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電路LDAC

發布時間:2021-02-08 09:24:25

『壹』 7317集成引腳功能

ADT7317 ±0.5°C精度數字溫度感測器和四通道電壓輸出10位DAC

ADT7316/ADT7317/ADT7318在一個16引腳QSOP封裝中集成了一個10位溫度數字轉換器和一個四通道12/10/8位DAC。內置一個帶隙溫度感測器和一個10位ADC,能夠以0.25°C的解析度對溫度進行監控和數字化。ADT7316/
ADT7317/ADT7318採用2.7 V至5.5 V單電源供電。DAC的輸出電壓范圍為0 V至2 VREF,輸出電壓的建立時間典型值為7 µs。ADT7316/ ADT7317/ADT7318提供兩個串列介面選項:與SPI、QSPI、MICROWIRE和DSP介面標准兼容的4線串列介面以及雙線SMBus/I2C 介面。這些器件具有待機模式,可通過串列介面進行控制。

四個DAC的基準電壓既可以從內部獲得,也可以從兩個基準電壓引腳獲得(每對DAC一個)。利用軟體LDAC功能或外部LDAC 引腳可以同時更新所有DAC的輸出。

這些器件內置一個上電復位電路,確保DAC輸出上電至0 V並保持該電平,直到執行一次有效的寫操作為止。這些器件具有寬電源電壓范圍、低電源電流和SPI-/I2C兼容介面,是各種應用的理想之選,其中包括個人計算機、辦公設備和家用電器

  1. 攜帶型電池供電儀表

  2. 個人計算機

  3. 電信系統

  4. 電子測試設備

  5. 家用電器

  6. 過程式控制制






ADT7317 ±0.5°C精度數字溫度感測器和四通道電壓輸出10位DAC



數據:
ADT7317產品技術英文資料手冊






優勢和特點

『貳』 藍牙耳機評價

其實無線藍牙耳機的普及遠比想像的要早的多,很多年以前就有商務人士帶著藍牙耳機,手捧電腦和咖啡接打著電話而淡定從容,那時候的我滿眼都是羨慕的目光想著有一天也能夠有一個同樣的東西。

BlueAnt
當時的技術只能做到基本的音頻輸出,想要達到享受音樂的級別還是遠遠不夠的。隨著科技的發展,能夠帶來非常優質音效的藍牙耳機也開始慢慢普及了,而整個行業開始爆炸式發展還是蘋果正兒八經的把手機3.5mm耳機接孔給砍了之後。

theverge.com
那麼來回答開頭的問題什麼是真無線耳機?我認為一款完全沒有線路連接,即便是兩個耳機頭之間也沒有,並且擁有一個良好的音頻質量,非常便捷的攜帶和配對方式,讓你使用過程中不會過多的去想如何操作,才是一款真無線耳機該具備的條件。

Trusted review
Amazon.comJayBird X2 Wireless Bluetooth Sport Headphones $149.99 購買
上面這是我購買的第一款無線耳機,即便它是藍牙連接的無線耳機,但是我依然不能把它定義成真無線耳機,你們應該明白我的意思了。所以上面扯了這么多,接下來才進入正題你們會不會打我?哈哈。

「真」無線耳機大賞,幫你挑挑挑。

AirPods--最好的真無線耳機for iPhone

提到真無線耳機,真的沒辦法不提AirPods。蘋果的東西經常會有一種已發布覺得「切,什麼鬼東西?」,然後過段時間發現「我X,還挺好用」的落差感。。顯然先是差的,然後才是驚喜。這個無論是iPhoneX還是AirPods又或者每年發布的iPad,都是非常好的東西,很難讓人失望吧。

Expert Reviews
說回正題啊,我的個人觀點會把AirPods歸結為最好的真無線耳機之一,甚至沒有之一。就從整個使用過程來看,行雲流水讓你根本感覺不到科技的存在這才是我想要的結果。你打開盒子,只要你的蘋果產品在耳機附近,基本上1-2秒就配對好了(感謝W 1晶元改變的使用體驗)。你拿出耳機戴在耳朵上音樂已經響起,你不需要點擊任何耳機開關去把它打開,你甚至不需要打開手機按播放按鍵去播放音樂。使用結束後取下耳機,放進盒子,這時候耳機停止播放,自動關閉並開始充電。

