福建直缝焊管厂家直销
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产品描述

高频焊接是根据电磁感应原理和交流电荷在导体中的趋肤效应、邻近效应和涡流热效应,使焊缝边缘的钢材局部加热到熔融状态,经滚轮的挤压,使对接焊缝实现晶间接合,从而达到焊缝焊接之目的。高频焊是一种感应焊(或压力接触焊),它无需焊缝填充料,无焊接飞溅,焊接热影响区窄,焊接成型美观,焊接机械性能良好等优点,因此在钢管的生产中受到广泛的应用。
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直缝焊管
直缝焊管,用热轧或冷轧钢板或钢带卷焊制成的钢管在焊接设备上进行直缝焊接得到的管子都叫直缝焊管。(由于钢管的焊接处成一条直线故而得名)。
其中按照用途不同,又不同的后道生产工序,.(大致可分为脚手架管,流体管,电线套管,支架管,护栏管等几种)。直缝焊管标准 GB/T3091-2008而低压流体焊管是直缝焊管的一种,一般用水,煤气的输送, 在焊接完毕后比普通焊管多加以一道水压测试,当前低压流体管比普通直缝焊管价格高出一点(按当前的市场价来说,大概高出80元左右) 例如:焊接钢管流体管1寸(DN25)(就是Φ33.5*3.25) 价格大概在4300每吨,而普通直缝焊管在4200左右。
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高质量不锈钢直缝焊管制造流程:
(一)原材料
高质量不锈钢无缝焊管使用的原材料为冷轧不锈钢带材,要求表面质量状态达到BA级别。钢带边缘整齐,不能有毛刺,镰刀湾、波浪等影响焊机质量的缺陷。钢带内部不能有结疤、分层、杂质等缺陷,钢带需在氢气保护气氛下进行光良退火处理,表面不能存在氧化现象。钢带物理性能、化学成份必须满足要求。
钢带入厂使用前,必须对钢带进行详细的检验。检验项目包括:带刚厚度、带刚宽度、带刚边缘质量状态、外观。物理性能检验包括:拉伸强度、屈服强度、延伸率,必要时,要对带刚的晶粒度进行检查。检验合格后才可以用于焊管生产。
(二)开卷
钢带在进行进入焊管机组前,需要使用钢带开卷机展开钢带,比较后的钢带,需要增加矫平机构对钢带进行矫平处理,确保在钢带在平直状态下进入焊管机组的成型部位,顺利完成钢带的弯曲成型。
(三)管坯成型
使用连续辊弯成型设备,对钢带进行连续辊弯变形,制成开口管坯。钢带需通过焊管机组的导入模块、粗轧模块、闭合模块几个功能模块的共同作用,每个模块分别使用不同类型的轧辊实现对钢带不同部位的弯曲成型,终将钢带由平面逐渐弯曲,形成开口管坯,做好焊接成管的准备。连续辊弯成型设备一般是由9组平辊,平辊中间间隔8组立辊组成,前面的4平辊和4立辊为粗轧道次,主事对钢带进行弯曲,剩余的属于闭合道次,完成钢带的闭合形成管状。
轧辊的设计目前已经可以使用专用的轧辊设计软件进行精确设计,其中使用比较广泛的,功能比齐全的设计软件是德国DATA M软件公司开发出的轧管机辊型设计软件。该软件以 Auto Cad为基础,通过对每个辊弯成型轧辊的精确设计,实现精确的成型控制,并且通过该软件自带的变形分析功能,通过模拟钢带的变形过程,在设计过程中消除潜在的引起焊接缺陷的变形问题,提前进行优化设计。
(四)连续焊接
