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1、高频焊管生产工艺高频焊管生产工艺流程主要取决于产品品种，从原料到成品需要经过一系列工 序，完成这些工艺过程需要相应的各种机械设备和焊接、电气控制、检测装置， 这些设备和装置按照不同的工艺流程要求有多种合理布置 ,高频焊管典型流程： 开卷带钢矫平头尾剪切带钢对焊活套储料成型焊接清除毛刺 定径探伤飞切初检钢管矫直管段加工水压试验探伤检测打印 和涂层成品。高频焊 是用流经工件连续接触面的高频电流所产生的电阻热加热并在施 加顶锻力的情况下，使工件金属间实现相互接连的一类焊接方法。它类似与普通 电阻焊，但存在着许多重要的差别。高频焊用于碳钢焊管生产已经有 40 多年的历史。高频焊接具有较大的电源 功率，
2、对不同材质、口径和壁厚的钢管都能达到较高的焊接速度 (比氩弧焊的最 高焊接速度高出 l0 倍以上)。因此，高频焊接生产一般用途的钢管具有较高的生 产率因为高频焊接速度高，给焊管内毛刺的去除带来困难，这也是目前高频焊钢 管尚不能为化工、核工业所接受的原因之一。从焊接材质看，高频焊可以焊接各 种类型的钢管。同时，新钢种的开发和成型焊接方法的进步钢管生产过程中重要环节1.在高频焊管生产过程中 ,如何确保产品质量符合技术标准的要求和顾客的 需要 ,则要对钢管生产过程中影响产品质量的因素进行分析。通过对本公司 7 6mm 高频焊接钢管机组某月份不合格品的统计 ,认为在生产过程中影响钢管产 品质量的要素有
3、原材料、焊接工艺、轧辊调节、轧辊材质、设备故障、生产环境 及其它原因等七个方面。其中原材料占 32 .44% , 焊接工艺占 24 .85 % , 轧辊 调节占 22 .72 % ,三者相加占 80 .01 % ,是主要环节。而轧辊材质、设备故障、 生产环境及其它原因等四个方面的要素 ,对钢管产品质量的影响占 19.99% , 属 相对次要环节。因此 ,在钢管生产过程中 ,应对原材料、焊接工艺和轧辊调节三 个环节进行重点控制。2 原材料对钢管焊接质量的影响 影响原材料质量的因素主要有钢带力学 性能不稳定、钢带的表面缺陷及几何尺寸偏差大等三个方面 ,因此 ,应从这三个 方面进行重点控制。1） 钢
4、带的力学性能对钢管质量的影响焊接钢管常用的钢种为碳素结构钢 , 主要的牌号有 Q195、Q215、Q235 SPCC SS400 SPHC 等多种 。钢带屈服点和抗 拉强度过高 , 将造成钢带的成型困难 , 特别是管壁较厚时 , 材料的回弹力大 , 钢管在焊接时存在较大的变形应力 ,焊缝容易产生裂缝。当钢带的抗拉强度超过 635 MPa、伸长率低于 10 %时 ,钢带在焊接过程中焊缝易产生崩裂。当抗拉强 度低于 30 0MPa 时 ,钢带在成型过程中由于材质偏软 ,表面容易起皱纹。可见 , 材料的力学性能对钢管的质量影响很大 , 应从材料强度方面对钢管质量进行有 效地控制。2） 钢带表面缺陷对
5、钢管质量的影响钢带表面缺陷常见的有镰刀弯、波浪形、 纵剪啃边等几种 , 镰刀弯和波浪形一般出现在冷轧钢带轧制过程中 , 是由压下1 / 3量控制不当造成的。在钢管成型过程中 ,镰刀弯和波浪形会引起带钢的跑偏或翻 转 ,容易使钢管焊缝产生搭焊 ,影响钢管的质量。钢带的啃边 (即钢带边缘呈现 锯齿状凹凸不平的现象 ) , 一般出现在纵剪带上 , 产生原因是纵剪机圆盘刀刃 磨钝或不锋利造成的。由于钢带的啃边 ,时时出现局部缺肉 ,使钢带在焊接时易 产生裂纹、裂缝而影响焊缝质量的稳定性。3）钢带几何尺寸对钢管质量的影响当钢带的宽度小于允许偏差时 , 焊接钢 管时的挤压力减小 , 使得钢管焊缝处焊接不牢
6、固 , 出现裂缝或是开口管 ; 当钢 带的宽度大于允许偏差时 ,焊接钢管时的挤压力增加 ,在钢管焊缝处出现尖嘴、 搭焊或毛刺等焊接缺陷。所以 ,钢带宽度的波动 ,不但影响了钢管外径的精度 , 而且严重影响了钢管的表面质量。对要求同一断面壁厚差不超过规定值的钢管 , 即要求壁厚均匀程度高的钢管 , 钢带厚度的波动 , 会将同一卷钢带厚度差超出 的允许值转移到成品钢管的壁厚差 ,使大批钢管厚度超出允许偏差而判废。厚度 的波动不仅影响成品钢管的厚度精度 , 同时 , 由于钢带的厚薄不一 , 使钢管在 焊接时 ,挤压力和焊接温度不稳定 ,造成了钢管焊接时焊缝质量不稳定。此外 , 由于钢材内部存在着夹层
