高频焊管焊接工艺培训.ppt
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高频焊管工艺培训高频焊管工艺培训目录目录一、高频焊接发展历史二、高频焊管生产操作技术三、焊管调整技术四、高频焊管常见焊接缺陷分析五、焊管的后道加工工艺一、高频焊接发展一、高频焊接发展历史历史钢管的生产和使用距今大约有一百多年的历史。
十九世纪初期,由于战争的需要,人们钢管的生产和使用距今大约有一百多年的历史。
十九世纪初期,由于战争的需要,人们用钢板弯成管筒,然后在其搭接的边缘上加热,并在短心棒上锻接成管子,用以制造炮用钢板弯成管筒,然后在其搭接的边缘上加热,并在短心棒上锻接成管子,用以制造炮筒,随后,这种方法得了较大的发展,筒,随后,这种方法得了较大的发展,1825年左右出现了炉焊钢管法,这种方法是将年左右出现了炉焊钢管法,这种方法是将金属带加热到焊接温度以后,从碗模中拉出,从此,焊管才开始了工业规模的生产。
金属带加热到焊接温度以后,从碗模中拉出,从此,焊管才开始了工业规模的生产。
1843年以后,无缝管的生产有了很大的发展,到年以后,无缝管的生产有了很大的发展,到1896年,各种生产无缝管的技术和设年,各种生产无缝管的技术和设备相继出现,使无缝管的生产从基础理论,生产工艺到各种辅助设备都建立了一套比较备相继出现,使无缝管的生产从基础理论,生产工艺到各种辅助设备都建立了一套比较完整的体系。
完整的体系。
与此同时,由于焊接和成型的技术不良,焊接钢管的质量不好,加之作为焊管原料的带与此同时,由于焊接和成型的技术不良,焊接钢管的质量不好,加之作为焊管原料的带钢和钢板产量供不应求,焊管生产的发展远远落后于无缝管的生产,焊管产量只占整个钢和钢板产量供不应求,焊管生产的发展远远落后于无缝管的生产,焊管产量只占整个钢管产量的很小部分。
钢管产量的很小部分。
二十世纪初,利用霍耳效应的电阻焊接技术开始用于焊管生产,约斯特等对于电阻焊的二十世纪初,利用霍耳效应的电阻焊接技术开始用于焊管生产,约斯特等对于电阻焊的焊接温度,焊接压力,焊接速度及其相互关系,以及对焊缝金相组织和机械性能的影响焊接温度,焊接压力,焊接速度及其相互关系,以及对焊缝金相组织和机械性能的影响等,均作了认真的研究,同时,对于其他成型和焊接工艺问题也进行了一系列的研究,等,均作了认真的研究,同时,对于其他成型和焊接工艺问题也进行了一系列的研究,从而使焊管的质量有了明显的提高。
到了三十年代,电焊管生产获得了普遍的发展,在从而使焊管的质量有了明显的提高。
到了三十年代,电焊管生产获得了普遍的发展,在这个期间,焊管的成型技术也有了很大的改进,出现了这个期间,焊管的成型技术也有了很大的改进,出现了连续式直缝焊管连续式直缝焊管成型机,并得了成型机,并得了逐步改进与完善。
逐步改进与完善。
1938年,卡尔。
荷尔泽设计的接触电阻焊管机(如下图)已具有现代电焊管机的规模,年,卡尔。
荷尔泽设计的接触电阻焊管机(如下图)已具有现代电焊管机的规模,它具有六架成型机架,一套带导向辊的焊接装置,其中包括挤压辊和毛刺清理装置,随它具有六架成型机架,一套带导向辊的焊接装置,其中包括挤压辊和毛刺清理装置,随后是三架定径机和飞剪。
后是三架定径机和飞剪。
一、高频焊接发展一、高频焊接发展历史历史第二次世界大战后,接触电焊管生产得到了迅速的发展,特别是在美国,第二次世界大战后,接触电焊管生产得到了迅速的发展,特别是在美国,首先开始了电焊管机的系列设计,美国最初的系列是以首先开始了电焊管机的系列设计,美国最初的系列是以M为代号的四个规为代号的四个规格。
分别如下:
格。
分别如下:
一、高频焊接发展一、高频焊接发展历史历史该系列的设备外形如图所示该系列的设备外形如图所示M系列系列焊管机焊管机采用旋转焊接变压器,其输出功率为采用旋转焊接变压器,其输出功率为125300和和500千伏安,电流频千伏安,电流频率为率为5060赫兹,后来提高到赫兹,后来提高到150-180赫,旋转焊接变压器的结构如下图赫,旋转焊接变压器的结构如下图1-8所示,所示,其工作原理如图其工作原理如图1-9所示,当强度为所示,当强度为I的电流沿电阻为的电流沿电阻为R欧姆的导体流动时,欧姆的导体流动时,t秒后秒后在导体中所产生的热量为在导体中所产生的热量为Q=0.24IRT卡。
