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電阻焊范文1
[關(guān)鍵詞]點(diǎn)焊 汽車 質(zhì)量
中圖分類號(hào)：U472.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2015）05-0152-03
一、電阻點(diǎn)焊原理
點(diǎn)焊是電阻焊中的一種，是焊件裝配成搭接接頭，并壓緊在兩電極之間，利用電流通過焊件時(shí)產(chǎn)生的電阻熱熔化母材金屬，冷卻后形成焊點(diǎn)的焊接方法。點(diǎn)焊可以分為單點(diǎn)焊和多點(diǎn)焊，多點(diǎn)焊時(shí)使用兩對(duì)以上的電極，在同一工序內(nèi)形成多個(gè)熔核。它具有多種優(yōu)點(diǎn)：熔核形成時(shí)，始終被塑性環(huán)包圍，融化金屬與空氣隔絕，冶金過程簡單；加熱時(shí)間短，熱量集中，變形與應(yīng)力小，故焊點(diǎn)強(qiáng)度高，工件表面光滑，焊件變形小；不需要焊絲、焊條等金屬填充材料，焊接成本低；操作簡單，易于機(jī)械化，自動(dòng)化；生產(chǎn)效率高，且無噪聲及有害氣體，目前在汽車制造行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。同時(shí)它又有不同程度的缺點(diǎn)：目前缺乏可靠的無損檢測方法，焊接質(zhì)量只能靠工藝試件的破壞性試驗(yàn)來檢查，以及各種監(jiān)控技術(shù)來保證；點(diǎn)焊的搭接接頭不僅增加了構(gòu)件的重量，且因在兩板間熔核周圍形成夾角，致使接頭的抗拉強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度均較低；設(shè)備功率大，機(jī)械化、自動(dòng)化程度高，使設(shè)備成本高維修較困難（圖1）。
電阻點(diǎn)焊是通過電能轉(zhuǎn)化為熱能的過程：Q（熱量）=12RT，其中I為通電電流，電阻R=2R件+R觸+2R間（圖3），T為通電時(shí)間，R件：焊件的內(nèi)音B電阻；R觸：焊件接觸處的接觸電阻；R間：電極和焊件間的電阻。焊點(diǎn)的形成過程是預(yù)壓階段：形成合適的接觸電阻，避免焊件燒穿或?qū)㈦姌O工作表面燒壞；焊接通電加熱階段：在壓力的作用下通電加熱，金屬熔化并結(jié)晶形成熔核；維持階段：在切斷電流之后，電極繼續(xù)對(duì)焊點(diǎn)保持壓力，以防止縮孔和裂紋的產(chǎn)生，改善焊點(diǎn)的金屬組織性能；休止階段：一個(gè)焊接循環(huán)結(jié)束到另外一個(gè)焊接循環(huán)開始的時(shí)間（圖2）。
二、電阻點(diǎn)焊過程控制：
在焊接過程中，目前控制焊點(diǎn)強(qiáng)度主要是控制焊接電流、電極壓力、電極頭、工件表面及工件之間搭接狀態(tài)等。
1.電流對(duì)熱量的影響比電阻和時(shí)間兩者都大，電流是一個(gè)必須嚴(yán)格控制的參數(shù)，引起電流變化的主要原因是電網(wǎng)電壓波動(dòng)和交流焊機(jī)次級(jí)回路阻抗變化，阻抗變化是因?yàn)榛芈返膸缀涡螤钭兓蛞蛟诖渭?jí)回路中引入不同量的磁性金屬。對(duì)于直流焊機(jī)，次級(jí)回路阻抗變化，對(duì)電流無明顯影響。為了獲得一定強(qiáng)度的焊點(diǎn)，可以采用大電流和短時(shí)間（強(qiáng)條件，又稱硬規(guī)范），也可采用小電流和長時(shí)間（弱條件，也稱軟規(guī)范）。選用硬規(guī)范還是軟規(guī)范，取決于金屬的性能、厚度和所用焊機(jī)的功率。對(duì)于不同性能和厚度的金屬所需的電流和時(shí)間，都有一個(gè)上下限，使用時(shí)以此為準(zhǔn)。
2.2R觸（接觸電阻）的大小與電極壓力、材料性質(zhì)、焊件表面狀況以及溫度有關(guān)。接觸面上存在氧化膜、油膜、鐵銹等臟物均會(huì)引起過大的接觸電阻，從而導(dǎo)致飛濺。為了保證熔核尺寸和焊點(diǎn)強(qiáng)度，焊接時(shí)間與焊接電流在一定范圍內(nèi)可以相互補(bǔ)充。由于材料是固定的，焊件內(nèi)部電阻是材料本身物理屬性，我們在焊接過程制定控制接觸電阻及電極和焊件間的電阻，而控制這兩個(gè)電阻是通過電極壓力實(shí)現(xiàn)，電極壓力對(duì)兩電極間總電阻R有明顯的影響，隨著電極壓力的增大，R顯著減小，而焊接電流增大的幅度卻不大，不能影響因R減小引起的產(chǎn)熱減少，焊點(diǎn)強(qiáng)度總隨著焊接壓力增大而減小，所以增大焊接壓力的同時(shí)增大焊接電流。電極的接觸面積決定著電流密度，電極材料的電阻率和導(dǎo)熱性關(guān)系著熱量的產(chǎn)生和散失，因此，電極的形狀和材料對(duì)熔核的形成有顯著影響。在進(jìn)行焊接過程中，我們要嚴(yán)格控制焊接參數(shù)，常用焊接參數(shù)：
3.工件表面的氧化物、污垢、油和其他雜質(zhì)增大了接觸電阻。過厚的氧化物層甚至?xí)闺娏鞑荒芡ㄟ^，局部的導(dǎo)通，由于電流密度過大，則會(huì)產(chǎn)生飛濺和表面燒損。氧化物層的存在還會(huì)影響各個(gè)焊點(diǎn)加熱的不均勻性，引起焊接質(zhì)量波動(dòng)。因此徹底清理工件表面是保證獲得優(yōu)質(zhì)接頭的必要條件。
4.隨著電極端頭的變形和磨損，接觸面積增大，焊點(diǎn)強(qiáng)度將降低。使用一段時(shí)間后，電極端面直徑增大，磨損的電極使流經(jīng)電極端面的電流密度減小；電極帽局部磨損會(huì)導(dǎo)致焊點(diǎn)不平扭曲，需修磨電極頭。電極間軸向間距增加，相比于理想電極電極壓力降低，電極帽端面到冷卻水還距離太小導(dǎo)致散熱過快，熱量不足，需更換電極頭（圖3）。
5.不等厚度和不同材料的焊接：當(dāng)進(jìn)行不等厚度或不同材料點(diǎn)焊時(shí)，熔核將不對(duì)稱于其交界面，而是向厚板或?qū)щ姟?dǎo)熱性差的一邊偏移，偏移的結(jié)果將使薄件或?qū)щ姟?dǎo)熱性好的工件焊透率減小，焊點(diǎn)強(qiáng)度降低。熔核偏移是由兩工件產(chǎn)熱和散熱條件不相同引起的。厚度不等時(shí)，厚件一邊電阻大、交界面離電極遠(yuǎn)，故產(chǎn)熱多而散熱少，致使熔核偏向厚件；材料不同時(shí)，導(dǎo)電、導(dǎo)熱性差的材料產(chǎn)熱易而散熱難，故熔核也偏向這種材料。通過調(diào)整熔核偏移的方法增加薄板或?qū)щ姟?dǎo)熱性好的工件的產(chǎn)熱而減少其散熱。
1）其具體的方法為采用強(qiáng)條件使工件間接觸電阻產(chǎn)熱的影響增大，電極散熱的影響降低；
2）采用不同接觸表面直徑的電極在薄件或?qū)щ姟?dǎo)熱性好的工件一側(cè)采用較小直徑，以增加這一側(cè)的電流密度、并減少電極散熱的影響；
3）采用不同的電極材料薄板或?qū)щ姟?dǎo)熱性好的工件一側(cè)采用導(dǎo)熱性較差的銅合金，以減少這一側(cè)的熱損失；
4）采用工藝墊片。在薄件或?qū)щ姟?dǎo)熱性好的工件一側(cè)墊一塊由導(dǎo)熱性較差的金屬制成的墊片（厚度為0.2-0.3mm），以減少這一側(cè)的散熱。
