高频焊管焊接缺陷及其分析

1、高频焊管焊接缺陷及其分析焊接缺陷及其分析高频直缝焊接钢管的焊接质量缺陷有裂缝、搭焊、漏水、划伤等等。下面仅对裂缝、搭焊这 两个主要缺陷进行分析：一、裂缝裂缝是焊菅的主要缺陷，其表现形式可以由通常的裂缝，局部的周期性裂缝.不规则出现的 斷续裂缝。也有的钢管焊后表面未见裂缝，但经压扁、矫直或水压试验后出现裂缝。裂缝严 重时便漏水。产生裂缝的原因很多。消除裂缝是焊接调整操作中最困难的问题之一。下面分别从原料方面、成型焊接孔型方面和工艺参数选择方面进行分析。原料方面（1）钢种，即钢的化学成分对焊接性能有明显的影响，钢中所含的化学元素都或多或少、 或好或坏地影响着焊接性能。高频焊由于焊接温度离，挤压力大

2、等原因，比低频焊允许的化 学范围要广些，可以焊接碳素钢、低合金钢等。破素钢主要含有碳、硅、猛、磷、硫五种元 素。低合金钢还可以含有猛、铁、筑、铝、線等各种元素。下面分述各种元素对焊接性能的影响。1）碳碳含量增加，是焊接性能降低，破度升离，容易脆裂。低碳钢容易焊接。2）硅硅降低钢的焊接性，主要是容易生成低疟点的SiO2夹杂物；增加了熔渣和溶化金属的流动性，引超严重的喷溅现象，从而影响质量。3）猛链使钢的强度、硬度增加，焊接性能降低，容易造成脆裂。4）磷磷对钢的焊接性不利。磷是造成篮脆的主要原因。5）铜含量小于时，不影响钢的焊接性。含量再爲时，使钢的流动性增加，不利于焊接。6）撫银对钢的焊接性没有

3、显著的不利影响。7）餡格使钢的焊接性能降低，高熔点氧化物很难从焊缝中排除。8）钛铁能细化晶粒，铁增加钢的焊接性能，快能使钢的流动性变差，粘度大。9）硫硫导致焊缝的热裂。在焊接过程中硫易于氧化，生成气体逸出，以致在焊缝中产生很多气孔和疏松。硫不利于焊接并且降低钢的机械性能，通常钢中硫被限制在规定的 微量以下。10）饥饥能显著改善普通低合金钢的焊接性能。饥能细化晶粒、防止热影响区的晶 粒长大和紐化，并能固定钢中一部分碳，降低钢的淬透性。11）铝铝对钢的焊接性能的影响使钢中铝含量的不同而不同，一般说来，脱氧后残留在钢中的铝，对焊接性能影响不大，如果作为合金元素加的量较大时，则和硅的作用相似， 降低钢

4、的焊接性能。12）氧氣在钢中是作为有害元素来看待的，较鬲的含氧量在焊接时形成较多的FeO残留在焊缝处,从而降低了焊接性能。残留在焊缝处,从而降低了焊接性能。13）氢氢是造成发裂的原因。14）促钢中加入%的钝,能提爲屈服强度和冲击韧性，改善焊接性能。15）镐皓能改焊接金属的致密性。16）铅铅对钢的焊接性能没有显著影响。某个钢中里面所行各种元素对该钢中综合的焊接性能的影响，以破当量来衡量。碳当量上限 为札 超过该上限，則焊缝易脆裂，碇度上升，焊接质量不好，飞锯切斷和切斯困难。带钢成分有偏析，尤其是B2F B3F带钢卷的头部，通常都是沸腾钢锭的头部, 成份偏析比较严重，含有较多的杂质和氧化物，焊接性

5、能不好。因此，同一卷带钢在头部易 出现裂缝。带钢有夹层，特别是边缘夹层是产生裂缝的主要原因之一。带钢宽度不够，对于趨出负偏差的带钢就不能充满挤压滚孔型，焊接压力不够，甚至 无压力，造成裂缝。带钢厚度变化较大，焊接电流忽大忽小，产生裂缝。带钢边缘不整齐，呈锯齿状，或缺肉，或撕裂，焊接以后出现不规则断续小裂缝。由于纵剪时圆盘刀间隙过大或刀刃磨损严重造成带钢边缘毛刺过大，成型时毛刺向外 易产生裂缝。为防止产生裂缝拆卷时將带钢反方向上斜，使成型时毛刺向内。成型和焊接孔型方面成型封闭孔的字向环损坏，造成啃边，易出现裂缝。挤压棍轴承损坏，造成焊接压力不够，易出现裂缝。挤压棍孔型设计不合理，或者使用错误孔型

