المعلمات الرئيسية للعمليةأنبوب ملحوم بطبقة مستقيمة عالية الترددتشمل مدخلات حرارة اللحام، وضغط اللحام، وسرعة اللحام، وزاوية الفتح، وموضع وحجم ملف الحث، وموضع المعاوقة، وغيرها. لهذه المعلمات تأثيرٌ أكبر على تحسين جودة منتجات الأنابيب الملحومة عالية التردد، وكفاءة الإنتاج، وسعة الوحدة. ويُمكّن توافق مختلف المعلمات المصنّعين من تحقيق فوائد اقتصادية كبيرة.
1 مدخلات حرارة اللحام
في لحام الأنابيب الملحومة عالية التردد بتقنية اللحام المستقيم، تُحدد قوة اللحام مقدار حرارة اللحام الداخلة. عند ثبات الظروف الخارجية وعدم كفاية حرارة اللحام، لا تصل حافة الشريط المُسخّن إلى درجة حرارة اللحام، وتبقى متماسكة لتُشكّل لحامًا باردًا لا يندمج. يحدث نقص الانصهار بسبب انخفاض حرارة اللحام الداخلة. عادةً ما يتجلى هذا النقص في فشل اختبار التسطيح، أو انفجار الأنبوب الفولاذي أثناء الاختبار الهيدروليكي، أو تشقق خط اللحام عند تقويم الأنبوب الفولاذي. يُعد هذا عيبًا خطيرًا. بالإضافة إلى ذلك، تتأثر حرارة اللحام الداخلة أيضًا بجودة حافة الشريط. على سبيل المثال، عند وجود نتوءات على حافة الشريط، فإنها تُسبب اشتعالًا قبل دخولها إلى نقطة لحام أسطوانة البثق، مما يؤدي إلى فقدان قوة اللحام وانخفاض حرارة اللحام الداخلة. في حال وجود نتوءات صغيرة، ينتج عن ذلك لحامات غير مندمجة أو باردة. عندما تكون حرارة الإدخال مرتفعة جدًا، تتجاوز حافة الشريط المُسخّن درجة حرارة اللحام، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة الحرارة أو حتى الاحتراق، ويتشقق اللحام بعد تعرضه للإجهاد، وقد يتناثر المعدن المنصهر ويشكل ثقوبًا بسبب انهيار اللحام. تتجلى هذه العيوب بشكل رئيسي في اختبارات التسوية غير المؤهلة بزاوية 90 درجة، واختبارات التأثير غير المؤهلة، وانفجار أو تسرب الأنابيب الفولاذية 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 لتشكيل لحام تحت تأثير قوة بثق أسطوانة البثق. يؤثر حجم ضغط اللحام على قوة ومتانة اللحام. إذا كان ضغط اللحام المطبق صغيرًا جدًا، لا يمكن دمج حافة اللحام تمامًا، ولا يمكن تفريغ أكاسيد المعادن المتبقية في اللحام لتكوين شوائب، مما يقلل بشكل كبير من قوة شد اللحام، ويصبح اللحام سهل التشقق بعد التعرض للإجهاد. أما إذا كان ضغط اللحام كبيرًا جدًا، فسيتم بثق معظم المعدن الذي يصل إلى درجة حرارة اللحام، مما لا يقلل فقط من قوة ومتانة اللحام، بل يُسبب أيضًا عيوبًا مثل النتوءات الداخلية والخارجية المفرطة أو اللحام المتداخل. يُقاس ضغط اللحام ويُحكم عليه عادةً من خلال تغير قطر الأنبوب الفولاذي قبل وبعد أسطوانة البثق، وحجم وشكل النتوءات. يؤثر ضغط بثق اللحام على شكل النتوءات. بثق اللحام كبير جدًا، والتناثر كبير، والمعدن المنصهر المبثوق أكثر، والنتوءات كبيرة ومقلوبة على جانبي اللحام؛ كمية البثق صغيرة جدًا، ولا يوجد أي تناثر تقريبًا، والنتوءات صغيرة ومكدسة؛ كمية البثق عندما تكون معتدلة، تكون النتوءات المبثوقة مستقيمة، ويتم التحكم في الارتفاع بشكل عام عند 2.5 ~ 3 مم. إذا تم التحكم في كمية بثق اللحام بشكل صحيح، تكون زاوية انسيابية المعدن لدرز اللحام متناظرة من أعلى إلى أسفل، ومن اليسار إلى اليمين، وتكون الزاوية من 55 درجة إلى 65 درجة. ينساب المعدن بشكل انسيابي على شكل درز اللحام عندما يتم التحكم في كمية البثق بشكل صحيح.