6.工件的搭接情況需要零件本身沖壓質(zhì)量及工裝夾具進(jìn)行控制（圖4）。
三、電阻點(diǎn)焊質(zhì)量檢驗(yàn)
電阻點(diǎn)焊主要缺陷模式有壓痕過深/過淺、熔核過小、裂紋、縮孔、邊緣焊點(diǎn)、漏焊、虛焊等。其中虛焊是目前汽車制造行業(yè)瓶頸問題，無法用肉眼判別出來。常用檢驗(yàn)焊點(diǎn)質(zhì)量的方法主要有非破壞性檢查、破壞性檢查、超聲波檢查。
1.非破壞性檢查：非破壞性檢查的選點(diǎn)原則：確定檢查工位焊點(diǎn)數(shù)量及位置，從而確認(rèn)該檢查工位涉及的焊槍和對(duì)應(yīng)的焊接程序。對(duì)于每把焊槍，如果相同板材匹配的同排列焊點(diǎn)，可選取兩端和中間的焊點(diǎn)；對(duì)于相同焊槍，且相同焊接程序的焊點(diǎn)，可選取接合面焊接要求最高的焊點(diǎn)；此外，可以加入平時(shí)檢查中缺陷頻率較高的焊點(diǎn)，控制風(fēng)險(xiǎn)。但有部分焊點(diǎn)不適合采用非破壞性檢查，如鑿子無法達(dá)到的焊點(diǎn)車身外表面，平整度要求較高的焊點(diǎn)（包括銅板焊接）厚板焊接（GMT>1.4），包括高強(qiáng)度鋼（GMT>1.1）的焊點(diǎn)。
2.破壞性檢查：破壞性檢測直接把焊點(diǎn)剖開觀察焊點(diǎn)質(zhì)量。
3.超聲波檢查：利用發(fā)射一個(gè)極短的高頻超音波透過焊點(diǎn)計(jì)算能量的飛行距離及衰減情況來評(píng)估焊接質(zhì)量。通過波形可以判定焊點(diǎn)是否合格（圖5、6）。
超聲波檢測原理及探頭工作原理：
四、常見焊點(diǎn)問題
某工廠發(fā)現(xiàn)某車型右前輪罩與前大梁塔接面不貼合及焊點(diǎn)發(fā)白，焊點(diǎn)非破壞性檢查發(fā)現(xiàn)10個(gè)關(guān)鍵焊點(diǎn)脫焊6點(diǎn)，向前追溯排查發(fā)現(xiàn)2～4點(diǎn)脫焊，涉及可疑車輛814臺(tái)，排查總共脫焊156臺(tái)（圖7）。
2013年5月2 1日某車間反饋某車型左前側(cè)板焊合件支架焊點(diǎn)脫焊。涉及范圍：5月3日5月21日生產(chǎn)的車輛共計(jì)203輛。經(jīng)追溯排查，共發(fā)現(xiàn)故障車輛29臺(tái)（圖8）。
在生產(chǎn)過程焊各個(gè)點(diǎn)都要做好工作，比如焊接參數(shù)、焊接方式、焊接設(shè)備、檢查方式?jīng)]有實(shí)施到位，就可能導(dǎo)致故障車輛逃逸，造成大量人力物力損失。
電阻焊范文2
我公司承接的國外某型航機(jī)零件密封罩為電阻點(diǎn)焊組件，該零件的焊點(diǎn)有40處，要求達(dá)到焊接規(guī)范MIL-W-6858的C級(jí)要求。該零件在試制過程中出現(xiàn)飛濺，焊后檢查發(fā)現(xiàn)熔核焊透率過小、表面壓痕過深等焊接缺陷，經(jīng)過分析采取多種措施保證焊接質(zhì)量，最終零件順利交付。
一、電阻點(diǎn)焊原理
點(diǎn)焊是將被焊工件壓緊于兩電極之間，并施以電流，利用電流流經(jīng)工件接觸面及鄰近區(qū)域產(chǎn)生的電阻熱效應(yīng)將其加熱到熔化或塑性狀態(tài)，使之形成金屬結(jié)合的一種方法。
圖1點(diǎn)焊機(jī)工作原理
電阻點(diǎn)焊參數(shù)調(diào)節(jié)注意事項(xiàng)：電極壓力對(duì)兩電極間總電阻R有顯著影響，隨著電極壓力的增大，R顯著減小，此時(shí)焊接電流雖略有增大，但不能影響因R減小而引起的產(chǎn)熱的減少，因此焊點(diǎn)強(qiáng)度總是隨著電極壓力的增大而降低。在增大電極壓力的同時(shí)，增大焊接電流或延長焊接時(shí)間，以彌補(bǔ)電阻減小的影響，可以保持焊點(diǎn)強(qiáng)度不變。采用這種焊接條件有利于提高焊點(diǎn)強(qiáng)度的穩(wěn)定性。電極壓力過小，將引起飛濺，也會(huì)使焊點(diǎn)強(qiáng)度降低。
點(diǎn)焊機(jī)結(jié)構(gòu)：包括機(jī)架、焊接變壓器、電極與電極臂、加壓機(jī)構(gòu)及冷卻水路等。
點(diǎn)焊機(jī)工作過程：如圖1，開通冷卻水，將焊件表面清理干凈，用夾具裝配準(zhǔn)確后，送入上、下電極之間，施加壓力，使其接觸良好：通電使兩工件接觸表面受熱，局部熔化，形成熔核，斷電后保持壓力，使熔核在壓力下冷卻凝固形成焊點(diǎn)，去除壓力，取出工件。
二、密封罩點(diǎn)焊工藝分析
分析圖紙，該零件由內(nèi)隔板、內(nèi)環(huán)等組合焊接而成，材料均為高溫合金，先進(jìn)行單件的組合焊接，最終將單件進(jìn)行組合形成組件密封罩，如圖2所示。
焊前進(jìn)行工藝試驗(yàn)，通常根據(jù)工件的材料和厚度，參考該種材料的焊接條件，初步選定電極大小及形態(tài)，確定壓力和焊接時(shí)間，然后調(diào)節(jié)焊接電流。焊前用丙酮擦洗試片，以不同的電流進(jìn)行點(diǎn)焊，一部分試片的焊點(diǎn)用手鋸將從中心切開，銼刀、金相砂紙打磨剖面，用鹽酸雙氧水對(duì)剖面進(jìn)行腐蝕，20倍金相顯微鏡下檢查熔核直徑和焊透率和壓痕深度，一部分試片送到理化科機(jī)械室做力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)。通過多次試驗(yàn)，直到焊點(diǎn)質(zhì)量完全符合技術(shù)要求為止，以此為根據(jù)制定試驗(yàn)報(bào)告和焊接規(guī)范。
圖2密封罩點(diǎn)焊
三、焊接過程中出現(xiàn)的問題及解決方法
焊接過程中出現(xiàn)嚴(yán)重焊接缺陷，焊點(diǎn)核心偏移、飛濺、壓痕過深、熔核焊透率過小。該接頭結(jié)合處是一個(gè)斜面，如圖3所示，焊接時(shí)電極上下均在豎直方向加壓，對(duì)焊縫質(zhì)量影響很大。
我們對(duì)比發(fā)現(xiàn)理想的點(diǎn)焊熔核是兩邊板材焊透率相等，焊縫成規(guī)則的橢圓形，但該零件熔核不規(guī)則，難以呈現(xiàn)出規(guī)則的熔核。分析認(rèn)為：（1）零件接頭搭接量過小，僅有6mm，點(diǎn)焊時(shí)容易造成飛濺；（2）焊接接頭一邊為7°的斜邊，需要采用特殊形狀的點(diǎn)焊電極；（3）板料的厚度比過大，大約為2.2，點(diǎn)焊時(shí)容易使薄板的焊透率低于規(guī)定的20%，同時(shí)，如果電極形狀及焊接參數(shù)選擇不合理，易使薄板的壓痕深度超過規(guī)定的15%，焊點(diǎn)核心往厚板偏移。
為解決上述問題，提出以下解決方法：
（1）改進(jìn)電極：因?yàn)殡姌O的形狀直接影響焊點(diǎn)的焊透率、壓痕、直徑等，從而影響零件的焊接質(zhì)量。設(shè)計(jì)焊接上電極Ф5×R150mm、下電極Ф8×R75mm,傾角7度，讓其傾角與零件下表面平行（如圖3所示），選擇下電極直徑大于上電極直徑，可以防止較薄板料壓痕過深。；
