首页 > 资讯 > 高频焊接技术简介

高频焊接技术简介

泰然健康网
2025-06-02 18:33

文档简介

高频焊接技术简介高频焊接技术简介高频焊接起源于上世纪五十年月，它是利用高频电流所产生的集肤效应术的消灭和成熟，直接推动了直缝焊管产业的巨大进展，它是直缝焊管〔ERW〕生产的关键工序。高频焊接质量的好坏，直接影响到焊管产品的整体强度，质量等级和生产速度。作为焊管生产制造者，必需深刻了解高频焊接的根本原理；了解高频焊接设备的构造和工作原理；了解高频焊接质量掌握的要点。1高频焊接的根本原理1高频焊接的根本原理所谓高频，是相对于50Hz50KHz～肤效应和邻近效应，高频焊接就是利用这两种效应来进展金属管的焊接。那么，这两个效应是怎么回事呢？不是均匀地分布于导体的全部截面的，它会主要向导体的外表集中，即电流在导体外表的密度大，在导体内部的密度小，所以我们形象地称之为：“集肤效应”。集肤效应通常用电流的穿透深度来度量，穿透深度值越小，集肤效应越显著。这穿透深度与导体的电阻率的平方根成正比，与频率和磁导率的平方根成反比。通俗地说，频率越高，电流就越集中在钢板的外表；频率越低，外表电流就越分散。必需留意：钢铁虽然是导体，但它的磁导率会随着温度上升而下降，就是说，当钢板温度上升的时候，磁导率会下降，集肤效应会减小。个导体相近的边缘集中流淌，即使两个导体另外有一条较短的边，电流也并不沿着较短的路线流淌，我们把这种效应称为：“邻近效应”。邻近效应随着频率增高和相邻导体的间距变近而增高，假设在邻近导体四周再加上一个磁心，那么高频电流将更集中于工件的表层。这两种效应是实现金属高频焊接的根底。高频焊接就是利用了集肤效应的钢板边部加热，熔融，并通过挤压实现对接。2高频焊接设备的构造和工作原理备就是用于实现高频焊接的电气—机械系统，高频焊接设备是由高频焊接机和焊管成型机组成的。其中高频焊接机一般由高频发生器和馈电装置二个局部组成，它的作用是产生高频电流并掌握它；成型机由挤压辊架组成，它的作用是将被高频电流熔融的局部加以挤压，排解钢板外表的氧化层和杂质，使钢板完全熔合成一体。高频发生器过去的焊管机组上使用高频发生器是三回路的：高频发电馈电装置这是为了向管子传送高频电流用的，包括电极触头，感应圈和阻抗器。接触焊中一般承受耐磨的铜钨合金的电极触头，感应焊中承受的是紫铜制的感应圈。阻抗器的主要元件是磁心，它的作用是增加管子外表的感抗，以削减无效电流，提高焊接速度。阻抗器的磁心承受铁氧体，要求它的居里点温度不低于310°，居里点温度是磁心的重要指标，居里点温度越高，就能靠得离焊缝越近，靠得越近，焊接效率也越高。近年来，世界上一些大公司开头承受了固态模块式构造，大大提高了焊接牢靠性，保证了焊接质量。如WELDACG2800高频焊机由以下局部组成：整流及掌握单元〔CRU〕，逆变器，匹配及补偿单元〔IMC〕，CRUIMCIMC机器的两个主要局部是CRUIMC。CRU个全桥二极管整流器的整流局部〔它把沟通电转换为直流电〕，一个带有掌握装置及外部掌握设备界面的掌握器。IMC器以及一个用于为感应线圈供给必需的无功功率的电容组。主供电电压〔3相480V〕，通过主隔绝开关被送到主整流器中。在主整流器中，主电压被转换为640V的直流电并且通过母线与主直流线缆相连接。直流电通过由数个并联电缆组成的直流电输送线被送到IMC。DC线缆在IMC单元母线上终止。逆变局部的逆变器模块通过高速直流保险同DC母线以并联方式连接在一起。DC电容也与DC母线连接在一起。