『叄』 求助高精度數控直流電流源的資料

摘要:在指導2005年全國大學生電子設計競賽F題「數控直流電流源」中,經過對設計題目的詳細分析,提出以DACl201KP-V型12位D/A轉換器為控制核心,與普通運算放大器和達林頓管相結合,間接控制電流大小的實現方案。通過DACl201KP-V在高精度數控直流電流源中的應用,實現了輸出電流20 mA~2000 mA,步進1 mA,改變負載電阻,輸出電壓在10 V以內變化時,輸出電流變化的絕對值≤輸出電流值的0.1%+l mA等設計技術指標,取得了較好的控制效果。

關鍵詞:恆流源;全國大學生電子設計競賽;數控;DACl201KP-V;D/A轉換器

1 引言

電流源是一種能向負載提供恆定電流的電路。它既可以為各種放大電路提供偏流以穩定其靜態工作點,又可以作為其有源負載以提高放大倍數,在差動放大電路、脈沖產生電路中得到了廣泛應用。2005年全國大學生電子設計競賽的F題就是數控直流電流源設計。

設計題目要求設計並製作數控直流電流源。輸入交流為200 V~240 V,50 Hz,輸出直流電壓≤10V。具體技術指標如下:

●輸出電流范圍:20 mA~2000 mA,步進l mA;

●可設置並顯示輸出電流給定值,要求輸出電流與給定值偏差的絕對值≤給定值的O.1%+l mA,可顯示電流的實測值,要求測量誤差的絕對值≤測量值的0.1%+3個字;

●改變負載電阻,輸出電壓在10 V以內變化時,要求輸出電流變化的絕對值≤輸出電流值的0.1%+1mA;

●紋波電流≤0.2 mA。

根據上述設計要求,實現電流調節范圍為20mA~2000 mA(輸出直流電壓≤10 V),並顧及器件極限功耗的局限,電流源採用TIPl22型普通功率放大器和OP07型達林頓管相結合的方案,間接控制電流大小,其主迴路電路如圖1所示。

圖1中負載端的最高電壓值(10 V)決定了負載的最大電阻值(5 Ω),它又決定了電流源工作電源的最低電壓值及所用功率器件的極限電壓參數。後級Ro為采樣電阻器,選用大功率的康銅電阻絲自行繞制而成,阻值為5.00 Ω。RL為負載電阻器(0Ω~5Ω),選用大功率滑線變阻器。由此可知負載電流IL≈VIN/Ro,與RL無關。當VIN恆定不變時,改變采樣電阻Ro的阻值大小,可改變IL的恆定值。0P07輸出端接TIPl22的基極,由於基極的電流很小,電流極限和功耗極限都滿足。同時TIP122能滿足5 A大電流的要求,電流調整率小且穩定。由於輸出電流調整採用步進方式,其電流調整率≤l%,即lmA(輸出直流電壓≤10 V)的指標,經計算,12位D/A轉換器的轉換精度達0.0024 V,滿足系統要求的精度。筆者採用DAC1201KP-V型12位D/A轉換器作為電流輸出控制的轉換核心。

2 DACl201KP-V

DACl201KP-V是美國TI公司推出的12位D/A轉換器,其引腳排列如圖3中所示。

DACl201KP-V採用28引腳DlP封裝,邏輯部分採用5 V單電源供電,內部含有內部參考源、±10V輸出運算放大器等電路,具有適合4位、8位、12位和16位匯流排的微處理器介面邏輯,外圍電路少,介面方便,最大穩定時間只有7μs,對縮短系統開發周期,增強系統可靠性極為有利。

DACl201KP-V由穩定的殼體表面的參考齊納二極體、激光調整薄膜梯形電阻和高速電流開關組成的轉換器在0℃~70℃范圍內可提供極佳的轉換性能。模擬輸出范圍是0 V~+10 V、±5 V和±10 V。

當輸出電壓VOUT=0~10 V時。數字輸入量D為無符號二進制碼,計算公式為:

上式中,VOUT是輸出模擬量,VFS是滿量程,D是待轉換的數字量。其中,lLSB=VFS/4 096=2.44 mV。

當輸出電壓在雙極性VOUT=-5V~+5V或VOUT=-10 V~+lO V之間時,其輸入數字量D與輸出模擬電壓VOUT之間的關系如下:

上式中的定義與單極性輸入公式相同。

如果單極性輸出從O.0000 V變到+9.9976 V,數字量的變化為4 095,解析度為9.9976 V/4 095=2.44 mV。若雙極性輸出從-5.0000 V變到+4.9976V,解析度為9.9976 V/4095=2.44 mV;雙極性輸出從-10.0000 V變到+9.9976 V,解析度為19.9951 V/4 095=4.88 mV。

