几个焊管的思考问题

不锈钢焊管的若干思考问题
葛伟极
几个焊管的思考问题：
● 焊枪移位于焊轮前，造成积压焊缝，内外焊缝呈凸出形态。

对于一般工业管，该凸出尚可，但对于卫生级管子来说似乎高了，是否可用调整焊轮的位置，向远处前移，使挤压时焊缝更固化些，以减少挤压“效果”，使余高低平些，满足卫生管内整平的要求。

补充：加大焊轮的直径，使其对被挤压的焊管“握力”“把持度”加大，以提高其对焊缝高低板的控制能力，同时对焊枪移到前面焊管亦有很好的帮助，并有对焊缝在气体保护下快速冷却都有好处。

同样大焊轮亦有利于焊枪在焊轮后焊接，大的把持度及挤压域，焊接后焊缝固化时仍保持一定得受挤压作用，焊缝余高中线不易凹陷。

● 钨针的形状。

钨针尖近20-25°，顶尖部磨平？这样在大电流TIG焊接
20-25度角，钨针尖随钨针向上散热是否佳，什么样的针尖才能有良好的指向性，电弧的挺度？
● 钨针凸出长度。

钨针凸出长度，只要是氩气保护状态不受破坏，适当长些，有利于钨针焊接时的散热（辐射散热）。

钨针在焊接时，温度高达3000℃，如果让钨针凸出瓷套多些，其高温的辐射散热效果相当好。

● 外焊缝气体保护，根据镇海炼化葛工的焊轮移位到焊轮前（靠近焊轮），使得焊缝氧化程度改善，鉴其原理，是焊轮成了焊枪的其他保护屏蔽，有如形成保护气腔（上述说法是在无焊箱保护的情况下的操作手法）。

有关焊管生产的几点思路：
● 挤压轮压紧状态：在焊管焊接中，挤压轮压紧状态对焊接的穿透性有相当大的影响，特别是对较厚的管板更是如此。

当挤压状态较松时，170A（假设值，下
同）电流即可使得焊缝的内焊缝呈焊透饱满，而挤压状态较紧时，即使电流达到190A，亦可能焊不透。

对于一般的换热器管，流体管，要求焊缝较为饱满些，可以适当的放松挤压轮，在较小的电流下亦可达到饱满的焊缝。

而对于那些需要内整平的，整平要求高的，如卫生级管，挤压轮要适当的紧些，稍加电流，使得内焊缝余高细直且低，整平轮稍加整压，即可整平。

另外，适当的挤压，可以用较小的电流，这可以对焊接起到稳定的作用，小电流不易穿孔，焊缝的影响区也窄，不易产生咬边现象，同时较小的余高，整平效果会更好，不易产生碾压皱褶。

● 再谈大轮径焊轮：大轮径焊轮对稳定焊缝管板的作用明显，较小的轮径对管板控制能力低，其原因是两轮挤压时，对尚未焊接的管板抱握面小。

在挤压受力面小时，挤压轮对管板不均匀的反弹造成的高低板控制力差。

无论从挤压面还是对高低板的控制，都影响焊接效果及环境的稳定性。

我们焊接时，有两种定焊接位置的方法，一是焊枪置于焊轮后，二是焊枪置于焊轮前，前者在大轮径后，相同的定位（与挤压中点的相同距离），焊缝更饱满（内外），不易出现中线凹陷问题，焊接质量稳定且更好。

而后者，一般情况下，不易焊（不稳定，特别是较薄的板，易穿孔），用大轮径，高低板幅度减小，同位置管板间隙小，如果焊枪位置适当远置，内焊缝余高会低而平直。

大直径焊轮的优点可以从大管径线上找到，一般大管径线轮径大，相对的管板高低板差小，焊接稳定性好易控制（焊缝跑偏另当别论）。

● 前置焊轮的优缺点：前置焊轮其明显的优点在于对焊缝的挤压作用，挤压作用其一可使得内外焊缝余高中线不凹陷，这样可使得焊缝的结晶缺陷部位（只要是外焊缝）高于母材并在余高的顶部，在通过焊缝抛光可以被去除，同时挤压作用致使焊缝处材质较为致密，其二焊枪处于焊轮的挤压三角区内，氩气不易散逸，焊缝被挤压时，亦被焊轮快速冷却，这样焊缝的气体保护和快速冷却作用都好，在较慢的焊接速度下，焊缝甚至可以是金黄色的，氧化程度极低。

如果高速焊接，，加上适当的保护装置，焊缝在高温下的保护亦会很好。

前置焊枪有其优点亦有其缺点：在我看来，前置焊枪最大的缺点在于，焊枪在同一位置焊接速度不同时，挤压
效果明显不同，其主要原因是速度不同，进入挤压点的焊缝凝固程度不同，不同的凝固程度焊缝被挤压，效果不一样，焊缝的质量受影响。

焊枪在一定得位置，速度快了焊缝还处于液态，挤压的余高过高，管径会偏小，速度慢了挤压的余高过低，甚至焊缝已经完全凝固，无挤压效果。

同时前置焊枪，必须对焊轮进行冷却，高温的焊缝会将焊轮灼热到很高的温度，加大焊轮的直径可减轻焊轮的高温状态。

还有前置焊枪对于薄壁焊管，有明显的不稳定问题，易穿孔。

● 后置焊枪的优缺点：后置焊枪也是一种经典的焊法，特别用于0.7mm以下壁厚的焊管的焊接，其最大的特点是焊轮对薄壁管板在焊接处对齐的控制作用，由于后置焊枪在控制效果上的优点，故后置焊枪对焊管焊接有良好的稳定性，不少人喜欢这样的焊枪位置。