每个逆变器模块构成一个全桥IGBT三极管逆变器。三极管的驱动电路则在逆变器模块内的一个印刷电路板上。直流电由逆变器变为高频沟通电。依据具体的负载，沟通电的频率范围在100-150KH逆变器进展调整，全部逆变器都以并联方式同匹配变压器连接。变压器有数个并联的主绕组，及一个副绕组。变压器的匝数比是固定的。接，因此输出电路也是串联补偿的。电容器的作用是依据感应线圈对无功功率的要求进展补偿，及通过此补偿来使输出电路的共振频率到达所要求的数值。频率通过测量输出电流的频率确定。此频率随即被用来作为开通三极管的时基信号。三极管驱动卡向每个逆变器模块上的每个三极管发送信号来掌握三极管何时开通，何时关断。上述掌握是通过一个用来掌握三极管驱动器的功率掌握卡完成的。输出功率参考值由掌握面板输出给掌握系统。此数值被传送给系统掌握器后，将与由整流单元测量系统测量出的DC依据参考功率值与DC功率测量值的比较结果计算出一个的输出电流设定值。掌握器计算出来的输出功率设定值被送到功率掌握卡，此掌握卡将依据的设定值来限定输出电流。IMCIMC，CRU发出的信号来工作。报警将显示在工作台上。掌握及整流器单元〔CRU〕逆变器，匹配及补偿单元(IMC)直流线缆输出功率总线，线圈及接触头连接冷却系统安装在一个自支撑钢框架内，全部部件联结成为一个完整的单元。系统包括：带有电机的循环泵，热交换器〔水/水〕，补偿容器，输出过程端〔次输出〕压力表，主进水口温度掌握阀门，掌握阀以及电气柜。主进水口端的热交换器使用未处理的支流水作为冷却用水，次端的热交换器则使用净化后的中性饮用水作为冷却水。未处理的水由恒温阀门掌握，它用来测量次输出端的温度。钢框架可以用螺栓固定在门上。3影响高频焊接质量的因素很多，而且这些因素在同一个系统内相互作必需依据整个成型系统的具体条件，从与高频焊接有关联的全部方面来调整。高频焊接时的频率对焊接有极大的影响，由于高频频率影响到电流在钢板内部的分布高频焊接时的频率对焊接有极大的影响，由于高频频率影响到电流在钢板内部的分布100KHz的高频电流可穿透铁素体钢0.1mm,400KHz则只能穿透0.04mm,即在钢板外表的电流密度分布,后者比前者要高近2.5倍。在生产实践中,焊接普碳钢材料时一般可选取350KHz~450KHz10mm以上的厚钢板时，可承受50KHz~150KHz那样较低的频率，由于合金钢内所含的铬，锌，铜，铝等元素的集肤设定了一个频率范围后，会在焊接时依据材料厚度，机组速度等状况自动跟踪调整频率。其次、会合角频电流通过钢板边缘时，钢板边缘会形成预热段和熔融段〔也称为过梁〕，这过梁段被猛烈加热时，其内部的钢水被快速汽化并爆破喷溅出来，形成闪光，会合角的大小对于熔融段有直接的影响。段和熔融段变长，而熔融段变长的结果，使得闪光过程不稳定，过梁爆坡后简洁形成深坑和针孔，难以压合。会合角过大时，熔融段变短，闪光稳定，但是邻近效应减弱，焊接效率明显下降，功率生产中我们一般在2°--6°内调整会合角,生产薄板时速度较快，挤压成型时要用较小的会合角；生产厚板时车速较慢，挤压成型时要用较大的会合角。有厂家提出一个阅历公式角×机组速度≮100，可供参考。第三、焊接方式高频焊接有两种方式：接触焊和感应焊。好，高频电流的两个效应因铜电极与钢板直接接触而得到最大利用，所以接触焊的焊接效率较高而功率消耗较低，在高速低精度管材生产中得到广泛应用，在生产特别厚的钢管时一般也都需要承受接触焊。