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直縫鋼管形成工藝和用途介紹
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| 直縫鋼管是用焊縫與鋼管縱向平行的鋼管。通常分為公制電焊鋼管、電焊薄壁管、變壓器冷卻油管等等。 生產工藝 直縫高頻焊接鋼管具有工藝相對簡單，快速連續生產的特點，在民用建筑、石化、輕工等部門有廣泛用途。多用于輸送低壓流體或做成各種工程構件及輕工產品。 1.直縫高頻焊接鋼管的生產工藝流程 直縫焊接鋼管是通過高頻焊接機組將一定的規格的長條形鋼帶卷成圓管狀并將直縫焊接而成鋼管。鋼管的形狀可以是圓形的，也可以是方形或異形的，它取決于焊后的定徑軋制。焊接鋼管的材料主要是：低碳鋼及σs≤300N/mm2、σs≤500N/mm2的低合金鋼或其他鋼材。直縫鋼管高頻焊接的生產工藝流程如下： 2.高頻焊接 高頻焊接是根據電磁感應原理和交流電荷在導體中的趨膚效應、鄰近效應和渦流熱效應，使焊縫邊緣的鋼材局部加熱到熔融狀態，經滾輪的擠壓，使對接焊縫實現晶間接合，從而達到焊縫焊接之目的。高頻焊是一種感應焊（或壓力接觸焊），它無需焊縫填充料，無焊接飛濺，焊接熱影響區窄，焊接成型美觀，焊接機械性能良好等優點，因此在鋼管的生產中受到廣泛的應用。 鋼管的高頻焊接正是利用交流電的趨膚效應和鄰近效應，鋼材（帶鋼）經滾壓成型后，形成一個截面斷開的圓形管坯，在管坯內靠近感應線圈中心附近旋轉一個或一組阻抗器（磁棒），阻抗器與管坯開口處形成一個電磁感應回路，在趨膚效應和鄰近效應的作用下，管坯開口處邊緣產生強大而集中的熱效應，使焊縫邊緣迅速加熱到焊接所需溫度經壓輥擠壓后，熔融狀態的金屬實現晶間接合，冷卻后形成一條牢固的對接焊縫。 3.高頻焊管機組 直縫鋼管的高頻焊接過程是在高頻焊管機組中完成的。高頻焊管機組通常由滾壓成型、高頻焊接、擠壓、冷卻、定徑、飛鋸切斷等部件組成，機組的前端配有儲料活套，機組的后端配有鋼管翻轉機架；電氣部分主要有高頻發生器、直流勵磁發電機和儀表自動控制裝置等組成。現以φ165mm高頻焊管機組為例，其主要技術參數如下： 3.1 焊管成品 圓管外徑： φ111~165mm 方管： 50×50~125×125mm 矩形管： 90×50~160×60~180×80mm 成品管壁厚：2~6mm 3.2 成型速度： 20~70米/分鐘 3.3 高頻感應器： 熱功率： 600KW 輸出頻率： 200~250KHz 電源： 三相380V 50Hz 冷卻： 水冷 激勵電壓： 750~1500V 4.高頻激勵電路 高頻激勵電路（又稱高頻振蕩電路），是由安裝在高頻發生器內的大型電子管和振蕩槽路組成，它是利用電子管的放大作用，在電子管接通燈絲和陽極時，把陽極輸出信號正反饋到柵極，形成自激振蕩回路。激勵頻率的大小取決于振蕩槽路的電氣參數（電壓、電流、電容和電感）。 5.直縫鋼管高頻焊接工藝 5.1 焊縫間隙的控制 將帶鋼送入焊管機組，經多道軋輥滾壓，帶鋼逐漸卷起，形成有開口間隙的圓形管坯，調整擠壓輥的壓下量，使焊縫間隙控制在1~3mm，并使焊口兩端齊平。如間隙過大，則造成鄰近效應減少，渦流熱量不足，焊縫晶間接合不良而產生未熔合或開裂。如間隙過小則造成鄰近效應增大，焊接熱量過大，造成焊縫燒損；或者焊縫經擠壓、滾壓后形成深坑，影響焊縫表面質量。 5.2 焊接溫度控制 焊接溫度主要受高頻渦流熱功率的影響，根據公式（2）可知，高頻渦流熱功率主要受電流頻率的影響，渦流熱功率與電流激勵頻率的平方成正比；而電流激勵頻率又受激勵電壓、電流和電容、電感的影響。激勵頻率公式為： f=1/[2π(CL)1/2]...(1) 式中：f-激勵頻率(Hz)；C-激勵回路中的電容(F)，電容=電量/電壓；L-激勵回路中的電感，電感=磁通量/電流 上式可知，激勵頻率與激勵回路中的電容、電感平方根成反比、或者與電壓、電流的平方根成正比，只要改變回路中的電容、電感或電壓、電流即可改變激勵頻率的大小，從而達到控制焊接溫度的目的。對于低碳鋼，焊接溫度控制在1250~1460℃，可滿足管壁厚3~5mm焊透要求。另外，焊接溫度亦可通過調節焊接速度來實現。 當輸入熱量不足時，被加熱的焊縫邊緣達不到焊接溫度，金屬組織仍然保持固態，形成未熔合或未焊透；當輸入熱時不足時，被加熱的焊縫邊緣超過焊接溫度，產生過燒或熔滴，使焊縫形成熔洞。 |
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