但后置焊枪的缺点也较大，最明显的是焊轮对焊缝的后期（焊接之后）挤压作用较小，焊缝会出现余高中线凹陷，结晶缺陷部位不易被抛轮磨去，有时会在焊缝处出现微小的凹点。

此处组织结构较疏松。

● 整平轮的造型：整平轮的弧度，三科基本上采用以圆管轮（精致轮）的基础再加上4-8mm，该造型对小管径的整平尚可，但对管径较大的，这样的弧度就会造成整平轮整个抱住了管子，更有甚者上下轮压紧管子造成管子的两侧被挤压的变形，破坏了管型。

整平轮的弧度应该根据管子的大小成比例放大。

放大多少，我的建议是管径的 1：1.2 ，即76的管径是76X1.2=91.2≈91，114的则
114X1.2=136.8≈137.
● 卫生管的整平：要整平好卫生管，第一是要焊好，就是说焊缝的内余高要小，要直，不咬边，缝不跑偏。

第二是压好，整平时我们发现焊的不错，但还是有单边的折叠压痕，什么原因？是压偏了。

一旦压偏，即使很小的余高，还是会被碾压处折叠，因为压偏芯棒是单边先接触焊缝，将焊缝上的余高从一边挤压到另一边，造成了单边折叠。

如果是焊缝两边都有折叠痕迹，那则是余高过高了。

当然，余高控制的很好，稍有一点压偏也不会有折叠痕迹的。

● 内整平的芯棒：内整平的芯棒尺寸要考虑焊管时穿孔形成的焊瘤（小焊瘤）是否能通过，也要考虑焊管焊接后的弯曲状态可能造成卡芯棒和芯棒擦伤内
壁。

综合上述考虑，一是芯棒与焊管间的间隙不宜过小，二是芯棒的长度不宜过长，一般来（Φ25-50mm）说芯棒与焊管间的间隙控制在1.2mm，管径大的应适当放大，对于管径小的可适当减小，要控制在适当范围内，如Φ19mm的管径，芯棒与焊管间的间隙可以是1.1mm，不要小于1.0mm。

Φ25-50mm芯棒长度一般的可以是450-380mm或更短，大管径和焊接速度快的可以适当加长，小管径要短些，
380mm左右，如果内孔很小，比较厚的，芯棒要更短，Φ19X2mm的芯棒应控制在380mm以下，甚至是300mm，怕芯棒在整平时被压空可以考虑缩短整平小车的行程，并精确定位芯棒。

● 带宽问题：问题的提出，带宽要考虑焊缝的余高量，焊管的精整量。

如何计算带宽？有公式不少，典型的公式是
这样的带宽计算方式可以用，但没有将余高量精整量表达出来，也过于简单化了，因为不管管壁厚薄简单的加 t 对实际需要的带宽有较大的偏差。

以下是Excel的公式：
=(C1-
IF(C2<0.5,0.65,IF(C2<0.7,0.67,IF(C2<1.1,0.72,IF(C2<1.3,0.73,IF(C2<1.55,0 .74,IF(C2<1.76,0.76,IF(C2<2,0.78,IF(C2<2.5,0.82,0.84))))))))*C2)*3.14，对0.5～2.8之间的带厚钢带进行计算。

该数值仅作参考，因为设备在线调试的技巧也影响对带宽的要求。

● 模具：根据经验，模具套用在一般精度范围内变动是十分正常的。

在对超范围的套用，则需要考虑模具如何解决焊接及精整的问题。

在对sanke的模具图纸分析之后，可以有几点发现，⑴ 1S/1X轮的成型圆间距与管径之比，基本上在2.2左右波动，波动范围在0.05以内；⑵ 1S/1X轮成型圆的半径，中等管径的某些轮在0.5范围内变动，如果这些模具轮的参数可以变动，则所有的1S/1X都可以变动，而且应该按2.2这个比例系数变动，至于1S轮。

要考虑壁厚因素，特别是小管径。

1S/1X轮成型并没有什么神秘，仅此而已。

⑶精整轮的圆心位置及波动：两精整轮中间加上调整间隙合起来是管径的整圆，这个结构决定了精整轮圆心的位
置。

关键是调整间隙应该多少，根据sanke的图纸，数据十分混乱Ф19的可以是3mm多，而Ф38.1的则仅有0.9mm。

调整间隙需要多少？根据我的经验，原则上按管径的比例变换，小管径间隙小些，大管径可以大些，但对于管径小于Ф22的还得考虑留最小的调整间隙，两轮间的最小间隙不小于1mm。

⑷一般来说这个调整间隙是考虑管径精整时模具的偏差，还有考虑管径要求的偏差。

本文是笔者的焊管工作日志，讨论了工作中遇到的问题，这里稍作整理。

有关问题有：钨针的形状，辐射散热效果，焊接时挤压轮压紧状态，大轮径焊轮的讨论，前/后置焊枪的优缺点，整平轮的造型，卫生管的整平，内整平的芯棒等。

其中关于大轮径焊轮的讨论是笔者的一个设想，由于种种原因，只是做过一两次试验，效果不错，有待改进。

关键词：焊枪位置，整平轮，挤压轮，芯棒长度，焊缝内余高。