DACl201KP-V的引腳可分為3類。

電源類:邏輯電源VDD接5 V電源;數字地DCOM和模擬地ACOM通常共地;+VCC為模擬電源輸入+15 V或+12 V;一VCC為模擬電源輸入-15 V或-12V。REFOUT 6.3 V為參考源輸出。

模/數信號類:VOUT為模擬信號輸出端,DO-D11為數字並行口。

控制信號類:WR寫,載入鎖存命令信號(與對應鎖存信號配合使用);NA_半位元組A,與WR配合允許載入輸入鎖存器A(最高有效半位元組);NB半位元組B,與WR配合允許載入輸入鎖存器B;NC半位元組C,與WR配合允許載入輸入鎖存器C(最低有效半位元組)。上述4個控制信號組成D/A轉換器的第一級緩沖即輸入鎖存。將12位數據暫存在A、 B、C 3個4位寄存器中,且這3個寄存器採用單獨定址方式,保證不產生虛假的模擬輸出值。LDAC載入D/A鎖存器,與WR配合允許載入D/A鎖存器。WR和LDAC信號組成D/A轉換器的第二級緩沖,當12位數據載入入D/A鎖存器後即啟動D/A轉換。所有鎖存器真值如表l所示。

GAIN ADJ接外部增益調整。SJ是輸出放大器求和端。10V RANGA 10V輸出時接VOUT。BPO是雙極性偏置(雙極性工作時接VOUT)。

3 啟動D/A轉換的時序分析

DACl201KP-V啟動轉換分2次寫入時序,如圖2所示。

由時序可見.DACl201KP-V的雙緩沖方式決定了其與微處理器的時序操作非常靈活。

4 介面電路

DACl201的基本連接如圖3所示。

退耦處理:為了得到最佳的性能和雜訊抑制,可按圖3所示增加電源退耦電容器(1μF~10 μF鉭電容器),應緊靠DACl201KP-V。

模擬地與數字地處理:為了實現允許低雜訊和高速性能的最佳連接,DACl201KP-V的ACOM和DCOM應連接在一個點上。若連接正確,這種連接將會使低電平信號通路中的電流減到最小,ACOM和DCOM之間的高頻雜訊可以通過模擬輸出被耦合,因此,在應用這些公共連接點時,需要格外小心。

外部失調和增益調整:圖3中的Wl是失調調整;W2是增益調整。

輸出范圍及連接如表2所示。

在上述競賽題目「數控直流電流源」設計和製作過程中,被控電流源要求0 V~+10 V的控制信號,DAC1201的信號輸出范圍選擇O V~+10 V連接方式,經OP07型運算放大器控制TIPl22形成寬頻壓控電流源。

DACl201與AT89C51的介面電路如圖4所示。圖中,DACl201的第一級緩沖通過3條高位地址線A14(NA)、A13(NB)、A12(NC)配合WR信號控制高、中、低3個半位元組載入輸入鎖存;第二級緩沖通過A8(LDAC)配合WR信號控制載入DAC寄存器後啟動轉換。

5 程序設計

下面根據圖4所示的硬體結構介紹DACl201KP-V轉換軟體的實現方法。單片機晶體振盪器的頻率為6.000 MHz。入口條件是待轉換的數據高8位存於DAH中,低4位在DAL中的高4位;NA地址是BF00H,NB地址是DF00H,NC地址是EF00H,LDAC地址是FE00H。佔用資源是A、R0、DAH和DAL、DAOUT連續的3個單元。

匯編語言程序如下:

6 結束語

DACl201KP-V的解析度高、轉換速度快、介面方便、電路簡單、應用靈活,因而具有廣泛的應用前景。筆者在指導2005年全國大學生電子設計競賽的F題「數控直流電流源設計」中利用該電路按圖4所示的接線方式取得了很好的控制效果,滿足了設計指標的要求。

