無錫宏博泰金屬制品有限公司新建了一條新型、高效高頻焊接H型鋼生產(chǎn)線，該生產(chǎn)線用熱軋帶鋼作原料，可高速連續(xù)生產(chǎn)l00~50~2．3*3．2～500～250*6·5r*10．0輕型薄壁H型鋼，****速度30m／min，年產(chǎn)量可達6萬t。   2  高頻焊接H型鋼的特點    高頻焊接H型鋼采用帶卷做原料，可連續(xù)高速生產(chǎn)，適于生產(chǎn)輕型、薄壁、小規(guī)格產(chǎn)品，投資少，見效快，適合中小企業(yè)。其具體的特點有：     (1)截面經(jīng)濟合理。高頻焊接H型鋼具有優(yōu)良的截面性能，與熱軋H型鋼相比，在相同的單位重量條件下，其斷面系數(shù)、抗彎能力高于熱軋H型鋼。在承載能力相同的情況下，只有熱軋H型鋼重量的82％；在鋼結(jié)構(gòu)工程中，同一構(gòu)件的用鋼量，熱軋H型鋼均大于高頻焊接H型鋼，重量比****可達1．68。在用鋼結(jié)構(gòu)的別墅、低層和小高層住宅中，如果合理使用，可充分發(fā)揮其優(yōu)點，達到節(jié)約鋼材、降低造價的目的。     (2)產(chǎn)品尺寸精度高。與熱軋H型鋼不同，高頻焊接H型鋼不存在板厚不均和圓角的缺點，并且表面光滑美觀。     (3)生產(chǎn)的品種多，規(guī)格齊全。高頻焊接是將2個化學(xué)成分相同的金屬熔化在一起，對母材成分要求較松，不僅可以焊接普碳鋼，而且可以焊接合金鋼，不銹鋼，Al、Cu、Ni、Ti等合金。由于高頻焊接H型鋼受設(shè)備限制條件少，產(chǎn)品規(guī)格多，而且可以方便的生產(chǎn)出上、下翼板不等寬、不等厚的異型H型鋼，因此截面形式可以定做，方便設(shè)計，減少浪費。     (4)高速、低耗。高頻焊接H型鋼充分利用了高頻電流的集膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)，可使高頻電流高度集中在狹窄的焊接區(qū)，能在最短時間內(nèi)用最小消耗將母材由常溫加熱至焊接溫度，從而保證了焊接能連續(xù)、高速地進行。高頻焊接H型鋼不用焊絲、焊劑，不用清理表面，所以加工成本遠低于埋弧焊接H型鋼。   3   高頻焊接H型鋼的工藝流程與焊接過程 3．1工藝流程     高頻焊接H型鋼生產(chǎn)線主要由上料、組立焊接和精整3部分組成。工藝流程見圖1。   開卷矯平后的帶鋼，快速進入活套，活套來料速度比H型鋼焊接拉出速度快2．5～3．0倍，可儲存400m左右?guī)т摚詡鋼Q卷接頭時，仍可保持連續(xù)生產(chǎn)。     組立和焊接均在焊接固定器中進行，高頻焊機分電子管和固態(tài)2種。固態(tài)焊機是近幾年的新產(chǎn)品，與電子管式焊機相比，可節(jié)電30％，節(jié)水65％，維護簡單，使用壽命高，操作安全。雖然現(xiàn)在價格較高，但不久就會在高頻焊接設(shè)備中大量應(yīng)用。     高頻焊接H型鋼在線切割設(shè)備有沖剪和飛鋸2種。沖剪模具隨H型鋼尺寸變化而相應(yīng)更換，熱鋸使用中噪音太大又浪費金屬。國內(nèi)這2種設(shè)備同時存在，有待于今后在生產(chǎn)實踐中進一步驗證。 3．2焊接過程     高頻焊接H型鋼是利用高頻電流的集膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)使鋼板待焊處得以快速加熱來實現(xiàn)焊合。為了有效地利用高頻電流的2個效應(yīng)，首先將上、下翼板彎曲，使之與腹板形成V形角，稱之為會合角。焊接時，通過電極觸頭，向鋼板供以高頻電，形成了高頻電流往復(fù)回路，且愈靠近頂點，兩鋼板之間距離愈小，鄰近效應(yīng)愈強烈，邊緣溫度也愈高，甚至達到金屬的熔點，在會合處會形成液體過梁。     由于通過的電流密度特別大，過梁被劇烈加熱，當(dāng)其內(nèi)部產(chǎn)生的金屬蒸汽壓力大于液體過梁表面張力時，蒸汽爆破呈金屬花飛濺。隨著工件不斷向前運動，通過擠壓輥作用，所噴濺的細滴火花也連續(xù)地從邊部擠出液態(tài)金屬和氧化物，留下的金屬便在固態(tài)下相互緊密接觸，產(chǎn)生了塑性變形和再結(jié)晶，從而形成了牢固的焊縫，完成了焊接。   