成形后的(de)管(guan)坯(pi)送入焊接(jie)(jie)機組,焊接(jie)(jie)成鋼管(guan)。都有一條焊縫(feng)(直縫(feng)或(huo)螺旋焊縫(feng))可以(yi)搭接(jie)(jie),也(ye)可以(yi)對(dui)接(jie)(jie)。目前大(da)多數采(cai)用(yong)對(dui)接(jie)(jie),搭接(jie)(jie)的(de)焊管(guan)越(yue)來越(yue)少。
對接(jie)焊管的焊接(jie)方法有(you)很(hen)多,其中主要有(you):
1. 壓力(li)焊(han)(han),是利用金屬(shu)加熱至焊(han)(han)接(jie)溫度,并在壓力(li)下(xia)焊(han)(han)合,如爐焊(han)(han)、電焊(han)(han)等;
2. 熔(rong)化(hua)(hua)焊,是(shi)利用金屬熔(rong)化(hua)(hua)而焊合在一起,如電弧焊、、電子束(shu)焊等。
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(dian)阻焊
高(gao)頻(pin)焊(han)(han)(han)(han)接主要(yao)是利(li)用高(gao)頻(pin)電(dian)流的(de)趨膚效(xiao)應和臨近效(xiao)應,使(shi)電(dian)流高(gao)頻(pin)集(ji)中在待(dai)焊(han)(han)(han)(han)邊上,從而(er)能在百(bai)分之(zhi)一(yi)秒時間內將(jiang)其加(jia)熱到焊(han)(han)(han)(han)接溫度(du)(1250~1430℃),然后(hou)在擠壓輥(gun)的(de)作用下進行(xing)壓力焊(han)(han)(han)(han)接。根據向被焊(han)(han)(han)(han)件饋電(dian)方式不同,可分為感應焊(han)(han)(han)(han)和電(dian)阻焊(han)(han)(han)(han)(接觸焊(han)(han)(han)(han))。
感應焊通常是在距會合點(dian)(dian)30~300mm處繞管(guan)坯套上(shang)一感應器(qi)(qi)。根據(ju)被焊件形狀不同,感應器(qi)(qi)用平面的(de)(de)(de)或(huo)曲面的(de)(de)(de)空心水冷導(dao)體(ti)材料制成。當感應器(qi)(qi)通過(guo)高頻電流(liu)時(shi),管(guan)坯上(shang)感應出電流(liu),由于鄰(lin)近效應,極大部分電流(liu)沿待(dai)焊邊(bian)流(liu)過(guo),并在會合點(dian)(dian)形成回路(lu)。為(wei)了減少這部分無效電流(liu),采(cai)用內(nei)外磁導(dao)體(ti),其長(chang)度(du)應等(deng)于感應器(qi)(qi)的(de)(de)(de)長(chang)度(du)。感應焊主要用于Φ150~160mm以(yi)下(xia)的(de)(de)(de)焊管(guan)機組。
接(jie)(jie)觸(chu)焊(han)(han)是借助于(yu)兩個觸(chu)頭(電(dian)極或焊(han)(han)腳)把高頻電(dian)流傳(chuan)到(dao)管坯上。焊(han)(han)接(jie)(jie)電(dian)流沿管坯坡(po)口兩側流過,并通過擠壓輥附(fu)近的(de)坡(po)口兩側會合點形成回路。在管兩側坡(po)口上的(de)電(dian)流方向是相反的(de),因此,鄰近效應使電(dian)流集(ji)中(zhong)于(yu)坡(po)口的(de)表(biao)面,電(dian)流頻率越高,電(dian)流就越集(ji)中(zhong)于(yu)其表(biao)面。管內(nei)的(de)阻抗器提高了坡(po)口加熱的(de)集(ji)中(zhong)程度,因為(wei)它增大了電(dian)流環(huan)繞(rao)管坯流過的(de)感抗。接(jie)(jie)觸(chu)焊(han)(han)一般用于(yu)較大直(zhi)徑焊(han)(han)管機(ji)組(zu)的(de)生產。兩種方法的(de)原理如圖15-14所(suo)示。

上述(shu)兩(liang)種焊接(jie)(jie)方法具有一系列優點:焊縫(feng)熱影(ying)響區小,加(jia)熱速度快,焊接(jie)(jie)速度高,焊縫(feng)質量(liang)好。
二、電(dian)阻焊和感(gan)應焊的特點
1. 感應焊的特點(dian)
感應焊(han)(han)由于線圈包(bao)在被焊(han)(han)鋼管(guan)的(de)(de)外(wai)部,從根本(ben)上消(xiao)除(chu)了(le)(le)(le)電阻焊(han)(han)由于電極的(de)(de)開路所引(yin)起的(de)(de)設備(bei)故障,從而提高了(le)(le)(le)設備(bei)利用率和(he)降低(di)了(le)(le)(le)成本(ben);焊(han)(han)接(jie)過程(cheng)穩定,焊(han)(han)接(jie)質量好(hao),焊(han)(han)縫表面光(guang)潔;因為沒(mei)有電極壓力(li),最適用于焊(han)(han)接(jie)薄壁管(guan);由于不用觸點(dian)材料,不僅節約了(le)(le)(le)貴(gui)重的(de)(de)有色金屬,而且也消(xiao)除(chu)了(le)(le)(le)因更換電極而造(zao)成的(de)(de)停機;焊(han)(han)接(jie)調(diao)整(zheng)比(bi)較容易和(he)方(fang)便。但感應焊(han)(han)最大的(de)(de)缺點(dian)是功率消(xiao)耗比(bi)電阻焊(han)(han)大,而且焊(han)(han)速也比(bi)電阻焊(han)(han)低(di)。
