高频直缝焊管生产工艺流程是怎样的?

高频直缝电阻焊钢管是热轧卷板经过成型机成型后，利用高频电流的集肤效应和邻近效应，使管坯边缘加热熔化，在挤压辊的作用下进行压力焊接来实现生产。高频电阻焊接的钢管，与普通焊管焊接工艺不一样，焊缝是由钢带本体的母材熔化而成，机械强度比一般焊管好。外表光洁、精度高、造价低焊缝余高小，有利3PE防腐涂层的包覆。高频焊接钢管与埋弧焊管的焊接方式有显著的不同。由于焊接是在高速下瞬间完成，保证焊接质量的难度大大高于埋弧焊接方式。

高频焊管生产工艺流程主要取决于产品品种，从原料到成品需要经过一系列工序，完成这些工艺过程需要相应的各种机械设备和焊接、电气控制、检测装置，这些设备和装置按照不同的工艺流程要求有多种合理布置,高频焊管典型流程：开卷―带钢矫平―头尾剪切―带钢对焊―活套储料―成型―焊接―清除毛刺―定径―探伤―飞切―初检―钢管矫直―管段加工―水压试验―探伤检测―打印和涂层―成品。  
 
    高频焊 是用流经工件连续接触面的高频电流所产生的电阻热加热并在施加顶锻力的情况下，使工件金属间实现相互接连的一类焊接方法。它类似与普通电阻焊，但存在着许多重要的差别。  
高频焊用于碳钢焊管生产已经有40多年的历史。高频焊接具有较大的电源功率，对不同材质、口径和壁厚的钢管都能达到较高的焊接速度(比氩弧焊的最高焊接速度高出l0倍以上)。因此，高频焊接生产一般用途的钢管具有较高的生产率因为高频焊接速度高，给焊管内毛刺的去除带来困难，这也是目前高频焊钢管尚不能为化工、核工业所接受的原因之一。从焊接材质看，高频焊可以焊接各种类型的钢管。同时，新钢种的开发和成型焊接方法的进步 钢管生产过程中重要环节  
  1.在高频焊管生产过程中 ,如何确保产品质量符合技术标准的要求和顾客的需要 ,则要对钢管生产过程中影响产品质量的因素进行分析。通过对本公司 Φ76mm高频焊接钢管机组某月份不合格品的统计  ,认为在生产过程中影响钢管产品质量的要素有原材料、焊接工艺、轧辊调节、轧辊材质、设备故障、生产环境及其它原因等七个方面。其中原材料占 32 .44% ,焊接工艺占 24 .85 % ,轧辊调节占 22 .72 % ,三者相加占 80 .01 % ,是主要环节。而轧辊材质、设备故障、生产环境及其它原因等四个方面的要素 ,对钢管产品质量的影响占19.99% ,属相对次要环节。因此 ,在钢管生产过程中 ,应对原材料、焊接工艺和轧辊调节三个环节进行重点控制。  
2 原材料对钢管焊接质量的影响  影响原材料质量的因素主要有钢带力学性能不稳定、钢带的表面缺陷及几何尺寸偏差大等三个方面 ,因此 ,应从这三个方面进行重点控制。  
1）钢带的力学性能对钢管质量的影响焊接钢管常用的钢种为碳素结构钢 ,主要的牌号有 Q195、Q215、Q235 SPCC SS400 SPHC等多种 。钢带屈服点和抗拉强度过高 ,将造成钢带的成型困难 ,特别是管壁较厚时 ,材料的回弹力大 ,钢管在焊接时存在较大的变形应力 ,焊缝容易产生裂缝。当钢带的抗拉强度超过 635 MPa、伸长率低于 10 %时 ,钢带在焊接过程中焊缝易产生崩裂。当抗拉强度低于 30 0MPa时 ,钢带在成型过程中由于材质偏软 ,表面容易起皱纹。可见 ,材料的力学性能对钢管的质量影响很大 ,应从材料强度方面对钢管质量进行有效地控制。  
