电阻焊管制造工艺的发展
1 Sonnichsen低频电阻焊工艺
大约在1920年,挪威一个钢管制造商Francis Sonnichsen,发明了一种电焊钢管的制造工艺,并最终在1928年获得专利。图1所示为使用单相交流电焊机的操作原理。在图1中,驱动辊输送辊式成型的开口钢管,同时焊缝引导装置引导钢管边部。两个电极辊接触到钢带边部的上表面,变压器的副边倒对其施加低电压大电流,两个电极辊之间形成交变电流,当边部加热到焊接温度,位于轧机后部的倒辊挤压边部形成焊接。
开始焊机只使用三相交流电源的一相电,结果使得三相交流电的负载非常不平衡,限制了焊机的能力。因此后来开始使用两相电或三相交流电,见图2。
图2显示了三相交流电焊机的工作原理。六个电极轧辊组成三组顺序接触开口钢管,每组均施加交变电流。这样减少了相电的不平衡,使得高功率焊机成为可能。
Sonnichsen工艺没有电流在钢管两个边部间的流动, 因此电阻较小以至于有时不需要对钢带进行酸洗,但仍然需要修边。
Sonnichsen工艺存在的不足是:加热电流存在钢管的周向流动, 产生一个非常大的加热区,尤其对于小管径钢管,整个钢管都能达到炽热状态;因此轧辊不能施加很大的挤压力,导致焊接质量不甚令人满意。同样的原因,此工艺不适应薄壁钢管,而且耗电量很大。
Sonnichsen工艺仅适用于生产外径12-100mm,壁厚1-5mm的钢管,钢级至碳素钢。生产的钢管主要用于水和燃气输送管、电缆管和机械用管等。单相电的焊接速度一般为2-20m/min,而三相交流电焊机可以达到50m/min。当时, 50m/min的焊接速度是最高记录。
Sonnichsen工艺发明的时候,对接焊依然是最主要的钢管生产方式,因此引起了很大的轰动。在欧洲建立了几个使用此工艺的工厂,其中的一些工厂生产运行了很长时间,甚至直到19世纪70或80年代。

2搭接电阻焊工艺
首先轧制成带有搭接边的开缝钢管,然后内部电极辊和外部电极辊对搭接边施加低电压大电流,进行挤压焊接。在焊接之前,搭接边必须洁净,可以对钢带进行酸洗,或对带边进行喷丸或抛光处理。
对于小直径管,内部电极辊是一个由耐磨铜合金制作的滑杆,但是对于直径40mm及以上的钢管可以使用电极辊。
起初焊管装置使用单相电源或直接使用交流发电机,通过更换变压器触头来调整电流的大小。后来发明了使用三相电源的大功率焊机。
对于壁厚小于1.5mm的钢管在搭接焊接时电极辊能够承受得住挤压力。但是受辊子机械强度所限,钢管的焊缝处壁厚要比管体厚。
搭接电阻焊工艺可以应用到中直径和低碳钢钢管,此法广泛应用于对接焊不擅长的薄壁钢管(0.3-3mm),但是很少用于厚壁管。此工艺可以焊接的最小管径是20mm,最大管径没有技术限制。
该工艺非常适用于生产汽油桶和类似产品。对于薄壁钢管焊接速度可以达到15m/min。除了焊缝处的厚度与管体不同外,在当时焊接质量属于非常优良。