X65鋼高頻焊管焊接區(qū)的顯微組織和低溫韌性

. .. 高頻焊管焊接缺陷及其分析 焊接缺陷及其分析 高頻直縫焊接鋼管的焊接質量缺陷有裂縫、搭焊、漏水、劃傷等等。下面僅對裂縫、搭焊這 兩個主要缺陷進行分析： 一、裂縫 裂縫是焊管的主要缺陷，其表現(xiàn)形式可以由通常的裂縫，局部的周期性裂縫，不規(guī)則出現(xiàn)的 斷續(xù)裂縫。也有的鋼管焊后表面未見裂縫，但經(jīng)壓扁、矯直或水壓試驗后出現(xiàn)裂縫。裂縫嚴 重時便漏水。產(chǎn)生裂縫的原因很多。消除裂縫是焊接調整操作中最困難的問題之一。 下面分別從原料方面、成型焊接孔型方面和工藝參數(shù)選擇方面進行分析。 1.原料方面 （1）鋼種，即鋼的化學成分對焊接性能有明顯的影響，鋼中所含的化學元素都或多或少、 或好或壞地影響著焊接性能。高頻焊由于焊接溫度高，擠壓力大等原因，比低頻焊允許的化 學范圍要廣些，可以焊接碳素鋼、低合金鋼等。碳素鋼主要含有碳、硅、錳、磷、硫五種元 素。低合金鋼還可以含有錳、鈦、釩、鋁

高頻焊接制管是最快和最有效的制管方法,但高頻焊接制管會產(chǎn)生各種各樣的焊接缺陷。分析了高頻焊管生產(chǎn)中夾雜物、預弧、熔合不足、邊部熔合不足、中部熔合不足、粘焊、鑄焊、氣孔、跳焊等9種常見焊接缺陷產(chǎn)生的原因及其防止措施。

研究發(fā)現(xiàn),高頻直縫焊接鋼管的焊接熱影響區(qū)(haz)性能是影響焊接質量的重要因素。影響haz的因素有很多,如何根據(jù)所生產(chǎn)的焊管產(chǎn)品來準確調整這些影響參數(shù),從而獲得良好的haz性能是人們長期以來研究的重要課題。介紹了一種開環(huán)控制的焊接haz控制技術,將經(jīng)驗知識與理論計算相結合,規(guī)范了高頻焊管機組運行,使操作者能夠更準確地了解機組的運行狀態(tài),用較短的時間完成焊管機組成功運行的參數(shù)設置。

高頻焊管斷裂韌性要求值的預測

高頻焊接溫度是焊管生產(chǎn)的重要工藝參數(shù),它直接關系到焊接過程是否能正常建立,并直接影響到焊縫質量.本文主要對紅外測溫儀運用在國產(chǎn)高頻焊接機組上的穩(wěn)定性進行研究分析,總結了紅外測溫儀的理論基礎和基本原理,以及影響紅外測溫儀正常測溫的各種因素.

焊接溫度是焊管生產(chǎn)過程的重要參數(shù)。由于焊接環(huán)境惡劣,輻射測溫法不能準確測量焊接溫度。采用焊接溫度觀測的方法可以避免惡劣環(huán)境對檢測精度的影響。根椐焊接溫度觀測模型,焊接溫度可由焊接電流和焊接速度計算得到,同時磁場檢測能夠避免錯誤觀測值并給出失磁警報。

在高頻焊管生產(chǎn)過程中，頻率選取、邊部狀態(tài)、v形區(qū)形狀、阻抗器及感應圈位置等參數(shù)是影響焊接效率的主要因素。介紹了焊接過程最佳效率參數(shù)的選取方法。

通過化學成分分析、力學性能測試、金相檢驗以及掃描電鏡分析等方法對某規(guī)格為φ457mm×7.1mm的x65級高頻焊(hfw)鋼管水壓試驗時發(fā)生爆裂的原因進行了分析。結果表明:鋼管爆裂失效是由于其直焊縫上存在冷焊缺陷以及焊縫沖擊韌度不合格所致;焊縫中存在冷焊缺陷使其有效承載面積減小,原始裂紋在冷焊缺陷處萌生并擴展,加之焊縫沖擊韌度低,抗裂紋擴展能力差,在水壓試驗壓力作用下最終導致該鋼管于焊縫處失穩(wěn)爆裂。