2）钢带表面缺陷对钢管质量的影响钢带表面缺陷常见的有镰刀弯、波浪形、纵剪啃边等几种 ,镰刀弯和波浪形一般出现在冷轧钢带轧制过程中 ,是由压下量控制不当造成的。在钢管成型过程中 ,镰刀弯和波浪形会引起带钢的跑偏或翻转 ,容易使钢管焊缝产生搭焊 ,影响钢管的质量。钢带的啃边 (即钢带边缘呈现锯齿状凹凸不平的现象 ) ,一般出现在纵剪带上 ,产生原因是纵剪机圆盘刀刃磨钝或不锋利造成的。由于钢带的啃边 ,时时出现局部缺肉 ,使钢带在焊接时易产生裂纹、裂缝而影响焊缝质量的稳定性。  
3）钢带几何尺寸对钢管质量的影响当钢带的宽度小于允许偏差时 ,焊接钢管时的挤压力减小 ,使得钢管焊缝处焊接不牢固 ,出现裂缝或是开口管 当钢带的宽度大于允许偏差时 ,焊接钢管时的挤压力增加 ,在钢管焊缝处出现尖嘴、搭焊或毛刺等焊接缺陷。所以 ,钢带宽度的波动 ,不但影响了钢管外径的精度 ,而且严重影响了钢管的表面质量。对要求同一断面壁厚差不超过规定值的钢管 ,即要求壁厚均匀程度高的钢管 ,钢带厚度的波动 ,会将同一卷钢带厚度差超出的允许值转移到成品钢管的壁厚差 ,使大批钢管厚度超出允许偏差而判废。厚度的波动不仅影响成品钢管的厚度精度 ,同时 ,由于钢带的厚薄不一 ,使钢管在焊接时 ,挤压力和焊接温度不稳定 ,造成了钢管焊接时焊缝质量不稳定。此外 ,由于钢材内部存在着夹层、杂质、沙眼等材料缺陷 ,也是影响钢管质量的一个重要因素。因此 ,在钢带焊接前 ,要检查每卷钢带的表面质量和几何尺寸 ,对钢带质量不符合标准要求的 ,不要进行生产 ,以免造成不必要的损失。  
3 高频焊接对钢管质量的影响  在钢管高频焊接过程中 ,焊接工艺及工艺参数的控制、感应圈和阻抗器位置的放置等对钢管焊缝的焊接质量影响很大。  
1） 钢管焊缝间隙的控制钢带进入焊管机组经成型辊成型、导向辊定向后 ,形成有开口间隙的圆形钢管管坯 ,调整挤压辊的挤压量 ,使得焊缝间隙控制在 1～ 3mm,并使焊口两端保持齐平。焊缝间隙控制得过大 ,会使焊缝焊接不良而产生未熔合或开裂 焊缝间隙控制得过小 ,由于热量过大 ,造成焊缝烧损 ,熔化金属飞溅 ,影响焊缝的焊接质量。  
2） 高频感应圈位置的调控感应圈应放置在与钢管同一中心线上 ,感应圈前端距挤压辊中心线的距离 ,在不烧损挤压辊的前提下 ,应视钢管的规格而尽量接近。若感应圈距挤压辊较远时 ,有效加热时间较长 ,热影响区宽 ,使得钢管焊缝的强度下降或未焊透 反之感应圈易烧毁挤压辊。  
3） 阻抗器位置的调控阻抗器是一个或一组焊管专用磁棒 ,阻抗器的截面积通常应不小于钢管内径截面积的 70 % ,其作用是使感应圈、管坯焊缝边缘与磁棒形成一个电磁感应回路 ,产生邻近效应 ,涡流热量集中在管坯焊缝边缘附近 ,使管坯边缘加热到焊接温度。阻抗器应放置在 V形区加热段 ,且前端在挤压辊中心位置处 ,使其中心线与管筒中心线一致。如阻抗器位置放置的不好 ,影响焊管的焊接速度和焊接质量 ,使钢管产生裂纹。  
4）高频焊接工艺参数——输入热量的控制高频电源输入给钢管焊缝部位的热量称为输入热量。将电能转换成热能时 ,其输入热量的公式为 :   