6、使带钢成型为尖桃形，焊接压力内大外小， 易出现裂缝。挤压棍加工不合格，上下两个轴承台、中间轴孔和外部圆孔型这几个园不同心。当不同 心度比较大时(毫米)挤压扌昆呈僞心转动，造成挤压力不稳定，易出现裂縫。挤压棍孔型磨损严重，造成上压力减小呈尖桃形，焊接后出现裂缝。工艺参数选择方面焊速过高，造成温度低，产生裂缝。焊速过低，造成温度过高，易产生过烧现象，压扁后易裂开。严重的甚至在焊缝处产生 气孔。压力小，低熔点的夹杂物不易挤出，而且压力小熔化金属之间结合力小，焊缝受力时易 产生开裂。焊接温度低，焊不上，应降低速度。焊接温度过离，电流过大，易产生过烧甚至有气孔及氧化物，应提鬲速度。电极或感应器位置不适当

7、，距挤压扌昆中心线过远，造成热量消耗大，温度低，焊接质董 不良。开口角过小，造成焊接电流不稳定，在过梁处发生小的爆破形成砂眼，产生焊接裂缝。 二、搭焊搭焊是管坯两边缘在焊接时错位，虽刮除外毛刺仍能看到错位的痕迹。其原因有：成型质量不好。成型管坯两边缘不平时出现通常的搭焊，成型边缘有波浪和鼓 包时，出现局部的小的搭焊。生产薄壁管时，挤压力不当，容易引起大早。在挤压扌昆孔型中心管体里面安装 一个小托扌昆，能有效地克服薄壁管的搭焊。挤压棍安装不平，一离一低，造成搭焊。带钢边缘纵剪不良，卷边或边缘毛刺过大，造成搭焊。成型立觀、水平規和挤压棍轧制中心线不在一条直线上，或者带钢有镰刀弯， 造成成型不稳定，

8、焊缝扭转，造成搭焊。阻抗器前端位置正好在挤压視中心线处时，扩口强度值和压扃强度值最好。当 超过挤压扌昆中心线，伸向定径机一侧时，扩口强慶和压扁强皮都明显下降。当不到中心线而 在成型机一侧时，也是焊接强度降低。边缘钢质形态对对焊接质量的影响非金属夹杂物在铸锭时由于偏析形成的非金属夹杂扬，经热轧纵切以后，暴露在带钢边缘部分，成型焊接 时，影响焊接性能，使焊接质量降低。边缘夹层在铸锭时形成的缩孔和疏松组织，经热轧纵切以后，残留在带钢边缘部分，可以明显看到夹 层，或者不显著的夹层，焊接时影响焊接质董，造成裂缝。残余氧化物边缘部分残余大量的氧化物，焊接吋不能全部被淸除出焊缝，残留在焊缝里面，而影响焊接

9、质带钢外观缺陷对焊管质量的影响分析钢带外观缺陷有镰刀弯、波浪弯、啃边、结疤、划伤、压痕、头尾不齐、塔 形卷、散卷、表面氧化皮等。1綵刀弯它是沿带钢长度方向在水平面上向一侧弯曲的现象，或称月牙弯：是带钢轧 制时沿宽度方向两侧变形不均匀造成的。镰刀弯在生产中容易引是搭焊，成型时 跑偏甚至翻转。2波浪弯它是带钢边缘部分沿纵向反复弯曲的现象：是带钢轧制时沿宽度方向中心部 和边缘部变形不均匀造成的。波浪弯在成型焊接时会引是严重的搭焊，无法进行 生产，因而是不允许出现的。3啃边它是带钢边缘部呈现锯齿状凹凸不平的现象，一般发生在纵剪带钢上。产生 原因是纵剪机圆盘剪刀刃磨钝或有豁口造成的。啃边严重的带钢焊接吋

10、影响焊缝 质量稳定性，由于会出现局部“缺肉”而产生裂纹、裂缝。4结疤、压痕、划伤、头尾不齐结疤、压痕是轧制时异物粘在轧棍上造成的：划伤是带钢在行进过程中被棍 道上或地板上的异物划伤造成的，尤其是冷轧带钢未经涂油时更容易划伤；头尾 不齐是带钢轧制后没有经过切头尾直接卷取造成。这些缺陷置终导致焊管外观质 量不合格，必须切除或判废，降低焊管的成材率和合格率。5塔形卷塔形卷十带钢自里圈至外圈呈塔形卷取得带钢卷，一般不允大于50mm6散卷轻微的散卷经整理后还可以使用，严重的散卷由于无法整理以致必须切割散 乱部分方能使用，增加了金属消耗，降低了成材率。形成原因：包装不牢固，不符合包装要求；装车卸车过程中操

11、作不当；原料 管理不好，压库、来回吊运超落造成散卷。7表面氧化皮氧化皮进入带钢边缘之间的焊缝区会导致焊接缺陷，此外带钢表面的氧化铁 片进入成型机会使成型扌昆的磨损加快。应当对氧化铁皮严重的热轧带钢去氧化皮 进行处理。高频焊管容易出现的质量缺陷原因分析钢材内部存在着夹层、杂质、沙眼等材料缺陷，也是影响钢管质董的一个重要因素高频焊 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 流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鬲频焊管典型流程：开卷一带钢矫平一头尾剪切一带钢对 焊一活套储料一成型一焊接一清除

