المعلمات الرئيسية لعملية التردد العاليأنابيب ملحومة بخياطة مستقيمةتشمل مدخلات حرارة اللحام، وضغط اللحام، وسرعة اللحام، وحجم زاوية الفتح، وموضع وحجم ملف الحث، وموضع المقاوم، وغيرها. لهذه المعايير تأثير كبير على تحسين جودة منتجات الأنابيب الملحومة عالية التردد، وكفاءة الإنتاج، وسعة الوحدة. ويُمكّن توافق هذه المعايير المُصنّعين من تحقيق فوائد اقتصادية كبيرة.
١. مدخلات حرارة اللحام: في لحام الأنابيب الملحومة بخطوط مستقيمة عالية التردد، تُحدد قوة اللحام مقدار مدخلات حرارة اللحام. عندما تكون الظروف الخارجية مُؤكدة وحرارة اللحام غير كافية، لا تصل حافة الشريط المُسخّن إلى درجة حرارة اللحام، ويبقى هيكل صلب يُشكّل لحامًا باردًا، ولا يُمكن حتى دمجه. يُسبب قلة مدخلات حرارة اللحام مشكلة.
عادةً ما يتجلى هذا النقص في الانصهار أثناء الفحص على أنه اختبار تسطيح فاشل، أو انفجار أنبوب الفولاذ أثناء الاختبار الهيدروستاتيكي، أو تشقق اللحام أثناء تقويم أنبوب الفولاذ، وهو عيب خطير. بالإضافة إلى ذلك، سيتأثر مدخل حرارة اللحام أيضًا بجودة حافة الشريط. على سبيل المثال، إذا كانت هناك نتوءات على حافة الشريط، فإن النتوءات ستسبب شرارات قبل دخول نقطة لحام أسطوانة الضغط، مما يتسبب في فقدان قوة اللحام وتقليل مدخلات الحرارة. صغير، مما يؤدي إلى نقص الانصهار أو اللحام البارد. عندما تكون حرارة الإدخال عالية جدًا، تتجاوز حافة الشريط المسخن درجة حرارة اللحام، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة الحرارة أو حتى الإفراط في الاحتراق. سيتشقق اللحام أيضًا بعد تعرضه للإجهاد. في بعض الأحيان يتناثر المعدن المنصهر ويشكل ثقوبًا بسبب انهيار اللحام. تتشكل البثور والثقوب بسبب مدخلات الحرارة الزائدة. أثناء الفحص، تتجلى هذه العيوب بشكل رئيسي في الفشل في اختبار التسوية بزاوية 90 درجة، والفشل في اختبار التأثير، وانفجار أو تسرب الأنبوب الفولاذي أثناء الاختبار الهيدروليكي.
2. ضغط اللحام (تقليل القطر): يُعد ضغط اللحام المعيار الرئيسي لعملية اللحام. بعد تسخين حافة الشريط إلى درجة حرارة اللحام، تتحد ذرات المعدن تحت قوة بثق أسطوانة الضغط لتشكيل لحام. يؤثر حجم ضغط اللحام على قوة وصلابة اللحام. إذا كان ضغط اللحام المطبق صغيرًا جدًا، لا يمكن دمج حافة اللحام بالكامل، ولا يمكن تفريغ أكاسيد المعادن المتبقية في اللحام وتكوين شوائب، مما يؤدي إلى انخفاض كبير في قوة الشد للحام، ويصبح اللحام عرضة للتشقق بعد الإجهاد. إذا كان ضغط اللحام المطبق كبيرًا جدًا، فسيتم بثق معظم المعدن الذي يصل إلى درجة حرارة اللحام، مما لا يقلل فقط من قوة وصلابة اللحام، بل ينتج أيضًا عيوبًا مثل النتوءات الداخلية والخارجية المفرطة أو اللحام المتداخل.