（2）調(diào)整焊接參數(shù)：因?yàn)橄码姌O接觸的板料較薄，設(shè)計(jì)下電極球面半徑小于上電極球面半徑，可以增加薄板的電流密度，同時(shí)加大上電極冷卻水流量，減小下電極冷卻水流量，讓厚板冷卻加快，這樣可以有效防止焊點(diǎn)核心向厚板偏移，薄板的焊透率大于規(guī)定的20%。為了防止飛濺，可以適當(dāng)?shù)募哟蠛附訅毫Γ{(diào)節(jié)焊接電流、焊接時(shí)間和焊接壓力到一個(gè)最佳值，選用回火或緩冷脈沖消除合金鋼的淬火組織，提高接頭的力學(xué)性能，可以在不加大鍛壓力的條件下，防止裂紋和縮孔。
經(jīng)過改進(jìn)，多次試驗(yàn)，最終零件達(dá)到規(guī)范MIL-W-6858的C級(jí)要求，實(shí)現(xiàn)批產(chǎn)。
圖3電阻點(diǎn)焊試片簡圖
三、總結(jié)
電阻焊范文3
【關(guān)鍵詞】高速列車；鋁合金；電阻點(diǎn)焊；宏觀形貌；力學(xué)性能
0 序言
隨著現(xiàn)代交通的高速發(fā)展，高速列車作為軌道交通的代表應(yīng)運(yùn)而生。而高速列車多采用動(dòng)力分散式[1]，這對(duì)列車車體的輕量化提出了更高的要求。由于鋁合金比強(qiáng)度高，導(dǎo)熱性和耐蝕性好，且材料可以再生利用，因此鋁合金在高速列車制造上具有其他材料不可替代的功能。從設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)方面考慮，板梁結(jié)構(gòu)可以保持車體質(zhì)量最低，廣泛用于鋁合金車體端墻結(jié)構(gòu)中。該結(jié)構(gòu)主要采用手工MIG焊工藝和電阻點(diǎn)焊工藝，與MIG焊工藝相比，電阻點(diǎn)焊工藝可以更大程度的降低端墻外板的變形量，減少調(diào)修量。但電阻點(diǎn)焊目前尚未存在有效的無損檢測方法，且國內(nèi)有關(guān)鋁合金電阻點(diǎn)焊工藝的研究都是針對(duì)汽車車身等相對(duì)較薄的材料[2]，對(duì)于高速列車中用A7N01S-T5及A5083-P材料的研究尚未存在，因此研究電阻點(diǎn)焊的焊接工藝參數(shù)對(duì)其接頭的宏觀形貌及性能的影響對(duì)高速列車的實(shí)際生產(chǎn)具有重要的指導(dǎo)意義。
1 試驗(yàn)材料與方法
1.1 試驗(yàn)材料
論文采用5mm厚的A7N01S-T5和4mm厚的A5083-P板材作為被焊材料。其中A7N01S-T5為Al-Zn-Mg合金，是熱處理強(qiáng)化鋁合金，其強(qiáng)化相為MgZn2，具有很好的自然時(shí)效性能；A5083-P為Al-Mg合金，屬非熱處理強(qiáng)化鋁合金。兩種材料的主要化學(xué)成分及力學(xué)性能。
1.2 電阻點(diǎn)焊試驗(yàn)
試驗(yàn)采用額定功率為350kVA，最大容量為960kVA的三項(xiàng)整流式自動(dòng)點(diǎn)焊系統(tǒng)。試樣規(guī)格為200mm×50mm，按照EN15085-3《鐵路上的應(yīng)用-鐵路車輛及其部件的焊接-設(shè)計(jì)要求》附錄F中的要求并按表3中的點(diǎn)焊參數(shù)進(jìn)行電阻點(diǎn)焊。由于點(diǎn)焊時(shí)分流作用的影響，每組試樣進(jìn)行3次點(diǎn)焊，且取受分流作用影響較大的第三個(gè)點(diǎn)作為最終的焊接接頭，以觀察其宏觀形貌。
取點(diǎn)焊接頭宏觀形貌較好的一組焊接參數(shù)，并按照EN14273-2001《電阻點(diǎn)焊、縫焊和浮凸焊接剪切試驗(yàn)的程序和樣品尺寸》中的要求制作剪切試樣，并進(jìn)行剪切試驗(yàn)。
取剪切試驗(yàn)中的焊接參數(shù)，并按照ISO10447-2006《電阻焊電阻點(diǎn)焊與凸焊的剝離和鑿削試驗(yàn)》中的要求制作剝離和鑿削試樣，并進(jìn)行剝離和鑿削試驗(yàn)。
2 試驗(yàn)結(jié)果與分析
2.1 電極壓力對(duì)點(diǎn)焊接頭宏觀形貌的影響
因?yàn)殡姌O壓力增大會(huì)使金屬的彈性和塑性變形增加，這對(duì)壓平接觸面的凹凸不平和破壞不良導(dǎo)體的膜有利，進(jìn)而使其接觸電阻減小，相反則接觸電阻增大。根據(jù)焦耳定律可知，這會(huì)增加焊接區(qū)的電阻熱，進(jìn)而熔化區(qū)面積增加，最終導(dǎo)致熔核直徑增加。
2.2 焊接電流對(duì)點(diǎn)焊接頭宏觀形貌的影響
所以要想獲得較為理想直徑的點(diǎn)焊接頭，在一定范圍提高焊接電流是最直接，也是最有效的途徑之一。
2.3 通電時(shí)間對(duì)點(diǎn)焊接頭宏觀形貌的影響
分析組4、5、6、7的試驗(yàn)結(jié)果可知，在焊接電流和電極壓力不變的前提下，延長通電時(shí)間，其熔核直徑在12ms到14ms之間變化較大，在14ms～16ms之間變化較為平緩，變化趨勢如圖3所示。這是因?yàn)殇X合金材料的熔點(diǎn)低，導(dǎo)熱快，導(dǎo)致點(diǎn)焊時(shí)接頭的高溫軟化區(qū)較大，對(duì)通電時(shí)間的變化非常敏感，程方杰等認(rèn)為通電時(shí)間每增加1周波，軟化區(qū)顯著增加。且300℃以上的區(qū)域隨通電時(shí)間的增加擴(kuò)大更為明顯。此時(shí)接觸面已經(jīng)形成了完全的金屬接觸，導(dǎo)致接觸電阻降低，從而電阻產(chǎn)熱將大幅度下降。所以當(dāng)通電時(shí)間繼續(xù)增加時(shí)，熔核直徑方向的尺寸已基本長到極限，此時(shí)主要體現(xiàn)在厚度方向的緩慢增長[4]。有研究表明，熔核的直徑是影響點(diǎn)焊接頭強(qiáng)度的直接因素，兩者成正比關(guān)系；而厚度方向的增加對(duì)接頭強(qiáng)度影響很小，且從組5、6、7接頭表面的下壓量來看，組7接頭的下壓量明顯過大，這在實(shí)際的生產(chǎn)中會(huì)影響產(chǎn)品的表面質(zhì)量，是需要避免的。
2.4 點(diǎn)焊接頭剪切試驗(yàn)
2.5 點(diǎn)焊接頭剝離和鑿削試驗(yàn)
分析點(diǎn)焊接頭剝離試驗(yàn)結(jié)果可知，其熔核最小直徑為8.5mm，平均直徑為9.8mm，鑿削試驗(yàn)的熔核最小直徑為8.5mm，平均直徑為9.6mm。試驗(yàn)結(jié)果符合EN15085-3附錄F中的規(guī)定的最小值。
3 結(jié)論
1）在一定范圍內(nèi)，電極壓力減小，被焊工件接觸電阻增大，熔化區(qū)面積增加，最終導(dǎo)致熔核直徑增加。
2）在一定范圍內(nèi)，焊接電流與接頭的熔核直徑符合線性關(guān)系，提高焊接電流是增加接頭熔核直徑最直接，最有效的途徑之一。
3）延長通電時(shí)間在一定范圍內(nèi)可以增加熔核直徑，但繼續(xù)增加通電時(shí)間時(shí)，主要體現(xiàn)在熔核厚度方向的增長，且會(huì)導(dǎo)致接頭表面下壓量過大。
4）點(diǎn)焊接頭剪切試驗(yàn)、剝離和鑿削試驗(yàn)驗(yàn)證了上述結(jié)論的適用性，對(duì)實(shí)際的生產(chǎn)具有重要的指導(dǎo)意義。
【參考文獻(xiàn)】
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[2]倪建東，劉新霞，宋永倫.轎車車身6061鋁合金的中頻點(diǎn)焊工藝及接頭性能研究[J].電焊機(jī)，2009，39（7）：41.
