Die wichtigsten Prozessparameter vonHochfrequenz-geradnahtgeschweißtes RohrZu den relevanten Parametern gehören die Wärmeeinbringung beim Schweißen, der Schweißdruck, die Schweißgeschwindigkeit, der Öffnungswinkel, die Position und Größe der Induktionsspule, die Position der Impedanz usw. Diese Parameter haben einen großen Einfluss auf die Verbesserung der Produktqualität, der Produktionseffizienz und der Stückkapazität von hochfrequenzgeschweißten Rohren. Durch die optimale Abstimmung dieser Parameter können Hersteller erhebliche wirtschaftliche Vorteile erzielen.
1. Wärmeeintrag beim Schweißen
Beim Schweißen vonHochfrequenz-geradnahtgeschweißte RohreDie Schweißleistung bestimmt die Wärmeeinbringung beim Schweißen. Bei konstanten äußeren Bedingungen und unzureichender Wärmeeinbringung erreicht die Kante des erhitzten Bandes nicht die erforderliche Schweißtemperatur und bildet eine kalte Schweißnaht. Es kann nicht einmal eine Verschmelzung erfolgen. Diese mangelnde Verschmelzung aufgrund zu geringer Wärmeeinbringung äußert sich üblicherweise im Nichtbestehen des Abflachungstests, im Bersten des Stahlrohres während der hydrostatischen Prüfung oder in Rissen der Schweißnaht beim Richten des Stahlrohres – ein schwerwiegender Mangel. Darüber hinaus wird die Wärmeeinbringung auch durch die Qualität der Bandkante beeinflusst. Beispielsweise kann ein Grat an der Bandkante vor dem Erreichen des Schweißpunkts durch die Presswalze zu einer Entzündung führen. Dies verursacht einen Verlust an Schweißleistung und eine zu geringe Wärmeeinbringung, was wiederum zu unvollständigen oder kalten Schweißnähten führt. Bei zu hoher Wärmezufuhr überschreitet die Kante des erhitzten Bandes die Schweißtemperatur, was zu Überhitzung oder sogar Überhitzung führt und unter Belastung Risse in der Schweißnaht verursacht. Die durch die übermäßige Wärmezufuhr entstandenen Blasen und Löcher äußern sich hauptsächlich im Versagen des 90°-Flachbiegeversuchs, im Versagen des Schlagversuchs sowie im Bersten oder Auslaufen des Stahlrohrs während des hydraulischen Versuchs.
2. Schweißdruck (Reduzierungsbetrag)
Der Schweißdruck ist der Hauptparameter des Schweißprozesses. Nachdem die Kante des Bandes auf Schweißtemperatur erhitzt wurde, verbinden sich die Metallatome unter dem Einfluss der Presswalze zur Schweißnaht. Die Höhe des Schweißdrucks beeinflusst die Festigkeit und Zähigkeit der Schweißnaht. Ist der Schweißdruck zu gering, verschmelzen die Schweißkanten nicht vollständig, und die verbleibenden Metalloxide in der Schweißnaht können nicht entweichen und Einschlüsse bilden. Dies reduziert die Zugfestigkeit der Schweißnaht erheblich und führt dazu, dass die Schweißnaht unter Belastung leicht reißt. Ist der Schweißdruck hingegen zu hoch, wird ein Großteil des Metalls, das die Schweißtemperatur erreicht hat, extrudiert. Dies verringert nicht nur die Festigkeit und Zähigkeit der Schweißnaht, sondern führt auch zu Fehlern wie übermäßigem Innen- und Außengrat oder Überlappungsschweißungen. Der Schweißdruck wird üblicherweise anhand der Durchmesseränderung des Stahlrohrs vor und nach der Presswalze sowie der Größe und Form des Grates gemessen und beurteilt. Der Einfluss der Schweißpresskraft auf die Gratform wird ebenfalls untersucht. Ist die Schweißextrusion zu hoch, entstehen viele Spritzer, das geschmolzene Metall tritt aus, und der Grat bildet sich groß und wölbt sich beidseitig der Schweißnaht. Ist die Extrusion zu gering, entstehen kaum Spritzer, der Grat ist klein und sammelt sich an. Bei einer moderaten Extrusion steht der Grat aufrecht und ist in der Regel 2,5–3 mm hoch. Bei optimaler Extrusion verläuft die Schweißnaht symmetrisch in Längs- und Querrichtung und bildet einen Winkel von 55°–65°.
3. Schweißgeschwindigkeit
Die Schweißgeschwindigkeit ist der Hauptparameter des Schweißprozesses und hängt vom Heizsystem, der Verformungsgeschwindigkeit der Schweißnaht und der Kristallisationsgeschwindigkeit der Metallatome ab. Beim Hochfrequenzschweißen verbessert sich die Schweißqualität mit steigender Schweißgeschwindigkeit, da die verkürzte Heizzeit die Breite der Randheizzone verringert und die Metalloxidbildung beschleunigt. Bei reduzierter Schweißgeschwindigkeit verbreitert sich nicht nur die Heizzone, sondern auch die Wärmeeinflusszone der Schweißnaht. Die Breite der Schmelzzone ändert sich mit der zugeführten Wärmemenge, und es entsteht ein größerer innerer Grat. Die Schweißnahtbreite variiert bei unterschiedlichen Schweißgeschwindigkeiten. Beim Schweißen mit niedriger Geschwindigkeit ist der Schweißvorgang aufgrund der geringeren Wärmezufuhr erschwert. Gleichzeitig können die Qualität der Blechkante und andere externe Faktoren wie der Magnetismus des Widerstands, die Größe des Öffnungswinkels usw. zu einer Reihe von Fehlern führen. Daher sollte beim Hochfrequenzschweißen die für die Produktion erforderliche Schweißgeschwindigkeit entsprechend den Produktspezifikationen unter den durch die Anlagenkapazität und die Schweißausrüstung vorgegebenen Bedingungen gewählt werden.
Veröffentlichungsdatum: 17. August 2022