تحليل العوامل المؤثرة في تكنولوجيا الأنابيب الملحومة طولياً عالية التردد

المعايير الرئيسية للعمليةأنبوب ملحوم ذو درز مستقيم عالي الترددتشمل هذه العوامل مدخلات حرارة اللحام، وضغط اللحام، وسرعة اللحام، وزاوية الفتح، وموضع وحجم ملف الحث، وموضع المعاوقة، وغيرها. تؤثر هذه المعايير بشكل كبير على تحسين جودة المنتج، وكفاءة الإنتاج، والطاقة الإنتاجية للوحدة الواحدة من الأنابيب الملحومة بتردد عالٍ. ويمكن للمصنعين تحقيق فوائد اقتصادية كبيرة من خلال مطابقة هذه المعايير.

1. مدخلات حرارة اللحام
في لحامأنابيب ملحومة بتردد عالٍ ذات درز مستقيمتحدد قدرة اللحام كمية الحرارة المُدخلة إلى اللحام. عندما تكون الظروف الخارجية ثابتة وتكون الحرارة المُدخلة غير كافية، لا تصل حافة الشريط المُسخن إلى درجة حرارة اللحام، وتبقى متماسكة، فلا يكتمل اللحام. ويعود سبب عدم اكتمال اللحام إلى قلة الحرارة المُدخلة. ويتجلى هذا النقص عادةً في فشل اختبار التسطيح، أو انفجار الأنبوب الفولاذي أثناء الاختبار الهيدروستاتيكي، أو تشقق اللحام عند فرد الأنبوب، وهو عيب خطير. إضافةً إلى ذلك، تتأثر الحرارة المُدخلة بجودة حافة الشريط. فعلى سبيل المثال، عند وجود نتوء على حافة الشريط، يتسبب هذا النتوء في اشتعال اللحام قبل وصوله إلى نقطة اللحام في أسطوانة الضغط، مما يؤدي إلى فقدان قدرة اللحام وانخفاض الحرارة المُدخلة، وبالتالي عدم اكتمال اللحام أو الحصول على لحام بارد. عندما تكون الحرارة المُدخلة مرتفعة للغاية، تتجاوز حافة الشريط المُسخّن درجة حرارة اللحام، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة الحرارة بشكل مفرط أو حتى احتراقها، ويتشقق اللحام بعد تعرضه للإجهاد. وتتجلى الفقاعات والثقوب الناتجة عن الحرارة المُدخلة الزائدة بشكل رئيسي في فشل اختبار التسطيح بزاوية 90 درجة، وفشل اختبار الصدم، وانفجار أو تسرب الأنبوب الفولاذي أثناء الاختبار الهيدروليكي.

2. ضغط اللحام (مقدار التخفيض)
يُعدّ ضغط اللحام العامل الرئيسي في عملية اللحام. فبعد تسخين حافة الشريط إلى درجة حرارة اللحام، تتحد ذرات المعدن بفعل أسطوانة الضغط لتشكيل خط اللحام. ويؤثر مقدار ضغط اللحام على قوة وصلابة اللحام. فإذا كان ضغط اللحام منخفضًا جدًا، لا تندمج حواف اللحام بشكل كامل، ولا تُصرّف أكاسيد المعدن المتبقية في خط اللحام لتُشكّل شوائب، مما يُقلّل بشكل كبير من قوة شدّ خط اللحام ويجعله عرضةً للتشقق عند تعرّضه للإجهاد. أما إذا كان ضغط اللحام مرتفعًا جدًا، فإن معظم المعدن الذي يصل إلى درجة حرارة اللحام سيُدفع للخارج، مما لا يُقلّل فقط من قوة وصلابة اللحام، بل يُنتج أيضًا عيوبًا مثل النتوءات الداخلية والخارجية الزائدة أو اللحام التراكبي. ويُقاس ضغط اللحام عادةً من خلال تغيّر قطر أنبوب الصلب قبل وبعد أسطوانة الدفع، وحجم وشكل النتوءات. إذا كانت كمية بثق اللحام كبيرة جدًا، فإن تناثر المعدن المنصهر يكون كبيرًا، ويتناثر المعدن المنصهر، وتتكون نتوءات كبيرة على جانبي اللحام. أما إذا كانت كمية البثق قليلة جدًا، فلا يكاد يوجد تناثر، وتكون النتوءات صغيرة ومتراكمة. وعندما تكون الكمية معتدلة، تكون النتوءات المتناثرة عمودية، ويتراوح ارتفاعها عادةً بين 2.5 و3 مم. عند التحكم بكمية بثق اللحام بشكل صحيح، يكون انسياب المعدن في اللحام متناظرًا رأسيًا، وجانبيًا، بزاوية تتراوح بين 55 و65 درجة. هذا هو شكل خط انسياب المعدن في اللحام عند التحكم بكمية البثق بشكل صحيح.

3. سرعة اللحام
تُعدّ سرعة اللحام من أهمّ العوامل المؤثرة في عملية اللحام، وهي مرتبطة بنظام التسخين، وسرعة تشوّه اللحام، وسرعة تبلور ذرات المعدن. في اللحام عالي التردد، تتحسّن جودة اللحام مع زيادة سرعة اللحام، لأنّ تقليل زمن التسخين يُضيّق نطاق منطقة التسخين الطرفية ويُقلّل من زمن تكوّن أكسيد المعدن. أما عند خفض سرعة اللحام، فلا يقتصر الأمر على اتساع منطقة التسخين فحسب، بل تتّسع أيضًا المنطقة المتأثرة بالحرارة في اللحام، ويتغيّر عرض منطقة الانصهار بتغيّر الحرارة المُدخلة، كما تتكوّن نتوءات داخلية أكبر. يوضح الشكل عرض خط اللحام عند سرعات لحام مختلفة. أما في اللحام منخفض السرعة، فيصعب اللحام بسبب انخفاض الحرارة المُدخلة، كما يتأثر بجودة حافة اللوحة وعوامل خارجية أخرى، مثل مغناطيسية المقاوم، وحجم زاوية الفتح، مما يُسهّل حدوث سلسلة من العيوب. لذلك، أثناء اللحام عالي التردد، يجب اختيار أسرع سرعة لحام للإنتاج وفقًا لمواصفات المنتج في ظل الظروف التي تسمح بها سعة الوحدة ومعدات اللحام.