電阻焊范文4
關(guān)鍵詞：大型焊接件、去應(yīng)力退火、拼裝式電阻爐
Abstract: as to not appropriate for box heat treatment furnace in the stress relieving some of the large welding parts, in order to reduce or even eliminate the welding stress, avoid cracks in the use process, can use simple split type resistance furnace to stress annealing.
Keywords: large welding, stress relieving, split type resistance furnace
中圖分類號(hào)：TG441.4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
1 前言
在鋼結(jié)構(gòu)的實(shí)踐中，我們經(jīng)常碰到一些關(guān)鍵部件為大型焊接件，由于它們在工作狀態(tài)下環(huán)境惡劣、反復(fù)承受較大的沖擊載荷，所以要求在焊接之后，必須減少甚至消除焊接應(yīng)力，避免在使用過程中出現(xiàn)裂紋，而焊后熱處理方法是減少和消除焊接應(yīng)力的最有效途徑，鋼結(jié)構(gòu)制作中最常用的焊后熱處理方法就是去應(yīng)力退火。但是，普通的熱處理爐如箱式電阻爐無法容納大尺寸焊接構(gòu)件，簡易拼裝式電阻爐成為首選。下面，我們以某工程的盾構(gòu)中心部分作為實(shí)例，剖析拼裝式電阻爐在大型焊接件退火中的應(yīng)用。
某盾構(gòu)中心部分的總體尺寸：8345mm*8390mm*1690mm，數(shù)量：1件，重量：71.1噸，材料：Q345B。要求焊接完畢后進(jìn)行去應(yīng)力退火，退火工藝為保溫溫度580°±20°，保溫時(shí)間t=最大鋼板厚度tmax(mm)*2min/mm，加熱速度為250°C以上為50°C/小時(shí)，冷卻速度為50°C/小時(shí)，冷卻至250°C出爐空冷。
2 去應(yīng)力退火作用和技術(shù)要求
2.1 去應(yīng)力退火作用
消除焊縫中氫氣，提高焊接接頭的抗裂性和韌性。可穩(wěn)定焊縫及熱影響區(qū)的碳化物，提高接頭的高溫持久強(qiáng)度。穩(wěn)定焊接構(gòu)件的形狀，消除焊件在使用過程中的畸變。
2.2 技術(shù)要求
熱處理工藝曲線如下：
3 熱處理質(zhì)量的評(píng)定驗(yàn)收
本次熱處理工程質(zhì)量評(píng)定驗(yàn)收包括：
3.1 熱處理工藝曲線
制訂熱處理工藝曲線，采用連續(xù)式記錄儀自動(dòng)記錄（250℃以下不記錄）， 并按相應(yīng)的技術(shù)要求評(píng)定驗(yàn)收。
3.2 熱處理后工件的變形
每一工件在熱處理前須檢查尺寸公差， 檢查結(jié)果應(yīng)符合圖紙要求并做好記錄。經(jīng)去應(yīng)力退火后再出爐檢查，做好記錄， 熱處理后的變形量應(yīng)以滿足技術(shù)要求為原則。
4 熱處理方法
由于本次熱處理使用大型設(shè)備，因此在解決設(shè)備的技術(shù)問題上既要考慮到技術(shù)的可靠性、安全性，又要考慮到經(jīng)濟(jì)實(shí)用性，經(jīng)充分考慮，擬在制作現(xiàn)場建造一座簡易拼裝式電阻爐，以滿足現(xiàn)場退火熱處理技術(shù)要求。
加熱爐的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足下列條件：
爐內(nèi)的有效空間能容納最大體積的工件。加熱爐的設(shè)計(jì)功率能滿足工件按去應(yīng)力退火工藝規(guī)范升溫所需的熱量。保證爐內(nèi)溫度均勻，并能滿足工藝技術(shù)要求。應(yīng)保證工件吊裝方便。應(yīng)保證工件去應(yīng)力退火可靠、安全、經(jīng)濟(jì)。
加熱爐爐殼采用鋼制組合結(jié)構(gòu)。爐蓋和爐壁保溫絕熱采用輕質(zhì)耐火纖維，加熱元件選用NJ型框架式加熱器，分布于爐壁周圍利用熱輻射和熱空氣對(duì)流原理使工件達(dá)到均勻加熱之目的，測溫元件為K型鎧裝式熱電偶，熱電偶的補(bǔ)償選用銅---康銅導(dǎo)線，控溫設(shè)備選用DWK型360KW電腦溫控儀。
5 加熱爐熱功計(jì)算
5.1 熱工計(jì)算參數(shù)
熱工計(jì)算參數(shù)見表1。
表1 加熱爐熱工計(jì)算參數(shù)
5.2計(jì)算
以下是升溫到580℃時(shí)，升溫平均速度按50℃/h 時(shí)的計(jì)算結(jié)果。
表2 計(jì)算結(jié)果
(1)從室溫升至580℃所需10.6小時(shí)，每小時(shí)平均需熱量
Q1=5858640Kcal/10.6小時(shí)=552702Kcal/h
(2)爐襯（保溫絕熱材料）的熱損失
Q2=（T1- T0）*F/（S1/λ1+ S2/λ2+0.06）
式中：
T1—退火溫度580℃
T0—環(huán)境溫度30℃
S1—超細(xì)玻璃棉厚度0.100m
S2 —硅酸鋁纖維厚度0.05m
λ1—超細(xì)玻璃導(dǎo)熱系數(shù)0.028千卡/米.時(shí).度
λ2—硅酸鋁纖維氈導(dǎo)熱系數(shù)0.046千卡/米.時(shí).度
F—絕熱保溫材料表面積262.8m2
0.06—綜合傳熱系數(shù)
經(jīng)計(jì)算： Q2=30633.4Kcal/h
(3)爐襯(保溫材料)蓄熱量Q3
Q3=V1,2•γ1,2•C•(T1—T0）
式中：
V1—超細(xì)玻璃棉體積26.3M3
V2—硅酸鋁纖維體積13.2M3
γ1—超細(xì)玻璃棉容量80公斤/M3
γ2—硅酸鋁纖維容重128公斤/M3
C—超細(xì)玻璃棉和硅酸鋁纖維的平均比熱0.23Kcal/Kg•℃
T1—加熱溫度580℃
T0—環(huán)境溫度30℃
Q超細(xì)玻璃棉=26.3×80×0.23(580-30℃）=266156Kcal/h
Q硅酸鋁纖維=13.2×128×0.23(580-30℃)=213734Kcal/h
經(jīng)計(jì)算：Q3=266156 Kcal/h +213734 Kcal/h =479890Kcal/h
(4)加熱器和工撐支架升溫至退火溫度580℃所需熱量
Q加=G•C(T1—T0）
式中： G—加熱器和工撐支架重量3500公斤
C—鋼的平均比熱0.145Kcal/Kg•℃
T1—加熱溫度580℃
T0—環(huán)境溫度30℃
經(jīng)計(jì)算：Q加=3500×0.145×(580-30℃)=279125Kcal
每小時(shí)所需熱量
Q4=279125÷10.6=26333Kcal/h
加熱爐升溫至加熱溫度每小時(shí)所需總熱量
Q總=Q1+Q2+Q3+Q4=552702+30633.4+479890+26333=1089558.4Kcal/h
