焊絲和焊劑在焊接中的作用與手工電弧焊的焊芯和涂層相同。應(yīng)選擇不同成分的焊絲和焊劑來(lái)焊接不同的材料。例如,焊接低碳鋼時(shí)通常使用H08A焊絲,并且使用高錳和高硅助熔劑HJ43。泵管制造商通常使用大容量的弧焊變壓器。埋弧焊是一種熔焊。焊絲和焊件在電弧熱的作用下局部熔化,在焊件上形成熔池。在焊絲或工件從熔池中取出后,熔池被冷卻并固化以形成焊縫。雙面埋弧焊腐蝕焊接接頭的形貌熔池從熔合線凝固并向熔池中心發(fā)展,因此焊縫沿散熱方向凝固形成柱狀晶體。焊縫與母材之間為熱影響區(qū),包括相變區(qū)、局部相變區(qū)和非相變區(qū)。高頻電阻焊是基于電磁感應(yīng)原理和導(dǎo)體中交流電荷的趨膚效應(yīng)、鄰近效應(yīng)和渦流熱效應(yīng),將焊縫邊緣的鋼局部加熱到熔融狀態(tài),對(duì)接焊縫在原子尺度范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)接頭冷卻后,由軋輥擠壓形成牢固的對(duì)接焊縫,從而達(dá)到焊接的目的。高頻焊接是感應(yīng)焊接(或壓力接觸焊接)的一種,具有不需要焊接填料、無(wú)焊接飛濺、焊接熱影響區(qū)窄、焊縫成形美觀、焊接力學(xué)性能好等優(yōu)點(diǎn)。因此,它被廣泛用于生產(chǎn)開槽鋼管。直縫焊接鋼管是將矩形鋼帶纏繞成圓管,通過(guò)高頻焊接裝置焊接直縫而成的鋼管。
直縫鋼管的高頻焊接工藝在高頻焊管機(jī)組中完成。高層焊管機(jī)組通常由滾壓成型、高頻焊接、擠壓、冷卻、定徑、飛鋸切割等部件組成。機(jī)組前端設(shè)有儲(chǔ)存環(huán),機(jī)組后端設(shè)有鋼管翻轉(zhuǎn)架。電氣部分主要由高頻發(fā)生器、DC勵(lì)磁發(fā)生器和儀表自動(dòng)控制裝置組成。高頻電流被引入電流感應(yīng)器,并且由于集膚效應(yīng)在管道的焊接表面上產(chǎn)生感應(yīng)電流,并且感應(yīng)電流由于管道本身的電阻而產(chǎn)生電阻熱。泵管制造商將焊接表面加熱至熔融狀態(tài),然后擠壓輥產(chǎn)生壓力將熔融表面擠壓在一起,并在加熱過(guò)程中擠壓焊接表面上形成的金屬氧化物,使得焊接表面上的金屬實(shí)現(xiàn)原子結(jié)合并形成焊縫。當(dāng)高頻直縫鋼管的焊接接頭被腐蝕時(shí),由于焊接區(qū)域和母材的結(jié)構(gòu)不同,以及對(duì)腐蝕性液體的抵抗力不同,在焊縫的中心,即熔合線的位置,可以發(fā)現(xiàn)所謂的“亮線”。熱影響區(qū)以亮線為中心,呈腰鼓狀,反映了熱影響區(qū)的大小。腰鼓的直徑與焊接的擠壓壓力有關(guān)。高頻直縫鋼管焊后進(jìn)行相變熱處理后,焊接區(qū)的“亮線”仍然存在,但腰鼓形狀基本消失。管坯的兩個(gè)邊緣加熱到焊接溫度后,在擠壓輥的擠壓下形成普通金屬顆粒,相互滲透結(jié)晶,最終形成牢固的焊縫。如果擠壓力太小,普通晶體的數(shù)量會(huì)很少,焊縫金屬?gòu)?qiáng)度會(huì)降低,受力后會(huì)產(chǎn)生裂紋。如果擠壓力過(guò)高,泵管制造商會(huì)將熔融金屬擠出焊縫,這不僅會(huì)降低焊縫強(qiáng)度,還會(huì)產(chǎn)生大量?jī)?nèi)外毛刺,甚至?xí)斐珊缚p重疊等缺陷。