             Q=KI2 Rt (1)  
式中 Q—输入管坯的热量 K—能量转换效率   I—焊接电流 R—回路阻抗  t—加热时间。  
加热时间 :t=Lv (2)  
式中  L—感应圈或电极头前端至挤压辊的中心距 v—焊接速度。  
当高频输入的热量不足且焊接速度过快时 ,使得被加热的管体边缘达不到焊接的温度 ,钢铁仍保持其固态组织而焊接不上 ,形成了未熔合或未焊透的裂纹 当高频输入热量过大且焊接速度过慢时 ,使得被加热的管体边缘超过了焊接温度 ,容易产生过热甚至过烧 ,使焊缝击穿 ,造成金属飞溅而形成缩孔。从公式 (1)、(2)中可知 ,可以通过调整高频焊接电流 (电压 )或调整焊接速度的方法 ,来控制高频输入热量的大小 ,从而使钢管的焊缝既要焊透又不焊穿 ,获得焊接质量优良的钢管  
4 轧辊调节对钢管质量的影响  从钢管废品因果分析图可看出 ,轧辊调节是属钢管的操作工艺。在生产过程中 ,轧辊损坏或磨损严重时 ,在机组上需要更换部分轧辊 ,或某个品种连续生产了足够的数量 ,需要更换整套的轧辊。这时都应对轧辊进行调节 ,以获得良好的钢管质量。如轧辊调节得不好 ,易造成钢管管缝的扭转、搭焊、边缘波浪、鼓包及管体表面有压痕或划伤 ,钢管椭圆度大等缺陷 ,因此 ,换辊时应掌握轧辊调节的技巧。  
1 )更换钢管规格 ,一般都对整套轧辊进行更换。轧辊调节的方法是 :用钢丝从机组入口到出口拉一条中心线 ,进行调整 ,使各架孔型在一条中心线上 ,并使成型底线符合技术要求。更换轧辊规格后 ,首先对成型辊、导向辊、挤压辊、定径辊作一次全面的调节 ,然后重点对成型辊的封闭孔型、导向辊、挤压辊调节。  
2 )导向辊的作用是控制钢管的管缝方向和管坯底线高度 ,缓解边缘延伸 ,控制管坯边缘回弹 ,保证管缝平直而不扭转进入挤压辊。如导向辊调节不好 ,在钢管的焊接过程中 ,易造成钢管管缝的扭转、搭焊、边缘波浪等焊接缺陷。  
3 )挤压辊是焊管机组的关键设备 ,其作用是将边缘被加热到焊接温度的管体在挤压辊的挤压力作用下完成压力焊接。在生产过程中 ,要控制挤压辊开口角的大小。挤压力过小时 ,焊缝金属强度下降 ,受力后会产生开裂 挤压力过大时 ,降低焊接强度 ,而且使外毛刺量增加 ,易造成搭焊等焊接缺陷。  
4 )在焊管机组慢速起动的过程中 ,应密切注意各部位轧辊的转动情况 ,随时调节轧辊 ,以确保焊管的焊接质量和工艺尺寸符合规定的要求。

高  频  直  缝  焊  管  生  产  工  艺  规  程  
  一、纵剪工序
  1.  检查带钢卷外观尺寸是否为生产所需带钢，其次带钢有无缺损，有问题  及时上报本班领导。
  2.  上料工在选择好带钢检查吊具安全后，将带钢吊之上料小车上，在两锥  头间留有一定尺寸用来上料。
  3.  垂直下落所吊带钢，使其圆心与锥头圆心大约在同一水平线上，且在两  锥头中间。
  4.  放下压辊的同时打开直头机铲头，然后启动开卷机电机使带头转之铲头  平面上。
  5.  关闭开卷机电机，开启矫直机电机带动带钢继续前行直到液压剪。
  6.  打开液压剪，在不缺尺、不浪费的原则下开启液压剪剪去带头，要防止  废料飞溅，随后抬起液压剪。