『肆』 萬急:高頻焊接原理

焊管高頻焊接原理

作者:江南五里湖
高頻焊接起源於上世紀五十年代,它是利用高頻電流所產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和成熟,直接推動了直縫焊管產業的巨大發展,它是直縫焊管(ERW)生產的關鍵工序。高頻焊接質量的好壞,直接影響到焊管產品的整體強度,質量等級和生產速度。
作為焊管生產製造者,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,是相對於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。那麼,這兩個效應是怎麼回事呢?
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地分布於導體的所有截面的,它會主要向導體的表面集中,即電流在導體表面的密度大,在導體內部的密度小,所以我們形象地稱之為:「集膚效應」。集膚效應通常用電流的穿透深度來度量,穿透深度值越小,集膚效應越顯著。這穿透深度與導體的電阻率的平方根成正比,與頻率和磁導率的平方根成反比。通俗地說,頻率越高,電流就越集中在鋼板的表面;頻率越低,表面電流就越分散。必須注意:鋼鐵雖然是導體,但它的磁導率會隨著溫度升高而下降,就是說,當鋼板溫度升高的時候,磁導率會下降,集膚效應會減小。
鄰近效應 是指高頻電流在兩個相鄰的導體中反向流動時,電流會向兩個導體相近的邊緣集中流動,即使兩個導體另外有一條較短的邊,電流也並不沿著較短的路線流動,我們把這種效應稱為:「鄰近效應」。鄰近效應本質上是由於感抗的作用,感抗在高頻電流中起主導的作用。鄰近效應隨著頻率增高和相鄰導體的間距變近而增高,如果在鄰近導體周圍再加上一個磁心,那麼高頻電流將更集中於工件的表層。
這兩種效應是實現金屬高頻焊接的基礎。高頻焊接就是利用了集膚效應使高頻電流的能量集中在工件的表面;而利用了鄰近效應來控制高頻電流流動路線的位置和范圍。電流的速度是很快的,它可以在很短的時間內將相鄰的鋼板邊部加熱,熔融,並通過擠壓實現對接。
2 高頻焊接設備的結構和工作原理
了解了高頻焊接原理,還得要有必要的技術手段來實現它。高頻焊接設備就是用於實現高頻焊接的電氣—機械繫統,高頻焊接設備是由高頻焊接機和焊管成型機組成的。其中高頻焊接機一般由高頻發生器和饋電裝置二個部分組成,它的作用是產生高頻電流並控制它;成型機由擠壓輥架組成,它的作用是將被高頻電流熔融的部分加以擠壓,排除鋼板表面的氧化層和雜質,使鋼板完全熔合成一體。
高頻發生器 過去的焊管機組上使用高頻發生器是三迴路的:高頻發電機組;固體變頻器;電子高頻振盪器,後來基本上都改進為單迴路的了。調節高頻振盪器輸出功率的方法有多種,如自耦變壓器,電抗法,晶閘管法等。
饋電裝置 這是為了向管子傳送高頻電流用的,包括電極觸頭,感應圈和阻抗器。接觸焊中一般採用耐磨的銅鎢合金的電極觸頭,感應焊中採用的是紫銅制的感應圈。阻抗器的主要元件是磁心,它的作用是增加管子表面的感抗,以減少無效電流,提高焊接速度。阻抗器的磁心採用鐵氧體,要求它的居里點溫度不低於310°,居里點溫度是磁心的重要指標,居里點溫度越高,就能靠得離焊縫越近,靠得越近,焊接效率也越高。
近年來,世界上一些大公司開始採用了固態模塊式結構,大大提高了焊接可靠性,保證了焊接質量。如EFD公司設計的WELDAC G2 800高頻焊機由以下部分組成:整流及控制單元(CRU),逆變器,匹配及補償單元(IMC),CRU與IMC間的直流電纜,IMC到線圈或接觸組件。
機器的兩個主要部分是CRU及IMC。CRU包括一個帶有主隔絕開關及一個全橋二極體整流器的整流部分(它把交流電轉換為直流電),一個帶有控制裝置及外部控制設備界面的控制器。IMC包括逆變器模塊,一個匹配變壓器以及一個用於為感應線圈提供必需的無功功率的電容組。