钢带经过连续辊弯成型机组后,制成开口管坯。使用TIG焊接设备,进行连续焊接,制成圆管。TIG焊接的大优点是焊道平整,没有飞边和毛刺。
焊接过程中使用氩气作为保护性气体,防止焊缝凝固冷却前与氧气接触发生氧化。将氩气通入管内部起到保护内部焊缝的作用,通入焊的氩气用于保护钨极。在熔池周围形成氩气保护层,保护熔池和焊缝不发生氧化。
焊接过程要求必须焊透,不能存在虚焊、偏焊、咬边、结疤等焊接缺陷,这些焊接缺陷在管材承受高压时会发生泄露风险。
焊接过程属于自熔焊,没有填料,在焊缝处会发生减薄现象,焊缝处壁厚减薄量不能超过管材壁厚的10%,否则会降低焊缝处的强度。
(五)焊缝整平
由于焊接电流的冲击力和重力的影响,造成管内部焊缝出现突出,外部焊缝也会出现凹陷,这些问题如果使用在普通低压流体环境中,不会产生影响。如果使用在高温、高压、高速流体环境中,会引起使用问题。必须使用专用焊缝整平设备消除此缺陷。
焊缝整平设备的工作原理是:在焊管内设置一根比管内径小0.20mm的芯棒,芯棒通过钢丝绳与气缸连接。通过气缸的动作可以将芯棒固定的特定区域内移动。在芯棒长度范围内,使用一组上下轧辊,垂直于焊缝位置进行往复运动轧制焊缝。在芯棒与轧辊的轧制压力下,消除突起和凹陷,使焊缝处的轮廓与管轮廓平滑过渡。
在进行焊整平处理的同时,焊缝内部的粗大晶粒组织会被压缩,还会起到增强焊缝组织密度,提高强度的作用。
(六)焊缝整平
钢带进行辊弯成型过程中,会产生加工硬化,不利于管材的后期加工,特别是进行弯管加工。焊接过程中,焊缝处会产生粗大的晶粒组织,在焊缝处会存在焊接应力,特别是在焊缝与母材连接处,由于不同的组织形态,会在后期使用过程中造成开裂隐患。需要使用热处理设备消除加工硬化、细化晶粒组织。
目前常用采用的热处理工艺为氢气保护气氛下的光亮固溶处理,将不锈钢管材加热到 1050°以上,经过一段时间的保温,是内部组织形态发生转变,形成均匀的奥氏体组织,在氢气气氛保护下,不发生氧化。
采用的设备为在线光亮固溶( 退火) 设备。设备与辊弯成型机组连接,在焊管同时在线进行光亮固溶处理,加热设备采用中频或高频电源进行快速加热。通入纯氢或氢氮气氛进行保护。退火后的管材硬度控制在180±20HV既可以满足后期加工和使用要求。
(七)定径精整
焊管的外径尺寸,在焊接和热处理过程中焊管会发生变形,造成外径尺寸无法满足使用要求,需要进行定径精整。通常使用的定径精整机组由4组平辊和4组侧辊组成,平辊设计成平椭圆形(或圆形),侧辊设计成立椭圆(或圆形)。定径量依据管外径和壁厚的不同,一般情况在0.20~0.50mm范围内。经过定径精整后管外径公差可以控制在±0.05mm以内,完全可以满足使用精度要求。
(八)在线探伤
由于承受一定压力,并且需要一定的可靠性,焊缝仅依靠压力检测很难检测出焊缝内部缺陷,焊缝质量控制需要更高灵敏度和可靠度的焊缝检测设备,满足焊缝的质量控制。目前比较成熟和普遍使用的是在线涡流探伤或者超声波探伤,期特点是灵敏度高,实时在线进行100%检测。操作者可以根据报警信息随时对焊接状态进行修正,减少不合格品的生产,并且配合在线标记系统可以对缺陷部位进行标记,通过使用分选系统还可以将缺陷产品自动隔离,实现过程控制。
(九)定尺切割
使用在线定尺切割设备,依据客户要求的长度,进行定尺切割,可以采用旋切( 无屑) 技术,与有屑切割相比,无屑切割具有没有切割毛刺的特点,在后期可以不进行端口的去毛刺,节省制造成本的同时不会产生切屑,不会对管内部造成污染,利于焊管的内部清洗。