  7.  重新启动矫平机电机将带钢送入剪刃。
  8.  开启剪刃电机，带动带钢进入纵剪刃，量好尺寸后，开动剪刃电机送带  钢至卷取机部分。
  9．下料工在带钢经过剪切后，立即将刚裁下来的废丝头系在废边卷曲机上，  同时检验所裁带钢质量是否符合纵剪工艺卡的要求；
  11.裁完后的带钢在到达卷取轴时，下料工将带头插入卷取机卷取缝内；
  12.启动卷取电机直至整卷带钢裁完为止；  
  13.每一卷带钢尾部在卷取轴上时，下料工必须用铁丝或废丝将其与精料带  钢捆好，以防止散卷；
  14.打开液压装置退出钢卷放到下料小车上；
  15.将裁好的钢卷整齐的放到指定位置。  
二、前准备上料工序
  1.先检查带钢卷外观尺寸是否符合生产工艺卡要求，有问题的及时上报本班领导，检查带钢卷质量时，人要站在带钢卷侧面，防止带钢卷倒了或脱钩砸人。
  2.在选择好钢带后，指挥天车工将所吊钢带垂直下落到上料小车上并调正，  吊装钢带时，手势与口语并用，挂钩一定要挂牢，严防碰伤、挤压等事故的发生
  3.带钢卷放正后，均匀打开两个锥头，在两锥头中间留够一定尺寸上钢卷。
  5.启动上料小车前行，在所放钢带圆心与两锥头圆心为一条直线时将其停下。  
  6.启动液压升降装置，使钢卷圆心与锥头圆心大约在同一水平线上且在轧制的中线上。
  7.均匀收回两个锥头，使钢卷里卷紧贴两个锥头斜面。
  8.待锥头撑住钢卷后放下液压装置，同时退出上料小车，进行下卷上料。  
9.无上料小车的轧机，指挥天车工安全的把带钢放到已缩紧的开卷机涨紧设备中。  
  三、前准备剪切对焊工序  
1.  启动涨紧设备液压开关，将带钢里卷涨紧。
  2.  放下压辊用夹剪工具除去带卷包装带。同时打开铲头至水平，然后启动  开卷机电机使带头转至铲头机平面上。
  3.  按指定方向转动开卷机电机，使带头在铲头机平面上继续前行直至矫平  机。  
  4.  开启矫平机电机带动带钢继续前行直到液压剪，同时关闭开卷机电机。  5.  打开液压剪，在不缺尺、不浪费的原则下（开启液压剪）减去带头，随  后抬起液压剪。
  6.  重新启动矫平夹送电机将带钢送入焊接部位。  
  7.  将上一卷带钢尾部剪齐后与新进带钢头部一起送入焊接区，调整好焊接  参数（含焊接电流、电弧电压，二氧化碳流量），焊接带钢。  
  8.  气保焊接后的带口要求平整、不夹渣、结实牢固，焊缝余高不超过1mm。
  9.  焊接好接头将压紧装置抬起，然后启动入料夹送辊电机，将接好后的钢  带冲入卧式螺旋活套内。  
  四、轧机工序      
1.在未开机之前检查主机前后是否有人或物等影响正常生产的因素，并联系好前后工序。
  2、开启电源检查电路系统是否完好，各生产参数是否符合生产工艺要求。
  3、用电铃声提醒主机员工各就各位，准备生产。
  4、轧机启动前，先将轧机水泵开启，冷却水指示灯亮以后，接到调整工命令后，再启动传动电机。
  5、随着速度的增加，功率也相应的增加，直致二者之间达到生产焊接工艺  要求为止。
  6、需要中频退火的钢管在轧机焊管符合生产工艺要求后即可启动中频，退  火温度达到工艺要求即可。  