主供電電壓(3相480V),通過主隔絕開關被送到主整流器中。在主整流器中,主電壓被轉換為640V的直流電並且通過母線與主直流線纜相連接。直流電通過由數個並聯電纜組成的直流電輸送線被送到IMC。DC線纜在IMC單元母線上終止。逆變部分的逆變器模塊通過高速直流保險同DC母線以並聯方式連接在一起。DC電容也與DC母線連接在一起。
每個逆變器模塊構成一個全橋IGBT三極體逆變器。三極體的驅動電路則在逆變器模塊內的一個印刷電路板上。直流電由逆變器變為高頻交流電。根據具體的負載,交流電的頻率范圍在100-150KH范圍之間。為根據負載對逆變器進行調整,所有逆變器都以並聯方式同匹配變壓器連接。變壓器有數個並聯的主繞組,及一個副繞組。變壓器的匝數比是固定的。
輸出電容由數個並聯電容模塊組成。電容器以串聯方式同感應線圈相連接,因此輸出電路也是串聯補償的。電容器的作用是根據感應線圈對無功功率的要求進行補償,及通過此補償來使輸出電路的共振頻率達到所要求的數值。
頻率控制系統被設計用來使三極體始終工作在系統的共振頻率上。共振頻率通過測量輸出電流的頻率確定。此頻率隨即被用來作為開通三極體的時基信號。三極體驅動卡向每個逆變器模塊上的每個三極體發送信號來控制三極體何時開通,何時關斷。
感應加熱系統的輸出功率控制是通過控制逆變器的輸出電流來控制的。上述控制是通過一個用來控制三極體驅動器的功率控制卡完成的。
輸出功率參考值由IMC操縱面板上的功率參考電位計給出,或者由外部控制面板輸出給控制系統。此數值被傳送給系統控制器後,將與由整流單元測量系統測量出的 DC功率數值相比較。控制器包括一個限定功能,它可以根據參考功率值與DC功率測量值的比較結果計算出一個新的輸出電流設定值。控制器計算出來的輸出功率設定值被送到功率控制卡,此控制卡將根據新的設定值來限定輸出電流。
報警系統根據IMC中報警卡的輸入信號及IMC,CRU中的各類監視設備發出的信號來工作。報警將顯示在工作台上。
控制及整流器單元(CRU)
逆變器,匹配及補償單元 (IMC)
直流線纜 輸出功率匯流排,線圈及接觸頭連接
冷卻系統安裝在一個自支撐鋼框架內,所有部件聯結成為一個完整的單元。系統包括:帶有電機的循環泵,熱交換器(水/水),補償容器,輸出過程端(次輸出)壓力表,主進水口溫度控制閥門,控制閥以及電氣櫃。主進水口端的熱交換器使用未處理的支流水作為冷卻用水,次端的熱交換器則使用凈化後的中性飲用水作為冷卻水。未處理的水由恆溫閥門控制,它用來測量次輸出端的溫度。鋼框架可以用螺栓固定在門上。
3高頻焊接質量控制的要點
影響高頻焊接質量的因素很多,而且這些因素在同一個系統內互相作用,一個因素變了,其它的因素也會隨著它的改變而改變。所以,在高頻調節時,光是注意到頻率,電流或者擠壓量等局部的調節是不夠的,這種調整必須根據整個成型系統的具體條件,從與高頻焊接有關聯的所有方面來調整。
影響高頻焊接的主要因素有以下八個方面:
第一, 頻率
高頻焊接時的頻率對焊接有極大的影響,因為高頻頻率影響到電流在鋼板內部的分布性。選用頻率的高低對於焊接的影響主要是焊縫熱影響區的大小。從焊接效率來說,應盡可能採用較高的頻率。100KHz的高頻電流可穿透鐵素體鋼0.1mm, 400KHz則只能穿透0.04mm,即在鋼板表面的電流密度分布,後者比前者要高近2.5倍。在生產實踐中,焊接普碳鋼材料時一般可選取 350KHz~450KHz的頻率;焊接合金鋼材料,焊接10mm以上的厚鋼板時,可採用50KHz~150KHz那樣較低的頻率,因為合金鋼內所含的鉻,鋅,銅,鋁等元素的集膚效應與鋼有一定差別。國外高頻設備生產廠家現在已經大多採用了固態高頻的新技術,它在設定了一個頻率范圍後,會在焊接時根據材料厚度,機組速度等情況自動跟蹤調節頻率。