在焊接过程中,管坯开缝处的电阻大于卡。
在焊接过程中,管坯开缝处的电阻大于电流流过管坯圆周的电阻,因此,在开缝处的带钢边缘便会产生很大的热量,这电流流过管坯圆周的电阻,因此,在开缝处的带钢边缘便会产生很大的热量,这一热量可以将带钢边缘加热到焊接温度。
电流通过旋转焊接变压器,通过被绝缘一热量可以将带钢边缘加热到焊接温度。
电流通过旋转焊接变压器,通过被绝缘体体2隔开的环形电极隔开的环形电极1送到管坏的边缘,将边缘加热,随后在掠夺辊的压力作用下,送到管坏的边缘,将边缘加热,随后在掠夺辊的压力作用下,加热到焊管温度的管坯边缘被焊接在一起加热到焊管温度的管坯边缘被焊接在一起一、高频焊接发展一、高频焊接发展历史历史由于交流由于交流电电流流强强度的周期性度的周期性变化,因而沿化,因而沿焊缝长度不可能得到均匀的加度不可能得到均匀的加热,当,当电流流强强度到达最大度到达最大值时,焊缝上各相上各相应点即被加点即被加热到温度或者高于到温度或者高于焊接温度,而当接温度,而当电流流为零零值时,焊缝上相上相应各点各点则加加热不足或者达不到不足或者达不到焊接温度,因而沿接温度,因而沿焊缝长度将另一面度将另一面焊接与未接与未焊接,或者通接,或者通过烧与与焊接部分相互交替分布的情况,即形成所接部分相互交替分布的情况,即形成所谓的周期性分的周期性分布布焊点,点,一、高频焊接发展一、高频焊接发展历史历史焊缝内各内各焊点之点之间的距离,与的距离,与焊接速度成正比,而与接速度成正比,而与电流的流的频率成反比,率成反比,各个各个焊点之点之间的距离越小,的距离越小,则焊缝的气密性越好,的气密性越好,焊缝质量越高,在相同量越高,在相同的的焊接速度情况下,提高接速度情况下,提高电流流频率有利用率有利用焊缝质量,同理,当量,同理,当电流流为5050赫赫时,焊接速度可达接速度可达30-3230-32米米/分,此分,此时相相应的各个的各个焊点之点之间的距离分的距离分为为55和和5.335.33毫米,在此基毫米,在此基础上,如果上,如果进一步提高一步提高焊接速度,将使接速度,将使焊缝质量大大量大大变坏,不能坏,不能满足足实际需求。
需求。
一、高频焊接发展一、高频焊接发展历史历史因此,随后在因此,随后在电阻阻焊管生管生产中使用中使用120-360120-360赫的赫的较高高频率。
与此同率。
与此同时还出出现了用直流了用直流电阻阻焊,感,感应焊和和电弧弧焊来生来生产焊接接钢管,但管,但这些些焊接方法的接方法的焊速都很低。
速都很低。
频率率为60-36060-360赫的低赫的低频电阻阻焊在在这一一时期得了最广泛的期得了最广泛的应用,在用,在这个个时期,全世界期,全世界差不多差不多80%80%的的焊接接钢管都是采用管都是采用这种方法生种方法生产的,因的,因为这种方法最种方法最简单,焊接接质量也量也有有显著提高,不著提高,不仅可以生可以生产一般的一般的输送管和送管和结构管,而且可以生构管,而且可以生产要求比要求比较高的高的锅炉管,直径从炉管,直径从114-500114-500毫米,壁厚从毫米,壁厚从4.754.75到到14.314.3毫米的石油管也可以采用毫米的石油管也可以采用这种方法种方法进行生行生产,所用的,所用的焊机容量达机容量达44004400千伏安,千伏安,焊速可达速可达6060米米/分,交流最阴分,交流最阴对材料的化学材料的化学和物理生能限制和物理生能限制较少,但少,但对带钢表面,特表面,特别是同是同焊接接电极接触的极接触的带钢边缘部分要求部分要求较严,不允,不允许有氧化有氧化铁皮和皮和铁锈,油,油污等。
因此,低等。
因此,低频电阻阻焊一般都需要用酸洗或一般都需要用酸洗或喷砂的方法砂的方法对带钢进行行处理。
理。
这种种焊接方法直到今天仍在接方法直到今天仍在应用。
用。
