成形(xing)后的(de)管坯送入焊(han)接機組,焊(han)接成鋼管。都有一條焊(han)縫(feng)(直縫(feng)或螺旋焊(han)縫(feng))可以搭(da)接,也可以對(dui)接。目前大多(duo)數采用對(dui)接,搭(da)接的(de)焊(han)管越(yue)來越(yue)少。
對接焊管的焊接方(fang)法有(you)很多,其中主要有(you):
1. 壓(ya)力焊,是利用金屬加熱至(zhi)焊接(jie)溫度,并(bing)在壓(ya)力下焊合,如爐焊、電焊等;
2. 熔化焊,是(shi)利用(yong)金屬(shu)熔化而焊合在一起,如(ru)電弧焊、、電子束焊等。
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、感應焊與電阻焊
高頻焊(han)接(jie)(jie)(jie)主(zhu)要是(shi)利用(yong)(yong)高頻電流(liu)的(de)趨膚效應(ying)和(he)臨(lin)近效應(ying),使(shi)電流(liu)高頻集中在(zai)(zai)待焊(han)邊上(shang),從而能在(zai)(zai)百分(fen)之一秒時間(jian)內將(jiang)其加熱到焊(han)接(jie)(jie)(jie)溫度(1250~1430℃),然后在(zai)(zai)擠壓(ya)輥的(de)作用(yong)(yong)下進行(xing)壓(ya)力焊(han)接(jie)(jie)(jie)。根據向被焊(han)件饋電方式不同,可(ke)分(fen)為感應(ying)焊(han)和(he)電阻(zu)焊(han)(接(jie)(jie)(jie)觸焊(han))。
感(gan)(gan)應(ying)焊(han)(han)通常是在距(ju)會合點30~300mm處繞(rao)管坯(pi)套上一感(gan)(gan)應(ying)器(qi)。根據被焊(han)(han)件形狀不同,感(gan)(gan)應(ying)器(qi)用平面的或(huo)曲面的空心水冷導(dao)體材(cai)料制(zhi)成(cheng)。當感(gan)(gan)應(ying)器(qi)通過高頻電(dian)流時,管坯(pi)上感(gan)(gan)應(ying)出(chu)電(dian)流,由于(yu)鄰近效應(ying),極大(da)部分電(dian)流沿待焊(han)(han)邊(bian)流過,并在會合點形成(cheng)回路。為了減少這部分無(wu)效電(dian)流,采用內外(wai)磁導(dao)體,其長度(du)應(ying)等于(yu)感(gan)(gan)應(ying)器(qi)的長度(du)。感(gan)(gan)應(ying)焊(han)(han)主要用于(yu)Φ150~160mm以下的焊(han)(han)管機組。
接(jie)觸焊(han)(han)是借助于(yu)兩(liang)個觸頭(電(dian)(dian)(dian)極(ji)或焊(han)(han)腳(jiao))把高(gao)頻電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)傳到管(guan)坯(pi)上。焊(han)(han)接(jie)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)沿管(guan)坯(pi)坡(po)口(kou)兩(liang)側流(liu)(liu)過(guo),并通過(guo)擠壓輥附近(jin)的(de)坡(po)口(kou)兩(liang)側會(hui)合(he)點形成回路。在管(guan)兩(liang)側坡(po)口(kou)上的(de)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)方向是相(xiang)反的(de),因此(ci),鄰近(jin)效應使(shi)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)集(ji)中(zhong)(zhong)于(yu)坡(po)口(kou)的(de)表面(mian),電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)頻率越高(gao),電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)就越集(ji)中(zhong)(zhong)于(yu)其表面(mian)。管(guan)內的(de)阻抗器提(ti)高(gao)了坡(po)口(kou)加熱的(de)集(ji)中(zhong)(zhong)程度,因為它(ta)增大了電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)環繞管(guan)坯(pi)流(liu)(liu)過(guo)的(de)感抗。接(jie)觸焊(han)(han)一般用(yong)于(yu)較(jiao)大直徑焊(han)(han)管(guan)機組(zu)的(de)生產。兩(liang)種(zhong)方法的(de)原理如圖15-14所示(shi)。
上述(shu)兩種(zhong)焊接方法具有一系(xi)列優點:焊縫(feng)熱(re)影響區(qu)小,加熱(re)速度(du)快,焊接速度(du)高,焊縫(feng)質量好。
二(er)、電阻焊和感應(ying)焊的(de)特點
1. 感應焊(han)的特點