يتم قياس ضغط اللحام بشكل عام والحكم عليه من خلال تقليل قطر الأنبوب الفولاذي قبل وبعد بكرة البثق وحجم وشكل النتوءات. تأثير قوة بثق اللحام على شكل النتوء. كمية بثق اللحام كبيرة جدًا، والتناثر كبير والمعدن المنصهر المبثوق كبير، والنتوءات كبيرة وتنقلب على جانبي اللحام؛ كمية البثق صغيرة جدًا، ولا يوجد أي تناثر تقريبًا، والنتوءات صغيرة ومكدسة؛ كمية البثق عندما تكون معتدلة، تكون النتوءات المبثوقة منتصبة، ويتم التحكم في الارتفاع بشكل عام عند 2.5 ~ 3 مم. إذا تم التحكم في كمية بثق اللحام بشكل صحيح، تكون زاوية انسيابية المعدن للحام متناظرة لأعلى ولأسفل ولليسار ولليمين، بزاوية 55 درجة ~ 65 درجة. ينساب المعدن شكل اللحام عندما يتم التحكم في كمية البثق بشكل صحيح.
٣. سرعة اللحام: تُعد سرعة اللحام أيضًا المعيار الرئيسي لعملية اللحام، وترتبط بنظام التسخين، وسرعة تشوه اللحام، وسرعة تبلور ذرات المعدن. في اللحام عالي التردد، تزداد جودة اللحام بزيادة سرعة اللحام، لأن تقصير زمن التسخين يُضيّق عرض منطقة تسخين الحافة، ويُقلّل من زمن تكوين أكاسيد المعادن. عند تقليل سرعة اللحام، لا تتسع منطقة التسخين فحسب، بل تتسع أيضًا منطقة اللحام المتأثرة بالحرارة، ويتغير عرض منطقة الانصهار بتغير حرارة الإدخال، ويزداد حجم النتوء الداخلي المتشكل. يختلف عرض خط الانصهار بسرعات لحام مختلفة. أثناء اللحام منخفض السرعة، يُصعّب الانخفاض المُقابل في حرارة الإدخال عملية اللحام. كما يتأثر بجودة حافة اللوحة وعوامل خارجية أخرى، مثل مغناطيسية المقاوم، وزاوية الفتح، وما إلى ذلك، مما قد يُسبب سلسلة من العيوب. لذلك، أثناء اللحام عالي التردد، يجب اختيار أسرع سرعة لحام للإنتاج وفقًا لمواصفات المنتج قدر الإمكان في ظل الظروف المسموح بها من خلال سعة الوحدة ومعدات اللحام.
٤. زاوية الفتح: تُسمى زاوية الفتح أيضًا زاوية اللحام V، وهي الزاوية بين حافة الشريط أمام بكرة البثق، كما هو موضح في الشكل ٦. عادةً ما تتراوح زاوية الفتح بين ٣ و٦ درجات، ويعتمد حجمها بشكل أساسي على موضع بكرة التوجيه وسمك صفيحة التوجيه. يؤثر حجم زاوية V بشكل كبير على استقرار اللحام وجودته. عند تقليل زاوية V، تقل المسافة بين حواف الشريط، مما يعزز تأثير التقارب للتيار عالي التردد، مما قد يقلل من قوة اللحام أو يزيد من سرعته ويحسن الإنتاجية. إذا كانت زاوية الفتح صغيرة جدًا، فسيؤدي ذلك إلى لحام مبكر، أي أن نقطة اللحام ستتعرض للضغط والالتحام قبل الوصول إلى درجة الحرارة المطلوبة، مما قد يؤدي إلى ظهور عيوب مثل الشوائب واللحام البارد في اللحام، مما يقلل من جودة اللحام. على الرغم من أن زيادة زاوية V تزيد من استهلاك الطاقة، إلا أنها في ظل ظروف معينة تضمن استقرار تسخين حافة الشريط، وتقليل فقدان الحرارة، وتقليل المنطقة المتأثرة بالحرارة. في الإنتاج الفعلي، لضمان جودة اللحام، يتم التحكم في زاوية V عمومًا عند 4° إلى 5°.
