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直流高頻電阻焊基本原理
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作者:ryweld
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發(fā)布時(shí)間: 2017-03-24
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高頻焊接起源于上世紀(jì)五十年代，它是利用高頻電流所；接推動(dòng)了直縫焊管產(chǎn)業(yè)的巨大發(fā)展，它是直縫焊管（E；質(zhì)量的好壞，直接影響到焊管產(chǎn)品的整體強(qiáng)度，質(zhì)量等；所謂高頻，是相對于50Hz的交流電流頻率而言的，；電流；集膚效應(yīng)是指以一定頻率的交流電流通過同一個(gè)導(dǎo)體時(shí)；分布于導(dǎo)體的所有截面的，它會(huì)主要向?qū)w的表面集中；方根成正比，與頻率和磁導(dǎo)率的平方根成反比；鋼板的表面；
4、輸入功率
高頻焊接時(shí)的輸入功率控制很重要。功率太小時(shí)管坯坡口加熱不足，達(dá)不到焊接溫度，會(huì)造成虛焊，脫焊，夾焊等未焊合缺陷；功率過大時(shí)，則影響到焊接穩(wěn)定性，管坯坡口面加熱溫度大大高于焊接所需的溫度，造成嚴(yán)重噴濺，針孔，夾渣等缺陷，這種缺陷稱為過燒性缺陷。高頻焊接時(shí)的輸入功率要根據(jù)管壁厚度和成型速度來調(diào)整確定，不同成型方式，不同的機(jī)組設(shè)備，不同的材料鋼級，都需要我們從生產(chǎn)第一線去總結(jié)，編制適合自己機(jī)組設(shè)備的高頻工藝。
5、管坯坡口
管坯的坡口即斷面形狀，一般的廠家在縱剪后直接進(jìn)入高頻焊接，其坡口都是呈“I”形。當(dāng)焊接材料厚度大于8~10mm以上的管材時(shí)，如果采用這種“I”形坡口，因?yàn)閺澢鷪A弧的關(guān)系，就需要融熔掉管坯先接觸的內(nèi)邊層，形成很高的內(nèi)毛刺，而且容易造成板材中心層和外層加熱不足，影響到高頻焊縫的焊接強(qiáng)度。所以在生產(chǎn)厚壁管時(shí)，管坯最好經(jīng)過刨邊或銑邊處理，使坡口呈“X”形，實(shí)踐證明，這種坡口對于均勻加熱從而保障焊縫質(zhì)量有很大關(guān)系。
坡口形狀的選取，也影響到調(diào)節(jié)會(huì)合角的大小。
焊接接頭口設(shè)計(jì)在焊接工程中設(shè)計(jì)中是較薄弱的環(huán)節(jié)，主要是許多鋼結(jié)構(gòu)件的結(jié)法治坡口設(shè)計(jì)不是出自焊接工程技術(shù)人員之手，硬性套標(biāo)準(zhǔn)和工藝性能較差的坡口屢見不鮮。坡口形式對控制焊縫內(nèi)部質(zhì)量和焊接結(jié)構(gòu)制造質(zhì)量有著很重要作用。坡口設(shè)計(jì)必須考母材的熔合比，施焊空間，焊接位置和綜合經(jīng)濟(jì)效益等問題。應(yīng)先按下式計(jì)算橫向收縮值ΔB。
ΔB=5.1Aω/t+1.27d；式中Aω——焊縫橫截面積，mm?,t——板厚，m；?6、焊接速度；焊管機(jī)組的成型速度受到高頻焊接速度的制約，一般來；焊接速度影響焊接質(zhì)量；國內(nèi)機(jī)組操作經(jīng)驗(yàn)顯示，2~3mm的鋼管焊接速度可；?7、阻抗器；阻抗器的作用是加強(qiáng)高頻電流的集膚效應(yīng)和相鄰效應(yīng)，；阻抗器的設(shè)置要與管徑相匹配，以保證相應(yīng)的磁通量；阻抗器與焊接點(diǎn)的位置距離也
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ΔB=5.1Aω/t+1.27d
