Explication détaillée du procédé de soudage des tubes en acier à joint droit de grand diamètre : Le soudage automatique à double fil des tubes en acier à joint droit est une technologie de soudage développée ces dernières années. Outre les caractéristiques du soudage semi-automatique à un fil, elle présente également des avantages tels que la concentration d'énergie et un rendement de dépôt élevé. Les fils principal et auxiliaire sont alimentés en courant de soudage par des alimentations de soudage classiques distinctes, réglables indépendamment, permettant ainsi une optimisation des paramètres de soudage. L'espacement et l'angle de soudage entre les deux fils sont maintenus constants, ce qui contrôle efficacement les interférences électromagnétiques entre les deux arcs et offre d'excellentes caractéristiques statiques et dynamiques. Les deux alimentations distinctes sont coordonnées et alimentées aux fils principal et auxiliaire par un logiciel de soudage. Simultanément, les fils principal et auxiliaire fondent et le métal de transition est transféré dans la soudure pour former un bain de fusion stable, garantissant ainsi la résistance du joint soudé. Elle permet non seulement d'utiliser des alimentations de soudage à électrodes fondantes conventionnelles pour réaliser le soudage, mais aussi de réduire les coûts d'équipement, de concentrer fortement la chaleur de soudage, d'accélérer la vitesse de dépôt, d'obtenir une efficacité de soudage élevée, de réduire la déformation après soudage, de diminuer la pénibilité du travail et d'améliorer efficacement l'organisation et les performances du soudage à joint droit des tubes en acier, notamment pour le soudage de matériaux à haute conductivité thermique, où l'effet de concentration d'énergie est remarquable.
1. Contrôle de l'écart de soudure : La bande est introduite dans l'unité de soudage de tubes en acier. Après plusieurs passages au laminoir, elle est progressivement enroulée pour former un tube rond avec un écartement. La pression du rouleau d'extrusion est ajustée pour contrôler l'écart de soudure entre 1 et 3 mm, assurant ainsi l'affleurement des deux extrémités de la soudure. Un écart trop important réduit l'effet de proximité, diminue la chaleur générée par les courants de Foucault et nuit à la liaison intercristalline de la soudure, pouvant entraîner des défauts ou des fissures. À l'inverse, un écart trop faible augmente l'effet de proximité, génère une chaleur de soudage excessive et peut provoquer des brûlures ou la formation de piqûres profondes après extrusion et laminage, affectant ainsi la surface de la soudure.
2. Contrôle de la température de soudage : Lorsque l’apport de chaleur est insuffisant, le bord de la soudure chauffée n’atteint pas la température de soudage et la structure métallique reste solide, ce qui entraîne une pénétration incomplète ou irrégulière ; lorsque l’apport de chaleur est insuffisant, le bord de la soudure chauffée dépasse la température de soudage, ce qui entraîne une surchauffe ou des gouttelettes fondues, provoquant la formation d’un trou de fusion dans la soudure.
3. Réglage de la position de la bobine d'induction haute fréquence : La bobine d'induction haute fréquence doit être placée au plus près du galet d'extrusion. Si elle est trop éloignée, le temps de chauffe effectif est plus long, la zone affectée thermiquement est plus large et la résistance de la soudure diminue ; à l'inverse, le bord de la soudure n'est pas suffisamment chauffé et le formage après extrusion est médiocre.
4. Contrôle de la pression d'extrusion : Après chauffage des deux extrémités du lingot d'acier à joint droit de grand diamètre à la température de soudage, l'extrusion par le rouleau d'extrusion provoque la formation de grains métalliques communs qui s'imprègnent et cristallisent, aboutissant à une soudure solide. Une pression d'extrusion trop faible entraîne la formation de peu de cristaux communs, une diminution de la résistance du métal de soudure et l'apparition de fissures. À l'inverse, une pression d'extrusion trop élevée provoque l'expulsion du métal fondu hors du tube soudé, ce qui réduit non seulement la résistance de la soudure, mais génère également de nombreuses bavures internes et externes, voire des défauts tels que des recouvrements de soudure.
5. L'impédance est une tige magnétique spéciale servant au soudage de tubes en acier, individuellement ou en groupe. Sa section transversale ne doit généralement pas être inférieure à 70 % du diamètre intérieur du tube. Son rôle est de créer une boucle d'induction électromagnétique entre la bobine d'induction, le bord de la ébauche de tube à souder et la tige magnétique. Cet effet de proximité concentre la chaleur générée par les courants de Foucault près du bord de la ébauche, permettant ainsi de chauffer ce bord à la température de soudage. L'impédance est entraînée dans le tube par un fil d'acier et son centre doit être relativement fixe, près du centre du rouleau d'extrusion. Lors de la mise en marche de la machine, le mouvement rapide du tube provoque une usure importante de l'impédance par frottement contre la paroi interne du tube, nécessitant un remplacement fréquent.
