碳鋼管的高頻感應焊接工藝成熟、維護簡單，應用十分普遍。對于用量很大的各種管材，高頻感應焊極高的焊接速度使得這一工藝遠勝于其它焊接方法。但鋁管和不銹鋼管的高頻感應焊接則相對較難。在國外工業發達國家，鋁管和不銹鋼管的高頻感應焊接技術已十分成熟。國內前些年有人做過類似研究，但始終沒有得到規模推廣。鋁管和不銹鋼管高頻感應焊接的實現牽涉很多因素，只有全面地了解和掌握相關技術，才能實現穩定的焊接。歸納起來，以下因素對鋁管和不銹鋼管的高頻感應焊接影響顯著。（1）材料的物理性質 （2）不同材料的成型工藝特點 （3）機加工精度 （4）高頻焊機和機組運行控制精度。
（1） 材料的物理性質
和碳鋼管比較，鋁管和不銹鋼管的高頻感應焊的最大阻礙是氧化物的影響。由于鐵的氧化物的熔點（FeO 1420℃ ; Fe2O3 1565℃; Fe 1537℃）和鐵單質的熔點相近或較低，所以焊接時氧化物基本上和母材同時或先于母材達到熔點。這就使得氧化物的去除較容易。這種情況在鋁管和不銹鋼管的焊接時則完全不同。首先鋁極易氧化為難熔的AL2O3，雖然其厚度僅0.1~0.2μm。但熔點高達2050℃，而純鋁的熔點是658℃。焊接時，該氧化膜妨礙母材熔化和熔合，易出現未焊透缺陷。氧化膜密度比鋁大，不易浮出熔池表面，容易在焊縫中形成夾渣缺陷。類似于鋁，不論是鉻系不銹鋼還是鎳系不銹鋼，都存在氧化物熔點遠高于母材的問題。當不銹鋼中鉻含量ωcr大于12%時，鉻比鐵優先與氧化合而在母材表面形成一層致密的氧化膜Cr2O3，熔點為2265ºC。而氧化鎳（NiO）的熔點2090ºC，比鎳的熔點1446ºC也高許多。所以影響鋁管和不銹鋼管焊接的關鍵因素是氧化物的影響。由于鋁氧化物具有高電阻率和分布不均勻的特點，如帶材裁剪質量低劣，則氧化物的分布亦極不規則。在高頻感應焊接時，很難達到徹底清除的目的。另外一個影響因素就是液態鋁吸氫嚴重，而固態時幾乎不能溶解氫。因此氫在焊接熔池快速冷卻凝固結晶過程中，來不及逸出熔池表面，就會在焊縫中形成氣孔。使得成品管材在打壓檢測時不合格。由于水在高溫時易分解為氫和氧，所以水的存在也會給焊接帶來不利影響。
（2） 不同材料的成型工藝特點
由于材料的強度及回彈力等性能的差異，成型工藝必然存在一定的設計特點。鋁的線膨脹系數和結晶收縮率比鋼大2倍，易產生較大的焊接變形和內應力。不銹鋼的線膨脹系數也較碳鋼大，如奧氏體不銹鋼的線膨脹系數比碳鋼要大40%。鋁和不銹鋼的抗拉強度和屈服強度及延伸率同碳鋼相比均有很大差異。實踐證明，奧氏體不銹鋼對雙半徑成型有良好的適應性。成型應采用綜合彎曲變形法，變形過程如圖所示。奧氏體不銹鋼帶在成型前應進行固溶處理，以便降低硬度，減小變形阻力。不銹鋼帶在成型輥系作用下，冷作硬化性強，回彈大。但只要輥系設計正確，能夠方便地調整輥系間隙及擠壓力。這一問題就能夠很好的解決。
下表是部分常用不銹鋼材料的機械性能。