3 سرعات لحام
سرعة اللحام هي أيضًا المعلمة الرئيسية لعملية اللحام، والتي ترتبط بنظام التسخين، وسرعة تشوه اللحام، وسرعة تبلور ذرات المعدن. في اللحام عالي التردد، تزداد جودة اللحام مع زيادة سرعة اللحام، لأن تقصير وقت التسخين يُضيّق عرض منطقة تسخين الحافة ويُقلّل وقت تكوين أكاسيد المعادن؛ فإذا انخفضت سرعة اللحام، لا تتسع منطقة التسخين فحسب، بل تتسع منطقة اللحام المتأثرة بالحرارة، ويتغير عرض منطقة الانصهار مع حرارة الإدخال، وتزداد أيضًا نتوءات اللحام الداخلية المتكونة. يختلف عرض خط الانصهار بسرعات لحام مختلفة. عند اللحام بسرعة منخفضة، بسبب الانخفاض المقابل في حرارة الإدخال، سيُسبب ذلك صعوبات في اللحام. في الوقت نفسه، يتأثر بجودة حافة اللوحة وعوامل خارجية أخرى، مثل مغناطيسية المعاوقة، وحجم زاوية الفتح، وما إلى ذلك، ومن السهل أن يُسبب سلسلة من العيوب. لذلك، أثناء اللحام عالي التردد، يجب اختيار أسرع سرعة لحام للإنتاج وفقًا لمواصفات المنتج في ظل الظروف المسموح بها من خلال سعة الوحدة ومعدات اللحام.
4 زاوية فتح
زاوية الفتح تُسمى أيضًا زاوية اللحام V، وهي الزاوية بين حافة الشريط وأسطوانة البثق، كما هو موضح في الشكل 6. عادةً ما تتراوح زاوية الفتح بين 3 و6 درجات، ويعتمد حجمها بشكل أساسي على موضع أسطوانة التوجيه وسمك ورقة التوجيه. يؤثر حجم زاوية V بشكل كبير على استقرار اللحام وجودته. عند تقليل زاوية V، تقل مسافة حافة الشريط، مما يعزز تأثير القرب للتيار عالي التردد، مما يقلل من قوة اللحام أو يزيد من سرعته ويحسن الإنتاجية. إذا كانت زاوية الفتح صغيرة جدًا، فقد يؤدي ذلك إلى اللحام المبكر، أي أن نقطة اللحام ستُضغط وتُدمج قبل الوصول إلى درجة الحرارة، مما يُسهل تكوين شوائب وعيوب لحام باردة في اللحام، مما يقلل من جودة اللحام. على الرغم من زيادة استهلاك الطاقة بزيادة زاوية V، إلا أنها تضمن استقرار تسخين حافة الشريط في ظل ظروف معينة، مما يقلل من فقدان الحرارة على الحافة ويقلل من مساحة المنطقة المتأثرة بالحرارة. في الإنتاج الفعلي، ولضمان جودة اللحام، يتم التحكم في زاوية V عادةً بين 4° و5°.