為查明j55鋼高頻焊管焊縫處的沖擊功差異較大的原因,對母材、焊接熱影響區(qū)及焊接區(qū)進行了微觀分析。結果表明,沖擊功低者,其母材、熱影響區(qū)和焊縫區(qū)分別存在較嚴重的帶狀組織、粗大的過熱組織和夾雜物等。

采用微區(qū)電位測試技術，分別測定了４種管線鋼焊接接頭在混合硝鹽介質中的微電位分布圖。結果表明：４種管一鋼焊接接頭的焊縫部位最易于發(fā)生局部腐蝕，其焊接接頭抗局部腐蝕能力由大到小依次為住友、川崎、１１＃、５＃。

在-20℃的低溫條件下對系列x52高頻焊(hfw)管焊縫試樣進行了夏比沖擊試驗,發(fā)現(xiàn)個別樣品的沖擊功明顯低于正常平均值。采用掃描電子顯微鏡(sem)、能譜分析儀(eds)以及電子背散射衍射(ebsd)等顯微分析技術研究其異常的原因。結果表明,沖擊韌性異常試樣的斷口為解理或沿晶斷裂形貌,在斷口裂紋起源處存在夾雜物的偏聚區(qū),焊管基體組織中存在嚴重的珠光體偏聚區(qū),從而導致焊接過程中在焊縫區(qū)域形成珠光體條帶組織。而沖擊功正常的試樣斷口為韌窩形貌,基體組織分布均勻。x52焊管焊縫沖擊韌性的異常降低主要與母材基體組織分布不均勻和焊接工藝有關。

針對高頻焊管焊接區(qū)的測溫條件,采用比色測溫儀檢測焊接點溫度,有效地提高了測溫信號的穩(wěn)定性.應用模糊控制方法調節(jié)高頻感應電源的輸出功率,控制焊接溫度,同時設計了三種調節(jié)功能對控制效果作進一步的改善,實現(xiàn)了高頻焊管溫度的穩(wěn)定控制過程.

采用比色測儀檢測高頻焊管的焊接點溫度，可有效地提高測溫信號的穩(wěn)定性，確保焊接質量。該溫度監(jiān)控系統(tǒng)通過自行設計的數(shù)字式晶閘管觸發(fā)電路，調節(jié)高頻感應電源的輸出功率，實現(xiàn)溫度調節(jié)，并利用ｐｉｄ控制器實現(xiàn)溫度的閉環(huán)控制。

焊管高頻焊接原理 高頻焊接起源于上世紀五十年代，它是利用高頻電流所產(chǎn)生的集膚效應和相鄰效應，將鋼 板和其它金屬材料對接起來的新型焊接工藝。高頻焊接技術的出現(xiàn)和成熟，直接推動了直縫 焊管產(chǎn)業(yè)的巨大發(fā)展，它是直縫焊管（erw）生產(chǎn)的關鍵工序。高頻焊接質量的好壞，直 接影響到焊管產(chǎn)品的整體強度，質量等級和生產(chǎn)速度。 作為焊管生產(chǎn)制造者，必須深刻了解高頻焊接的基本原理；了解高頻焊接設備的結構和工作 原理；了解高頻焊接質量控制的要點。 1高頻焊接的基本原理 所謂高頻，是相對于50hz的交流電流頻率而言的，一般是指50khz~400khz的高頻電流。 高頻電流通過金屬導體時，會產(chǎn)生兩種奇特的效應：集膚效應和鄰近效應，高頻焊接就是利 用這兩種效應來進行鋼管的焊接的。那么，這兩個效應是怎么回事呢？ 集膚效應是指以一定頻率的交流電流通過同一個導體時，電流的密度不是均勻