換算耗電功
P=Q總*4.1868/3600=1267KW
為確保加熱爐運(yùn)行加安全系數(shù)0.2~0.3，得到總功率1647KW。
6 去應(yīng)力退火工藝設(shè)計(jì)
本次去應(yīng)力退火工藝設(shè)計(jì)由供電系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、 測溫系統(tǒng)等部分組成。
6.1 供電系統(tǒng)
由于去應(yīng)力退火的不可逆性，為滿足設(shè)備去應(yīng)力退火的用電，須確保1700kw以上的正常、安全的供電。
6.2 加熱系統(tǒng)
6.2.1 加熱爐加熱器的布置
本工程去應(yīng)力退火根據(jù)熱功計(jì)算，所需加熱功率1700KW，采用NJ型框架式加熱器具170片，每片加熱功率為10KW，外形尺寸1000×400×90mm，設(shè)計(jì)總功率為1700KW。呈梯形分布置于爐壁周圍，共170片，分上下二層分布為42片、84片，底部布置44片。利用熱輻射和熱對(duì)流的加熱工藝，使工件達(dá)到均勻加熱退火之目的。
6.2.2 加熱器的連接
加熱器的內(nèi)導(dǎo)線采用Ф6.5～10的圓鋼，套上氧化鋁高溫瓷管引出爐外與外導(dǎo)線連接， 再接到電腦溫控儀。所用零線焊為一體，作為公共零線引出， 各自形成獨(dú)立電網(wǎng)，所有加熱器均采用星形接法，同步通電加熱。
6.2.3 保溫層的鋪設(shè)
保溫材料應(yīng)符合QJ/GN30-89標(biāo)準(zhǔn)，加熱時(shí)外層溫度應(yīng)不高于60℃，選用保溫性能好、導(dǎo)熱系數(shù)低， 容重輕的巖棉和LT型硅酸鋁纖維針刺氈和超細(xì)玻璃綿，為了減少熱損失，熱處理爐的爐壁保溫層厚150mm以上。 爐內(nèi)保溫層之間應(yīng)注意接縫錯(cuò)開搭接嚴(yán)密，并用鐵絲軋緊、軋好，防止熱量散失， 以防止局部溫差過大而形成熱應(yīng)力。
6.3 測溫和控溫系統(tǒng)
本次去應(yīng)力退火工程采用鎧裝熱電偶測溫，熱電偶的補(bǔ)償采用銅－康銅補(bǔ)償導(dǎo)線并通過DWK型電腦溫控儀控溫， 每臺(tái)電腦溫控儀輸出功率為360KW，溫度控制范圍0━1000℃，測量精度±1℃，將設(shè)定的工藝參數(shù)輸入電腦進(jìn)行溫度自動(dòng)控制。
加熱爐內(nèi)共布置24個(gè)控溫點(diǎn)，其上下二個(gè)部分各沿周長布置12個(gè)控溫點(diǎn)，各點(diǎn)溫度控制均由電腦掃描監(jiān)視，每1秒鐘掃描一次，每12秒鐘修正一次功率系數(shù)。控溫過程均由屏幕顯示，并由連續(xù)式記錄儀自動(dòng)記錄工藝曲線。
7 爐內(nèi)整體去應(yīng)力退火的防變形措施
工件在爐內(nèi)加熱時(shí)會(huì)熱脹冷縮，為減少工件的摩擦阻力，防止工件產(chǎn)生拘束應(yīng)力和殘余變形，應(yīng)在工件下的支座底座下放置滾杠若干個(gè)，以減小工件自重對(duì)地面的摩擦阻力。
必須嚴(yán)格執(zhí)行加熱工藝規(guī)范， 確保工件在去應(yīng)力退火時(shí)各部位溫差達(dá)到工藝技術(shù)要求，防止溫差過大造成溫差應(yīng)力。
8 熱處理結(jié)果
自動(dòng)記錄儀記錄顯示，熱處理爐各部分從250℃加熱到580℃所需時(shí)間為5小時(shí)10分至5小時(shí)45分，保溫溫度為580℃±20℃，從580℃到250℃的冷卻時(shí)間均在5.5小時(shí)以上。
9 結(jié)論
對(duì)于不適宜在箱式熱處理爐中進(jìn)行去應(yīng)力退火的一些大型焊接件，使用特制的簡易拼裝式電阻爐和合適的熱處理工藝，可以滿足去應(yīng)力退火對(duì)加熱速度、爐溫均勻性和冷卻速度的要求，達(dá)到較理想的熱處理效果。
參考文獻(xiàn)
[1]金屬熱處理，主編：劉俞銘，北京市北方工業(yè)出版社出版，出版日期：2005,第24-34，853頁。
電阻焊范文5
關(guān)鍵詞：減溫器更換； 焊接；施工方案
中圖分類號(hào)：V221+.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
1 概述
國投曲靖發(fā)電有限公司裝機(jī)容量為4×300MW火力發(fā)電機(jī)組，鍋爐系東方鍋爐廠生產(chǎn)的DG1025/18.2-Ⅱ16型亞臨界、高強(qiáng)螺栓連接全鋼架懸吊結(jié)構(gòu)、一次中間再熱、自然循環(huán)、固態(tài)排渣爐、單爐膛、π型布置、平衡通風(fēng)、四角切向燃燒、擺動(dòng)燃燒器調(diào)溫的燃煤鍋爐。過熱器系統(tǒng)裝有三級(jí)噴水減溫器，噴水減溫器為多孔噴管式，Ⅰ級(jí)噴水減溫器裝在低過至前大屏的連接管道上，Ⅰ級(jí)減溫器為Ф609.6×55mm（材質(zhì)12Cr1MoVG）；Ⅱ級(jí)噴水減溫器在前大屏至后屏的連接管上，左右各一，Ⅱ級(jí)減溫器為Ф426×50mm （材質(zhì)12Cr1MoVG）重2.5噸；Ⅲ級(jí)噴水減溫器裝在后屏至高過的連接管上，左右各一，Ⅲ級(jí)噴水減溫器為Ф406.4×50mm（材質(zhì)12Cr1MoVG）。
檢修單位在年度檢修時(shí)，發(fā)現(xiàn)過熱器系統(tǒng)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級(jí)減溫器減溫水管與減溫器之間的插座焊口產(chǎn)生裂紋，嚴(yán)重影響機(jī)組安全運(yùn)行，業(yè)主決定割除舊設(shè)備，更換為新設(shè)備。此方案在#2爐、#3爐、#4爐的檢修工程中得到了有效應(yīng)用，安全、優(yōu)質(zhì)、高效地完成了過熱器系統(tǒng)減溫器更換工作，受到業(yè)主的認(rèn)可和好評(píng)。經(jīng)過三年的工程應(yīng)用證明，該方法成熟可靠，值得推廣。
2 焊接工藝原理
減溫器是材質(zhì)為12Cr1MoVG的大直徑厚壁管，焊接時(shí)，應(yīng)進(jìn)行焊前預(yù)熱，手工鎢極氬弧焊的預(yù)熱溫度為150℃～200℃，焊條電弧焊的預(yù)熱溫度為200℃～300℃，可防止產(chǎn)生冷裂紋。焊后進(jìn)行熱處理，可改善焊接接頭的金相組織和力學(xué)性能。
3 焊接施工工藝流程及操作要點(diǎn)
3.1 施工工藝流程，見圖3-1 。
圖3-1 施工工藝流程圖
3.2 舊設(shè)備拆除
（1）切割作業(yè)
切割前，應(yīng)將設(shè)備固定好。采用氧乙炔火焰切割的方法，將減溫器筒身、噴管管接頭沿原安裝焊縫中心線割開，見圖5.2.2-1，分段吊出鍋爐大包外。切割時(shí)，應(yīng)保證減溫器筒身兩端管道以及與噴管管接頭相焊的管道的長度。
（2）用卷揚(yáng)機(jī)將割除設(shè)備吊至鍋爐爐右0m運(yùn)走。
3.3坡口制備