12、毛刺一定径一探伤一飞切一初检一钢管矫直一管段加工一水压试验一探伤检测一打印和涂层一成品离频焊是用流经工件连续接触面的离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种焊接方法，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多年的历史离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(比簸弧焊的最鬲焊接速度高出10倍以上)因 此，离频焊接生产一般用途的钢管具有较鬲的生产率因为高频焊接速度鬲，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

13、种类型的钢管同时，新钢种的开发和成型焊接方法的进步.钢管生产流程中重要环节1在高频焊管生产流程中，如何确保产品质量符合技术标准的要求和顾客的需要，则要对钢管生产流程中影响产品质量的因素入 行分析通过对本公司0 76mm离频焊接钢管机组菜月份不合格品的统计，认为在生产流程中影响钢管产品质量的要素有原材料、焊接工艺、轧規调节、轧扌昆材质、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%，轧規调节占22 .72 %，三者相加占80 .01 %，是主要环节而轧扌昆材质、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，属相对次要环节因此，

14、在钢管生产流程中，应对原材料、焊接工艺和轧扌昆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董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，迈克刚性卡箍Rigid Coupl ing钢带屈服点和抗拉强度过离，將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，钢带在焊接流

15、程中焊缝易产生崩裂当抗拉强度低于30 OMPa时，钢带在成型流程中由于材质偏转，表面容易是皱纹可见，材料的力学性能对钢管的质量影响很大，应从材料企度方面对钢管质量进行有效地控制钢带表面缺陷对钢管质董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，嫌刀弯和波浪形一般出现在冷轧钢带轧制流程中，是由压下量控制不当造成的在钢管成型流程中，嫌刀弯和波浪形会引起带钢的跑僞或翻转，容易使钢管焊缝产生搭焊，影响钢管的质董钢带的啃边(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

16、响焊缝质董的稳定性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，焊接钢菅时的挤压力减小，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董对要求同一斷面壁厚差不超过规定值的钢管，即要求壁厚均匀程度离的钢管，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

17、钢管焊接时焊缝质董不稳定因此，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轧規调节对钢管质量的影响从钢管废品因果分析图可看出，轧棍调节是属钢管的操作工艺在生产流程中，轧規损坏或磨损严重时，在机组上需要更换部分轧規，或某个品种连续生产了足够的数量，需要更换整套的轧規这时都应对轧棍进行调节，以获得良好的钢管质量如轧扌昆调节得不好，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，换棍时应掌握轧扌昆调节的技巧更换钢管规格，一般都对整套轧棍进行更换轧規调节的方法是：用钢丝从机组入口到 出口

18、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規规格后，首先对成型棍、导向棍、挤压扌昆、 定径棍作一次全面的调节，然后史点对成型扌昆的封闭孔型、导向規、挤压觀调节导向扌昆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，控制管坯边缘往返弹，保证管缝平直而不扭转入入挤压規如导向觀调节不好，在钢管的焊接流程中，易造成钢管管缝的扭转、搭焊、边缘波浪等焊接缺陷挤压扌昆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扌昆的挤压力作用下完成压力焊接在生产流程中，要控制挤压棍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

19、低焊接强度，而且使外毛刺量增加，易造成搭焊等焊接缺陷在焊管机组慢速起动的流程中，应密切注磴各部位轧扌昆的转动情况，随时调节轧扌昆，以确保焊管的焊接质董和工艺尺寸符合规定的要求4高频焊接对钢管质量的影响 在钢管高频焊接流程中，焊接工艺及工艺参数的控制、感应團和阻抗器位置的放置等对钢管焊缝的焊接质童影响很大钢管焊缝间隙的控制钢带进入焊管机组经成型棍成型、导向扌昆定向后，形成有开口间隙的圆形钢管管坯，调整挤压扌昆的挤压量，使得焊缝间隙控制在13mm,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

20、质量阻抗器位置的调控阻抗器是一个或一纽焊管专用縊棒，阻抗器的截面积通常应不小于钢管內径截面积的70 %，其作用是使感应圏、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形区加暖段，且祈端在挤压觀中心位置处，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董，使钢管产生裂纹商频感应圏位置的调控感应圈应放置在与钢管同一中心线上，感应圏前端距挤压扌昆中心线的距离，在不烧损挤压扌昆的前提下，应视钢管的规格而尽董接近，穗生牌若感应圈距挤压幌较遥时，有效加热时间较长，热影响区宽，使得钢管焊缝的强度下