采用比色測溫儀檢測高頻焊管的焊接點溫度，可有效地提高測溫信號的穩(wěn)定性，確保焊接質量。該溫度監(jiān)控系統(tǒng)通過自行設計的數(shù)字式晶閘管觸發(fā)電路，調節(jié)高頻感應電源的輸出功率，實現(xiàn)溫度調節(jié)，并利用pid控制器實現(xiàn)溫度的閉環(huán)控制。

介紹了高頻焊管成型技術按時間段和成型方式發(fā)展的三個階段,即早期的輥式成型技術、20世紀60年代后期的排輥成型技術和90年代后期的ffx成型技術。詳細論述了各成型技術的發(fā)展過程以及優(yōu)缺點。通過對比分析指出,隨著各行業(yè)對焊管品種、質量、成本的要求越來越高,在今后相當一段時間內(nèi)新建和改造焊管機組時,應首選ffx成型技術。

高頻焊管成型軋輥是焊管機組的重要組成部分,也是焊管成型工藝的技術核心,軋輥的共用性水平是成型工藝水平的核心標志。在高頻焊管產(chǎn)品市場中,只有提高成型軋輥的共用性,做到一輥多用,換輥快,少停機,才能適應高效率、多品種、小批量、個性化的市場特點。分析了軋輥與軋材線接觸和點接觸兩種基本成型方式,論述了軋輥共用性和成型性的基本原理,并結合不同機組焊管預成型的典型工藝,闡明了軋輥成型性與共用性相互制約、互相兼顧的關系。

介紹了攀鋼集團昆明鋼管公司自行研發(fā)的焊接鋼管溫度控制系統(tǒng),該系統(tǒng)主要由810型工業(yè)控制計算機、plc-812pg多功能數(shù)據(jù)采集卡、接口板880及輸入輸出板等組成。實現(xiàn)了焊管制造過程中焊接溫度的計算機控制,提高了焊管的成材率。

鋼管的在線渦流探傷是指鋼管在生產(chǎn)線上的生產(chǎn)過程中進行同步探訪,主要用生產(chǎn)過程的質量控制.介紹了廈門愛普森公司生產(chǎn)的eec-30型智能金屬管道渦流探傷儀在實際生產(chǎn)中的應用,充分肯定了渦流探傷技術在高頻焊管生產(chǎn)中不可替代的作用.

自上世紀七十年代我國生產(chǎn)高頻焊管以來,生產(chǎn)高頻焊管的設備就不斷完善和提高,對高頻焊管的工藝要求也越來越高,越來越多樣化,隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展,對無縫鋼管的需求越來越強烈,高頻焊管激烈的市場競爭,和對生產(chǎn)成本降低的要求,使高頻焊管無縫化成為一種趨勢。（1）什么是高頻焊管無縫化。顧名思義就是把高頻焊管的內(nèi)焊筋,用機械設備把它去除,再由熱處理工藝進行處理加工,

分析了當前高頻焊管焊接工藝及其應用情況。指出采用先進的固態(tài)高頻焊接電源代替?zhèn)鹘y(tǒng)的真空管焊接電源是提高高頻焊管焊接質量和生產(chǎn)效率的主要方式。根據(jù)固態(tài)高頻焊機的設計原理,結合試驗重點介紹了新的高頻焊接工藝中焊接功率、焊接速度、焊接頻率和鋼管直徑之間的相互關系,給出了相應的數(shù)學公式及曲線圖,有助于相關技術人員了解各個工藝參數(shù)和焊接質量之間的重要關系,使高頻焊管質量得到較大的提升。

介紹了基于labview高頻焊管溫度采集系統(tǒng),該系統(tǒng)采用labview圖形化編程開發(fā)平臺,利用labview編寫串口程序,對比色測溫儀測得的高頻焊管的溫度信號進行采集。將該系統(tǒng)應用到高頻焊管的生產(chǎn)實踐中,可以實時采集溫度信號,對溫度信號進行檢測。最后提出了影響高頻焊管溫度采集系統(tǒng)的因素。