٥. حجم وموضع ملف الحث: يُعد ملف الحث أداةً مهمةً في اللحام الحثي عالي التردد. يؤثر حجمه وموضعه بشكل مباشر على كفاءة الإنتاج.
تتناسب الطاقة المنقولة عبر ملف الحث إلى الأنبوب الفولاذي مع مربع الفجوة على سطحه. إذا كانت الفجوة كبيرة جدًا، ستنخفض كفاءة الإنتاج بشكل حاد. إذا كانت الفجوة صغيرة جدًا، فسوف تشتعل بسهولة مع سطح الأنبوب الفولاذي أو تتلف بسببه. عادةً ما يكون السطح الداخلي لملف الحث على اتصال بجسم الأنبوب. يتم اختيار الفجوة لتكون حوالي 10 مم. يتم اختيار عرض ملف الحث وفقًا للقطر الخارجي للأنبوب الفولاذي. إذا كان ملف الحث واسعًا جدًا، سينخفض محاثته، وينخفض أيضًا جهد المحث، وستنخفض طاقة الخرج. إذا كان ملف الحث ضيقًا جدًا، ستزداد طاقة الخرج، ولكن سيزداد أيضًا فقدان الطاقة النشطة للأنبوب الخلفي وملف الحث. بشكل عام، يتراوح عرض ملف الحث بين 1 و1.5D (D هو القطر الخارجي للأنبوب الفولاذي) وهو الأنسب.
المسافة بين الطرف الأمامي لملف الحث ومركز أسطوانة الضغط مساوية لقطر الأنبوب أو أكبر منه بقليل، أي أن المسافة بين 1 و1.2D هي الأنسب. إذا كانت المسافة كبيرة جدًا، سيقل تأثير قرب زاوية الفتح، مما يؤدي إلى طول مسافة تسخين الحافة، مما يحول دون الحصول على درجة حرارة لحام أعلى عند وصلة اللحام؛ أما إذا كانت المسافة صغيرة جدًا، فستولد أسطوانة البثق حرارة مستحثة أعلى، مما يقلل من عمرها الافتراضي.
٦. وظيفة وموقع المقاومة: تُستخدم المقاومة المغناطيسية لتقليل تدفق التيار عالي التردد إلى الجزء الخلفي من الأنبوب الفولاذي، وفي الوقت نفسه تركيز التيار لتسخين زاوية V للشريط الفولاذي، لضمان عدم فقدان الحرارة نتيجة تسخين جسم الأنبوب. إذا لم يكن التبريد كافيًا، سيتجاوز الشريط المغناطيسي درجة حرارة كوري (حوالي ٣٠٠ درجة مئوية) ويفقد مغناطيسيته. بدون المقاومة، سينتشر التيار والحرارة المستحثة حول الأنبوب بالكامل، مما يزيد من قوة اللحام ويؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة الأنبوب. لا يوجد تأثير حراري للمقاومة في الأنبوب الخام. يؤثر موضع المقاومة بشكل كبير على سرعة اللحام وجودته. أثبتت التجربة أنه عندما تكون مقدمة المقاومة بالضبط عند خط منتصف بكرة الضغط، تكون النتيجة هي التسطيح. عند تمديدها خارج خط منتصف بكرة البثق باتجاه جانب آلة التشكيل، ينخفض تأثير التسطيح بشكل كبير. عندما يكون أقل من خط الوسط، ولكن على جانب واحد من بكرة التوجيه، تنخفض قوة اللحام. يتم وضع المقاومة في فراغ الأنبوب أسفل المحث، بحيث يتزامن رأسها مع خط الوسط لأسطوانة البثق، أو يتم تعديله بمقدار 20 إلى 40 مم في اتجاه التشكيل، مما يزيد من مقاومة الأنبوب العكسية، ويقلل من فقدان التيار المتداول، ويقلل قوة اللحام.
وقت النشر: ٧ أكتوبر ٢٠٢٣