21、降或未焊透；反之感应圈易烧毀挤压扌昆商频焊接工艺参数一输入热量的控制鬲频电源输入给钢管焊缝部位的热量称为输入暖量，一通线管将电能转换成热能时，其输入暖量的公式为：Q=KI2 Rt (1)式中0-输渗入渗出管坯的热量；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規的中心距；v-焊接速度当离频输入的暖董不足且焊接速度过快时，使得被加暖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；当高频榆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，容易产生过暖甚至过烧，使焊缝击穿，

22、造成金属飞溅而形成缩孔从公式(1)、(2)中可知，可以通过调整离频焊接电流(电压)或调整焊接速度的方法，来控制商频输入暖量的大小，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焊接钢管常见缺陷名词解释咬边 咬边是沿着焊缝中心线在焊缝边部与管体过渡区出现沟槽。咬边是在焊速. 电流、电压等条件匹配不适当的情况下产生的。搭焊钢板边缘上、下错位对接，造成焊缝不平的现象，成为管缝错位致管缝搭 焊。焊瘤 焊接过程中，熔化金属流淌到焊缝之外未融化的母材上所形成的金属瘤。过烧 焊接过程中，融化金属温度过高自坡口流出，形成焊缝缺陷。焊偏焊道偏离焊接中心线，产生焊缝偏离的现象。气孔焊接时，熔池中的气泡在

23、凝固时未能逸出而残留在焊缝中形成的空穴。气 孔可分为密集气孔、条虫状气孔和针状气孔等。夬渣 焊接时，熔池中的气泡在凝固时未能逸出而残留在焊缝中形成的空穴。气 孔可分为密集气孔、条虫状气孔和针状气孔等。未焊谩焊接时接头根部未完全熔透的现象，也指焊缝深度未达到设计要求的现 象。热裂纹 在埋弧焊接中，焊缝内可产生热裂纹，特别是在起弧和熄弧弧坑处由于 温差大容易发生热裂纹。热裂纹在焊缝应力很大的时候，或者焊缝金属内的Si 含量很高的时候最容易产生。焊接灰斑 高频电阻焊(HFW)焊接方式所特有的焊接缺陷。其特征是在拉伸试样 或冲击试样焊缝宏观端口上所出现的无金属光泽的灰色区域。通常认为，灰斑对 焊缝的强

24、度水平无明显影响，但对焊缝的韧性和塑性影响较大。沟状腐蚀沟状腐蚀是ERW钢管焊缝中一种特殊的腐蚀现象。服役于海水和工业 用水等介质的电阻焊管在焊接区产生的选择性局部腐蚀现象称为沟状腐蚀，多从 表面开始呈连续或非连续的沟状，它可以导致焊管在一年至数年內腐蚀穿孔。压坑 轧魏麻点或魏而与管坯间的硬物使管材表面产生的低凹压痕。精密焊管生产工艺的简单介绍摘要：精密焊管比一般焊管几何尺寸精确，焊缝与内外表面质量优良，壁厚均匀，可直 接或经少量加工用于设备构件中，在化工、纺织机械、航空、仪表、汽车等部门中得到 广泛应用。本文论述了精密焊管的生产方式、用途和使用性能。精密焊管的制管工艺和 生产裝置，精密焊管生

25、产中几个关键技术问題及技术质量标准，高质量精密焊管生产。关键词：箱密焊接钢管、生产方式、工艺、装备、关键技术。序言近年来，焊管生产技术朝着自动化、高速化、多品种方向发展，特别是炼钢、轧钢技术 的发展，以及焊接自动控制技术，无损探伤和在线检测技术的进步，促进了焊管生产的 发展，新技术、新材料的釆用，焊缝质量的提鬲，使焊接钢管焊缝区的强度、初性指标 可以达到或超过母材，焊接钢管以其无可比拟的经济技术上的优势，不但占领了大口径 钢管生产的全部市场，保持了流体输送、建筑结构、电线套管等较低强度钢管的市场， 在锅炉、油井、化工设备、机械构件以及中、离压流体输送等承压钢管，和比一般焊管 的几何尺寸精密，焊

26、缝及内外表面质量优良，壁厚均匀的精密焊管二大领域广泛使用。精密焊管是在一般焊管基础上进一步提高的结果，是焊管产品中的精细产品。它与普通 焊管比较其主要特点是：具有精密的几何尺寸，横向壁厚均匀、钢管形状好、椭圆度小、 焊缝质量可靠且内毛刺小、外表面光洁、钢管经焊缝热处理或保护性气氣热处理后，可 以达到表面无氧气、力学性能稳定和金相组织均匀的效果，其生产成本较同类无缝精密 钢管要低得多，可直接或经少量加工后用于菜些设备上，降低设备加工成本。精密钢管又是一个广狡的概念，报扌居使用要求的不同又有许多不同的个性化的质量要 求。精密焊管生产方式、用途及质量要求精密焊管生产方式：精密焊管生产方式有三种：第一

