiang)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)絲(si)(si)(si)和(he)被(bei)(bei)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)管壁(bi)熔化。而(er)(er)粒狀(zhuang)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)藥(yao)由貯(zhu)(zhu)料(liao)(liao)槽(cao)內(nei)經過金屬送入焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)絲(si)(si)(si)之(zhi)前,覆(fu)蓋著焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接口(kou),當焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)頭或(huo)被(bei)(bei)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)鋼管移動速(su)度(du)于焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接速(su)度(du)一致(zhi)時(shi),焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接過程繼續進行(xing)。焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫上(shang)覆(fu)蓋的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)藥(yao)70%~80%未(wei)熔化,由吸收(shou)嘴吸收(shou)并回送到焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)藥(yao)貯(zhu)(zhu)料(liao)(liao)槽(cao)內(nei),以便再次(ci)使用。熔化金屬最初呈液體狀(zhuang)態(tai),然(ran)后(hou)冷卻(que)成致(zhi)密的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫,而(er)(er)緊貼在(zai)(zai)(zai)熔化金屬表面上(shang)熔化的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)藥(yao)冷卻(que)后(hou)形成極易清除的(de)(de)(de)硬殼。
2. 保護弧焊
保護氣體電弧焊接電極的性質分為(wei)(TIG)和(MIG).
A TIG電弧焊
TIG電(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)焊管(guan)裝置如圖(tu)15-16所(suo)示,其(qi)鎢極(ji)不(bu)熔化,只(zhi)利用鎢極(ji)與焊件之間(jian)的電(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)所(suo)產(chan)生的高(gao)溫,使帶鋼(gang)邊部熔化形(xing)成熔池,在一(yi)定壓力作用下將帶鋼(gang)邊部焊合。為防(fang)止氧化,電(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)和(he)熔池均處于惰性(xing)氣體保護之下,電(dian)(dian)極(ji)在焊接處于上方1.5~3mm,距離太大造(zao)成熱量散(san)失,金屬(shu)加熱不(bu)良。電(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)柱的溫度約為5000~8000℃,電(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)產(chan)生的熱量和(he)電(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)的電(dian)(dian)流強度及電(dian)(dian)壓成比例(li)。
B MIG電弧焊(han)
MIG電(dian)弧焊(han)(han)所有電(dian)極(ji)是與金屬(shu)相(xiang)同或(huo)相(xiang)近的金屬(shu)焊(han)(han)絲。在焊(han)(han)接過程中,電(dian)極(ji)同時熔化,在惰性氣(qi)體保護下,熔化的焊(han)(han)絲滴入熔池(chi)中,由電(dian)極(ji)金屬(shu)和帶鋼金屬(shu)形成焊(han)(han)縫。
3. 等離子焊(han)接
原理(li)如圖(tu)15-17所(suo)示,其(qi)是利用于(yu)(yu)等離(li)(li)子(zi)電(dian)弧進行焊接的方法。當在鎢(wu)極(ji)于(yu)(yu)被(bei)期金(jin)屬之間加上高壓時,通過高頻(pin)振動器(qi)使(shi)氣(qi)體(ti)產生電(dian)離(li)(li)而形(xing)成等離(li)(li)子(zi)體(ti),在機(ji)械壓縮效應的作(zuo)用下,電(dian)弧被(bei)壓縮在很小的范圍內,使(shi)其(qi)高度集(ji)中,溫(wen)度達(da)16000~3000℃.在電(dian)弧柱(zhu)中的氣(qi)體(ti)被(bei)電(dian)離(li)(li)成等離(li)(li)子(zi)體(ti)。其(qi)導電(dian)性(xing)和導熱(re)性(xing)好,能集(ji)中很大的電(dian)流(liu)。等離(li)(li)子(zi)焊適用于(yu)(yu)不(bu)銹鋼和其(qi)他難熔金(jin)屬的焊接。
4. 電子束焊接
電(dian)子(zi)束焊(han)接(jie)是由電(dian)子(zi)發射槍的電(dian)子(zi)群在高壓下成(cheng)為(wei)高速電(dian)子(zi)束轟擊金屬,使其熔化(hua)加(jia)壓前進行焊(han)接(jie)。這(zhe)種方法主要應用(yong)于不銹鋼和(he)高合金鋼焊(han)管的生產中。根據電(dian)子(zi)束焊(han)接(jie)室的真空度可分為(wei)真空電(dian)子(zi)束焊(han)、等離子(zi)電(dian)子(zi)束焊(han)、局部(bu)真空電(dian)子(zi)束焊(han)和(he)非(fei)真空電(dian)子(zi)束焊(han)4種。