2. 電阻焊的特點
由于電阻焊(han)(han)的(de)熱(re)能高(gao)度(du)集中于焊(han)(han)縫(feng)上,焊(han)(han)速(su)較高(gao);焊(han)(han)接(jie)質量好(hao),主(zhu)要體現在(zai)沒有(you)“跳焊(han)(han)”現象(xiang);熱(re)影響區(qu)小(xiao),自冷作用(yong)強,焊(han)(han)縫(feng)不(bu)易氧化;耗(hao)電少,效(xiao)率高(gao);焊(han)(han)接(jie)區(qu)平滑、美觀;焊(han)(han)接(jie)用(yong)電極結構簡單,消耗(hao)低,容易調(diao)整。但由于部分回路采(cai)用(yong)的(de)是高(gao)壓,因(yin)此要求高(gao)的(de)絕緣度(du);屏蔽不(bu)好(hao)時,高(gao)頻(pin)信號對電訊(xun)器(qi)材有(you)干擾(rao),對人體也有(you)一定危(wei)害。
三、其(qi)他(ta)焊接(jie)方法
電(dian)(dian)(dian)(dian)弧(hu)焊接是(shi)利用(yong)電(dian)(dian)(dian)(dian)極間(jian)電(dian)(dian)(dian)(dian)弧(hu)放(fang)電(dian)(dian)(dian)(dian)原理產生的高溫,使焊絲和(he)(he)待(dai)焊金屬熔化而焊合。其中(zhong)(zhong)接在(zai)生產大直徑鋼管中(zhong)(zhong)應用(yong)極為廣泛。埋弧(hu)電(dian)(dian)(dian)(dian)焊管生產中(zhong)(zhong)分直縫(feng)和(he)(he)螺旋焊縫(feng)兩(liang)種,直縫(feng)焊根據(ju)管子壁厚(hou)和(he)(he)耐壓要(yao)求采(cai)用(yong)單(dan)面焊或(huo)雙面焊,螺旋焊一般采(cai)用(yong)雙面焊。
1. 埋弧焊接(jie)
鋼管(guan)埋弧焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)在帶有(you)(you)自動焊(han)(han)(han)(han)(han)關的專用電焊(han)(han)(han)(han)(han)機上(shang)進行,如圖(tu)15-15所示。待(dai)焊(han)(han)(han)(han)(han)鋼板(ban)或(huo)焊(han)(han)(han)(han)(han)縫對接(jie)處有(you)(you)坡(po)(po)口(kou),在焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)過程中有(you)(you)送(song)絲機構將焊(han)(han)(han)(han)(han)絲盤上(shang)的焊(han)(han)(han)(han)(han)絲連續不斷地送(song)入此坡(po)(po)口(kou)之(zhi)內,維對和被(bei)焊(han)(han)(han)(han)(han)管(guan)筒(tong)坡(po)(po)口(kou)之(zhi)間形(xing)成電弧,借助于(yu)電弧將焊(han)(han)(han)(han)(han)絲和被(bei)焊(han)(han)(han)(han)(han)管(guan)壁熔化(hua)。而粒狀焊(han)(han)(han)(han)(han)藥由貯料槽內經過金屬(shu)送(song)入焊(han)(han)(han)(han)(han)絲之(zhi)前,覆(fu)蓋(gai)著焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)口(kou),當焊(han)(han)(han)(han)(han)頭或(huo)被(bei)焊(han)(han)(han)(han)(han)鋼管(guan)移(yi)動速度于(yu)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)速度一(yi)致(zhi)時(shi),焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)過程繼(ji)續進行。焊(han)(han)(han)(han)(han)縫上(shang)覆(fu)蓋(gai)的焊(han)(han)(han)(han)(han)藥70%~80%未(wei)熔化(hua),由吸收嘴吸收并回送(song)到焊(han)(han)(han)(han)(han)藥貯料槽內,以(yi)便再次使(shi)用。熔化(hua)金屬(shu)最初呈液體狀態,然后冷卻成致(zhi)密的焊(han)(han)(han)(han)(han)縫,而緊貼(tie)在熔化(hua)金屬(shu)表面上(shang)熔化(hua)的焊(han)(han)(han)(han)(han)藥冷卻后形(xing)成極(ji)易清除(chu)的硬(ying)殼(ke)。

2. 保(bao)護弧焊
保護氣體電弧(hu)焊接電極的性質分(fen)為(TIG)和(MIG).