感應焊(han)(han)由于線圈包在被焊(han)(han)鋼管(guan)的(de)(de)外部,從根(gen)本上消(xiao)除了電(dian)阻焊(han)(han)由于電(dian)極的(de)(de)開(kai)路所引(yin)起的(de)(de)設備故障,從而提高(gao)了設備利(li)用(yong)(yong)率和降低了成(cheng)本;焊(han)(han)接(jie)過程穩(wen)定,焊(han)(han)接(jie)質(zhi)量好,焊(han)(han)縫表面光潔;因(yin)為沒有電(dian)極壓(ya)力,最適用(yong)(yong)于焊(han)(han)接(jie)薄壁(bi)管(guan);由于不用(yong)(yong)觸(chu)點(dian)材料,不僅節(jie)約(yue)了貴重的(de)(de)有色金屬,而且(qie)(qie)也消(xiao)除了因(yin)更換電(dian)極而造(zao)成(cheng)的(de)(de)停機;焊(han)(han)接(jie)調(diao)整比較容易(yi)和方(fang)便。但感應焊(han)(han)最大的(de)(de)缺點(dian)是(shi)功(gong)率消(xiao)耗(hao)比電(dian)阻焊(han)(han)大,而且(qie)(qie)焊(han)(han)速也比電(dian)阻焊(han)(han)低。
2. 電阻焊的特點
由于(yu)電阻(zu)焊(han)的熱能(neng)高度(du)集中于(yu)焊(han)縫(feng)(feng)上,焊(han)速較高;焊(han)接(jie)質(zhi)量(liang)好,主(zhu)要體現(xian)在沒有(you)“跳焊(han)”現(xian)象(xiang);熱影響區小,自冷作用強,焊(han)縫(feng)(feng)不易氧化(hua);耗(hao)電少,效率(lv)高;焊(han)接(jie)區平滑、美(mei)觀;焊(han)接(jie)用電極結構簡單,消(xiao)耗(hao)低,容易調(diao)整。但(dan)由于(yu)部分回(hui)路采(cai)用的是(shi)高壓(ya),因此(ci)要求高的絕(jue)緣(yuan)度(du);屏蔽不好時,高頻信號對(dui)電訊器材有(you)干擾,對(dui)人體也有(you)一定(ding)危害。
三、其他焊接方法
電(dian)弧焊(han)接(jie)是(shi)利用(yong)電(dian)極(ji)間電(dian)弧放電(dian)原理產生的(de)高溫,使焊(han)絲(si)和待焊(han)金屬熔化而焊(han)合。其中接(jie)在生產大直徑鋼管中應用(yong)極(ji)為廣泛。埋弧電(dian)焊(han)管生產中分直縫(feng)(feng)和螺(luo)旋焊(han)縫(feng)(feng)兩種,直縫(feng)(feng)焊(han)根據(ju)管子壁(bi)厚和耐壓要(yao)求采用(yong)單(dan)面(mian)焊(han)或雙(shuang)面(mian)焊(han),螺(luo)旋焊(han)一般(ban)采用(yong)雙(shuang)面(mian)焊(han)。
1. 埋弧(hu)焊接
鋼管(guan)(guan)埋弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)接在(zai)帶有(you)(you)自動焊(han)(han)(han)(han)關的專用電焊(han)(han)(han)(han)機(ji)上進(jin)行,如圖(tu)15-15所示。待焊(han)(han)(han)(han)鋼板或焊(han)(han)(han)(han)縫對接處有(you)(you)坡(po)口(kou),在(zai)焊(han)(han)(han)(han)接過程中有(you)(you)送絲機(ji)構將焊(han)(han)(han)(han)絲盤(pan)上的焊(han)(han)(han)(han)絲連續不斷地送入此坡(po)口(kou)之(zhi)內(nei)(nei),維對和(he)被焊(han)(han)(han)(han)管(guan)(guan)筒坡(po)口(kou)之(zhi)間形成(cheng)電弧(hu),借助于(yu)電弧(hu)將焊(han)(han)(han)(han)絲和(he)被焊(han)(han)(han)(han)管(guan)(guan)壁(bi)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)。而粒狀焊(han)(han)(han)(han)藥(yao)由(you)貯料(liao)槽(cao)內(nei)(nei)經過金屬(shu)送入焊(han)(han)(han)(han)絲之(zhi)前,覆蓋(gai)著焊(han)(han)(han)(han)接口(kou),當焊(han)(han)(han)(han)頭或被焊(han)(han)(han)(han)鋼管(guan)(guan)移(yi)動速度于(yu)焊(han)(han)(han)(han)接速度一致(zhi)時,焊(han)(han)(han)(han)接過程繼(ji)續進(jin)行。焊(han)(han)(han)(han)縫上覆蓋(gai)的焊(han)(han)(han)(han)藥(yao)70%~80%未熔(rong)(rong)化(hua)(hua),由(you)吸收嘴吸收并回送到焊(han)(han)(han)(han)藥(yao)貯料(liao)槽(cao)內(nei)(nei),以便(bian)再(zai)次使用。熔(rong)(rong)化(hua)(hua)金屬(shu)最(zui)初呈液體狀態,然后冷(leng)卻成(cheng)致(zhi)密的焊(han)(han)(han)(han)縫,而緊貼在(zai)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)金屬(shu)表面上熔(rong)(rong)化(hua)(hua)的焊(han)(han)(han)(han)藥(yao)冷(leng)卻后形成(cheng)極易清除(chu)的硬殼(ke)。
2. 保護弧(hu)焊
保護氣體電(dian)弧焊接電(dian)極的(de)性質分為(wei)(TIG)和(MIG).
