不锈钢焊管用途及无缝化、等离子焊接技术

    不锈钢焊管的市场需求表现在基础工业方面，如石油、化工、发电等，其需求量占不锈钢无缝管消耗总量的三分之一，还有如汽车，造船，建筑和环保业等也有较大需求。不锈钢焊管目前主要用于换热器管、流体管、压力管道、机械结构用管、城市景观、等行业上，年消耗量在70万t左右。工业用不锈钢焊管需求比较高，而且生产工艺成熟,目前我国年用工业用不锈钢焊管量大约15万t左右，一部分仍需要进口。

由于不锈钢的强度较高，且其结构为面心立方晶格，易形成加工硬化，使焊管成型时：一方面模具要承受较大的摩擦力，使模具容易磨损；另一方面，不锈钢板料易与模具表面形成粘结(咬合)，使焊管及模具表面形成拉伤。


一、不锈钢焊管的分类、主要用途


1、不锈钢焊管常用的分类方法有两种:一是以几何形状分类,根据横肋的截面形状及肋的间距不同进行分类或分型,如英国标准(BS4449)中,将螺纹钢分为Ⅰ型、Ⅱ型。这种分类方式主要反应螺纹钢的握紧性能。二是以性能分类(级),例如我国标准(GB1499)中,按强度级别(屈服点/抗拉强度)将螺纹钢分为3个等级;日本工业标准(JISG3112)中,按综合性能将螺纹钢分为5个种类;英国标准(BS4461)中,也规定了螺纹钢性能试验的若干等级。此外还可按用途对螺纹钢进行分类,如分为钢筋混凝土用普通钢筋及予应力钢筋混凝土用热处理钢筋等。


2、不锈钢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、各种输送辊子、皮带托辊子、印刷滚筒、纺织印染辊、纺织化纤机用牵伸管、液压支架用管、深井泵用管、各种机械用光管、电热器外层筒及家用电器的管路等


二、不锈钢焊管的无缝化技术


不锈钢焊管的无缝化主要是通过张力减径来完成的，张力减径过程是空心母材不带芯棒的连续轧制过程。在保证母管焊接质量的前提下，焊管张力减径工艺是将焊管整体加热到950摄氏度以上，再经张力减径机（张力减径机共有24道次）轧制成各种外径与壁厚的成品管，采用此工艺所生产的热轧钢管与普通的高频焊管有本质的区别通过加热炉加热后其焊缝与母体的金相组织和机械性能可以达到完全一致此外 ，通过多道次的张力减径机轧制和自动控制使得钢管的尺寸精度(尤其是管体圆度和壁厚精度)优于同类无缝管。世界发达国家生产的流体管，锅炉管中已大量采用焊管无缝化工艺，随着社会的发展，国内热轧焊管逐步代替无缝管的局面已经形成。


三、不锈钢焊管中等离子焊接系统的应用

1.等离子弧产生原理

　　等离子弧是离子气被电离产生高温离子化气体，并经过水冷喷嘴的机械压缩，从喷嘴中心小孔穿出而形成等离子电弧，其能量密度可达105-106W/cm2，比自由电弧（约105 W/cm2以下）高，其温度可达18000-24000K，也高于自由电弧（5000-8000K）很多，等离子电弧焊接工艺的基本原理见图1。


2.等离子焊接工艺的优点

　　1)穿透能力强，8mm以下板厚无须开坡口，大大减小了焊前准备时间。

　　2)电弧能量集中，焊接热影响区小，焊接变形小。

　　3)焊接速度快，等离子比手工氩弧焊减小4-5倍时间。

　　4)卓越的重复生产性。

　　5)弧柱刚性大，采用小孔效应，可以实现稳定的单面焊双面成型。

　　6)电极缩在喷嘴内，不易污染和烧损及电极寿命长，焊缝缺陷少。

　　7)焊接质量好，可焊材料多。

　　8)等离子弧具有良好的可控性和调节性等。

　　TIG电弧与等离子电弧相比较，可以清楚的体现等离子电弧的优越性。电弧在轴向增加20%弧柱截面积时，TIG焊只有0.12mm，而等离子弧却可以达到1.2mm，可见等离子弧更挺，能量更集中。