7、、杂质、沙眼等材料缺陷 ,也是影响钢管质量的一个重 要因素。因此 ,在钢带焊接前 ,要检查每卷钢带的表面质量和几何尺寸 ,对钢带 质量不符合标准要求的 ,不要进行生产 ,以免造成不必要的损失。3 高频焊接对钢管质量的影响 在钢管高频焊接过程中 ,焊接工艺及工艺参 数的控制、感应圈和阻抗器位置的放置等对钢管焊缝的焊接质量影响很大。1） 钢管焊缝间隙的控制钢带进入焊管机组经成型辊成型、导向辊定向后 , 形成有开口间隙的圆形钢管管坯 ,调整挤压辊的挤压量 ,使得焊缝间隙控制在 1 3mm,并使焊口两端保持齐平。焊缝间隙控制得过大 ,会使焊缝焊接不良而产 生未熔合或开裂 ; 焊缝间隙控制得过小 , 由
8、于热量过大 , 造成焊缝烧损 , 熔化 金属飞溅 ,影响焊缝的焊接质量。2） 高频感应圈位置的调控感应圈应放置在与钢管同一中心线上 ,感应圈前 端距挤压辊中心线的距离 , 在不烧损挤压辊的前提下 , 应视钢管的规格而尽量 接近。若感应圈距挤压辊较远时 ,有效加热时间较长 ,热影响区宽 ,使得钢管焊 缝的强度下降或未焊透 ;反之感应圈易烧毁挤压辊。3） 阻抗器位置的调控阻抗器是一个或一组焊管专用磁棒 ,阻抗器的截面积 通常应不小于钢管内径截面积的 70 % , 其作用是使感应圈、管坯焊缝边缘与磁 棒形成一个电磁感应回路 ,产生邻近效应 ,涡流热量集中在管坯焊缝边缘附近 , 使管坯边缘加热到焊接温
9、度。阻抗器应放置在 V 形区加热段 ,且前端在挤压辊 中心位置处 ,使其中心线与管筒中心线一致。如阻抗器位置放置的不好 ,影响焊 管的焊接速度和焊接质量 ,使钢管产生裂纹。1） 高频焊接工艺参数输入热量的控制高频电源输入给钢管焊缝部位的 热量称为输入热量。将电能转换成热能时 ,其输入热量的公式为 :Q=KI2 Rt (1)式中 Q输入管坯的热量 ;K能量转换效率 ; I焊接电流 ;R回路 阻抗 ; t加热时间。加热时间 :t=Lv (2)式中 L感应圈或电极头前端至挤压辊的中心距 ;v焊接速度。 当高频输入的热量不足且焊接速度过快时 , 使得被加热的管体边缘达不到焊接的温度 , 钢铁仍保持其固
10、态组织而焊接不上 , 形成了未熔合或未焊透的裂 纹 ; 当高频输入热量过大且焊接速度过慢时 , 使得被加热的管体边缘超过了焊2 / 3接温度 ,容易产生过热甚至过烧 ,使焊缝击穿 ,造成金属飞溅而形成缩孔。从公 式 (1)、(2)中可知 ,可以通过调整高频焊接电流 (电压 )或调整焊接速度的方 法 , 来控制高频输入热量的大小 , 从而使钢管的焊缝既要焊透又不焊穿 , 获得 焊接质量优良的钢管4 轧辊调节对钢管质量的影响 从钢管废品因果分析图可看出 ,轧辊调节是 属钢管的操作工艺。在生产过程中 ,轧辊损坏或磨损严重时 ,在机组上需要更换 部分轧辊 ,或某个品种连续生产了足够的数量 ,需要更换整
11、套的轧辊。这时都应 对轧辊进行调节 ,以获得良好的钢管质量。如轧辊调节得不好 ,易造成钢管管缝 的扭转、搭焊、边缘波浪、鼓包及管体表面有压痕或划伤 ,钢管椭圆度大等缺陷 ,因此 ,换辊时应掌握轧辊调节的技巧。1) 更换钢管规格 ,一般都对整套轧辊进行更换。轧辊调节的方法是 :用钢 丝从机组入口到出口拉一条中心线 , 进行调整 , 使各架孔型在一条中心线上 , 并使成型底线符合技术要求。更换轧辊规格后 ,首先对成型辊、导向辊、挤压辊、 定径辊作一次全面的调节 ,然后重点对成型辊的封闭孔型、导向辊、挤压辊调节。2) 导向辊的作用是控制钢管的管缝方向和管坯底线高度 ,缓解边缘延伸 , 控制管坯边缘回弹 , 保证管缝平直而不扭转进入挤压辊。如导向辊调节不好 , 在钢管的焊接过程中 ,易造成钢管管缝的扭转、搭焊、边缘波浪等焊接缺陷。3) 挤压辊是焊管机组的关键设备 ,其作用是将边缘被加热到焊接温度的管 体在挤压辊的挤压力作用下完成压力焊接。在生产过程中 ,要控制挤压辊开口角 的大小。挤压力过小时 ,焊缝金属强度下降 ,受力后会产生开裂 ;挤压力过大时 ,降低焊接强度 ,而且使外毛刺量增加 ,易造成搭焊等焊接缺陷。4) 在焊管机组慢速起动的过程中 ,应密切注意各部位轧辊的转动情况 ,随 时调节轧辊 ,以确保焊管的焊接质量和工艺尺寸符合规定的要求。3 / 3