27、种生产方式：由管坯（板、带）直接成型焊成管材，其主要工序为板带成形、焊接、 定径。特点：生产工序少，工程流程简单，产品生产周期短，产品箱度略低。第二种生产方式：由管坯（板、带）先直接成形焊成一定尺寸管材，然后再经过冷拔或 冷轧成成品管，通称为DOM电焊钢管。其主要工序为成形、焊接、定径，冷轧或冷拔（带 芯棒或无芯棒），或连续冷拔（即电焊冷拔联合生产线）。特点：生产工序分散，工 艺流程及生产周期长，占地面积大，产品尺寸精度好，内外表面光洁，力学性能及金相 组织状态好。第三种生产方式：由管坯（板、带）先直接成形焊成一定尺寸管材后，进入连续式减径 机进行冷减径成成品管。其主要工序为成形、焊接、连续冷

28、减径。特点：生产工序紧凑， 工艺流程简洁，机组生产效率鬲，规格范国变换快，适用生产小直径和薄壁电焊钢管。精密焊管的主要用途：精密焊管主要应用在化工、纺织、机械、仪表、航空、汽车等各个领域。如汽车、摩托 车上缓冲器、减速器、冷凝器、水箱管道、传动轴、消音器、操纵轴、推力刹车管、液 压缸、气缸、千斤顶、各种输送規子、皮带托扌昆子、印刷滚简、纺织印染規、纺织化纤 机用牵伸管、液压支架用管、深井泵用管、以种机械用光管、电热器外层简及家用电器的管路等。精密焊管的质量要求：由于精密焊接钢管的用途广泛，使用的部位不同，质量要求也不同，有的是要求离的尺 寸精确度如液压扛、汽缸用套管，要求机械配合；有些是要求光

29、亮的表面质董，如纺织 印染和印刷用滚筒钢管：有的是要求离速运转的动平衡，就要求严格的壁厚不均匀度， 如皮带机托規、汽车传动轴用钢管：有的要求承受一定的压力，如汽车油路及气路用钢 管、液压气动等机械配套用钢管：有的是要求进一步加工如电镀、涂塑等要求较高的表 面质量。这些质量要求均反映在各项专业标准中，有的是用户提出的特殊要求在技术协 议提出，生产企业也应该满足用户的需要。总体上精密焊接钢管的质董要求可以分以下几个方面：1. 3. 1焊接钢管的尺寸精确度：包括外径、内径、 鬲于普通焊接钢管壁厚、椭圆度.壁厚不均匀度等。O精密焊接钢管的赭确度要求一般均普通焊接钢管精密焊接钢管外径W%内径不考核考核壁

30、厚%5%椭圖度外径的允许公差以内W壁厚不均匀度不考核壁厚允许公差50%有些产品还要求考核严格的弯曲度、扭转度。1. 3. 2 焊接钢管的化学成分、力学性能和金相组织精密焊接钢管多用优质碳素结构钢制或采用含有少量其他合金元素的低合金钢，并且对 硫磷等有害残余元素含量作出严格的规定。精密焊接钢管往往使用在承受一定压力或爱力条件下的结构件，所以对焊接钢管的力学 性能定立较鬲的要求，焊接钢管在成形和焊接的过程中均产生一定的应力和冷加工硬化, 所以精密焊接钢管的交货状态根据所有要求的不同可以分为三种。冷加工状态（BKM）焊接定径以后未经热处理，可以进行一定限度的冷加工，屈服强度有所提鼠退火状态（GBK）

31、焊接定径以后经热处理，消除了焊接应力和冷加工硬化，可以进行 多种冷加工。正火状态（NBK）焊接定径以后经正火热处理，不但消除焊接应力和冷加工硬化，而 且改变金属组织结构，细化晶粒，改基钢管的力学性能。用户根据使用要求提出不同的交货状态。目前国内焊管生产企业只有少数工厂配有在线 或离线的热处理设备，部分工厂仅配有在线焊缝热处理设备，可以消除焊接应力，改善 了焊缝区域的金相组织整体钢管仍然是冷加工状态。1. 3. 3 焊接钢管对表面质量的要求精密焊接钢管如果没有特殊的要求允许表面有薄的氧化皮存在，可以用热轧钢带卷制 造。钢管表面不得有裂缝、结疤.错位、烧伤、压痕、毛刺和深的划道存在。允许有不 超过

32、壁厚允许负公差的其他缺陷存在。其要求均鬲于对普通焊接钢管的要求。有些精密焊接钢管要求无氧化或光亮的表面就需要用光亮的冷轧钢带卷为原料或钢管抛 光处理。退火和正火热处理也必须在保护气氣下进行.保持表面的光洁度。1. 3. 4焊接钢管的内外毛刺焊接钢管的外毛刺必须清除，普通焊接钢管清除以后的残留鬲度不得超过，精密钢管则 不允许存在。精密焊接钢管清除内毛刺以后，其残留鬲度不得超过+ O1. 3. 5 焊接钢管的工艺性能精密焊接钢管为了满足用户后续加工的要求和使用性能，规定钢管必须保证工艺性能。 如压扁试验、弯管试验（大规格为弯曲试验）、扩口试验、水压试验和无损探伤检查。技 术指标在标准或协议中明确，

