Detaillierte Erklärung des Schweißprozesses von Stahlrohren mit gerader Naht und großem Durchmesser: Das automatische Doppeldrahtschweißen von Stahlrohren mit gerader Naht ist eine in den letzten Jahren entwickelte Schweißtechnologie. Neben den Eigenschaften des halbautomatischen Einzeldrahtschweißens bietet es weitere Vorteile wie hohe Energiekonzentration und hohe Abschmelzleistung. Haupt- und Hilfsdraht werden von separaten, unabhängig voneinander einstellbaren Schweißstromquellen versorgt, wodurch eine optimale Konfiguration der Schweißprozessparameter erreicht wird. Der Abstand und der Schweißwinkel zwischen den beiden Drähten bleiben konstant, was elektromagnetische Störungen zwischen den beiden Lichtbögen effektiv minimiert und hervorragende statische und dynamische Eigenschaften gewährleistet. Die beiden separaten Stromquellen werden von der Schweißsoftware koordiniert und versorgen Haupt- und Hilfsdraht mit Strom. Gleichzeitig schmelzen Haupt- und Hilfsdraht, und das Übergangsmetall wird in die Schweißnaht transportiert, um ein stabiles Schmelzbad zu bilden. Dies gewährleistet die Festigkeit der Schweißverbindung. Es kann nicht nur mit herkömmlichen Schmelzelektroden-Schweißstromversorgungen zum Schweißen verwendet werden, sondern es werden auch die Gerätekosten gesenkt, die Schweißwärme hochkonzentriert, die Abschmelzgeschwindigkeit hoch, die Schweißeffizienz hoch, die Verformung nach dem Schweißen gering, die Arbeitsintensität niedrig und die Organisation und Leistung der geraden Naht von Stahlrohren effektiv verbessert, insbesondere beim Schweißen von Materialien mit hoher Wärmeleitfähigkeit ist der Effekt der Energiekonzentration hervorragend.
1. Kontrolle des Schweißspalts: Das Band wird in die Schweißanlage für Stahlrohre eingeführt und nach mehrmaligem Walzen schrittweise zu einem Rundrohr mit offenem Spalt geformt. Der Pressdruck der Extrusionswalze wird so eingestellt, dass der Schweißspalt 1–3 mm beträgt und die Schweißnahtenden bündig abschließen. Ist der Spalt zu groß, verringert sich der Proximity-Effekt, die Wirbelstromwärme ist unzureichend und die interkristalline Bindung der Schweißnaht ist mangelhaft, was zu Unebenheiten oder Rissen führen kann. Ist der Spalt zu klein, erhöht sich der Proximity-Effekt, die Schweißwärme ist zu hoch, was zum Verbrennen der Schweißnaht führen kann; oder es bilden sich nach dem Extrudieren und Walzen tiefe Vertiefungen, die die Schweißnahtoberfläche beeinträchtigen.
2. Schweißtemperaturregelung: Bei unzureichender Wärmezufuhr erreicht der Rand der erhitzten Schweißnaht nicht die erforderliche Schweißtemperatur, und die Metallstruktur bleibt fest, was zu Unregelmäßigkeiten oder unvollständigem Durchschweißen führt; bei unzureichender Wärmezufuhr überschreitet der Rand der erhitzten Schweißnaht die erforderliche Schweißtemperatur, was zu Überhitzung oder Schmelztropfen führt und die Bildung von Schmelzlöchern in der Schweißnaht verursacht.
3. Positionierung der Hochfrequenz-Induktionsspule: Die Hochfrequenz-Induktionsspule sollte möglichst nahe an der Extrusionswalze positioniert werden. Bei größerem Abstand verlängert sich die effektive Aufheizzeit, die Wärmeeinflusszone vergrößert sich und die Schweißnahtfestigkeit nimmt ab; im Umkehrschluss wird die Schweißnahtkante nicht ausreichend erhitzt, was zu einer schlechten Formgebung nach dem Extrudieren führt.
