高頻焊接主要因素

頻率

高頻焊接時(shí)的頻率對(duì)焊接有極大的影響，因?yàn)楦哳l頻率影響到電流在鋼板內(nèi)部的分布性。選用頻率的凹凸對(duì)于焊接的影響主要是焊縫熱影響區(qū)的巨細(xì)。從焊接功率來(lái)說(shuō)，應(yīng)盡或許選用較高的頻率。100KHz的高頻電流可穿透鐵素體鋼0.1mm,400KHz則只能穿透0.04mm，即在鋼板外表的電流密度分布，后者比前者要高近2.5倍。在出產(chǎn)實(shí)踐中，焊接普碳鋼材料時(shí)一般可選取 350KHz~450KHz的頻率；焊接合金鋼材料，焊接10mm以上的厚鋼板時(shí)，可選用50KHz~150KHz那樣較低的頻率，因?yàn)楹辖痄搩?nèi)所含的鉻，鋅，銅，鋁等元素的集膚效應(yīng)與鋼有必定差別。國(guó)外高頻設(shè)備出產(chǎn)廠家現(xiàn)已大多選用了固態(tài)高頻的新技術(shù)，它在設(shè)定了一個(gè)頻率規(guī)模后，會(huì)在焊接時(shí)依據(jù)材料厚度，機(jī)組速度等情況自動(dòng)跟蹤調(diào)理頻率。

會(huì)集角

會(huì)集角是鋼管兩頭部進(jìn)入揉捏點(diǎn)時(shí)的夾角。因?yàn)楦浇?yīng)的作用，當(dāng)高頻電流通過(guò)鋼板邊際時(shí)，鋼板邊際會(huì)構(gòu)成預(yù)熱段和熔融段（也稱為過(guò)梁），這過(guò)梁段被劇烈加熱時(shí)，其內(nèi)部的鋼水被敏捷汽化并爆炸噴濺出來(lái)，構(gòu)成亮光，會(huì)集角的巨細(xì)對(duì)于熔融段有直接的影響。

會(huì)集角小時(shí)附近效應(yīng)明顯，有利進(jìn)步焊接速度，但會(huì)集角過(guò)小時(shí)，預(yù)熱段和熔融段變長(zhǎng)，而熔融段變長(zhǎng)的結(jié)果，使得亮光過(guò)程不安穩(wěn)，過(guò)梁爆坡后簡(jiǎn)單構(gòu)成深坑和針孔，難以壓合。

會(huì)集角過(guò)大時(shí)，熔融段變短，亮光安穩(wěn)，可是附近效應(yīng)削弱，焊接功率明顯下降，功率耗費(fèi)增加。同時(shí)在成型薄壁鋼管時(shí)，會(huì)集角太大會(huì)使管的邊際拉長(zhǎng)，發(fā)生波浪形折皺。現(xiàn)時(shí)出產(chǎn)中咱們一般在2°--6°內(nèi)調(diào)理會(huì)集角，出產(chǎn)薄板時(shí)速度較快，揉捏成型時(shí)要用較小的會(huì)集角；出產(chǎn)厚板時(shí)車速較慢，揉捏成型時(shí)要用較大的會(huì)集角。有廠家提出一個(gè)經(jīng)驗(yàn)公式：會(huì)集角×機(jī)組速度≮100，可供參考。

焊接方式

高頻焊接有兩種方式：觸摸焊和感應(yīng)焊。

觸摸焊是以一對(duì)銅電極與被焊接的鋼管兩頭部相觸摸，感應(yīng)電流穿透性好，高頻電流的兩個(gè)效應(yīng)因銅電極與鋼板直觸摸摸而得到最大利用，所以觸摸焊的焊接功率較高而功率耗費(fèi)較低，在高速低精度管材出產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，在出產(chǎn)特別厚的鋼管時(shí)一般也都需求選用觸摸焊。可是觸摸焊時(shí)有兩個(gè)缺點(diǎn)：一是銅電極與鋼板觸摸，磨損很快；二是因?yàn)殇摪逋獗砥教苟群瓦呺H直線度的影響，觸摸焊的電流安穩(wěn)性較差，焊縫表里毛刺較高，在焊接高精度和薄壁管時(shí)一般不選用。