式中Aω——焊縫橫截面積，mm? ,t——板厚，mm，d——焊縫根部間隙，mm。 找出ΔB與Aω的關(guān)系后，即可根據(jù)兩者關(guān)系列表分析，處理數(shù)據(jù)，進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，最后確定矩形管對接焊縫破口形式（圖2）。
? 6、焊接速度
焊管機(jī)組的成型速度受到高頻焊接速度的制約，一般來說，機(jī)組速度可以開得較快，達(dá)到100米/每秒，世界上已有機(jī)組速度甚至于達(dá)到400米/每秒，而高頻焊接特別是感應(yīng)焊只能在60米/每秒以下，超過10mm的鋼板成型，國內(nèi)機(jī)組生產(chǎn)的成型速度實(shí)際上只能達(dá)到8~12米/每秒。
焊接速度影響焊接質(zhì)量。焊接速度提高時(shí)，有利于縮短熱影響區(qū)，有利于從熔融坡口擠出氧化層；反之，當(dāng)焊接速度很低時(shí)，熱影響區(qū)變寬，會(huì)產(chǎn)生較大的焊接毛刺，氧化層增厚，焊縫質(zhì)量變差。當(dāng)然，焊接速度受輸出功率的限制，不可能提得很高。
國內(nèi)機(jī)組操作經(jīng)驗(yàn)顯示，2~3 mm的鋼管焊接速度可達(dá)到40米/秒，4~6mm的鋼管焊接速度可達(dá)到25米/秒，6~8 mm的鋼管焊接速度可達(dá)到12米/秒，10~16 mm的鋼管焊接速度在12米/秒以下。接觸焊時(shí)速度可高些，感應(yīng)焊時(shí)要低些。
? 7、阻抗器
阻抗器的作用是加強(qiáng)高頻電流的集膚效應(yīng)和相鄰效應(yīng)，阻抗器一般采用M-XO/N-XO類鐵氧化體制造，通常做成Φ10mm×(120--160)mm規(guī)格的磁棒，捆裝于耐熱，絕緣的外殼里，內(nèi)部通以水冷卻。
阻抗器的設(shè)置要與管徑相匹配，以保證相應(yīng)的磁通量。要保證阻抗器的磁導(dǎo)率，除了阻抗器的材料要求以外，同時(shí)要保證阻抗器的截面積與管徑的截面積之比要足夠的大。在生產(chǎn)API管等高等級管子時(shí)，都要求去除內(nèi)毛刺，阻抗器只能安放在內(nèi)毛刺刀體內(nèi)，阻抗器的截面積相應(yīng)會(huì)小很多，這時(shí)采取磁棒的集中扇面布置的效果要好于環(huán)形布置。
阻抗器與焊接點(diǎn)的位置距離也影響焊接效率，阻抗器與管內(nèi)壁的間隙一般取6~15 mm，管徑大時(shí)取上限值；阻抗器應(yīng)與管子同心安放，其頭部與焊接點(diǎn)的間距取10~20 mm，同理，管徑大時(shí)取大的值。
? 8、焊接壓力
焊接壓力也是高頻焊接的主要參數(shù)。理論計(jì)算認(rèn)為焊接壓力應(yīng)為100~300MPa，但實(shí)際生產(chǎn)中這個(gè)區(qū)域的真實(shí)壓力很難測量。一般都是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)估算，換算成管子邊部的擠壓量。不同的壁厚取不同的擠壓量，通常2mm以下的擠壓量為：3~6 mm時(shí)為0.5t~ t；6~10 mm時(shí)為0.5t；10 mm以上時(shí)為0.3t~0.5t。
API鋼管生產(chǎn)中，常出現(xiàn)焊縫灰斑缺陷，灰斑缺陷是難熔的氧化物，為達(dá)到消除灰斑的目的，寶鋼等廠家多采取了加大擠壓力，增加焊接余量的方法，6mm以上鋼管的擠壓余量達(dá)0.8~1.0的料厚，效果很好。
高頻焊接常見的問題及其原因，解決方法：
《1》焊接不牢，脫焊，冷疊； 原因：輸出功率和壓力太??；
解決方法：1 調(diào)整功率；2 厚料管坯改變坡口形狀；3 調(diào)節(jié)擠壓力 《2》焊縫兩邊出現(xiàn)波紋； 原因：會(huì)合角太大，
解決方法：1 調(diào)整導(dǎo)向輥位置；2 調(diào)整實(shí)彎成型段；3 提高焊接速度 《3》焊縫有深坑和針孔； 原因：出現(xiàn)過燒
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