鋼管的高頻焊接正是利用交流電的趨膚效應和鄰近效應，鋼材（帶鋼）經滾壓成型后，形成一個截面斷開的圓形管坯，在管坯內靠近感應線圈中心附近旋轉一個或一組阻抗器（磁棒），阻抗器與管坯開口處形成一個電磁感應回路，在趨膚效應和鄰近效應的作用下，管坯開口處邊緣產生強大而集中的熱效應，使焊縫邊緣迅速加熱到焊接所需溫度經壓輥擠壓后，熔融狀態的金屬實現晶間接合，冷卻后形成一條牢固的對接焊縫。 

全面分析
埋弧焊直縫鋼管在行業中的應用是有目共睹的，它的廣泛應用必定是因為它本身所具備的獨特的優點。但是作為一個成功的商家我們應該充分全面的了解一下這個產品，要合理分析一下熱軋鋼管的優缺點。
  熱軋20#直縫鋼管缺點：
【1】不均勻冷卻造成的殘余應力。殘余應力是在沒有外力作用下內部自相平衡的應力，各種截面的熱軋型鋼都有這類殘余應力，一般型鋼截面尺寸越大，殘余應力也越大。殘余應力雖然是自相平衡的，但對鋼構件在外力作用下的性能還是有一定影響。如對變形、穩定性、抗疲勞等方面都可能產生不利的作用;
【2】經過焊接之后，直縫鋼管內部的非金屬夾雜物被壓成薄片,出現分層現象。分層使20#直縫鋼管沿厚度方向受拉的性能大大惡化，并且有可能在焊縫收縮時出現層間撕裂。焊縫收縮誘發的局部應變時常達到屈服點應變的數倍，比荷載引起的應變大得多。
  埋弧焊直縫鋼管優點：可以破壞鋼錠的鑄造組織，細化鋼材的晶粒，并消除顯微組織的缺陷，從而使鋼材組織密實,力學性能得到改善。這種改善主要體現于沿軋制方向上，從而使20#直縫鋼管在一定程度上不再是各向同性體；澆注時形成的氣泡，裂紋和疏松,也可在高溫和壓力作用下被焊合。
高頻焊管機組
直縫鋼管的高頻焊接過程是在高頻焊管機組中完成的。高頻焊管機組通常由滾壓成型、高頻焊接、擠壓、冷卻、定徑、飛鋸切斷等部件組成，機組的前端配有儲料活套，機組的后端配有鋼管翻轉機架；電氣部分主要有高頻發生器、直流勵磁發電機和儀表自動控制裝置等組成。現以165高頻焊管機組為例，其主要技術參數如下：
直縫鋼管
直縫鋼管
3.1 焊管成品
圓管外徑： φ111~165mm
方管： 50×50~125×125mm
矩形管： 90×50~160×60~180×80mm
成品管壁厚：2~6mm
3.2 成型速度： 20~70米/分鐘
3.3 高頻感應器：
熱功率： 600KW
輸出頻率： 200~250KHz
電源： 三相380V 50Hz
冷卻： 水冷
激勵電壓： 750~1500V
高頻激勵電路
高頻激勵電路（又稱高頻振蕩電路），是由安裝在高頻發生器內的大型電子管和振蕩槽路組成，它是利用電子管的放大作用，在電子管接通燈絲和陽極時，把陽極輸出信號正反饋到柵極，形成自激振蕩回路。激勵頻率的大小取決于振蕩槽路的電氣參數（電壓、電流、電容和電感）。
高頻焊接工藝
5.1 焊縫間隙的控制
將帶鋼送入焊管機組，經多道軋輥滾壓，帶鋼逐漸卷起，形成有開口間隙的圓形管坯，調整擠壓輥的壓下量，使焊縫間隙控制在1~3mm，并使焊口兩端齊平。如間隙過大，則造成鄰近效應減少，渦流熱量不足，焊縫晶間接合不良而產生未熔合或開裂。如間隙過小則造成鄰近效應增大，焊接熱量過大，造成焊縫燒損；或者焊縫經擠壓、滾壓后形成深坑，影響焊縫表面質量。