  7、遇到紧急情况时，操作工按急停按钮停车。  
五、飞锯工序  
1.开动飞锯机前要全面检查各系统是否运行正常。发现异常现象立刻向有关领导汇报。
  2.空试锯车正常，符合生产要求时通知轧机操作工可以开车。
  3.生产中出现割口、带口或未焊好钢管，需手动锯切时，操作工应快速的计算好锯切长度，以便减少钢管的切除量。
  4.检查钢管内外表面质量时，要等锯片抬起后再靠近钢管观察。或用手检查钢管内表面焊口处，不要低头用眼看。
  5.发现内毛刺或外毛刺刮不好的情况时，要及时向轧机调整工汇报，停车解决。  
六、退火工序  
A.退火炉  
  1.钢管在进行退火前，要全面检查退火系统是否运行正常。发现异常现象及时汇报给有关领导。
  2.选择当前应该退火的钢管，指挥天车工将其放到上料台架上。
  3.按顺序摆放应退火的钢管至进料辊道上,每排料按规定支数一头齐摆放。
  4.入炉料单列摆放整齐，弯度较大的钢管不准进炉，进炉内出现挤、撞炉墙挡弯钢管卡、别在辊子中间或炉内时，必须用撬棍等专用工具进行处理。
5.严格执行生产工艺卡的要求，启动进炉辊道电机,钢管要匀速进入退火炉.根据退火钢管规格，严格控制好炉内温度，适量调节鼓风机的供风量，还应调整好辊子的转动速度，确保达到工艺要求。
  6.钢管经退火炉出料辊道至挡板时，启动推料装置  ，将整批次钢管完全推离出料辊道。
  7.在钢管经过下料台架出现不到位现象时，用工具将其就位，并保持一定安全距离。
  8.退完火出炉后的红管材，应在料架上稍作停留降温，然后再拨入下料筐内。
  9.指挥天车工吊把退完火的钢管吊到指定位置。  
  10.必须佩戴煤气检测仪器，以便随时观察周围煤气浓度，防止煤气泄漏等  现象的发生。  
七、矫直工序
  1.  吊料前先检查所吊钢管规格是否为所需矫直钢管，并把所需矫直的钢管  吊到矫直台架并要整齐逐根排列好。
  2.  开机前全面检查矫直机各系统是否运行正常。发现异常现象立刻汇报给  有关领导。
  3.  当启动矫直机后，把钢管逐根放到传动滚道上，当第一根钢管通过矫直  机后才能放第二根钢管，否则在传动滚道上会发生事故。
  4.  根据矫直效果适当调整矫直辊的辊压下力，不可过大。
  5.  及时清理机台周围的废料、氧化铁皮或其它杂物，保证作业现场整洁，  道路畅通。
  6.  矫直过程中，突然出现卡住事故时，必须立即停车然后再进行处理。处  理时，使用专用工具，头部和身体不得贴近管材，严禁用手直接去生搬硬拽。
  B.煤气发生炉  
  1.在班司炉工应经常注意各种仪表的正常使用，如有毛病立即修理或更换。
  2.对停电、送气操作必须明确分工，司炉工在班期间不得擅自离开工作岗位。  
3.打开探火孔前，须先开气封，蒸汽大小以封住煤气为原则，操作完毕后盖好再关闭气封。
  4.按炉内情况及时调节下煤、风量及进行探火出灰等操作。  
  5.经常检查调节有关部位，各处溢出水，冷却水流动情况，注意水封处水位高低。  6.煤气出口压力最低不得小于25毫米水柱，以免引起炉窑回火。
  7.煤气温度最高不得超过550摄氏度，灰层须严加控制，以免火层下降烧坏  风帽。  