感應(yīng)焊是以一匝或多匝的感應(yīng)騙局在被焊的鋼管外，多匝的作用好于單匝，可是多匝感應(yīng)圈制作安裝較為困難。感應(yīng)圈與鋼管外表距離小時(shí)功率較高，但簡(jiǎn)單構(gòu)成感應(yīng)圈與管材之間的放電，一般要保持感應(yīng)圈離鋼管外表有5~8 mm的空隙為宜。選用感應(yīng)焊時(shí)，因?yàn)楦袘?yīng)圈不與鋼板觸摸，所以不存在磨損，其感應(yīng)電流較為安穩(wěn)，確保了焊接時(shí)的安穩(wěn)性，焊接時(shí)鋼管的外表質(zhì)量好，焊縫平坦，在出產(chǎn)如API等高精度管子時(shí)，基本上都選用感應(yīng)焊的方式。

輸入功率

高頻焊接時(shí)的輸入功率操控很重要。功率太小時(shí)管坯坡口加熱不足，達(dá)不到焊接溫度，會(huì)構(gòu)成虛焊，脫焊，夾焊等未焊合缺點(diǎn)；功率過(guò)大時(shí)，則影響到焊接安穩(wěn)性，管坯坡口面加熱溫度大大高于焊接所需的溫度，構(gòu)成嚴(yán)重噴濺，針孔，夾渣等缺點(diǎn)，這種缺點(diǎn)稱為過(guò)燒性缺點(diǎn)。高頻焊接時(shí)的輸入功率要依據(jù)管壁厚度和成型速度來(lái)調(diào)整確認(rèn)，不同成型方式，不同的機(jī)組設(shè)備，不同的材料鋼級(jí)，都需求咱們從出產(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。

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)，假如選用這種“I”形坡口，因?yàn)榍蹐A弧的關(guān)系，就需求融熔掉管坯先觸摸的內(nèi)邊層，構(gòu)成很高的內(nèi)毛刺，而且簡(jiǎn)單構(gòu)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。所以在出產(chǎn)厚壁管時(shí)，管坯最好通過(guò)刨邊或銑邊處理，使坡口呈“X”形，實(shí)踐證明，這種坡口對(duì)于均勻加熱然后保障焊縫質(zhì)量有很大關(guān)系。

坡口形狀的選取，也影響到調(diào)理會(huì)集角的巨細(xì)。

焊接接頭規(guī)劃在焊接工程中規(guī)劃中是較單薄的環(huán)節(jié)，主要是許多鋼結(jié)構(gòu)件的接口規(guī)劃不是出自焊接工程技術(shù)人員之手，硬性套規(guī)范和工藝性能較差的坡口屢見(jiàn)不鮮。坡口方式對(duì)操控焊縫內(nèi)部質(zhì)量和焊接結(jié)構(gòu)制作質(zhì)量有著很重要作用。坡口規(guī)劃有必要考慮母材的熔合比，施焊空間，焊接方位和歸納經(jīng)濟(jì)效益等問(wèn)題。應(yīng)先按下式核算橫向縮短值ΔB。

ΔB=5.1Aω/t+1.27d

式中Aω——焊縫橫截面積，mm³,t——板厚，mm，d——焊縫根部空隙，mm。找出ΔB與Aω的關(guān)系后，即可依據(jù)兩者關(guān)系列表剖析，處理數(shù)據(jù)，進(jìn)行優(yōu)化規(guī)劃，最終確認(rèn)矩形管對(duì)接焊縫破口方式（圖2）。

焊接速度

焊管機(jī)組的成型速度遭到高頻焊接速度的約束，一般來(lái)說(shuō)，機(jī)組速度能夠開(kāi)得較快，到達(dá)100米/分鐘，世界上已有機(jī)組速度甚至于到達(dá)400米/分鐘，而高頻焊接特別是感應(yīng)焊只能在60米/分鐘以下，超越10mm的鋼板成型，國(guó)內(nèi)機(jī)組出產(chǎn)的成型速度實(shí)踐上只能到達(dá)8~12米/分鐘。

焊接速度影響焊接質(zhì)量。焊接速度進(jìn)步時(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)發(fā)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約束，不或許提得很高。

