高频直缝焊钢管的要素与机理

高频感应直缝焊钢管整套设备是典型的机电一体化设备，高频焊接部分又是整套设备中的关键，只有机和电紧密配合，才能充分的利用设备和提高效率。近年来随着我国焊管行业的快速发展，生产厂家不断的增加，相应对焊缝质量和设备的利用率的要求也重视起来。要想解决这一问题，有必要熟悉一下高频直缝焊接钢管之机理。这样对机械调速和高频设备的充分利用以及提高整机效率，保证焊缝质量均有益处。

众所周知，利用高频电流的集肤效应，可以将高频电能量集中于工件的表面。利用邻近效应又可控制高频电流流动路线的位置和范围。如图一所示，反应了高频电流的邻近效应现象。

具体到高频焊管，如图二所示。要想让高频电流集中在管缝边缘V形开口处，就要充分利用邻近效应掌握I1　> I2，那么要做到I1　> I2就要调整好以下几点：

1、 感应圈的宽度要掌握在被焊钢管直径1-1.2倍。（a＝1-1￠）
2、 感应圈尽量向挤压辊方向靠近。（b越小越好）
3、 感应圈的形状，如图三所示：

4、 感应圈的内径与被焊钢管（未定径前）之间隙从理论上讲越小越好，也就是间隙越小效率越高，但实际中由于带钢接头处和操作人员的熟练程度等因素，应适当的放一些量以管子能通过又不碰感应圈为原则。（d≈3-5mm）
5、 磁棒圆截面积应掌握在被焊钢管内径截面积的75%，同时要通足够的水
冷却，以防磁棒温度超过居里点而失磁。
6、 磁棒位置应掌握在前端超出挤压辊中心线的3-4mm。（c＝3-4mm）
7、 开口角要掌握在3-5℃。（a＝3-5℃）（对一般钢管而言）
8、 影响焊接质量和焊速的另一因素是带钢的成形，如图四所示：

9、辊的挤压力对焊缝质量有重要的影响，一般掌握在100-300Mpa。
目前国内焊管机组尚却未有采用直接测量此种压力的装置。
调整好以上几点，高频设备通过感应圈（接触焊通过电极触头）向成形好的开口钢管供以高频电流。由开口钢管一边绝缘到会合角的顶端再到另一边缘，形成了高频电流的往复回路，而且越近顶点，两边缘的距离越小，因而产生的邻近效应愈强，边缘的温度越高，甚至达到金属的熔点。（还未达到熔点，一般温度掌握在 1350℃-1400℃左右，呈粘状态）在会合点处形成液体金属过梁，由于通过的电流密度很大，过梁被剧烈加热，当其内部产生的金属蒸气压力大于液体过梁表面张力时，便爆破而呈金属火花喷溅。随着钢管连续不断地向前运动，所喷溅的细滴火花也连续不断。钢管边向前运动边受挤压辊压力（顶锻）作用，从边缘挤出液态金属和氧化物，纯净金属便在固态下相互紧密接触，产生塑变和奧氏体再结晶，而形成了牢固的焊缝。可以说高频焊钢管实属于一种固相焊接法。
综上所述，只要把几个要素调整到最佳状态，不仅降低电耗，提高了焊管质量，而且还可以提高焊管速度，大大提高产量，从而为企业增加不可预见的经济效益。