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! 国外钢管 高频焊管焊接过程最佳效率的控制 摘 要：在高频焊管生产过程中，频率选取、边部状态、 形区形状、阻抗器及感应圈位置等参数是影响 ! 焊接效率的主要因素。介绍了焊接过程最佳效率参数的选取方法。 关键词：高频焊管；焊接过程；操作效率；控制 中图分类号： 文献标识码： 文章编号： + , #$$% ’(( ’ ) *% ’’ *(( ’ (* ) (($- ) (% ( 前 言 器的位置不是很好。当电压加于管坯边部时，一部 把频率 0(12 的电源功率转化为高频功率，并 分 电流沿带钢边缘流经 ! 形区而加热带钢边部； 以 3(4 的效率用于固态金属焊接 已成现实。在高 另一部分电流则从开 口管体的内环表面流过，经外 频焊接 中，焊接 功率一般在 ’((56 以上，其 中 环表面返回，产生了功率损耗。 $ 7 8 的功率都消耗在线圈发热、阻抗以及压辊和管 流经 ! 形区和 内环表面的电流大小取决于它 坯的加热上 。因而，使功率损耗最小的关键是设 们的阻抗，如图 ’ 所示。缩短 ! 形区长度和保持 置合理的线圈、阻抗器 以及轧机的合理配置 。在 其较小的距离能减小该路的阻抗，反之则增大阻 多数情况下，经过优化焊接过程，功率的损耗能 抗，热损耗增加。! 形区长度对加热区效率的影响 减少 8(4 ，且能改善焊接质量，减少停机时间， 比频率的影响大。短的工作线圈和较大的管径都能 增加产量。 增加管内阻抗。管内放置阻抗器 + 如图 ’/ , 同样会 增大内阻抗。 ’ 高频焊接机理 高频焊接的机理是：电压通过管坯开 口部分 的边缘，利用感应使 电流到达汇合点。电流流经 汇合 点时 ，金属被快速加热 。利用挤压辊 的压 力，使金属受热融化部分达到热挤压粘合，而杂 质也随之从焊缝中挤出。 * 为何选取高频电流 从技术上讲 ，低频 电流通过 电阻元件时，阻 图 ’ ! 形区长度对加热区效率的影响 抗是主要消耗。随着频率的提高，磁场增强，感 .—较长 ! 形区 /—较短 ! 形区 ’—! 形区电流 抗在阻抗 中成为主要因素，并且随着频率的增加 —感应圈 — 内环电流 —阻抗器 * % $ 而增加 。在焊接过程 中，作为初级绕组的感应线 圈，其尺寸宜适当小些。功率可通过 电磁耦合来 调节 ，高频所带来 的磁损与线 圈匝数和 电流有 $ 边部状态 关。如用频率为 0(12 的电源焊接管子，需要一个 在 ! 形区的带钢边部有毛 口或形状不规则， 数百匝的线圈和数千安的电流；而高频焊接常用 将使焊接热损失增加，挤出金属量增多，产生不规 ’ 9 % 匝的线圈和数百安的电流即可。另外，高频 则的焊珠，由此容易导致焊接缺陷。图 * 中 : 9 ; “ ” “ ” 为不 良边部状态 ：带钢 的内表面在 ! 形 区先汇 焊接还有利于 集肤效应 和 邻近效应 的发生。 合，大量电流从内表面流过，使内表面焊缝区金属 % 操作效率