A TIG電弧焊(han)
TIG電(dian)(dian)(dian)弧(hu)焊(han)(han)(han)管(guan)裝置如圖(tu)15-16所示,其鎢(wu)(wu)極不熔(rong)化,只利用鎢(wu)(wu)極與焊(han)(han)(han)件之(zhi)(zhi)間的(de)電(dian)(dian)(dian)弧(hu)所產生的(de)高溫(wen),使帶鋼(gang)邊部(bu)熔(rong)化形成(cheng)熔(rong)池,在一定壓力作用下(xia)(xia)將帶鋼(gang)邊部(bu)焊(han)(han)(han)合。為(wei)(wei)防止氧化,電(dian)(dian)(dian)弧(hu)和熔(rong)池均處于(yu)惰性氣體保護之(zhi)(zhi)下(xia)(xia),電(dian)(dian)(dian)極在焊(han)(han)(han)接(jie)處于(yu)上方1.5~3mm,距離太大(da)造成(cheng)熱量散失,金(jin)屬加(jia)熱不良。電(dian)(dian)(dian)弧(hu)柱的(de)溫(wen)度(du)約為(wei)(wei)5000~8000℃,電(dian)(dian)(dian)弧(hu)產生的(de)熱量和電(dian)(dian)(dian)弧(hu)的(de)電(dian)(dian)(dian)流強度(du)及(ji)電(dian)(dian)(dian)壓成(cheng)比例(li)。

B MIG電(dian)弧(hu)焊(han)
MIG電弧焊(han)所有電極(ji)(ji)是與金屬(shu)相同(tong)或相近的(de)金屬(shu)焊(han)絲(si)。在焊(han)接過程中,電極(ji)(ji)同(tong)時熔(rong)(rong)化,在惰(duo)性(xing)氣體保護下,熔(rong)(rong)化的(de)焊(han)絲(si)滴(di)入熔(rong)(rong)池中,由電極(ji)(ji)金屬(shu)和帶(dai)鋼金屬(shu)形成焊(han)縫。
3. 等離子焊接
原(yuan)理如圖15-17所(suo)示(shi),其是利(li)用(yong)于等離(li)子(zi)電(dian)弧進(jin)行焊(han)接(jie)的(de)方法。當在鎢(wu)極于被期(qi)金屬之間加上高(gao)壓(ya)時,通過高(gao)頻振動器使氣(qi)體(ti)產(chan)生電(dian)離(li)而形成等離(li)子(zi)體(ti),在機(ji)械(xie)壓(ya)縮效應的(de)作(zuo)用(yong)下,電(dian)弧被壓(ya)縮在很(hen)小的(de)范圍內,使其高(gao)度集(ji)中(zhong),溫度達16000~3000℃.在電(dian)弧柱中(zhong)的(de)氣(qi)體(ti)被電(dian)離(li)成等離(li)子(zi)體(ti)。其導(dao)電(dian)性和(he)導(dao)熱性好,能集(ji)中(zhong)很(hen)大的(de)電(dian)流。等離(li)子(zi)焊(han)適用(yong)于不銹鋼和(he)其他難熔金屬的(de)焊(han)接(jie)。

4. 電子束焊接
電子(zi)束(shu)焊(han)接是由(you)電子(zi)發射槍的電子(zi)群在高壓下成為(wei)高速電子(zi)束(shu)轟擊金(jin)屬(shu),使其熔化加壓前(qian)進行焊(han)接。這種(zhong)方(fang)法(fa)主要應用(yong)于不銹鋼(gang)和(he)高合(he)金(jin)鋼(gang)焊(han)管的生(sheng)產中。根據電子(zi)束(shu)焊(han)接室(shi)的真空(kong)度可(ke)分為(wei)真空(kong)電子(zi)束(shu)焊(han)、等離子(zi)電子(zi)束(shu)焊(han)、局部真空(kong)電子(zi)束(shu)焊(han)和(he)非真空(kong)電子(zi)束(shu)焊(han)4種(zhong)。

