高频焊接大口径无缝钢管的注意事项

大口径无缝钢管的高频焊接利用交流电的皮肤效应和相邻效应。钢（带钢）滚动成型后，形成截面断开的圆形管坯，旋转一个或组阻抗器（磁棒），阻抗器与管坯开口形成电磁感应电路，在皮肤效应和相邻效应的作用下，管坯开口边缘产生强烈集中的热效应，将焊缝边缘迅速加热到焊接所需的温度。压辊挤压后，熔融金属实现晶间接合，冷却后形成牢固的对接焊缝。高频焊管机组完成了直缝钢管的高频焊接工艺。高频焊管机组通常由滚压成型、高频焊接、挤压、冷却、直径、飞锯切割等部件组成，机组前端配备储存活套，机组后端配备大直径无缝钢管翻转框架；电气部件主要由高频发电机、直流励磁发电机和仪器自动控制装置组成，高频焊接往往是决定钢管质量的关键过程，高频焊接的几个关键控制要素如下。

(1)焊缝间隙的控制将带钢送入焊管机组。多辊轧制后，带钢逐渐卷起，形成有开口间隙的圆形管坯，调整挤压辊的压下量，将焊缝间隙控制在13mm，使焊缝两端均匀。如果间隙过大，相邻效应减少，涡流热量不足，焊缝晶间接合不良，导致未熔合或开裂。如果间隙过小，会增加相邻效应，焊接热量过大，导致焊缝烧坏；或者焊缝挤压滚压后形成深坑，影响焊缝表面质量。

（2）焊接温度控制焊接温度主要受高频涡流热功率的影响，高频涡流热功率主要受电流频率的影响，涡流热功率与电流激励频率的平方成正比。电流激励频率受激励电压、电流、电容和电感的影响。激励频率的大小可以通过改变电路中的电容、电感或电压、电流来改变，从而达到控制焊接温度的目的。对于低碳钢，焊接温度控制在1250~1460℃，可满足管壁厚3~5mm的焊接要求。此外，还可以通过调整焊接速度来实现焊接温度。当输入热量不足时，加热的焊缝边缘不能达到焊接温度，金属组织仍保持固态，形成不熔化或不完全焊接；当输入热量过多时，加热的焊缝边缘超过焊接温度，产生过度燃烧或熔化滴，使焊缝形成熔体孔

。(3)挤压力控制管坯的两个边缘加热到焊接温度后，金属晶粒在挤压辊的挤压下相互渗透结晶，形成共同晶粒，最终形成牢固的焊缝。如果挤压力过小，形成普通颗粒的数量较小，焊缝金属强度降低，应力后开裂；如果挤压力过大，熔融金属会挤压焊缝，不仅降低焊缝强度，而且会产生大量的内外毛刺，甚至导致焊缝等缺陷。

(4)调节高频感应圈位置的高频感应圈应尽可能靠近挤压辊。如果感应圈远离挤压辊，有效加热时间长，热影响区宽，焊缝强度降低；相反，焊缝边缘加热不足，挤压后形成不良。阻抗器阻抗器是一组或一组焊管专用磁棒。阻抗器的截面积通常不小于钢管内径截面积的70%。其功能是使感应圈、大口径无缝钢管坯的焊缝边缘与磁棒形成电磁感应电路，产生相邻效应。涡流热集中在管坯焊缝边缘附近，将管坯边缘加热到焊接温度。阻抗器用钢丝拖动管坯，其中心位置应相对固定在挤压辊中心附近。启动时，由于管坯运动迅速，阻抗器因管坯内壁摩擦而损失较大，需要频繁更换。

(5)焊缝通过焊疤去除的方法是将刀具固定在机架上，通过焊管的快速运动将焊疤刮平。焊管内的毛刺一般不清除。高频焊管的技术要求和质量检验。根据GB3092《低压流体输送焊接钢管》的规定，焊接管的公称直径为6~150mm，公称壁厚为20~60mm，焊接管的长度一般为4~10m，可按定尺或倍尺出厂。钢管表面质量应光滑，不得有折叠、裂缝、分层、搭焊等缺陷。钢管表面允许有不超过壁厚负偏差的划痕、划痕、焊缝错位、烧伤、疤痕等轻微缺陷。允许焊缝处壁厚增厚和内缝焊筋。