33、技术要求和取样频次均高于普通焊接钢管。3. 6 其他特殊要求某些特殊要求的精密焊接钢管还提出一些特殊要求，如汽车传动轴钢管要求静扭矩破坏 值不低于规定值等等。精密焊管的制管工艺和生产装备精密焊管的制管工艺：精密焊管的生产工艺随生产方式不同略有差异，但成形焊接部分生产工艺基本相同，差 异仅在后步工序。典型生产工艺流程如下：2. 1.1 第一种生产方式生产工艺流程：带钢准备T开卷T矫平T切头尾T对焊T活套储料T成形T焊接T清除毛刺T焊缝热处 理T冷却T定径T无损探伤T飞剪切斷T矫直T切斯平头T涡流探伤/水压试验T检脸 包装T成品第二种生产方式生产工艺流程：带钢准备T开卷T矫平T切头尾T对焊T活套储

34、料T成形T焊接T清除毛刺T焊缝热处 理T冷却T定径T无损探伤T飞剪切断T备料头(拔制)轧热处理酸洗磷化、皂化冷拔机矫直（冷轧）切断平头涂油润滑一冷轧机涡流探伤验收包装 成品第三种生产方式生产工艺流程：带钢准备T开卷T矫平T切头尾T对焊T活套储料T成形T焊接T清除毛刺T冷却T冷 减径机T无损探伤T飞剪切断T热处理T矫直T平头切断T涡流探伤T验收包装T成 品制管生产装备：典型的三种生产方式工艺流程中，制管的主体设备、焊管成型机组冷拔机、冷轧机组和 冷减径机组，对精密焊管成形具有决定性的作用，但精密焊管制管配套设备种类多、范 围大，技术性能要求各不相同，必须适当配置，才能满足精密焊管的质董要求。焊管

35、制造阶段：带钢准备台式料架或链式送输机开卷悬臂式或双锥开卷机带钢矫平扌昆式矫平机剪切斜刃式剪切机对焊对焊机活套储料一活套（箱式、笼式、煤旋式、隧道式等）號边刨边-一铳边刨边机成形一连续式成形机（棍式、排扌昆式、FF成形等）焊接高频感应或接触式加热焊接裟置清除毛刺内、外去毛刺装置（包括线内和线外）焊缝热处理一中频线性感应加热装置（或钢管整体热处理）冷却空冷和冷却水套定径连续式定径机（扌昆式）无损探伤超声波或涡流探伤装置飞剪一飞剪（冲压式、滚压式、锯切式、铳切式等）矫直扌昆式矫直机（五七辗.）切斷平头切断机和平头机及步进台架涡流探伤一一涡流探伤仪（代替水压试验）水压试验水压试管机（单根或多根式）冷

36、拔冷轧阶段：轧头轧头机或锤头机中间热处理连续規式退火炉酸洗、清洗酸洗、清洗池及冲水清洗设施磷化、皂化一磷化、皂化池冷拔冷拔机组润滑润滑池冷轧扌昆式冷轧机纽成品热处理一保护气氣热处理炉（室状或扌昆底式）冷减径阶段：冷减径冷减径机组（二扌昆或三扌昆式冷减径机组机架按总变形量配置）由于精密焊管的品种、规格尺寸、技术要求不同，生产工艺和工序也不相同，有的工序 多需时间长，有的工序少时间短，因此在生产过程容易产生不均衡，而需要一个缓冲环 节，为了使生产顺利进行，尽量减少薄弱环节，大约有90$的精密焊管的产品都要经过 中间仓库，来平衡生产能力。一般中间仓库主要设备，存放架：要求存放方便并不划伤表面，充分利

37、用空间。运输起 重设备：要求运转灵活，存取自如，设备齐全，机械化自动化水平高。中间仓库占地面 积、裝置水平取决于产品和半成品的流通量而定。精密焊管生产中几个关键技术问题对原料材质的质量要求：精密焊管的原材料，除必须达到普通高频电焊钢管原材料的基本要求外，还须满足以下 几方的要求：化学成份：冶炼时，重点是提高钢的纯净度，减少钢中的非金属夹杂物的含量，硫和磷含董要小于乱 为了适应后步冷变形加工.硫含量最好不要超过竄 因此要严格控制钢的化学成份。同时 为保证产品具有良好的力学性能，冷弯、焊接等工艺性能，还需适当增加一些N。、N,、V 等元素。钢带形状和尺寸：钢带轧制吋，应采用AGC和板形控制系统，提