4         產(chǎn)品質(zhì)量控制    4．1選取優(yōu)質(zhì)原料：     高頻焊接H型鋼一般采用中寬帶軋機生產(chǎn)的鋼卷做原料，國內(nèi)這類中寬帶存在厚度波動大、板形(平直度)不良等問題，給H型鋼組立和焊接帶來很大困難，故必須選用優(yōu)質(zhì)熱軋帶鋼作為原料。     帶鋼縱剪尺寸精度也應(yīng)嚴格控制，特別是腹板的寬度B應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品高度H、翼板厚度tf鐓粗量δ1、擠壓量δ2的變化及時調(diào)整，它們之間的關(guān)系可按下式計算：     H=2tf+B+δ11+ δ2                                (1) 4．2鐓粗       高頻焊接H型鋼靠自熔化焊接，熔敷率只能達到85％～90％，顯然焊縫強度無法超過母材強度，這一關(guān)鍵問題長期制約了高頻焊接H型鋼在重要部位的使用。為此，在焊前對腹板兩邊進行冷鐓粗，使其端部面積增加30％，這不僅有利于增加焊縫的寬度，還因腹板厚度增大，縮小了腹板與翼板溫度差。     鐓粗量要適度，主要原則是使腹板端面增厚30％，且不產(chǎn)生彎曲變形，因此通常鐓粗量選用2～3即可。現(xiàn)有少數(shù)廠家缺少冷鐓工藝，焊出的焊縫外觀好看，強度不足，不應(yīng)提倡。 4．3擠壓   在實際焊接過程中，擠壓量的選擇也很重要。在保證焊接質(zhì)量的前提下，應(yīng)盡量減少擠壓量和鐓粗量，以減少金屬消耗。擠壓量大小與金屬加熱溫度有關(guān)，加熱溫度越高，實現(xiàn)焊接所需的壓力越小，當(dāng)達到金屬熔化溫度時，可不加壓。 4。4****工藝位置的控制     高頻焊接H型鋼屬接觸焊，上下焊機功率調(diào)整十分復(fù)雜。由于帶鋼自重的影響，上下翼板與腹板f曰會合角很難調(diào)整一致，因此容易導(dǎo)致H型鋼上下加熱不均勻，出現(xiàn)一面過燒或燒漏現(xiàn)象，也可能影響H型鋼的平直度。因腹板和翼板厚度不同，故使腹板端部和翼板焊接帶同時達到焊接溫度也十分困難。     高頻焊接H型鋼時，上、下2臺焊機各有2個觸頭，分別加熱腹板和翼板，如圖2所示。觸頭的位置決定加熱段長度。為提高焊接效率，觸頭應(yīng)盡可能靠近擠壓輥。翼板厚度通常是腹板的1．3～1．5倍，所以翼板加熱溫度往往比腹板低。通過改變觸頭工藝位置可解決此問題。觸頭距焊接壓輥越遠，鋼板加熱時間相對越長。到達壓輥時，溫度可能提高，但是距壓輥距離越遠，高頻電流鄰近效應(yīng)越弱，越不利于加熱。腹板和翼板厚度不同，加熱體積也有很大影響，在相同加熱條件下，受熱體積越大，加熱速度越慢。若根據(jù)物體電磁受熱基本原理，以及腹板、翼板厚度比來調(diào)整觸頭位置，可解決上下加熱不均勻，腹板、翼板加熱不同步問題。 4．5微張力焊接     現(xiàn)代化的高頻焊接H型鋼生產(chǎn)線都有微張力控制裝置。利用活套控制原理，通過速差和活套擺動，實現(xiàn)焊接過程中對腹板、翼板和H型鋼進行微張力控制，從而使帶鋼保持平直，焊接面接觸均勻，減少板形不良和焊接應(yīng)力的影響，保證H型鋼的焊接質(zhì)量、尺寸和形狀公差。 4．6焊后冷卻     焊后冷卻對焊縫和熱影響區(qū)組織和性能有較大影響。低碳鋼的焊縫金屬因含碳量較低，故固態(tài)相變后組織大部分是鐵素體+少量珠光體。焊縫化學(xué)成分相同時，在不同的冷卻速度下，低碳鋼焊縫中鐵素體和珠光體的比例有較大差別，如表1所示。冷卻速度越大，焊縫中的珠光體越多，越細，同時焊縫的硬度越高。 高頻焊接H型鋼焊后一般采用水冷，冷卻速度、冷卻溫度控制水平一般，這是當(dāng)前生產(chǎn)中普遍存在的薄弱環(huán)節(jié)，也是今后探索的課題。        5  結(jié)語                                                      高頻焊接H型鋼具有截面經(jīng)濟合理、尺寸精度高、品種規(guī)格全、高速、低耗等優(yōu)點，隨著生產(chǎn)工藝的不斷改進，產(chǎn)品質(zhì)量獲得了很大提高，應(yīng)用領(lǐng)域也逐步擴大。該生產(chǎn)線投資少，見效快，比較適合中小企業(yè)投資建設(shè)。