成形后的管坯送入焊接機(jī)組，焊接成鋼管。焊管都有一條焊縫（直縫或螺旋焊縫）可以搭接，也可以對(duì)接。目前大多數(shù)采用對(duì)接，搭接的焊管越來(lái)越少。


 對(duì)接焊管的焊接方法有很多，其中主要有：


  1. 壓力焊，是利用金屬加熱至焊接溫度，并在壓力下焊合，如爐焊、電焊等；


  2. 熔化焊，是利用金屬熔化而焊合在一起，如電弧焊、等離子焊、電子束焊等。


 此外，還有釬焊等專門用于小直徑管焊接。目前直徑小于610mm的中小直徑焊管主要采用高頻電焊，大直徑管則采用埋弧電焊。



一、感應(yīng)焊與電阻焊


  高頻焊接主要是利用高頻電流的趨膚效應(yīng)和臨近效應(yīng)，使電流高頻集中在待焊邊上，從而能在百分之一秒時(shí)間內(nèi)將其加熱到焊接溫度（1250~1430℃),然后在擠壓輥的作用下進(jìn)行壓力焊接。根據(jù)向被焊件饋電方式不同，可分為感應(yīng)焊和電阻焊（接觸焊）。


  感應(yīng)焊通常是在距會(huì)合點(diǎn)30~300mm處繞管坯套上一感應(yīng)器。根據(jù)被焊件形狀不同，感應(yīng)器用平面的或曲面的空心水冷導(dǎo)體材料制成。當(dāng)感應(yīng)器通過(guò)高頻電流時(shí)，管坯上感應(yīng)出電流，由于鄰近效應(yīng)，極大部分電流沿待焊邊流過(guò)，并在會(huì)合點(diǎn)形成回路。為了減少這部分無(wú)效電流，采用內(nèi)外磁導(dǎo)體，其長(zhǎng)度應(yīng)等于感應(yīng)器的長(zhǎng)度。感應(yīng)焊主要用于Φ150~160mm以下的焊管機(jī)組。


  接觸焊是借助于兩個(gè)觸頭（電極或焊腳）把高頻電流傳到管坯上。焊接電流沿管坯坡口兩側(cè)流過(guò)，并通過(guò)擠壓輥附近的坡口兩側(cè)會(huì)合點(diǎn)形成回路。在管兩側(cè)坡口上的電流方向是相反的，因此，鄰近效應(yīng)使電流集中于坡口的表面，電流頻率越高，電流就越集中于其表面。管內(nèi)的阻抗器提高了坡口加熱的集中程度，因?yàn)樗龃罅穗娏鳝h(huán)繞管坯流過(guò)的感抗。接觸焊一般用于較大直徑焊管機(jī)組的生產(chǎn)。兩種方法的原理如圖15-14所示。


圖 14.jpg


上述兩種焊接方法具有一系列優(yōu)點(diǎn)：焊縫熱影響區(qū)小，加熱速度快，焊接速度高，焊縫質(zhì)量好。




二、電阻焊和感應(yīng)焊的特點(diǎn)


1. 感應(yīng)焊的特點(diǎn)


  感應(yīng)焊由于線圈包在被焊鋼管的外部，從根本上消除了電阻焊由于電極的開路所引起的設(shè)備故障，從而提高了設(shè)備利用率和降低了成本；焊接過(guò)程穩(wěn)定，焊接質(zhì)量好，焊縫表面光潔；因?yàn)闆](méi)有電極壓力，最適用于焊接薄壁管；由于不用觸點(diǎn)材料，不僅節(jié)約了貴重的有色金屬，而且也消除了因更換電極而造成的停機(jī)；焊接調(diào)整比較容易和方便。但感應(yīng)焊最大的缺點(diǎn)是功率消耗比電阻焊大，而且焊速也比電阻焊低。


2. 電阻焊的特點(diǎn)


  由于電阻焊的熱能高度集中于焊縫上，焊速較高；焊接質(zhì)量好，主要體現(xiàn)在沒(méi)有“跳焊”現(xiàn)象；熱影響區(qū)小，自冷作用強(qiáng)，焊縫不易氧化；耗電少，效率高；焊接區(qū)平滑、美觀；焊接用電極結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，消耗低，容易調(diào)整。但由于部分回路采用的是高壓，因此要求高的絕緣度；屏蔽不好時(shí)，高頻信號(hào)對(duì)電訊器材有干擾，對(duì)人體也有一定危害。