由于直流由于直流电阻阻焊的供的供电设备费用太大,用太大,应用范用范围受到限制,它只能用于碳素受到限制,它只能用于碳素钢的的焊接,特接,特别是适用是适用焊接接质量要求高,量要求高,焊接毛刺小,表面光滑的接毛刺小,表面光滑的焊管生管生产。
例如小直径。
例如小直径的冷却器管用直流的冷却器管用直流电阻阻焊生生产,不需要清除内毛刺,其外表面可以同冷拔管相比,不需要清除内毛刺,其外表面可以同冷拔管相比,直径大于直径大于7676或或102102毫米,壁厚大于毫米,壁厚大于44毫米的毫米的钢管生管生产一般不采用一般不采用这种方法,因种方法,因为直径直径较大的大的钢管内毛刺的清除比管内毛刺的清除比较容易,同容易,同时对表面表面质量的要求也不像量的要求也不像对小直径管那小直径管那样高,因而可以采用交流高,因而可以采用交流电阻阻焊接。
接。
一、高频焊接发展一、高频焊接发展历史历史19501950年后,生年后,生产发生了一系列生了一系列变化,特化,特别是是19531953年,年,频率达率达450450千赫的高千赫的高频接触接触电阻阻焊开始用于开始用于焊管生管生产,但初期,但初期发展展缓慢,直到慢,直到19601960年,世界各国采用高年,世界各国采用高频焊的的焊管机管机组尚尚为数不多,数不多,19601960年以后,高年以后,高频接触接触电阻阻焊管生管生产获得了极得了极为迅速的迅速的发展,高展,高频焊管机管机组在各国大量的建在各国大量的建设起来,随后,借助于起来,随后,借助于环形感形感应器器传递能量的高能量的高频感感应也开始也开始用于用于焊管生管生产。
当高。
当高频接触取得了公接触取得了公认的良好效果以后,高的良好效果以后,高频感感应焊的的应用仍然是极用仍然是极其有限的,在高其有限的,在高频焊管生管生产中,只起到次要的作用。
中,只起到次要的作用。
高高频焊接具有一系列的接具有一系列的优点:
点:
焊缝热影响小,加影响小,加热速度快,在百分之一速度快,在百分之一时间内就可以内就可以使金属加使金属加热到到焊接温度,(接温度,(1130-13501130-1350)因而可以大大提高)因而可以大大提高焊接速度和接速度和质量,可以量,可以焊接不接不经酸洗或酸洗或喷丸丸处理的理的带钢,同,同时,不便可以,不便可以焊接碳素接碳素钢,而且可以,而且可以焊接不接不锈钢,铝合金,合金,铜合金等多种材料,此外,高合金等多种材料,此外,高频钢管的能量消耗低,效率高,由于高管的能量消耗低,效率高,由于高频焊所所具有的具有的这些些优点,因而在点,因而在7070年代,不但新建的中小直径年代,不但新建的中小直径电焊管机管机组普遍采用普遍采用这种种焊接接的方法,而且各国的方法,而且各国对原有的低原有的低频焊管机管机组也改造也改造为高高频,使机,使机组的生的生产能力和能力和产品品质量有了明量有了明显的提高,的提高,产品的品的规格和使用范格和使用范围也在不断也在不断扩大。
大。
19601960年以后,中小直径年以后,中小直径电焊管的成型技管的成型技术,质量控制与量控制与检验技技术,精整,精整设备等各方面等各方面都有都有许多重大的改多重大的改进和革新,和革新,高高频直直缝焊管在近二十年来管在近二十年来获得了巨大的得了巨大的发展的主要原因是:
展的主要原因是:
11成本低廉,建厂投成本低廉,建厂投资少少22焊缝质量的量的显著提高著提高33非破坏性非破坏性检验技技术的广泛使用的广泛使用44品种和品种和规格范格范围的的扩大。
大。
此外,此外,焊接接钢管的管的发展是以板展是以板带钢材生材生产的的发展相适展相适应,钢板卷的大量供板卷的大量供应是是焊管管发展的前提。
展的前提。
二、二、高频焊管生产操作技术高频焊管生产操作技术摘要:
高摘要:
高频焊管生管生产中中,操作操作对焊管管质量的影响因素包括量的影响因素包括输入入热量、量、焊接接压力、力、焊接速度、开口角、感接速度、开口角、感应器和阻抗器的放置位置、管坯的几何尺寸及器和阻抗器的放置位置、管坯的几何尺寸及形状等几
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