5 حجم وموضع ملف الحث
يُعدّ ملف الحث أداةً مهمةً في لحام الحث عالي التردد، ويؤثر حجمه وموقعه بشكل مباشر على كفاءة الإنتاج. تتناسب الطاقة المنقولة بواسطة ملف الحث إلى الأنبوب الفولاذي مع مربع الفجوة السطحية للأنبوب الفولاذي. إذا كانت الفجوة كبيرةً جدًا، ستنخفض كفاءة الإنتاج بشكل كبير. يتم اختيار الفجوة بحوالي 10 مم. يتم اختيار عرض ملف الحث وفقًا للقطر الخارجي للأنبوب الفولاذي. إذا كان ملف الحث عريضًا جدًا، سينخفض محاثته، وينخفض أيضًا جهد المحث، وستنخفض طاقة الخرج؛ إذا كان ملف الحث ضيقًا جدًا، ستزداد طاقة الخرج، ولكن سينخفض أيضًا الفقد النشط للأنبوب الخلفي وملف الحث. زيادة. بشكل عام، يكون عرض ملف الحث 1-1.5D (D هو القطر الخارجي للأنبوب الفولاذي) وهو الأنسب. المسافة بين الطرف الأمامي لملف الحث ومركز أسطوانة البثق تساوي أو تزيد قليلاً عن قطر الأنبوب، أي أن 1-1.2D هو الأنسب. إذا كانت المسافة كبيرة جدًا، فسيقل تأثير قرب زاوية الفتح، مما يؤدي إلى إطالة مسافة تسخين الحافة، مما يمنع اللحام من الحصول على درجة حرارة لحام أعلى؛ مما يُقلل من عمر الخدمة.
6 دور وموقع المقاومة
يُستخدم قضيب مغناطيس "إمبراطور" لتقليل التيار عالي التردد المتدفق إلى الجزء الخلفي من الأنبوب الفولاذي، وفي الوقت نفسه، لتركيز التيار لتسخين زاوية "V" للشريط الفولاذي، لضمان عدم فقدان الحرارة نتيجة تسخين جسم الأنبوب. في حال عدم وجود نظام التبريد، سيتجاوز القضيب المغناطيسي درجة حرارة كوري (حوالي 300 درجة مئوية) ويفقد مغناطيسيته. بدون المقاومة، سينتشر التيار والحرارة المستحثة حول جسم الأنبوب بالكامل، مما يزيد من قوة اللحام ويؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة الجسم. لا يوجد تأثير حراري للمقاومة في الأنبوب الخام. يؤثر موضع المقاومة بشكل كبير على سرعة اللحام وجودته. أثبتت التجربة أنه عندما يكون موضع الطرف الأمامي للمقاومة بالضبط عند خط وسط بكرة البثق، تكون نتيجة التسوية هي الأفضل. أما عندما يتجاوز خط وسط بكرة الضغط ويمتد إلى جانب آلة التحجيم، فينخفض تأثير التسوية بشكل كبير. عندما يكون أقل من خط الوسط وعلى جانب بكرة التوجيه، تنخفض قوة اللحام. يتم وضع المقاومة في قطعة الأنبوب أسفل المحث، بحيث يتطابق رأسها مع خط الوسط لأسطوانة البثق أو يتم تعديله بمقدار 20-40 مم في اتجاه التشكيل، مما يزيد من المقاومة العكسية للأنبوب، ويقلل من فقدان تيار الدوران، ويقلل من قوة اللحام.
7 الخاتمة
(1) يمكن الحصول على جودة لحام أعلى من خلال التحكم المعقول في مدخلات حرارة اللحام.
(2) يُفضل عادةً التحكم في كمية البثق عند 2.5-3 مم. تكون نتوءات البثق مستقيمة، مما يُتيح لحامًا يتمتع بصلابة عالية وقوة شد عالية.
(3) التحكم في زاوية اللحام V عند 4°~5°، وإنتاج أعلى سرعة لحام ممكنة في ظل الظروف المسموح بها من قبل سعة الوحدة ومعدات اللحام، مما يمكن أن يقلل من حدوث بعض العيوب والحصول على جودة لحام جيدة.
(4) عرض ملف الحث هو 1-1.5D من القطر الخارجي للأنبوب الفولاذي، والمسافة من مركز بكرة البثق هي 1-1.2D، مما يمكن أن يحسن كفاءة الإنتاج بشكل فعال.
(5) تأكد من أن الطرف الأمامي للمقاوم يقع بالضبط في خط وسط بكرة الضغط حتى يمكن الحصول على قوة شد لحام عالية وتأثير تسطيح جيد.
وقت النشر: ٢٧ ديسمبر ٢٠٢٢