Control de la posición de la bobina de inducción de alta frecuencia detubería de acero con costura recta:
La frecuencia de excitación de la soldadura de tubería de acero con costura recta es inversamente proporcional a la raíz cuadrada de la capacitancia y la inductancia en el circuito de excitación, o directamente proporcional a la raíz cuadrada del voltaje y la corriente. Al modificar la capacitancia, la inductancia, o el voltaje y la corriente en el circuito, se puede cambiar la frecuencia de excitación, logrando así controlar la temperatura de soldadura. Para acero de bajo carbono, la temperatura de soldadura se controla entre 1250 y 1460 °C, lo que permite una penetración de 3 a 5 mm en el espesor de la pared de la tubería. Además, la temperatura de soldadura también se puede controlar ajustando la velocidad de soldadura.
La bobina de inducción de alta frecuencia debe estar lo más cerca posible del rodillo de extrusión. Si se encuentra lejos, el tiempo de calentamiento efectivo es prolongado, la zona afectada por el calor es amplia y la resistencia de la soldadura disminuye; por el contrario, el borde de la soldadura no se calienta lo suficiente y el conformado posterior a la extrusión es deficiente. La impedancia es una barra magnética especial o un conjunto de barras magnéticas para soldar tubos. Su sección transversal generalmente no debe ser inferior al 70% del área de la sección transversal del diámetro interior del tubo de acero. Su función es crear un bucle de inducción electromagnética entre la bobina de inducción, el borde de la soldadura del tubo y la barra magnética, generando un efecto de proximidad. De esta manera, el calor generado por las corrientes de Foucault se concentra cerca del borde de la soldadura, calentando así el borde del tubo hasta la temperatura de soldadura. La impedancia se introduce en el tubo mediante un alambre de acero y su centro debe estar relativamente fijo cerca del centro del rodillo de extrusión. Cuando se enciende la máquina, debido al rápido movimiento del tubo en bruto, la resistencia se desgasta considerablemente por la fricción de la pared interna del tubo en bruto, y necesita ser reemplazada con frecuencia.
Tras calentar los dos bordes del tubo a la temperatura de soldadura, la carcasa petrolífera forma un grano metálico común bajo la presión del rodillo de extrusión, que se interpenetra y cristaliza, formando finalmente una soldadura sólida. Si la fuerza de extrusión es insuficiente, la cantidad de cristales comunes formados es baja, la resistencia del metal de soldadura disminuye y pueden aparecer grietas tras la tensión. La soldadura presenta marcas que requieren corrección. El método consiste en fijar la herramienta al bastidor y alisar las marcas de soldadura mediante el movimiento rápido del tubo. Generalmente, no se presentan rebabas en el interior del tubo. Si la presión de extrusión es excesiva, el metal fundido se expulsa de la soldadura, lo que no solo reduce su resistencia, sino que también produce numerosas rebabas internas y externas, e incluso defectos como el solapamiento de la soldadura.
Cuando el aporte térmico es insuficiente, el borde de la soldadura calentada no alcanza la temperatura de soldadura y la estructura metálica permanece sólida, lo que resulta en una fusión incompleta o una penetración deficiente. Si el aporte térmico es insuficiente, el borde de la soldadura calentada supera la temperatura de soldadura, lo que provoca sobrecalentamiento o la formación de gotas fundidas, creando un orificio en la soldadura. La temperatura de soldadura se ve afectada principalmente por la potencia térmica de las corrientes de Foucault de alta frecuencia. Según la fórmula correspondiente, esta potencia térmica depende principalmente de la frecuencia de la corriente, y es proporcional al cuadrado de la frecuencia de excitación de la corriente. La frecuencia de excitación de la corriente, a su vez, depende del voltaje, la corriente, la capacitancia y la inductancia de excitación.
El proceso de producción de tubería soldada con costura recta es sencillo, eficiente, económico y de rápido desarrollo. La resistencia de la tubería soldada es generalmente superior a la de la tubería soldada con costura recta. Permite fabricar tuberías de mayor diámetro con palanquillas más estrechas, e incluso tuberías de diferentes diámetros con palanquillas del mismo ancho. Sin embargo, en comparación con la tubería soldada con costura recta de la misma longitud, la longitud de soldadura aumenta entre un 30 % y un 100 %, lo que reduce la velocidad de producción. Por lo tanto, la mayoría de las tuberías soldadas de menor diámetro se fabrican mediante soldadura con costura recta, mientras que las de mayor diámetro se fabrican principalmente mediante soldadura convencional.
Los productos de tubería soldada se utilizan ampliamente en proyectos de agua potable, la industria petroquímica, la industria química, la industria energética, el riego agrícola y la construcción urbana, y son uno de los 20 productos clave desarrollados en mi país. Para el transporte de líquidos: suministro y drenaje de agua. Para el transporte de gases: gas de hulla, vapor, gas licuado de petróleo. Para uso estructural: como tuberías de cimentación, puentes, muelles, carreteras, tuberías para estructuras de edificios, etc.
El aplanamiento y agrietamiento de las tuberías soldadas por alta frecuencia son causados por microfisuras de soldadura, inclusiones de fases duras y frágiles, estructuras granulares gruesas, etc.
Para un mejor control de la soldadura, se propone el concepto de índice de fisuras por inclusiones. Estas se deben principalmente a una resistencia insuficiente de la soldadura, a la forma anatómica o a la ductilidad. Cuando existen pequeñas inclusiones que afectan la tenacidad al impacto en la soldadura, la fisuración puede ocurrir únicamente cuando las paredes opuestas del tubo de acero se aplanan demasiado cerca de la caja de hierro. Para reducir la fisuración, es necesario mejorar la tenacidad de la soldadura y disminuir las inclusiones. ¿Cómo se logra esto?
Primero, mejore la pureza de las materias primas, reduzca el contenido de fósforo y azufre, y disminuya la cantidad de inclusiones. Segundo, verifique que el borde de la tira de acero no presente daños, óxido ni contaminación, ya que esto dificulta la descarga del metal fundido y facilita la formación de inclusiones en la soldadura. Tercero, las irregularidades en el espesor de la pared, las rebabas y las protuberancias pueden causar fluctuaciones en la corriente de soldadura y afectar el proceso.
Fecha de publicación: 22 de abril de 2025