第二, 會合角
會合角是鋼管兩邊部進入擠壓點時的夾角。由於鄰近效應的作用,當高頻電流通過鋼板邊緣時,鋼板邊緣會形成預熱段和熔融段(也稱為過梁),這過梁段被劇烈加熱時,其內部的鋼水被迅速汽化並爆破噴濺出來,形成閃光,會合角的大小對於熔融段有直接的影響。
會合角小時鄰近效應顯著,有利提高焊接速度,但會合角過小時,預熱段和熔融段變長,而熔融段變長的結果,使得閃光過程不穩定,過梁爆坡後容易形成深坑和針孔,難以壓合。
會合角過大時,熔融段變短,閃光穩定,但是鄰近效應減弱,焊接效率明顯下降,功率消耗增加。同時在成型薄壁鋼管時,會合角太大會使管的邊緣拉長,產生波浪形折皺。現時生產中我們一般在2°--6°內調節會合角,生產薄板時速度較快,擠壓成型時要用較小的會合角;生產厚板時車速較慢,擠壓成型時要用較大的會合角。有廠家提出一個經驗公式:會合角×機組速度≮100,可供參考。
第三, 焊接方式
高頻焊接有兩種方式:接觸焊和感應焊。
接觸焊是以一對銅電極與被焊接的鋼管兩邊部相接觸,感應電流穿透性好,高頻電流的兩個效應因銅電極與鋼板直接接觸而得到最大利用,所以接觸焊的焊接效率較高而功率消耗較低,在高速低精度管材生產中得到廣泛應用,在生產特別厚的鋼管時一般也都需要採用接觸焊。但是接觸焊時有兩個缺點:一是銅電極與鋼板接觸,磨損很快;二是由於鋼板表面平整度和邊緣直線度的影響,接觸焊的電流穩定性較差,焊縫內外毛刺較高,在焊接高精度和薄壁管時一般不採用。
感應焊是以一匝或多匝的感應圈套在被焊的鋼管外,多匝的效果好於單匝,但是多匝感應圈製作安裝較為困難。感應圈與鋼管表面間距小時效率較高,但容易造成感應圈與管材之間的放電,一般要保持感應圈離鋼管表面有5~8 mm的空隙為宜。採用感應焊時,由於感應圈不與鋼板接觸,所以不存在磨損,其感應電流較為穩定,保證了焊接時的穩定性,焊接時鋼管的表面質量好,焊縫平整,在生產如API等高精度管子時,基本上都採用感應焊的形式。
第四, 輸入功率
高頻焊接時的輸入功率控制很重要。功率太小時管坯坡口加熱不足,達不到焊接溫度,會造成虛焊,脫焊,夾焊等未焊合缺陷;功率過大時,則影響到焊接穩定性,管坯坡口面加熱溫度大大高於焊接所需的溫度,造成嚴重噴濺,針孔,夾渣等缺陷,這種缺陷稱為過燒性缺陷。高頻焊接時的輸入功率要根據管壁厚度和成型速度來調整確定,不同成型方式,不同的機組設備,不同的材料鋼級,都需要我們從生產第一線去總結,編制適合自己機組設備的高頻工藝。
第五, 管坯坡口
管坯的坡口即斷面形狀,一般的廠家在縱剪後直接進入高頻焊接,其坡口都是呈「I」形。當焊接材料厚度大於8~10mm以上的管材時,如果採用這種「I」形坡口,因為彎曲圓弧的關系,就需要融熔掉管坯先接觸的內邊層,形成很高的內毛刺,而且容易造成板材中心層和外層加熱不足,影響到高頻焊縫的焊接強度。所以在生產厚壁管時,管坯最好經過刨邊或銑邊處理,使坡口呈「X」形,實踐證明,這種坡口對於均勻加熱從而保障焊縫質量有很大關系。
坡口形狀的選取,也影響到調節會合角的大小。
焊接接頭口設計在焊接工程中設計中是較薄弱的環節,主要是許多鋼結構件的結法治坡口設計不是出自焊接工程技術人員之手,硬性套標准和工藝性能較差的坡口屢見不鮮。坡口形式對控制焊縫內部質量和焊接結構製造質量有著很重要作用。坡口設計必須考母材的熔合比,施焊空間,焊接位置和綜合經濟效益等問題。應先按下式計算橫向收縮值ΔB。
ΔB=5.1Aω/t+1.27d
式中Aω——焊縫橫截面積,mm³ ,t——板厚,mm,d——焊縫根部間隙,mm。 找出ΔB與Aω的關系後,即可根據兩者關系列表分析,處理數據,進行優化設計,最後確定矩形管對接焊縫破口形式(圖2)。

