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焊接工艺对冷弯成型机焊接质量的影响

焊接工艺对冷弯成型机焊接质量的影响

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  • 发布时间:2023-07-15 11:30
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【概要描述】冷弯成型机焊接质量是否符合标准就要看焊接工艺。焊接工艺一般都会影响焊管质量,下面就根据焊接工艺对冷弯成型机焊接质量的影响进行说明。

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【概要描述】冷弯成型机焊接质量是否符合标准就要看焊接工艺。焊接工艺一般都会影响焊管质量,下面就根据焊接工艺对冷弯成型机焊接质量的影响进行说明。

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冷弯成型机焊接质量是否符合标准就要看焊接工艺。焊接工艺一般都会影响焊管质量,下面就根据焊接工艺对冷弯成型机焊接质量的影响进行说明。

焊接工艺对冷弯成型机焊接质量的影响可分:①V形角;②焊接温度;③焊接挤压力(挤压量);④焊接速度;⑤钢带边缘状况。

 

(1)V形角对焊接质量的影响

1.汇合点与焊接点

①汇合点应尽可能的靠近焊接点,也就是V形角的位置尽可能的靠近挤压辊的中心线(挤压辊的结合位置)

②由于汇合点与挤压辊中心线之间的区域没有电流通过,因而在这一区域的钢带边缘没有进一步得到加热,为了在施加挤压力期间使焊接区保持足够高的温度以形成良好的焊缝,应使汇合点尽可能地靠近挤压辊中心线

 

2.V形角开口角度

使汇合点尽可能地靠近挤压辊中心线,也意味着开口角应尽可能地大。

①减小开口角可以增强电流的邻近效应,提高焊接效率,但是如果开口角太小,会使汇合点到挤压辊中心线的距离加长,从而导致带钢边缘并非在最高温度下受到挤压,使焊接质量降低,另外开口角过小时,由于液体过梁形成后,在磁力线的作用下,向焊接点移动而聚集成较大的过梁,爆破后形成难以压合的深坑和针孔。

②开口角过大时,熔融段变短,闪光稳定,但是电流的邻近效应减弱,焊接效率明显下降,功率消耗增加,同时在成型薄壁焊管时,开口角太大会使带钢边缘拉长,产生波浪褶皱。

③因此,冷弯成型机在实践生产中开口角一般控制在3°~6°。

 

3.V形角长度

①在实际生产中,应该尽量缩短感应圈与挤压辊中心线之间的距离。也就是V形角长度,如果距离太长,有效加热时间就会增加,热影响区就会加宽,从而降低了焊缝的强度及焊接的稳定性。

②但是在生产厚壁焊管时,应适当把感应圈的位置往成型机组方向移动,增加V形角长度,使加热时间变长,适当地减小V形角开口角度,以增强电流邻近效应,提高加热效率,减小管坯内外壁温度差,有效控制滴瘤现象,同时适当增大挤压力,有效防止回流夹杂,以确保焊接质量。

 

(2)焊接温度对焊接质量的影响

①因为焊接温度难以测量,所以通常用焊接功率来控制焊接温度。

②当焊接热量不足时,被加热的钢带边缘达不到焊接温度,仍然保持固态组织,形成未焊透的冷焊。

③当输入热量过大时,被加热的钢带边缘超过焊接温度,易产生过热甚至过烧,使焊缝击穿造成熔合金属飞溅而形成小的孔洞。

④温度过高还易造成回流夹渣,影响探伤质量。

 

(3)焊接挤压力(挤压量)对焊接质量的影响

①管坯合缝的两个边缘加热到焊接温度后,在挤压辊的挤压下,金属晶粒间结合形成焊缝。

②若挤压力小,则晶粒间结合数量就少,焊缝强度降低,受力后易产生开裂,同时非金属夹杂因挤压力小而残留在焊缝中也影响焊缝强度。

③若挤压力过大,则将达到焊接温度的金属全部挤出,不但降低焊缝强度而且产生内外毛刺过大和搭焊等焊接缺陷。

④在生产实践中挤压力的大小很难测定,通常用挤压量的大小来衡定挤压力的大小,挤压量通常用焊接前管坯周长减去焊接后去除外毛刺的管体周长来表示。

⑤在生产中,不同的壁厚采用不同的挤压量,壁厚与挤压量的关系见下表1。

 

焊接工艺对冷弯成型机焊接质量的影响

 

在成产实践中,普碳钢的生产更容易产生夹杂,往往需要提高挤压量和控制焊接温度来解决

调整挤压力时,应根据焊缝金属流线检测报告调整,焊缝金属流线如下图所示。

 

焊接工艺对冷弯成型机焊接质量的影响

 

金属流线夹角α要对称,大小要合适,焊缝金属流线检测对现场生产具有重要的指导意义。

举例:对存在探伤缺陷的焊管取样分析

焊缝夹杂处的扫描电镜照片如下:其成分分析见下表2

 

焊接工艺对冷弯成型机焊接质量的影响

 

焊接工艺对冷弯成型机焊接质量的影响

 

从表2可以看出,焊缝夹杂物为氧化铁。

下图为焊缝流线照片,从图中也能看到由于焊缝夹杂物被腐蚀掉以后焊缝留下的裂纹,a处为融合线,b处为流线。

 

焊接工艺对冷弯成型机焊接质量的影响

 

由流线分析 得到内外壁的流线夹角相差近30°,中心距达到1.5mm,显然由于挤压力的严重不平衡,内壁偏大而外壁偏小,外壁挤压力不足使一些氧化铁的熔融物没有完全挤出,滞留在焊缝中,严重时会从壁厚方向断开造成内壁或外壁出现裂纹。

 

(4)焊接速度对焊接质量的影响

①焊接速度提高时,可以减少氧化物夹杂的生成,缩短热影响区,有利于从熔融坡口挤出氧化层;

②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。

③一般来说,焊接速度越高,焊接质量越好,可以减少焊接滴瘤产生,但是对于厚壁管生产应适当控制焊接速度,以增加加热时间,保证焊接熔融热量。

 

(5)钢带边缘状况对焊接质量的影响

钢带边缘状况和形状也是高频焊接质量的重要影响因素。

钢带待焊边缘不平整或不规则,焊接效率将大大降低。由于带钢边缘不平整或有毛刺,可能引起焊接面提前接触引弧而造成短路。一方面V形角的前半部分电流密度增大而迅速加热,在形成焊缝前将被加热和挤出,消耗大量的能量;另一方面,后半部分的电流密度则大大降低,在通过挤压辊时,母材不能被加热到焊接温度,易造成冷焊。

 

钢带边缘常见的缺陷还有镰刀弯、波浪形和纵剪啃边等。

①镰刀弯会引起钢带的跑偏或反转,使焊缝偏移,更严重的引起焊缝形成搭焊,造成不合;

②波浪形会使焊接时易产生裂纹和裂缝;

③啃边(即钢带边缘呈现锯齿状凹凸不平的现象)产生的原因是纵剪机圆盘刀刃磨钝造成的,啃边导致钢带出现局部“缺肉”,使钢带在焊接时易产生裂纹或裂缝而影响焊缝质量。

因此管坯待焊边缘尽可能平齐,保持I型焊接,使内外表面邻近效应和温度趋于一致,提高焊接质量。

 

影响冷弯成型机焊管焊接质量的因素是多方面的,根据材质和壁厚等因素,在生产中不断总结、改进、优化焊接工艺参数,从而可以改善焊接质量。

焊管生产过程中做到人、机、料、法、测全面和持续受控,产品质量才能得到保障。

 

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