在无屑切割过程中,机台沿着生产线方向,与管材的速度同步。夹紧装置夹紧管材,切割刀片以焊管为轴心旋转,同时,在气缸或者液压缸的作用下,缓缓向径向移动,逐渐对管壁施加压力,直至将管壁切断。
(十)矫直
辊弯成型机组生产的焊管直线度还无法满足使用要求,一般对此类焊管的直线度需要控制在0.10/100mm。需要使用矫直机对焊管进行矫直,达到所需产品要求。
(十一)压力测试
使用自动静态水压试验机,对焊管进行耐压测试,上料、冲水、压力测试、下料全部自动完成,保压一定时间后通过压差法分选处不合格焊管。
(十二)清洗干燥
焊管在完成机械加工后,需要进行后的清洗和干燥,清除管材内壁或者外壁上残留的冷却液、油污等污染物,然后使用进行热风烘干,防止运输和储存过程中产生锈迹。
(十三)成品检查
完成所有工序后,在包装发货前,要对终产品进行一次质量抽检,抽检的主要项目包括,外径尺寸、直线度、长度、外观,机械性能方面主要是屈服强度、拉伸强度、硬度,同时抽检进行爆破试验,检查管坯爆破的低压力值是否满足客户要求。
(十四)包装
对检查合格后的产品进行包装,做好焊管的防护,防止储存运输中产生划伤和碰伤,造成使用中的隐患。对管两端进行封口,防止尘土、砂石或者小动物进入管内。
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影响高频直缝焊管工艺要素的分析:
1 焊接热输入量
高频直缝焊管焊接中,焊接功率大小决定了焊接输入热量的多少,当外界条件一定,输入热量不足时,被加热的带钢边缘达不到焊接温度,仍保持一种固态组织而形成冷焊甚至无法熔合。
检测时这种未熔合通常表现为压扁试验不合格、水压试验时钢管爆裂,或者钢管矫直时焊缝开裂,这是一种较严重的缺陷。另外,焊接热输入量也会受带钢边部质量的影响,如带钢边部有毛刺时,在进入挤压辊焊点之前毛刺会导致打火,造成焊接功率损失而使热输入量减小,从而形成未熔合或冷焊。当输入热量过高时,被加热的带钢边缘超过了焊接温度,而产生过热甚至过烧, 焊缝在受力后也会开裂, 有时会因焊缝击穿造成熔化金属飞溅形成孔洞。
2 焊接压力(减径量)
焊接压力是焊接工艺的主要参数之一,带钢边缘加热到焊接温度后, 在挤压辊挤压力作用下使金属原子相互结合而形成焊缝。焊接压力的大小影响着焊缝的强度和韧性。如果施加的焊接压力偏小, 焊接边缘不能充分熔合,焊缝中残留的金属氧化物无法排出而形成夹杂, 导致焊缝抗拉强度大大降低, 焊缝受力后容易开裂; 如果施加的焊接压力过大, 达到焊接温度的金属大部分会被挤出, 不但降低了焊缝的强度及韧性,而且产生了内外毛刺过大或搭焊等缺陷。
焊接挤压量过大,飞溅大且被挤出的熔融金属较多、毛刺较大并翻倒于焊缝两边;挤压量过小,几乎无飞溅,毛刺较小呈堆积状;挤压量适中时,挤出的毛刺呈直立状,高度一般控制在2.5~3mm。如果焊接挤压量控制适当,焊缝的金属流线角上下左右基本对称,角度为55°~ 65°。
3 焊接速度
焊接速度也是焊接工艺主要参数之一,它与加热制度、焊缝变形速度以及金属原子结晶速度有关。对于高频焊,焊接质量随焊接速度的加快而提高,这是因为加热时间的缩短使边缘加热区宽度变窄,缩短了形成金属氧化物的时间;如果焊接速度降低,不仅加热区变宽,即焊缝热影响区变宽,而且熔化区宽度随输入热量的变化而变化,形成的内毛刺也较大。