4. Kontrolle des Extrusionsdrucks: Nachdem die beiden Kanten des Rohlings für ein gerades Stahlrohr mit großem Durchmesser auf Schweißtemperatur erhitzt wurden, bilden sich unter dem Extrusionsdruck der Walze gemeinsame Metallkörner, die sich durchdringen und kristallisieren, wodurch schließlich eine feste Schweißnaht entsteht. Ist der Extrusionsdruck zu gering, bilden sich zu wenige gemeinsame Kristalle, die Festigkeit des Schweißguts nimmt ab und es können Risse entstehen. Ist der Extrusionsdruck hingegen zu hoch, wird das flüssige Metall aus dem geschweißten Stahlrohr herausgepresst, was nicht nur die Schweißnahtfestigkeit verringert, sondern auch zahlreiche innere und äußere Grate erzeugt und sogar zu Fehlern wie Schweißnahtüberlappungen führen kann.
5. Die Impedanz ist ein spezieller Magnetstab zum Schweißen von Stahlrohren oder Rohrbündeln. Der Querschnitt der Impedanz sollte üblicherweise mindestens 70 % des Innendurchmessers des Stahlrohrs betragen. Ihre Funktion besteht darin, zwischen der Induktionsspule, der Schweißnahtkante des Rohrblocks und dem Magnetstab eine elektromagnetische Induktionsschleife zu bilden. Dadurch entsteht ein Näherungseffekt, und die Wirbelstromwärme konzentriert sich nahe der Schweißnahtkante, sodass diese auf Schweißtemperatur erhitzt wird. Die Impedanz wird mithilfe eines Stahldrahts in das Rohr gezogen, wobei ihre Mittelposition relativ nahe der Mitte der Extrusionswalze fixiert sein sollte. Beim Betrieb der Maschine verschleißt die Impedanz aufgrund der schnellen Rohrbewegung durch die Reibung an der Rohrinnenwand stark und muss daher regelmäßig ausgetauscht werden.
6. Nach dem Schweißen und Extrudieren entstehen Schweißspuren, die am Rahmen beseitigt werden müssen. Dazu wird das Werkzeug am Rahmen befestigt und die Schweißspuren durch die schnelle Bewegung des geschweißten Stahlrohrs glattgestrichen. Grate im Inneren des geschweißten Stahlrohrs sind in der Regel nicht vorhanden.
Herstellungsverfahren für geradnahtige Stahlrohre mit großem Durchmesser:
1. Einführung in den Produktionsprozess von Stahlrohren mit gerader Naht und großem Durchmesser: Aufwickler → Abwickler → Abwickler → Zuführ- und Richtmaschine → Vertikalwalzenzentrierung → Scheren und Schweißen → Bandpositionierung (Doppelkopf-Vertikalwalze) → Scheibenschere → Bandpositionierung (Doppelkopf-Vertikalwalze) → Fräsmaschine (Feinfräsen einer X-förmigen Nut) → Doppelkopf-Vertikalwalze → Reinigung der Bandoberfläche → Doppelkopf-Vertikalwalze → Zuführmaschine → Bandzuführung und Bandpositionierung → Formmaschine → Innenschweißen → Außenschweißen → Richtvorrichtung für Stahlrohre → Plasmaschneiden → Auslauf des Stahlrohrs mit gerader Naht
2. Detaillierte Erläuterung des Produktionsprozesses von geradnahtgeschweißten Stahlrohren
1) Vorformung von Stahlrohren mit großem Durchmesser und gerader Naht: Als Rohmaterialien dienen Bandcoils, Schweißdrähte und Flussmittel. Diese müssen vor der Verwendung strengen physikalischen und chemischen Prüfungen unterzogen werden. Die Bandenden werden stumpf gestoßen und mittels Ein- oder Zweidraht-Unterpulverschweißen verbunden. Nach dem Walzen des Stahlrohrs erfolgt die Ausbesserungsschweißung mittels automatischem Unterpulverschweißen.