但是接触焊时有两个缺点：一是铜电极与钢板接触，磨损很快；二是由于钢板外表平坦度和边缘直线度的影响，接触焊的电流稳定性较差，焊缝内外毛刺较高，在焊接高精度和薄壁管时一般不承受。间的放电，一般要保持感应圈离钢管外表有5~8mm的空隙为宜。承受感应焊时，由于感应钢管的外表质量好，焊缝平坦，在生产如API等高精度管子时，根本上都承受感应焊的形式。第四、输入功率高频焊接时的输入功率掌握很重要。功率太小时管坯坡口加热缺乏，达不到焊接温度，会造成虚焊，脱焊，夹焊等未焊合缺陷；功率过大时，则影响到焊接稳定性，管坯坡口面加高频工艺。第五、管坯坡口管坯的坡口即断面外形，一般的厂家在纵剪后直接进入高频焊接，其坡口都是呈“I”形。当焊接材料厚度大于8~10mm种“I”形坡口，由于弯曲圆弧的关系，就需要融熔掉管坯先接触的内边层，形成很高的内毛刺，而且简洁造成板材中心层和外层加热缺乏，影响到高频焊缝的焊接强度。所以在生产厚壁管时，管坯最好经过刨边或铣边处理，使坡口呈“X”形，实践证明，这种坡口对于均匀加热从而保障焊缝质量有很大关系。坡口外形的选取，也影响到调整会合角的大小。件的结法治坡口设计不是出自焊接工程技术人员之手，硬性套标准和工艺性能较差的坡口屡见不鲜。坡口形式对掌握焊缝内部质量和焊接构造制造质量有着很重要作用。坡口设计必需考母材的熔合比，施焊空间，焊接位置和综合经济效益等问题。应先按下式计算横向收缩值ΔB。ΔB=5.1Aω/t+1.27dmm³,t——板厚，mm，d——焊缝根部间隙，mmΔBAω的关系后，即可依据两者关系列表分析，处理数据，进展优化设计，最终确定矩形管对接焊缝破口形式。第六、焊接速度焊管机组的成型速度受到高频焊接速度的制约，一般来说，机组速度可以开得较快，到达100米/分钟，世界上已有机组速度甚至于到达400米/分钟，而高频焊接特别是感应焊只能在60米/分钟以下，超过10mm的钢板成型，国内机组生产的成型速度实际上只能到达8~12米/分钟。于从熔融坡口挤出氧化层；反之，当焊接速度很低时，热影响区变宽，会产生较大的焊接毛刺，氧化层增厚，焊缝质量变差。固然，焊接速度受输出功率的限制，不行能提得很高。国内机组操作阅历显示，2~3mm40米/分钟，4~6mm的钢管焊25米/分钟，6~8mm12米/分钟，10~16mm的钢管焊12米/分钟以下。接触焊时速度可高些，感应焊时要低些。第七、阻抗器阻抗器的作用是加强高频电流的集肤效应和相邻效应，阻抗器一般承受M-XO/N-XO类铁氧化体制造，通常做成Φ10mm×(120--160)mm捆装于耐热，绝缘的外壳里，内部通以水冷却。磁导率，除了阻抗器的材料要求以外，同时要保证阻抗器的截面积与管径的阻抗器只能安放在内毛刺刀体内，阻抗器的截面积相应会小很多，这时实行磁棒的集中扇面布置的效果要好于环形布置。阻抗器与焊接点的位置距离也影响焊接效率，阻抗器与管内壁的间隙一般取6~15mm，10~20mm，同理，管径大时取大的值。第八、焊接压力焊接压力也是高频焊接的主要参数。理论计算认为焊接压力应为100~300MPa，但实际生产中这个区域的真实压力很难测量。一般都是依据阅历估算，换算成管子边部的挤压量。不同的壁厚取不同的挤压量，通常以下的挤压量为：3～6mm时为0.5t～1t；6～10mm时为0.5t；10mm以上时为0.3t～0.5t。API钢管生产中，常消灭焊缝灰斑缺陷，灰斑缺陷是难熔的氧化物，为到达消退灰斑的目的，宝钢等厂家多实行了加大挤压力，增加焊接余量的方6mm以上钢管的挤压余量达0.8~1.0高频焊接常见的问题及其缘由，解决方法：缘由：输出功率和压力太小。12