規格 機械性質
 抗拉強度 屈服強度 伸長率 硬度
 MPa MPa % HV
0Cr18Ni9 ≥520 ≥210 ≥35 ≤200
00Cr19Ni10 ≥480 ≥180 ≥35 ≤200
0Cr17Ni12Mo2 ≥520 ≥210 ≥35 ≤200
00Cr17Ni14Mo2 ≥480 ≥180 ≥35 ≤200
合理的成型工藝設計可以利用較少的輥系獲得高品質的產品。
(3) 機加工精度
不同于焊接碳鋼管，用于焊接鋁管和不銹鋼管的機組和模具要求具有很高的加工精度。以保證設備運行中有極小的軸向和徑向跳動。任何較大的周期性的震動均可能造成焊接過程中非理想狀態的出現，造成焊接缺陷。國外機械加工精度一般均能控制在徑向跳動0.01mm之內，國內則最高能達到0.03mm的加工水平。為保證機組運行的穩定，要求高加工精度的同時，也對機組上所有軸承的精度提出了很高的要求。粗糙的模具加工可能會出現如圖a的情況。圖b則是滿足要求的加工情況。目前國內山東鴻民軋輥模具有限公司已能提供此類高精度模具。

 
（4） 高頻焊機和機組運行控制精度
由于鋁合金和不銹鋼材料的塑性范圍窄，必須精確地控制輸入熱量。任何大的功率波動，都可能造成焊縫的夾渣和氣孔發生。一般均要求電源的輸出紋波在1%以下。輸出平穩度越好，則越能提供精細的焊接功率調整，最終會影響到焊縫的成型美觀和機械性能。不難理解，機組運行速度的控制精度也應達到1%以下，否則會造成焊接區等效功率的波動過大。為達到電源的控制精度，一般應對電源的源效應和負載效應提出具體的控制指標。此外對控制元器件的溫漂和時漂指標也應仔細考慮。尤其是對穩定度要求較高的反饋量的選取和反饋通道電子元器件的選用對系統性能非常關鍵。以前這類高精度電源只有少數幾個國家能夠提供。目前，國內只有少數幾家已批量生產此類高精度焊管電源。廣泛應用于鋁管、不銹鋼管和銅管的高頻感應焊接。所生產的覆層鋁管材已大量應用于汽車散熱器領域。并且該電源已出口到韓國和日本等地，躋身于世界高精度電源制造商行列。
鋁合金和不銹鋼材料的品種和牌號非常多。每種材料的高頻焊接性能均有所差異。一般純鋁、非熱處理強化的變形鋁合金的焊接性良好，熱處理的變形鋁合金焊接性較差。鉻鎳系不銹鋼中的奧氏體型不銹鋼具有較好的高頻焊接性。但焊瘤的刮削會有一定問題。而帶磁性的鐵素體不銹鋼也有較好的高頻焊接性，且易于刮削焊瘤。含碳量高的馬氏體不銹鋼則高頻焊接性差。以上只是簡單總結了一些有共性的影響因素。值得一提的是，鋁管和不銹鋼管的高頻感應焊接是一個系統工程，要求各方面都要做到位，否則很難成功。鋁管和不銹鋼管的高頻感應焊接并沒有人們想像的那么困難。相信隨著人們理論認識的深入和技術的發展，國內采用高頻焊接工藝生產鋁管和不銹鋼管會日益普遍。

作者：耿開博     13930220443
文章摘要：從材料物理性質、機組和模具加工精度、高頻電源和調速控制精度等方面分析了鋁管、不銹鋼管焊接的工藝特點。
關鍵詞：鋁管  不銹鋼管   高頻焊   高精度電源
參考書籍：
（1）高頻感應焊接薄壁不銹鋼管：1990年第5期 焊接技術 11-14頁 張則牲 寧道俊
（2）不銹鋼管的高頻感應焊接：1994年第4期 上海冶金設計    56-59頁  龔寶興 譯
（3）1Cr18Ni9Ti奧氏體不銹鋼管高頻焊接工藝：1988年第4期  鋼管40-43頁 帥玉峰