  8.停蒸汽时，须用待用蒸汽供应鼓风和探火孔气封存，无代用蒸汽时应适时降低空气鼓风并不得打开探火孔进行操作。
  9.开关各种阀门必须用手操作，不能用其他物件代替。  
10.发生故障时，不要惊慌失措，必须听从指挥。  
八、平头工序
  1、工作前，首先根据被加工钢管的规格型号调整好平头刀具体的位置，更换相应的卡块规格，调整步进梁齿板标高位置。安装刀具时，应注意每个动力头的两把铣刀刀刃到刀具地面高度尽量一致，安装时，将刀放入刀盘卡口中并用螺钉锁紧即可，径向应根据管径大小确定刀刃的位置，需倒棱时，根据倒棱的角度调整刀头安装角度。需特别说明的是：倒棱刀的径向位置应尽量准确，且钢管圆度应高于国标要求，必要时应做对刀样板。
  2、开启动力头电机，手动进给、加紧、推齐、步进等各项动作，调整动力头的位置，使其回到设定的零位，零位的位置通过接近开关的位置确定，零位的两边有两个接近开关，作为动力头移动的极限位置，起保护作用。各动作确认无误后，手动操作移入两根钢管至推齐工位并推齐。将开关拔到自动状态，此时工作过程将自动进行。需要注意的是：参数设定后如没有试验过的情况下，最好先手动操作完成几个工作周期，以检验参数的实用性，当参数被认可后，最好记录下来，以备以后使用。当步进机构转动至发出信号时，夹紧气缸的电磁阀开启，钢管即被夹紧，并发出信号，动力头进给开始，在夹紧的同时推齐辊道开启，推齐钢管并按程序减速并停止；当动力头工进结束并快速返回后，夹紧气缸的电磁阀换向，夹紧松开。为安全起见，接近开关信号的变化用作夹紧回位的检测，检测是否回位，如未回到原位，下面的动作将不会进行。回位后步进机构移动，将已平头的钢管移致下一工作位置或移出，同时将待加工的钢管移到工作位置，再按上述程序进行平头循环操作。
  九、水压工序  
  1.  开机前全面检查水压机各系统是否运行正常，发生异常现象立即汇报给有关领导。  
  2、将操作面板上“手动、自动”开关选择在手动位置，系统进入手动状态，在手动操作中，一定要等封头前进到位后再给密封圈加压。
  3、钢管内的高压水释放后，再给密封圈卸压，以防密封圈损坏。
4、当设备出现紧急故障时，应立即关闭设备排除故障。  
  5、将面板上“手动、自动”开关选择在自动设置，系统将进入自动工作状  态。  
6、自动工作运转中，根据情况随时调整冲水时间，保压时间和所需压值。
  7、自动运转时出现紧急故障，开关打到停止位置，故障排除后通过手动，  再使各个工作状态回到初始位置。  
十、包装标识喷印工序  
  1.  根据捆支数的多少和对重量的估计，选用有安全保证的钢丝绳吊大捆钢  管，两根绳子一般长，间距合适，吊起后料平衡不晃动，禁止一头高一头低斜着吊。
  2.按照工艺卡的要求进行喷印。
  3.  把包装好的成品钢管分规格上垛，摆放整齐，层层中间加垫杠，便于穿  绳，既安全又方便；料垛不宜过高，一般以五层为宜，但最高不准超过六层，垛与垛之间留有人行通道。  
十一、成品发货工序
  1.成品发货时，车上人和开天车工要密切配合、动作协调，上下呼应、互相监护。同时，上下汽车要脚踏稳，手把牢，尤其是雨后或冬季雪后结冰，更要加倍小心，防止摔倒。  使用天车吊料，要遵守  “天车工安全技术操作规程”的有关规定。