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收藏词条   编辑词条 高频电焊管

创建时间:2008-08-02

高频电焊管(high   frequency   electric   welded   pipe)

利用高频电流的集肤效应和邻近效应,使集中于管坯边缘上的电流将接合面加热到焊接温度,再经挤压、辊压焊成的焊接管。高频焊接有感应焊和接触电阻焊两种。焊钢管时电流的频率为350~450kHz,感应焊可选择得低些,但最低不得小于150kHz;焊接有色金属管时电流频率不低于450kHz。

高频焊的工作原理    图a为高频感应焊管的原理示意图。感应器与管坯相当于变压器的一次和二次线圈。当感应器通过高频电流时管坯外表面便产生感应电流,一条沿管坯边缘成V形回路I1,称焊接电流,作有用功;一条沿管坯表面构成分流I2,称循环电流,只使管坯温升造成热损失,作无用功。为减少循环电流的耗损,提高电磁感应效率,在管筒内设置了阻抗器,以增大管筒内表面的感抗值。图b为高频电阻焊管的原理示意图。邻近效应使焊接电流集中于管坯待焊边的表面,沿两侧边缘流动,经过挤压辊附近的汇合点形成V形回路。循环电流绕管坯横断面的内外表面分两路流动。为减少这部分无用功的耗损,在筒形坯中心安置阻抗器,增大循环电流分路的感抗,以提高待焊边的电流强度。

焊接制度    有3种:(1)固相塑性压焊。把管坯边缘交接区加热到1300~1350℃的塑性状态,在挤压辊的压力下将氧化物薄膜挤出焊缝,同时通过高温下固相再结晶使两边缘焊在一起。要求挤压强度大于40~50MPa。采用这种制度时内焊刺高度小,表面平整均匀,焊接时没有火花喷溅。(2)半熔化焊接。把管坯边缘交接区加热到半熔状态,温度达到1350~1400℃,在挤压辊压力的作用下,将夹有氧化物的液态膜挤出焊缝,同时完成焊接。挤压强度约为20~30MPa。这种焊接制度内焊刺高度较小,表面不太平整均匀,焊接时管坯边缘交接区有轻微火花喷溅。(3)熔化焊接。将管坯边缘交接区加热到熔化状态,焊接温度在1400℃以上。因边缘金属熔化较早,在边缘会合点前即出现液态过梁,此处电流密度大,熔化金属部分气化,在挤压辊压力的作用下,整个液态搭接区发生周期性的火花强烈喷溅,挤压力强度与半熔焊接相近。焊后内外焊刺都较太,且成周期性丘陵状。

比较以上3种制度可知,固相塑性压焊能耗较小,焊速较快;半熔化焊接能耗较大;熔化焊接能耗最大。对于低碳钢这3种制度都适用,如管坯边缘质量不太好,大多选用第2种,如钢的焊接性能不太好,则应采用第2种或第3种。当焊接金属表面产生难熔氧化物时,为将它们从焊缝中清除出去,则必须采用第3种。

高频电焊的特点在焊接装置功率和焊管规格相同的条件下,高频电阻焊的特点是:单位能耗低,焊接速度是感应焊的1.5~2.0倍,但焊接过程的稳定性、焊接质量和焊缝表面光滑度较差;铜电极消耗量大需经常更换,焊接调整较难,作业率低;电极接触管体有一定压力,不宜用于薄壁管的生产。所以高频电阻焊适用于大中规格焊管的生产。高频感应焊适用于生产焊缝质量要求高的薄壁管、有色金属管和不便于采用电阻焊的异形管、小口径管等。

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