（1）采用角向磨光機(jī)打磨的方法進(jìn)行坡口制備，應(yīng)將原安裝焊縫打磨清除干凈，以保證焊接質(zhì)量。制造廠提供的減溫器坡口形式為U形，因此，與減溫器對(duì)接的原設(shè)備的坡口應(yīng)打磨成U形。坡口尺寸、對(duì)口尺寸見圖5.2.3.2-1 。
圖3.3-1 坡口尺寸、對(duì)口尺寸
（2） 管道管口端面應(yīng)與管道中心線垂直，其偏斜度≤2mm。見圖5.2.3.2-2 。
（3）坡口內(nèi)及邊緣20mm內(nèi)母材無裂紋、重皮、坡口損傷及毛刺等缺陷。
3.4焊件對(duì)口
（1）對(duì)口前，應(yīng)將坡口表面及附近母材（內(nèi)、外壁）每側(cè)10～15mm范圍內(nèi)的油、漆、垢、銹等清理干凈，直至發(fā)出金屬光澤。
（2）焊件對(duì)口時(shí)應(yīng)做到內(nèi)壁齊平，若有錯(cuò)口，其錯(cuò)口值不超過壁厚的10%，且不大于1mm。
（3）焊件對(duì)口間隙3～4.5mm。
（4）焊接組裝時(shí)應(yīng)將待焊工件墊置牢固，以防止在焊接過程中產(chǎn)生變形和附加應(yīng)力。
（5）禁止采用強(qiáng)力對(duì)口。
（6） 焊件定位，采用“定位塊”點(diǎn)固在坡口內(nèi)，沿管道圓周方向均勻布置3～4塊（水平位置的焊件，定位塊的位置應(yīng)避開平焊及仰焊位置）。
3.5 焊接作業(yè)
（1）焊前準(zhǔn)備
焊工必須經(jīng)培訓(xùn)考試合格，持有相應(yīng)項(xiàng)目的有效合格證。
焊機(jī)選用ZX7-400S型逆變焊機(jī)，性能良好，調(diào)節(jié)靈活，儀表按計(jì)量的要求進(jìn)行定期校驗(yàn)。
焊接材料：一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)減溫器材質(zhì)均為12Cr1MoVG，焊接時(shí)，氬弧焊絲選用TIG-R31（Ф2.5），焊條選用R317（Ф3.2、Ф4.0），要求有制造廠提供的質(zhì)量證明書，其質(zhì)量符合國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。R317焊條使用前應(yīng)按照說明書的要求進(jìn)行烘焙，且重復(fù)烘焙次數(shù)不得超過2次，使用時(shí)，裝入保溫溫度為80℃～110℃的專用保溫筒內(nèi)，通電保溫，隨用隨取。鎢極選用鈰鎢極WCe-20（Φ2.5）。氬氣純度≥99.95%。
對(duì)口前，要求對(duì)減溫器的材質(zhì)進(jìn)行光譜分析復(fù)查，應(yīng)與設(shè)計(jì)材質(zhì)相符。
（2）焊接工藝
焊接前，采用電加熱法預(yù)熱，鎢極氬弧焊（GTAW）打底時(shí)的預(yù)熱溫度為150℃～200℃，焊條電弧焊（SMAW）的預(yù)熱溫度為200℃～300℃。
焊接時(shí)，應(yīng)由兩名焊工對(duì)稱施焊。GTAW打底的焊層厚度不小于3mm，打底層焊縫檢查合格后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行次層焊縫的焊接。層間填充及蓋面焊接采用多層多道焊，單層焊道的厚度不大于所用焊條直徑加2mm，單焊道寬度不大于所用焊條直徑的5倍。每焊完一層后，應(yīng)將藥皮和飛濺物清理干凈。焊接過程中，應(yīng)注意接頭和收弧的質(zhì)量，收弧時(shí)應(yīng)填滿熔池。多層多道焊的接頭應(yīng)錯(cuò)開30～50mm。焊接層間溫度控制在200℃～300℃。
減溫器更換的對(duì)接焊口為水平固定位置，其焊接工藝參數(shù)見表5.2.3.4 。
注：GTAW打底焊接時(shí)，氬氣流量為8～10 L/min。
3.6 焊口外觀質(zhì)量檢查
對(duì)焊口外觀質(zhì)量進(jìn)行100%的檢查，其質(zhì)量符合DL/T869-2012的I類焊接接頭的要求。
3.7 焊后熱處理
（1）焊后熱處理設(shè)備選用DWK-A-360型電腦溫控儀，性能良好。加熱方式為柔性陶瓷電阻加熱。熱處理用測控溫儀表、熱電偶等計(jì)量器具必須經(jīng)過校驗(yàn)，并在有效期內(nèi)使用。維修后計(jì)量器具，必須重新校驗(yàn)。
（2）熱電偶的安裝位置與數(shù)量，應(yīng)保證測溫和控溫準(zhǔn)確可靠、有代表性。水平固定的減溫器，測溫點(diǎn)應(yīng)上下對(duì)稱布置，采取與分區(qū)加熱相應(yīng)的測溫、控溫方式安裝熱電偶。熱電偶應(yīng)固定牢固，保證測溫和控溫準(zhǔn)確可靠。
（3）焊后熱處理工藝參數(shù)
Ⅰ級(jí)減溫器為12Cr1MoVG、Ф609.6×55：加熱溫度為720℃～750℃；根據(jù)（δ為減溫器壁厚）計(jì)算，升、降溫速度為114℃/h， 300℃以下可不控制升、降溫速度；恒溫時(shí)間180分鐘；加熱寬度從焊縫中心起每側(cè)不小于330mm；保溫寬度從焊縫中心算起，每側(cè)比加熱寬度增加不少于150mm；保溫厚度40mm～60mm。
Ⅱ級(jí)減溫器為12Cr1MoVG、Ф426×50，Ⅲ級(jí)噴水減溫器為12Cr1MoVG、Ф406.4×50：加熱溫度為720℃～750℃；根據(jù)（δ為減溫器壁厚）計(jì)算，升、降溫速度為125℃/h， 300℃以下可不控制升、降溫速度；恒溫時(shí)間180分鐘；加熱寬度從焊縫中心起每側(cè)不小于250mm；保溫寬度從焊縫中心算起，每側(cè)比加熱寬度增加不少于150mm；保溫厚度40mm～60mm。
焊后熱處理恒溫過程中，在加熱范圍內(nèi)任意兩測點(diǎn)間的溫差不得高于50℃。
3.8 焊縫金屬光譜分析
應(yīng)對(duì)焊縫金屬進(jìn)行100%的光譜分析復(fù)查。
3.9 焊口無損檢驗(yàn)
熱處理工作完成后，應(yīng)對(duì)焊口進(jìn)行100%的超聲波探傷，超聲波探傷按《管道焊接接頭超聲波檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)程》（DL/T820-2002）B級(jí)進(jìn)行，焊縫質(zhì)量達(dá)I級(jí)。
3.10 硬度檢驗(yàn)
熱處理工作完成后，應(yīng)對(duì)焊接接頭進(jìn)行100%的硬度檢驗(yàn)，其硬度值符合DL/T869-2012的規(guī)定。
結(jié)語
采用此方法后，國投曲靖發(fā)電有限公司#2、#3、#4爐過熱系統(tǒng)減溫器更換焊接工作安全順利完成，為機(jī)組檢修工期控制節(jié)省了時(shí)間。經(jīng)過三年實(shí)踐證明，本方案設(shè)計(jì)簡單、安全性高，實(shí)施方便，為整個(gè)作業(yè)過程提供了有力的技術(shù)支持，值得在今后同類型鍋爐更換減溫器焊接工作借鑒。
參考文獻(xiàn)
[1]楊炳彥 .火電建設(shè)焊接技術(shù)[M].中國電力出版社 1999.