38、高钢带厚度精度和板形精度。同时还要釆 用控制冷却方法，提商钢带的强韧性。纵剪钢带宽度尺寸精度要求要控制，钢带边缘要 无压痕和毛刺，以提高焊接质量。钢带表面的锈蚀：钢带表面的黄锈为氧化铁的结晶水，在焊接过程中，商温会使其中的氧氢折出，如不能 排出，存在于焊缝之中，易产生气孔微裂纹，改变组织结构，降低材料塑性，降低延伸 率，所以要避免钢带表面锈蚀。焊菅成形工艺：焊管成形工艺，即焊管机组成形及定径部分孔型设计和调整方法均会直接影响焊接质董 的优劣。传统的成形工艺为扌昆式成形工艺，有单半径，双半径；W反弯法成形孔型体系， 加上二扌昆、三扌昆、四幌或五扌昆挤压扌昆，二扌昆或四扌昆定径来保证成形质量。此种

39、传统視式 成形工艺，大撷用于直径小于0114mm的焊管机组。美国的排幌成形工艺、奥钢联的CTA 成形技术，日本中田的FF或FFX柔性成形技术等，对成形后的焊口形状和良好的表面质 量撷有较好的保证，适用于规格范围更广的焊管机组。各种成形工艺技术，有不同优缺 点，适合不同的条件，根据产品大纲、产品用途应在设备选型吋慎重考虑、以选择不同 的成形工艺技术。为了减少弹性变形，对于精密焊管机组加工变形道次都比普通焊管道次相应增加23 道次。在变形安排上，应减少初始时变形角度，保证稳定的咬入，中间弯形角度适当加 大，后部变形适当减少，增加变形道次不仅仅是减少变形力，还可使带钢有释放表面应 力的机会，让表面应

40、力增加的梯度缓慢，可以避免出现裂纹。在调整过程中，首先应保 证垂直中心线的各道次统一.以中心作为基轴，找准定位尺寸及中间套，在水平线的位 置上，应按照工艺安排，形成上山线（下山线）平直线，不能出现曲线跳动。在没有穿 带前，就应该调整好机架的孔型形状，测董各道次尺寸，保证产品稳定进入各机架。 在调整中要均衡受力，不可以在一个机架上强行变形，保证提升角稳定均匀变化。精密焊管生产中，控制并调整好焊管机组成型及定径机座设备积累误差和轧棍弹跳量是 较陈旧的焊管机组也能生产赭密焊管的关键。焊缝毛刺的形成和淸除：通过商频电流集肤效应和邻近效应，电流集中在焊缝处加热至熔触状态，经挤压扌昆侧向 加压焊接时，受挤

41、压力作用，多余的金属和氧化物堆积于焊缝上部形成外表面毛刺；受 挤压力和重力的共同作用.另一些多余金属和氧化物沿钢管轴线方向在内侧下垂形成内 毛刺。毛刺宽度通常在3 rrnn左右，内毛刺鬲度是不均的，一般为rmn。个别爲度可达1血以 上。外毛刺一般用刨削法清除，而内毛刺在钢管内空间小，淸除技术难度增加。由于内 毛刺的存在，当钢管再进行冷拔或冷轧祷加工时，会在钢管内表面形成裂纹、折叠或划 痕。因此对于精密焊管，不清除内毛刺就无法达到内表面质量要求，也无法进行后步工 序加工。外毛刺清除装置有一把刨刀和二把刨刀型式，用一把刨刀要停机换刀，而用二把刨刀清 除毛刺，换刀可不需停机。淸除內毛刺技术难度大，由

42、于去内毛刺的专用装置在钢管内部，工作环境很差，看不见， 摸不到，它受到带钢精度、机组设备精度、成形工艺、焊缝形状等影响，往往得不到保 证。国外资料报导，内孔在14 rmn以上的焊管都可以去除内毛刺，实际上内孔25 nun以下 的内毛刺清除就很困难了。国内技术一般在内孔50 nun以上较大直径的焊接钢管可以淸除 内毛刺。淸除内毛刺，通常是在连续焊管生产线上清除，也可以釆用离线方法淸除。淸除内毛刺方法，目前主要有以下几种方法：切削法：该方法是利用伸进管內固定刀刃或旋转切削头，对毛剌进行切削。辗压法：该方法是利用伸进管内的滚压装置，使内毛刺产生塑性变形，达到减薄内毛剌 离度的效果。凤化法：钢管焊接开

43、始时，用通气喷嘴向內焊缝喷射凤乞流，利用焊缝焊接余热，使内 毛刺加速氧化，并在气流冲出下脱落。拉拔法：钢管通过模具时，在浮动塞的环形刀刃作用下，清除钢管内毛刺。焊缝热处理：為频焊接钢管的焊接过程是在加热速度快和冷却速度爲的情况下进行的，急剧的温度变 化造成一定的焊接应力，焊缝的纽织也发生变化，沿焊缝的焊接中心区域内组织是低碳 马氏体和小面积的自由铁素体；过渡区域是由铁素体和粒状珠光体组成：而母体组织是 铁素体、珠光体。因此钢管的性能由于焊缝处与母体金相显微组织差异，导致焊缝处强 度指标提离.而塑性指标降低.工艺性能恶化。为了改变钢管使用性能.必须釆用热处 理来消除焊缝与母体金属的显微纽织差异，