5.2 焊接溫度控制
焊接溫度主要受高頻渦流熱功率的影響，根據公式（2）可知，高頻渦流熱功率主要受電流頻率的影響，渦流熱功率與電流激勵頻率的平方成正比；而電流激勵頻率又受激勵電壓、電流和電容、電感的影響。激勵頻率公式為：
f=1/[2π(CL)1/2]...(1)
式中：f-激勵頻率(Hz)；C-激勵回路中的電容(F)，電容=電量/電壓；L-激勵回路中的電感，電感=磁通量/電流
上式可知，激勵頻率與激勵回路中的電容、電感平方根成反比、或者與電壓、電流的平方根成正比，只要改變回路中的電容、電感或電壓、電流即可改變激勵頻率的大小，從而達到控制焊接溫度的目的。對于低碳鋼，焊接溫度控制在1250~1460℃，可滿足管壁厚3~5mm焊透要求。另外，焊接溫度亦可通過調節焊接速度來實現。
當輸入熱量不足時，被加熱的焊縫邊緣達不到焊接溫度，金屬組織仍然保持固態，形成未熔合或未焊透；當輸入熱時不足時，被加熱的焊縫邊緣超過焊接溫度，產生過燒或熔滴，使焊縫形成熔洞。
5.3 擠壓力的控制
管坯的兩個邊緣加熱到焊接溫度后，在擠壓輥的擠壓下，形成共同的金屬晶粒互相滲透、結晶，非常終形成牢固的焊縫。若擠壓力過小，形成共同晶體的數量就小，焊縫金屬強度下降，受力后會產生開裂；如果擠壓力過大，將會使熔融狀態的金屬被擠出焊縫，不但降低了焊縫強度，而且會產生大量的內外毛刺，甚至造成焊接搭縫等缺陷。
5.4 高頻感應圈位置的調控
高頻感應圈應盡量接近擠壓輥位置。若感應圈距擠壓輥較遠時，有效加熱時間較長，熱影響區較寬，焊縫強度下降；反之，焊縫邊緣加熱不足，擠壓后成型不良。
5.5 阻抗器是一個或一組焊管專用磁棒，阻抗器的截面積通常應不小于鋼管內徑截面積的70%，其作用是使感應圈、管坯焊縫邊緣與磁棒形成一個電磁感應回路，產生鄰近效應，渦流熱量集中在管坯焊縫邊緣附近，使管坯邊緣加熱到焊接溫度。阻抗器用一根鋼絲拖動在管坯內，其中心位置應相對固定在接近擠壓輥中心位置。開機時，由于管坯快速運動，阻抗器受管坯內壁的磨擦而損耗較大，需要經常更換。
5.6 焊縫經焊接和擠壓后會產生焊疤，需要清除。清除方法是在機架上固定刀具，靠焊管的快速運動，將焊疤刮平。焊管內部的毛刺一般不清除。
5.7 工藝舉例
現以焊制φ32×2mm直縫焊管為例，簡述其工藝參數：
帶鋼規格：2×98mm 帶寬按中徑展開加少量成型余量
鋼材材質：Q235A
輸入 勵磁電壓：150V 勵磁電流：1.5A 頻率：50Hz
輸出 直流電壓：11.5kV 直流電流：4A 頻率：120000Hz
焊接速度：50米/分鐘
參數調節：根據焊接線能量的變化及時調節輸出電壓和焊接速度。參數固定后一般不用調整。
要求與檢驗
根據GB/T3091《低壓流體輸送用焊接鋼管》標準的規定，焊管的公稱直徑為6~150mm，公稱壁厚為2.0~6.0mm，焊管的長度通常為4~10米，可按定尺或倍尺長度出廠。鋼管表面質量應光滑，不允許有折疊、裂縫、分層、搭焊等缺陷存在。鋼管表面允許有不超過壁厚負偏差的劃道、刮傷、焊縫錯位、燒傷和結疤等輕微缺陷存在。允許焊縫處壁厚增厚和內縫焊筋存在。

上一文章：直縫鋼管

下一文章：直縫鋼管