第六, 焊接速度
焊管機組的成型速度受到高頻焊接速度的制約,一般來說,機組速度可以開得較快,達到100米/每秒,世界上已有機組速度甚至於達到400米/每秒,而高頻焊接特別是感應焊只能在60米/每秒以下,超過10mm的鋼板成型,國內機組生產的成型速度實際上只能達到8~12米/每秒。
焊接速度影響焊接質量。焊接速度提高時,有利於縮短熱影響區,有利於從熔融坡口擠出氧化層;反之,當焊接速度很低時,熱影響區變寬,會產生較大的焊接毛刺,氧化層增厚,焊縫質量變差。當然,焊接速度受輸出功率的限制,不可能提得很高。
國內機組操作經驗顯示,2~3 mm的鋼管焊接速度可達到40米/秒,4~6mm的鋼管焊接速度可達到25米/秒,6~8 mm的鋼管焊接速度可達到12米/秒,10~16 mm的鋼管焊接速度在12米/秒以下。接觸焊時速度可高些,感應焊時要低些。
第七, 阻抗器
阻抗器的作用是加強高頻電流的集膚效應和相鄰效應,阻抗器一般採用M-XO/N-XO類鐵氧化體製造,通常做成Φ10mm×(120--160)mm規格的磁棒,捆裝於耐熱,絕緣的外殼里,內部通以水冷卻。
阻抗器的設置要與管徑相匹配,以保證相應的磁通量。要保證阻抗器的磁導率,除了阻抗器的材料要求以外,同時要保證阻抗器的截面積與管徑的截面積之比要足夠的大。在生產API管等高等級管子時,都要求去除內毛刺,阻抗器只能安放在內毛刺刀體內,阻抗器的截面積相應會小很多,這時採取磁棒的集中扇面布置的效果要好於環形布置。
阻抗器與焊接點的位置距離也影響焊接效率,阻抗器與管內壁的間隙一般取6~15 mm,管徑大時取上限值;阻抗器應與管子同心安放,其頭部與焊接點的間距取10~20 mm,同理,管徑大時取大的值。
第八, 焊接壓力
焊接壓力也是高頻焊接的主要參數。理論計算認為焊接壓力應為100~300MPa,但實際生產中這個區域的真實壓力很難測量。一般都是根據經驗估算,換算成管子邊部的擠壓量。不同的壁厚取不同的擠壓量,通常2mm以下的擠壓量為:3~6 mm時為0.5t~ t;6~10 mm時為0.5t;10 mm以上時為0.3t~0.5t。
API鋼管生產中,常出現焊縫灰斑缺陷,灰斑缺陷是難熔的氧化物,為達到消除灰斑的目的,寶鋼等廠家多採取了加大擠壓力,增加焊接餘量的方法,6mm以上鋼管的擠壓餘量達0.8~1.0的料厚,效果很好。
高頻焊接常見的問題及其原因,解決方法:
《1》焊接不牢,脫焊,冷疊;
原因:輸出功率和壓力太小;
解決方法:1 調整功率;2 厚料管坯改變坡口形狀;3 調節擠壓力
《2》焊縫兩邊出現波紋;
原因:會合角太大,
解決方法:1 調整導向輥位置;2 調整實彎成型段;3 提高焊接速度
《3》焊縫有深坑和針孔;
原因:出現過燒
解決方法:1 調整導向輥位置,加大會合角;2 調整功率;3提高焊接速度
《4》焊縫毛刺太高;
原因:熱影響區太寬
解決方法:1提高焊接速度;2 調整功率;
《5》夾渣;
原因:輸入功率過大,焊接速度太慢
解決方法:1 調整功率;2 提高焊接速度
《6》焊縫外裂紋;
原因:母材質量不好;受太大的擠壓力
解決方法:1 保證材質;2 調整擠壓力
《7》錯焊,搭焊
原因:成型精度差;
解決方法:調整機組成型模輥;
高頻焊接是焊管生產中的關鍵工序,由於系統性的影響因素,至今還需要我們在生產第一線中探索經驗,每一台機組都有它的設計和製造差別,每一個操作者也有不同的習慣,也就是說有,機組和人一樣,都有自己的個性。我們將這些資料提供給大家,是為了讓我們更好得了解高頻焊接的基本原理,從而更好地結合自己的生產實踐,總結出適合於自己機組的操作規程。