A TIG電弧焊
TIG電(dian)(dian)弧(hu)焊管裝置如圖(tu)15-16所示,其(qi)鎢極不熔化(hua),只(zhi)利用鎢極與焊件之(zhi)間的(de)電(dian)(dian)弧(hu)所產生(sheng)的(de)高溫,使帶鋼邊部(bu)熔化(hua)形(xing)成熔池,在(zai)一定壓力(li)作用下將(jiang)帶鋼邊部(bu)焊合。為防(fang)止氧化(hua),電(dian)(dian)弧(hu)和熔池均處(chu)于惰性氣體保護(hu)之(zhi)下,電(dian)(dian)極在(zai)焊接處(chu)于上方(fang)1.5~3mm,距離太大造成熱量散失,金(jin)屬加熱不良。電(dian)(dian)弧(hu)柱的(de)溫度約為5000~8000℃,電(dian)(dian)弧(hu)產生(sheng)的(de)熱量和電(dian)(dian)弧(hu)的(de)電(dian)(dian)流(liu)強度及電(dian)(dian)壓成比例。
B MIG電弧焊
MIG電弧焊(han)(han)所有(you)電極是與(yu)金屬(shu)相同或相近的金屬(shu)焊(han)(han)絲。在(zai)焊(han)(han)接過(guo)程中,電極同時熔(rong)化,在(zai)惰性氣體保護下,熔(rong)化的焊(han)(han)絲滴入熔(rong)池中,由電極金屬(shu)和帶鋼金屬(shu)形成(cheng)焊(han)(han)縫。
3. 等離子(zi)焊接
原理(li)如圖15-17所示(shi),其(qi)是利(li)用于(yu)(yu)等(deng)(deng)離(li)子電(dian)(dian)(dian)(dian)弧進行焊(han)(han)接的(de)方法。當在鎢極于(yu)(yu)被期金(jin)屬(shu)之間(jian)加上高(gao)(gao)壓時,通過高(gao)(gao)頻(pin)振動器使氣體(ti)(ti)產生電(dian)(dian)(dian)(dian)離(li)而形成等(deng)(deng)離(li)子體(ti)(ti),在機械壓縮效應(ying)的(de)作用下,電(dian)(dian)(dian)(dian)弧被壓縮在很小(xiao)的(de)范圍內(nei),使其(qi)高(gao)(gao)度(du)集中,溫度(du)達16000~3000℃.在電(dian)(dian)(dian)(dian)弧柱中的(de)氣體(ti)(ti)被電(dian)(dian)(dian)(dian)離(li)成等(deng)(deng)離(li)子體(ti)(ti)。其(qi)導電(dian)(dian)(dian)(dian)性和導熱(re)性好,能集中很大的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)。等(deng)(deng)離(li)子焊(han)(han)適用于(yu)(yu)不銹(xiu)鋼和其(qi)他難熔金(jin)屬(shu)的(de)焊(han)(han)接。
4. 電子束焊接
電(dian)子(zi)(zi)束(shu)(shu)(shu)焊接(jie)是由電(dian)子(zi)(zi)發射(she)槍的(de)(de)電(dian)子(zi)(zi)群在高壓下成為(wei)高速電(dian)子(zi)(zi)束(shu)(shu)(shu)轟擊金屬,使其熔化加壓前進行焊接(jie)。這種方法主要應用于(yu)不(bu)銹鋼和(he)高合金鋼焊管的(de)(de)生產(chan)中。根據電(dian)子(zi)(zi)束(shu)(shu)(shu)焊接(jie)室的(de)(de)真空度(du)可分為(wei)真空電(dian)子(zi)(zi)束(shu)(shu)(shu)焊、等(deng)離子(zi)(zi)電(dian)子(zi)(zi)束(shu)(shu)(shu)焊、局部真空電(dian)子(zi)(zi)束(shu)(shu)(shu)焊和(he)非真空電(dian)子(zi)(zi)束(shu)(shu)(shu)焊4種。