國(guó)內(nèi)機(jī)組操作經(jīng)驗(yàn)顯示，2~3 mm的鋼管焊接速度可到達(dá)40米/分鐘，4~6mm的鋼管焊接速度可到達(dá)25米/分鐘，6~8 mm的鋼管焊接速度可到達(dá)12米/分鐘，10~16 mm的鋼管焊接速度在12米/分鐘以下。觸摸焊時(shí)速度可高些，感應(yīng)焊時(shí)要低些。

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)，阻抗器一般選用M-XO/N-XO類鐵氧化體制作，一般做成Φ10mm×（120--160）mm標(biāo)準(zhǔn)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，以確保相應(yīng)的磁通量。要確保阻抗器的磁導(dǎo)率，除了阻抗器的材料要求以外，同時(shí)要確保阻抗器的截面積與管徑的截面積之比要足夠的大。在出產(chǎn)API管等高等級(jí)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)采取磁棒的會(huì)集扇面安置的作用要好于環(huán)形安置。

阻抗器與焊接點(diǎn)的方位間隔也影響焊接功率，阻抗器與管內(nèi)壁的空隙一般取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)的距離取10~20 mm，同理，管徑大時(shí)取大的值。

焊接壓力

焊接壓力也是高頻焊接的主要參數(shù)。理論核算認(rèn)為焊接壓力應(yīng)為100~300MPa，但實(shí)踐出產(chǎn)中這個(gè)區(qū)域的真實(shí)壓力很難測(cè)量。一般都是依據(jù)經(jīng)驗(yàn)估算，換算成管子邊部的揉捏量。不同的壁厚取不同的揉捏量，一般2mm以下的揉捏量為：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鋼管出產(chǎn)中，常出現(xiàn)焊縫灰斑缺點(diǎn)，灰斑缺點(diǎn)是難熔的氧化物，為到達(dá)消除灰斑的目的，寶鋼等廠家多采取了加大揉捏力，增加焊接余量的方法，6mm以上鋼管的揉捏余量達(dá)0.8~1.0的料厚，作用很好。

高頻焊接常見(jiàn)的問(wèn)題及其原因，解決方法：

⑴焊接不牢，脫焊，冷疊；

原因：1.輸出功率、壓力、速度三者之間不匹配。

2.條料邊際損傷或存在其它缺點(diǎn)。

解決方法：1 調(diào)整功率；2 厚料管坯改動(dòng)坡口形狀；3 調(diào)理揉捏力；4 調(diào)整速度。

⑵焊縫兩頭出現(xiàn)波紋；

原因：會(huì)集角太大。

解決方法：1 調(diào)整導(dǎo)向輥方位；2 調(diào)整實(shí)彎成型段；3 進(jìn)步焊接速度。

⑶焊縫有深坑和針孔；

原因：出現(xiàn)過(guò)燒。

解決方法：1 調(diào)整導(dǎo)向輥方位，加大會(huì)集角；2 調(diào)整功率；3 進(jìn)步焊接速度。

⑷焊縫毛刺太高；

原因：熱影響區(qū)太寬。

解決方法：1進(jìn)步焊接速度；2 調(diào)整功率。

⑸夾渣；

原因：輸入功率過(guò)大，焊接速度太慢。

解決方法：1 調(diào)整功率；2 進(jìn)步焊接速度。

⑹焊縫外裂紋；

原因：母原料量不好；受太大的揉捏力。

解決方法：1 確保原料；2 調(diào)整揉捏力。

⑺錯(cuò)焊，搭焊；

原因：成型精度差。

解決方法：調(diào)整機(jī)組成型模輥。

高頻焊接是焊管出產(chǎn)中的關(guān)鍵工序，因?yàn)橄到y(tǒng)性的影響因素，至今還需求咱們?cè)诔霎a(chǎn)第一線中探究經(jīng)驗(yàn)，每一臺(tái)機(jī)組都有它的規(guī)劃和制作差別，每一個(gè)操作者也有不同的習(xí)慣，也就是說(shuō)有，機(jī)組和人相同，都有自己的特性。咱們將這些材料提供給我們，是為了讓咱們更好得了解高頻焊接的基本原理，然后更好地結(jié)合自己的出產(chǎn)實(shí)踐，總結(jié)出適合于自己機(jī)組的操作規(guī)程。