2) Formgebungsprozess von Stahlrohren mit großem Durchmesser und gerader Naht: Der Öldruck auf beiden Seiten des Förderers wird mittels eines elektrischen Kontaktmanometers geregelt, um einen reibungslosen Bandtransport zu gewährleisten. Da die Hauptmaschine mittig positioniert ist, müssen die Vertikalwalzen regelmäßig (insbesondere vor und nach dem Kopf) überprüft und justiert werden, um sicherzustellen, dass die Bandkante exakt dem vorgegebenen Weg folgt und den vorgesehenen Eingriffspunkt passiert. Mithilfe der externen oder internen Walzenformung wird geprüft, ob Umfang, Ovalität, Geradheit usw. des Stahlrohrs den Normen entsprechen. Falls nicht, werden die Justierungen fortgesetzt, bis die Anforderungen erfüllt sind.
3) Schweißprozess von Stahlrohren mit gerader Naht und großem Durchmesser: Eine Schweißspaltkontrollvorrichtung stellt sicher, dass der Schweißspalt den Schweißanforderungen entspricht. Rohrdurchmesser, Fluchtungsfehler und Schweißspalt werden streng kontrolliert. Der Zustand der Formnaht ist kontinuierlich zu überwachen. Bei Fluchtungsfehlern, offenen Nähten etc. ist der Hinterachswinkel umgehend nachzujustieren, um die Formgebung zu gewährleisten. Bei Abweichungen sind die Arbeitsbreite des Stahlbandes, der Zustand der Kantenvorbiegung, die Position der Zuführungslinie, der Winkel der kleinen Walze etc. auf Änderungen zu überprüfen und gegebenenfalls Korrekturmaßnahmen einzuleiten. Derzeit werden die Innen- und Außenschweißungen der Stahlrohrhersteller mit gerader Naht in Hebei ausschließlich mit elektrischen Lincoln-Schweißmaschinen im Ein- oder Zweidraht-Unterpulverschweißverfahren durchgeführt, um eine stabile Schweißnaht zu erzielen. Die Hersteller von Stahlrohren mit gerader Naht müssen den Zustand der Formnaht kontinuierlich überwachen. Bei Fluchtungsfehlern, offenen Nähten etc. ist der Hinterachswinkel umgehend nachzujustieren, um die Formgebung zu gewährleisten. Bei Abweichungen von der Norm sollten die Arbeitsbreite des Stahlbandes, der Zustand der Kantenvorbiegung, die Position der Zuführlinie, der Winkel der kleinen Walze usw. auf Veränderungen überprüft und gegebenenfalls Korrekturmaßnahmen ergriffen werden.
4) Prüfung von Stahlrohren mit geraden Nähten und großem Durchmesser: Die Schweißnähte werden mittels automatischer, kontinuierlicher Fehlererkennung online geprüft, um eine 100%ige zerstörungsfreie Prüfung der Spiralnähte zu gewährleisten. Bei Fehlern erfolgt eine automatische Alarmierung und Markierung. Die Produktionsmitarbeiter passen die Prozessparameter umgehend an, um die Fehler zu beheben. Bei einem Nenndurchmesser D ≥ 426 mm werden innere Fehler im Stahlrohr von innen ausgebessert und verschweißt; bei D ≤ 426 mm ist eine Ausbesserung von außen zulässig. Die ausgebesserten Schweißnähte werden geschliffen, und die verbleibende Wandstärke muss innerhalb der vorgegebenen Toleranz liegen. Bevor das ausgebesserte Stahlrohr in den nächsten Bearbeitungsschritt gelangt, wird es sorgfältig auf übersehene oder nicht erkannte Fehler geprüft. Erst nach Bestätigung kann es in den nächsten Bearbeitungsschritt überführt werden. Die Stumpfschweißnähte und die Übergänge zwischen T-Stücken und Spiralnähten werden mittels Röntgen- oder Filmprüfung geprüft. Jedes Stahlrohr wird einer hydrostatischen Druckprüfung unterzogen, wobei der Druck radial abgedichtet wird. Prüfdruck und -dauer werden präzise durch ein mikrocomputergestütztes Messgerät zur Überwachung des Wasserdrucks im Stahlrohr gesteuert. Die Prüfparameter werden automatisch ausgedruckt und protokolliert.
Veröffentlichungsdatum: 03.01.2025