附:API標准關於管子焊接質量的規定
(美國石油學會)API—5L/5CT焊縫標准
API-5CT標准規定:
10.5 壓扁試驗
10.5.4 第1組試驗方法----非整體熱處理的管子
試樣應在平行板間壓扁。在每組壓扁試樣中,一個試樣應在90°位置壓扁,另一個試樣應在0°位置壓扁。試樣應壓扁至相對管壁相接觸為止。在板間距離不小於表 C.23或表E.23規定值時,試樣任何部位不應產生裂紋或斷裂。在整個壓扁過程中,不應出現不良的組織結構、焊縫未熔合、分層、金屬過燒或擠出金屬等現象。
10.5.5 第1和第2組試驗方法----整體熱處理的管子
試樣應在平行板間壓扁,且焊縫處於彎曲程度最大處。由檢驗人員決定,還應使焊縫位於距彎曲程度最大處90°位置進行壓扁試驗。試樣應壓扁至相對管壁相接觸為止。在板間距離不小於表C.23或表E.23規定值時,試樣任何部位不應產生裂紋或斷裂。在整個壓扁過程中,不應出現不良的組織結構、焊縫未熔合、分層、金屬過燒或擠出金屬等現象。

API-5L標准規定:
6.2.2 壓扁試驗驗收標准
壓扁試驗驗收標准如下:
a) 鋼級高於A25級的電焊鋼管以及規格小於12-3/4的激光焊鋼管。
1)對於規定壁厚等於或大於0.500in(12.7mm),且鋼級為X60或更高鋼級的鋼管原始外徑(OD)的三分之二的焊縫應不出現開裂。對所有其他鋼級和規定壁厚的鋼管,壓扁到鋼管原始外徑的1/2時,焊縫不應出現開裂。
2)對D/t大於10的鋼管繼續壓扁到鋼管原始外徑(OD)的三分之一,除焊縫之外不應出現焊縫或斷裂。
3)對所有D/t的鋼管,繼續壓扁,直到鋼管的管壁貼合為止,在整個壓扁試驗過程中,不得出現分層或過燒金屬的現象。
b)對A25鋼級的焊接鋼管,壓扁到鋼管原始外徑的四分之三焊縫應不出現開裂。繼續壓扁到到鋼管原始外徑的60%,除焊縫之外的金屬應不出現焊縫或斷裂。
注1:對於所有壓扁試驗,規格小於2-3/8的鋼管,焊縫包括熔合線兩側各1/4in(6.4mm)范圍內的金屬,規格不小於2-3/8的鋼管焊縫包括熔合線兩側各1/2in(12.7mm)范圍內的金屬
注2:對於經過熱減徑機的電焊鋼管,在熱減徑前進行壓扁試驗,壓扁試驗的原始外徑由製造廠確定。其他情況下,原始外徑為規定外徑。

表C.23 電焊管壓扁試驗板間距離
鋼級 D/t 最大板間距離mm
H40 ≥16
<16 0.5D
D×(0.830-0.0206 D/t)
J55、K55 ≥16
3.93~16
<3.93 0.65D
D×(0.980-0.0206 D/t)
D×(1.104-0.0518 D/t)
M65
N80(a)
L80
C95(a)
P110(b)
Q125(b) 全部
90~28
90~28
90~28
全部
全部 D×(1.074-0.0194 D/t)
D×(1.074-0.0194 D/t)
D×(1.074-0.0194 D/t)
D×(1.080-0.0178 D/t)
D×(1.086-0.0163 D/t)
D×(1.092-0.0140 D/t)
D——管子規定外徑,mm。
t——管子規定壁厚,mm。
(a) 如果壓扁試樣失效於12或6點位置,壓扁試驗應繼續進行,直到剩餘試樣在3或9點位置失效。12或6點位置上的早期失效不應作為拒收依據。
(b) 見A.5(SR11)。壓扁應至少為0.85D。

表E.23 電焊管壓扁試驗板間距離
鋼級 D/t 最大板間距離in
H40 ≥16
<16 0.5D
D×(0.830-0.0206 D/t)
J55、K55 ≥16
3.93~16
<3.93 0.65D
D×(0.980-0.0206 D/t)
D×(1.104-0.0518 D/t)
M65
N80(a)
L80
C95(a)
P110(b)
Q125(b) 全部
90~28
90~28
90~28
全部
全部 D×(1.074-0.0194 D/t)
D×(1.074-0.0194 D/t)
D×(1.074-0.0194 D/t)
D×(1.080-0.0178 D/t)
D×(1.086-0.0163 D/t)
D×(1.092-0.0140 D/t)
D——管子規定外徑,in。
t——管子規定壁厚,in。
(a)如果壓扁試樣失效於12或6點位置,壓扁試驗應繼續進行,直到剩餘試樣在3 或9點位置失效。12或6點位置上的早期失效不應作為拒收依據。
(b)見A.5(SR11)。壓扁應至少為0.85D。

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