44、使粗大的晶粒细化，组织均匀，清除在冷成 形及焊接时产生应力，保证焊缝质董和钢管的工艺和力学性能，并使之适应后步冷加工 序的生产要求。精密焊管热处理工艺，一般有两种：退火：主要是消除焊接应力状态和加工硬化现象，改基焊管的焊缝塑性。加热温 度在相变点以下。正火(常化处理)：主要是改善焊管力学性能的不均匀性，使母体金属与焊缝处金 属力学性能相接近，尽善金属显微组织、细化晶粒。加热温度在相变点以上某一点经过 空冷。根据精密焊管不同的使用要求又可以分焊缝热处理和整体热处理。3. 4. 1焊缝热处理：又可分为在线热处理和离线热处理焊缝热处理：在钢管焊接后，使用一组中频条状感应加热装置在焊缝部位沿轴向进行热

45、 处理，经空冷和水冷后直接定径。此种方法仅对焊缝区加热，不涉及钢菅基体，以改罢 焊缝组织，消除焊接应力为目标，无需固定加热炉。焊缝在长方形感应器下加热，该裝 置备有温度测定器自动跟踪装置，当焊缝偏转时能自动对中并进行温度补续，还能利用 焊接余热，节约能源，其最大不足是加热区和非加热区温度差会导致明显的残余应力， 而且作业线较长。3. 4. 2整体热处理：又可分为在线热处理和离线热处理在线热处理：在钢管焊接后，使用二组或更多的中频环形感应加热装置，对全管进行加热，在短时间 内加热至常化所需温度900920 C,保温一定时间，空冷至400C以下后正常冷却，使 全管组织得到改基。离线的常化炉中热处理

46、：焊管整体热处理装置有室状炉和幌底式炉，采用氮气或氢氮混合气体作为保护性气氛， 来达到无氧化或光亮状态。由于室状炉的生产效率较低，目前通常使用扌昆底式连续热处 理炉。整体热处理特点是：在处理过程中，管壁内不存在温度差，不会产生残余应力， 加热和保温时间可以调节，适应较复杂的热处理規范，还可以用计算机进行自动控制， 但辗.底式炉设备复杂，操作费用较高。无损检测：精密焊管制造过程中的冬种缺陷.一般都能在生产中通过压扁.扩口或水压试验吋发现. 但也有部分缺陷，尤其是内在缺陷，目检难以发现和判断，但可能会在使用过程中或以 后的冷加工时出现。因此在生产线上设置无损检测及时发现产品的缺陷是十分必要的。 从

47、焊管机组生产效率鬲的角度考虑，可避免产生批量性低质量焊管，对出厂成品质量及 后步冷加工质董也能起到保证作用。用于钢管的无损检测有多种方法，焊接箱密钢管常用的主要有超声波、涡流或漏磁探伤 等。涡流探伤适用于金属材料的表面缺陷和接近表面的缺陷检测；漏殘探伤用于表面缺 陷和一定深度的内部缺陷。超声波探伤能发现细长的缺陷，对焊缝顶部未焊透，潜藏的 裂纹及焊缝中心热影响区伸展的裂纹能正确发现并确定其位置。通过无损探伤，检测焊 管焊缝未焊透，未熔化S夹渣、乞泡、收缩裂纹，内外表面的横向纵向条状和分层。无损探伤检查有两个层次，第一层次是放在定径投即在线探伤，作用是监测焊缝质量； 第二层次是对成品钢管的无损检

48、测.要求对全管进行检测，以确保产品质量。对焊管机组设备要求：精密焊接钢管具有比一般焊接钢管几何尺寸精密，焊缝与内外表面质量优良，壁厚均匀 等特点。因此，精密焊接钢管在生产中，对焊管成型机组及其配套设备有以下要求：6. 1 高刚度、高强度的成型与定径机座：为了减少焊管机组在最大负荷运行中强塑变形，使每个机座总的积累误差，弹性变形董 减少，以提离精密焊管的尺寸箱度。因此必需提离机架、平扌昆轴.轴承座、压下压上机 械等刚度和企度和机加工箱皮。在设备选型时，要选择重型配置焊管机组及其配套设 施。增加成型机座23座：为了减少弹性变形，加工道次要相应增加。通常精密焊管机组成形变形加工道次比普通 焊管机组增加23道次，因此成型机座要增加23个机座。为保证机组轧制中心线（垂直中心线）各机座道次统一，以中心做好基轴，两侧定位 尺寸及中间套要精确。机组要有精确的定位基准。在水平线的位置上，应按照工艺要求 形成上山线（下山线）或平直线，以保证不能出现曲线波动，因此要求机座需要配置压 上、压下机械，便于调整。轧扌昆模具的强度、初性、耐磨性、表面光洁度、