低速焊接时,由于相应的输入热量要减少会导致焊接困难,同时受板边质量及其他外部因素,如阻抗器的磁性、开口角大小等的影响,很容易引起一系列缺陷的产生。因此高频焊时,应在机组能力及焊接设备所允许的条件下根据产品的规格尽可能选择较快的焊接速度进行生产。
4 开口角
开口角也称焊接V角,是指挤压辊前带钢边缘的夹角。通常开口角在3°~6°之间变化, 开口角的大小主要由导向辊的位置及导向片厚度来决定。V角的大小对焊接稳定性和焊接质量都有较大影响。
减小V角时,带钢边缘距离会减小,从而使高频电流的邻近效应加强,可降低焊接功率或增加焊接速度,提高生产率。开口角过小会导致提前焊,即焊接点在未达到高温度时就受到挤压而熔合,容易在焊缝中形成夹杂及冷焊等缺陷,降低了焊缝质量。加大V角时虽然增加了功率的消耗,但在一定条件下能够保证带钢边缘加热的稳定性,减少边缘热量的损失同时减小了热影响区。实际生产中,为了确保焊缝质量,一般V 角控制在4°~5°。
5、感应圈大小及位置
感应圈是高频感应焊中的重要工具,其大小及位置直接影响生产的效率。感应圈传输给钢管的功率与钢管表面间隙的平方成比例,间隙过大会急剧降低生产效率, 间隙过小容易和钢管表面连电打火或被钢管对头碰坏, 通常感应圈内表面与管体间隙选择在10mm左右。感应圈宽度根据钢管外径选择。感应圈过宽,其电感就会减小,感应器的电压也会随之降低,输出的功率就会减小; 感应圈过窄,输出功率增加,但管背以及感应圈的有功损耗也会增加。一般感应圈的宽度在1~1.5D(D为钢管外径)较合适。
感应圈前端距离挤压辊中心距离等于或稍大于管径,即1~1.2D较合适。距离过大,会降低开口角的邻近效应,导致边部加热距离过长,使焊点处无法得到较高的焊接温度;距离过小,会导致挤压辊产生较高的感应热量,降低其使用寿命。
6 阻抗器的作用和位置
阻抗器磁棒是用来减少高频电流流向钢管的背面,同时集中电流,加热钢带的V角,保证热量不会因管体被加热而受到损失。如果冷却不到位,磁棒会超过其居里温度(约300 ℃)而失磁。如果没有阻抗器,电流和所感应的热量会环绕整个管体而分散,增大了焊接功率,导致管体过热。
阻抗器的放置位置对焊接速度有很大影响,而且对焊接质量也有影响。实践证明阻抗器前端位置正好在挤压辊中心线处时,压扁结果好。当超过挤压辊中心线伸向定径机一侧时,压扁结果会明显下降。不到中心线而在导向辊一侧时,焊接强度会有所降低。佳位置即阻抗器放在感应器下面的管坯内,其头部与挤压辊中心线重合或向成型方向调节20~40mm,能增加管内背阻抗,减少其循环电流损失,降低焊接功率。
7 结论
(1) 合理的控制焊接热输入量能够获得较高的焊缝质量。
(2) 挤压量一般控制在2.5~3 mm较为适宜,其挤出的毛刺呈直立状,焊缝能够获得较高的韧性和抗拉强度。
(3) 控制焊接V角在4°~5°,并在机组能力以及焊接设备所允许的条件下尽可能的以较高的焊接速度进行生产,可以减少一些缺陷的产生,得到良好的焊接质量。
(4) 感应圈宽度为钢管外径的1~1.5D,距离挤压辊中心在1~1.2D较合适,能够有效的提高生产效率。
(5) 确保阻抗器前端位置正好在挤压辊中心线处, 能够获得较高的焊缝抗拉强度和良好的压扁效果。
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