[2]DL/T869-2012，火力發(fā)電廠焊接技術(shù)規(guī)程[S].
電阻焊范文6
關(guān)鍵詞: 電焊鋼管；機(jī)組；技術(shù)要點(diǎn)
1 前言
本文對(duì)中小直徑焊管機(jī)組的改造進(jìn)行了分析, 為生產(chǎn)高性能焊管提供了技術(shù)支持。根據(jù)焊管的細(xì)分市場, 采用合理的工藝方式, 配套完善, 生產(chǎn)更能滿足用戶需求的產(chǎn)品, 更好地服務(wù)客戶。
2 焊管產(chǎn)品的層次
根據(jù)鋼管的可焊性、幾何尺寸精度、內(nèi)毛刺清除、焊縫和管體的熱處理、水壓試驗(yàn)壓力、無損探傷和試驗(yàn)項(xiàng)目以及使用的重要程度把焊管產(chǎn)品劃分為5個(gè)層次: X70、X80鋼級(jí)的管線管、N80鋼級(jí)的石油油套管,合金鍋爐管等屬于第一層次; X52~ X65鋼級(jí)的管線管, J55、H40鋼級(jí)的石油油套管,STB410~520鍋爐管, 590M Pa級(jí)的液壓缸體管等屬于第二層次;高精度托輥管,汽車傳動(dòng)軸管,中低壓鍋爐管,490M Pa 級(jí)腳手架用管,冷拔軋缸體用管坯,液壓支架管坯,變壓器用管等屬于第三層次;中低壓流體輸送管,礦山流體輸送管,深井泵管,方矩形管屬于第四層次;低壓流體輸送管,一般結(jié)構(gòu)管屬于第五層次。各種鋼管的特點(diǎn)：
(1)薄管壁鋼管: 薄壁管是焊管的傳統(tǒng)領(lǐng)地, 其成型焊接技術(shù)成熟, 現(xiàn)在是向更薄的方向發(fā)展, 滿足部件使用要求, 減輕重量, 減少加工量; 材料的高鋼級(jí)化也提供了這種可能性。對(duì)于薄壁管的成型來說, 邊緣彎曲變形充分和克服鼓包現(xiàn)象要求機(jī)組的成型方式更合理, 調(diào)整的精確性更高。
(2)厚管壁鋼管: 厚壁管用于套管、管線管和結(jié)構(gòu)件, 作為冷拔管坯, 通過冷拔軋、鏜缸等深加工, 主要用于液壓支架、液壓缸體和汽缸體。與無縫管對(duì)比,焊管壁厚均勻, 幾何尺寸精確, 可以代替無縫管使用的部分領(lǐng)域, 向相對(duì)厚壁發(fā)展是焊管的開拓領(lǐng)域。
(3)高精度鋼管: 機(jī)械結(jié)構(gòu)用管一般要求幾何尺寸精度高, 如圓度公差小、直線度好、清除內(nèi)毛刺殘留高度有的小于0.20mm 等。
(4)高鋼級(jí)鋼管: 提高材料的性能,減輕零部件的重量,對(duì)于交通運(yùn)輸工具具有非常重要的意義,也是它們升級(jí)換代的條件之一。管線鋼管向高鋼級(jí)發(fā)展,提高輸送能力;油井管的高鋼級(jí)化提高鉆井深度, 降低鋼管消耗量。
(5)清內(nèi)刺鋼管: 清除內(nèi)毛刺是焊管幾何無縫化的重要內(nèi)容, 清除內(nèi)毛刺技術(shù)是焊管行業(yè)大力推廣的技術(shù)之一, 有些企業(yè)已經(jīng)取得良好效果。有的焊管機(jī)組清除內(nèi)毛刺焊管和無縫管一樣光潔, 已代替無縫鋼管用于制作汽車排氣管; 過去, 小型電機(jī)外殼、冷凝器外殼、冰箱的壓縮機(jī)殼體等采用無縫管冷拔,現(xiàn)在由于內(nèi)毛刺清除的好, 已經(jīng)用焊管代替。
(6)耐腐蝕鋼管: 冶金行業(yè)有關(guān)部門組織寶鋼、武鋼、攀鋼和焊管、冷彎型鋼生產(chǎn)廠就鐵路客貨運(yùn)車廂提高耐蝕性、減輕自重聯(lián)合攻關(guān), 采用高強(qiáng)度可焊接耐侯鋼逐步代替原來車廂。耐腐蝕性對(duì)于鋼材的使用效益巨大。石油管采用溝腐蝕試驗(yàn)檢驗(yàn)焊管的耐腐蝕性。通過采取焊縫的正火處理, 降低硫等有害元素的含量, 降低非金屬夾雜物的含量等措施, 焊接石油管耐腐蝕性良好。如果說單個(gè)要求還能夠滿足, 而這些方面的組合就提出了更高要求, 事實(shí)上它們很難是孤立的, 這些問題的解決, 促進(jìn)了焊管技術(shù)的進(jìn)步。
3 改造焊管機(jī)組的技術(shù)措施
3. 1 焊接溫度的自動(dòng)控制系統(tǒng)
焊管生產(chǎn)過程中, 由于同一卷鋼帶頭尾或不同卷間存在厚度公差, 鋼帶的厚度或焊管機(jī)組的速度有輕微變化而引起焊接輸入熱量波動(dòng), 而且高鋼級(jí)(如N80等)焊接溫度偏差范圍窄, 很難以人工方式加以矯正, 只有通過焊接溫度自動(dòng)控制系統(tǒng), 科學(xué)地控制焊接熱量來矯正這種變化; 其工作原理是用兩色高溫計(jì)進(jìn)行測溫, 把得到的焊接溫度信號(hào)同預(yù)先設(shè)定的溫度加以比較, 并校核信號(hào)的有效性后, 自動(dòng)地把焊接功率調(diào)高或調(diào)低來保持所需要的溫度, 該裝置能夠最大限度地減少啟動(dòng)和停車時(shí)的廢品。
3. 2 內(nèi)毛刺清除裝置的設(shè)置及清除效果的檢測
鍋爐管、熱交換器管和汽車傳動(dòng)軸管、冷拔管坯等要求殘留的內(nèi)毛刺高度和形狀較為嚴(yán)格。目前內(nèi)毛刺清除裝置主要是機(jī)械式和液壓式; 其區(qū)別在于機(jī)械式用彈簧調(diào)節(jié)清除內(nèi)毛刺刀架上下托輥(滑塊)間距, 使其和管壁緊密接觸并維持一定壓力。液壓式是通過液壓缸的位移來達(dá)此目的, 比機(jī)械式優(yōu)越之處是鋼管壁厚變化, 和管壁接觸壓力恒定; 管坯接頭處可以卸壓, 上下托輥(滑塊)和刀具不接觸管壁, 減少刀具碰壞機(jī)會(huì), 管坯接頭可以在不停機(jī)的情況下順利通過, 減少開口管的數(shù)量; 而且內(nèi)毛刺清除穩(wěn)定; 調(diào)整更容易。對(duì)內(nèi)毛刺清除效果的檢測有工業(yè)電視, 超聲波檢測, 測定內(nèi)毛刺清除裝置的受力情況判定等方法。