三、其他焊接方法


  電弧焊接是利用電極間電弧放電原理產(chǎn)生的高溫，使焊絲和待焊金屬熔化而焊合。其中埋弧焊接在生產(chǎn)大直徑鋼管中應(yīng)用極為廣泛。埋弧電焊管生產(chǎn)中分直縫和螺旋焊縫兩種，直縫焊根據(jù)管子壁厚和耐壓要求采用單面焊或雙面焊，螺旋焊一般采用雙面焊。


1. 埋弧焊接


  鋼管埋弧焊接在帶有自動(dòng)焊關(guān)的專用電焊機(jī)上進(jìn)行，如圖15-15所示。待焊鋼板或焊縫對(duì)接處有坡口，在焊接過(guò)程中有送絲機(jī)構(gòu)將焊絲盤上的焊絲連續(xù)不斷地送入此坡口之內(nèi)，維對(duì)和被焊管筒坡口之間形成電弧，借助于電弧將焊絲和被焊管壁熔化。而粒狀焊藥由貯料槽內(nèi)經(jīng)過(guò)金屬送入焊絲之前，覆蓋著焊接口，當(dāng)焊頭或被焊鋼管移動(dòng)速度于焊接速度一致時(shí)，焊接過(guò)程繼續(xù)進(jìn)行。焊縫上覆蓋的焊藥70%~80%未熔化，由吸收嘴吸收并回送到焊藥貯料槽內(nèi)，以便再次使用。熔化金屬最初呈液體狀態(tài)，然后冷卻成致密的焊縫，而緊貼在熔化金屬表面上熔化的焊藥冷卻后形成極易清除的硬殼。


圖 15.jpg



 2. 保護(hù)弧焊


 保護(hù)氣體電弧焊接電極的性質(zhì)分為鎢極電弧焊（TIG)和熔化極電弧焊（MIG).


 A TIG電弧焊


  TIG電弧焊管裝置如圖15-16所示，其鎢極不熔化，只利用鎢極與焊件之間的電弧所產(chǎn)生的高溫，使帶鋼邊部熔化形成熔池，在一定壓力作用下將帶鋼邊部焊合。為防止氧化，電弧和熔池均處于惰性氣體保護(hù)之下，電極在焊接處于上方1.5~3mm,距離太大造成熱量散失，金屬加熱不良。電弧柱的溫度約為5000~8000℃,電弧產(chǎn)生的熱量和電弧的電流強(qiáng)度及電壓成比例。


圖 16.jpg



B MIG電弧焊


  MIG電弧焊所有電極是與金屬相同或相近的金屬焊絲。在焊接過(guò)程中，電極同時(shí)熔化，在惰性氣體保護(hù)下，熔化的焊絲滴入熔池中，由電極金屬和帶鋼金屬形成焊縫。


3. 等離子焊接


 等離子焊接原理如圖15-17所示，其是利用于等離子電弧進(jìn)行焊接的方法。當(dāng)在鎢極于被期金屬之間加上高壓時(shí)，通過(guò)高頻振動(dòng)器使氣體產(chǎn)生電離而形成等離子體，在機(jī)械壓縮效應(yīng)的作用下，電弧被壓縮在很小的范圍內(nèi)，使其高度集中，溫度達(dá)16000~3000℃.在電弧柱中的氣體被電離成等離子體。其導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性好，能集中很大的電流。等離子焊適用于不銹鋼和其他難熔金屬的焊接。


圖 17.jpg


4. 電子束焊接


  電子束焊接是由電子發(fā)射槍的電子群在高壓下成為高速電子束轟擊金屬，使其熔化加壓前進(jìn)行焊接。這種方法主要應(yīng)用于不銹鋼和高合金鋼焊管的生產(chǎn)中。根據(jù)電子束焊接室的真空度可分為真空電子束焊、等離子電子束焊、局部真空電子束焊和非真空電子束焊4種。