3. 3 焊縫的在線超聲波探傷和渦流探傷等檢測技術(shù)
利用超聲波垂直地或成角度地射入被檢驗(yàn)的鋼管內(nèi), 通過缺陷的反射或在有缺陷部位的衰弱判斷的方法, 能檢查出肉眼不可能發(fā)現(xiàn)的內(nèi)部缺陷。有些生產(chǎn)用途重要的焊管機(jī)組, 也使用超聲波探傷可以對(duì)坯料的夾層進(jìn)行檢查以及對(duì)焊縫檢查。渦流探傷主要檢查焊管內(nèi)外表面的缺陷, 如弧坑、焊瘤等。
3. 4 焊縫的在線中頻感應(yīng)熱處理
對(duì)于中高檔焊管如鍋爐管、油井管、高鋼級(jí)的精密冷拔管管坯對(duì)焊縫或整個(gè)管體熱處理。筆者認(rèn)為焊縫局部熱處理就能夠達(dá)到平衡組織, 消除應(yīng)力的目的。而且, 可以利用焊后余熱, 縮短加熱時(shí)間, 能耗較整體加熱少。因此, 設(shè)置在線中頻感應(yīng)加熱焊縫正火或淬火回火設(shè)備可以滿足需要。從國外使用情況看, 在線中頻感應(yīng)加熱焊縫可以達(dá)到60mm。對(duì)于表面質(zhì)量要求高的, 材質(zhì)易于氧化的合金鋼管, 宜采用氣體保護(hù)的光亮熱處理。
3. 5 高鋼級(jí)的焊接技術(shù)
對(duì)于合金鍋爐管、X 70、N80 等焊縫質(zhì)量要求高、易于氧化的材料, 應(yīng)采用惰性氣體保護(hù)焊接, 優(yōu)化焊接參數(shù), 選擇合適的開口角, 保持平行對(duì)接, 選用第二種焊接現(xiàn)象的焊接溫度。
3. 6 高剛度的薄、厚壁成型機(jī)架
排輥成型的粗成型部分采用許多小圓柱輥使帶鋼邊部連續(xù)成型, 輥距小, 帶鋼邊緣延伸小, 基本克服鼓包現(xiàn)象, 成型穩(wěn)定, 適合于薄壁管。曼乃斯曼( 33~ 114. 3)mm X( 2. 0~ 7. 0)mm 直緣成型法, 大大縮短變形區(qū)長度, 讓帶鋼自然成型, 使邊緣拉伸盡量減少, 可生產(chǎn)T /D 為1% 的薄壁管。通過翹片輥可生產(chǎn)T /D≤10%厚壁管, 寧遠(yuǎn)鋼廠引進(jìn)曼內(nèi)斯曼公司米爾廠的RN l20L 型就是代表。
EF成型法是開口孔工序中采用獨(dú)特的邊部彎曲和多輥組合成型方式, 用帶有獨(dú)特組合曲線的公共軋輥以生產(chǎn)較廣范圍的產(chǎn)品。該成型法的首架機(jī)架采用公用組合輥成型, 使帶鋼邊部得到漸變的充分彎曲; 中部變形為立輥群集中變形, 減少劃傷, 降低成型負(fù)荷, 通過封閉孔型規(guī)圓; 其成型穩(wěn)定, 能夠生產(chǎn)T /D≤10%的厚壁管。
其他還有CBR 成型法, CTA 成型法等。所有這些成型法, 都強(qiáng)調(diào)帶鋼邊緣彎曲變形質(zhì)量, 為焊接創(chuàng)造良好條件; 高剛度, 減小彈跳, 保證精度。
3. 7 焊管的深加工, 產(chǎn)品的高精度化
作為冷拔(冷軋)管坯, 焊管代替無縫管, 優(yōu)勢在于壁厚均勻, 管徑精度高, 表面質(zhì)量好, 可以選擇合適的壁厚和外徑, 盡可能減少加工道次, 提高效率, 降低金屬材料消耗, 從而降低成本低。同時(shí)也為冷拔冷軋高精度, 高表面質(zhì)量的缸體用管和汽車用管等提供了原料保證, 通過冷加工, 提高了機(jī)械性能, 獲得高的附加價(jià)值。德國全部采用冷拔方法加工汽車用鋼管, DOM 管是焊管產(chǎn)品深加工的一條出路。另一個(gè)是圓管通過輥式成型, 冷擠壓成型和輥模拉拔成型等方式成型為異形斷面鋼管; 國外的液壓成型技術(shù)使圓管成型為形狀更復(fù)雜的異形管。
3. 8 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的應(yīng)用
開發(fā)應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助孔型設(shè)計(jì)和軋輥設(shè)計(jì)軟件, 縮短產(chǎn)品開發(fā)周期, 靈活適應(yīng)市場; 提高設(shè)計(jì)精度, 運(yùn)用微機(jī)模擬能力, 更好把握鋼管變形規(guī)律, 提高成功率。利用微機(jī)進(jìn)行工藝參數(shù)的優(yōu)化和處置及備品備件的管理, 從而進(jìn)行工序的自動(dòng)控制, 更換規(guī)格時(shí), 采用計(jì)算機(jī)軋輥定位系統(tǒng), 減少調(diào)整工作量,發(fā)揮計(jì)算控制制造過程的功能。利用計(jì)算機(jī)檢測預(yù)報(bào)設(shè)備故障, 提高設(shè)備作業(yè)率。利用計(jì)算機(jī)集中控制和生產(chǎn)指揮, 動(dòng)態(tài)把握生產(chǎn)進(jìn)程, 減少在制品流程時(shí)間, 減少庫存, 合理組織生產(chǎn), 更快捷地滿足用戶需要。
4 技術(shù)改造建議
總而言之，焊管和無縫管各有千秋, 因?yàn)楹附蛹捌淇刂萍夹g(shù)的提高,通過無損檢驗(yàn)和水壓試驗(yàn),有缺陷的焊管得以剔除,焊管的焊縫質(zhì)量得到保證。清除內(nèi)毛刺是焊管幾何無縫化的重要內(nèi)容, 現(xiàn)在技術(shù)也已經(jīng)成熟。利用焊管產(chǎn)品的優(yōu)勢, 明確市場定位, 滿足用戶需求, 對(duì)于中小直徑焊管機(jī)組技術(shù)改造提出以下建議:
(1)以低壓流體和礦用流體輸送作為產(chǎn)品方向, 在普通焊管機(jī)組的基礎(chǔ)上, 增加渦流探傷裝置和水壓試驗(yàn)機(jī)。
(2)以冷拔用管坯和普通機(jī)械結(jié)構(gòu)管作為產(chǎn)品方向, 在普通焊管機(jī)組的基礎(chǔ)上, 增加內(nèi)毛刺清除裝置, 增加渦流探傷和超聲波探傷。