6. Après soudage et extrusion, la soudure laisse des marques qu'il faut éliminer sur le cadre. La méthode consiste à fixer l'outil sur le cadre et à aplanir ces marques par un mouvement rapide du tube d'acier soudé. Les bavures à l'intérieur du tube soudé sont généralement absentes.
Méthode de production de tubes en acier à joint droit de grand diamètre :
1. Présentation du processus de production des tubes en acier à joint droit de grand diamètre : Enrouleur → Dérouleur → Dérouleur → Machine d’alimentation et de nivellement → Centrage par rouleau vertical → Cisaillage et soudage → Contrôle de la position de la bande (rouleau vertical à double tête) → Cisaille à disque → Contrôle de la position de la bande (rouleau vertical à double tête) → Fraiseuse (fraisage fin en rainure en X) → Rouleau vertical à double tête → Nettoyage des débris de surface de la bande → Rouleau vertical à double tête → Machine de sortie → Introduction et contrôle de la position de la bande → Machine de formage → Soudage interne → Soudage externe → Dispositif de redressage des tubes en acier → Découpe plasma → Sortie des tubes en acier à joint droit
2. Explication détaillée du processus de production des tubes en acier à joint droit
1) Préformage des tubes en acier à joint droit de grand diamètre : Les matières premières, à savoir les bobines de feuillard, les fils de soudage et les flux, doivent faire l’objet de contrôles physico-chimiques rigoureux avant leur utilisation. Les extrémités du feuillard sont assemblées bout à bout par soudage à l’arc submergé, à un ou deux fils. Après le laminage du tube, les réparations sont effectuées par soudage automatique à l’arc submergé.
2) Procédé de formage de tubes en acier à joint droit de grand diamètre : La pression du vérin hydraulique de part et d’autre du convoyeur est contrôlée par un manomètre à contact électrique afin d’assurer un transport régulier de la bande. La machine principale étant positionnée au centre, les rouleaux verticaux doivent être fréquemment contrôlés et ajustés (en particulier avant et après la tête de formage) pour garantir que le bord de la bande suive scrupuleusement le tracé prévu et passe par le point d’engrènement désigné. Un contrôle de formage par rouleaux, externe ou interne, permet de vérifier que la circonférence, l’ovalisation, la rectitude, etc., du tube en acier sont conformes aux normes. Dans le cas contraire, des ajustements sont effectués jusqu’à obtention des spécifications requises.
3) Procédé de soudage des tubes en acier à joint droit de grand diamètre : Un dispositif de contrôle de l’écart de soudure est utilisé pour garantir que cet écart est conforme aux exigences de soudage. Le diamètre du tube, le désalignement et l’écart de soudure sont rigoureusement contrôlés. L’état du joint en formation doit être surveillé en permanence. En cas de désalignement, d’ouverture du joint, etc., l’angle de l’essieu arrière doit être ajusté avec précision pour assurer un bon formage. En cas d’anomalie, la largeur de travail de la bande d’acier, le pré-cintrage des bords, la position de la ligne de sortie, l’angle du petit rouleau, etc., doivent être vérifiés et des mesures correctives doivent être prises sans délai. Actuellement, le soudage interne et externe des tubes en acier à joint droit du Hebei est réalisé par des machines à souder Lincoln Electric, par soudage à l’arc submergé à un ou deux fils, afin d’obtenir une soudure stable. Les fabricants de tubes en acier à joint droit doivent surveiller en permanence l’état du joint en formation. En cas de désalignement, d’ouverture du joint, etc., l’angle de l’essieu arrière doit être ajusté avec précision pour assurer un bon formage. En cas de situation anormale, il convient de vérifier la largeur de travail de la bande d'acier, l'état de pré-pliage du bord, la position de la ligne de livraison, l'angle du petit rouleau, etc., et de prendre des mesures correctives en temps opportun.
4) Inspection des tubes en acier à joint droit de grand diamètre : Toutes les soudures sont inspectées par des détecteurs de défauts automatiques à ondes continues en ligne afin de garantir une couverture de contrôle non destructif à 100 % des soudures en spirale. En cas de défaut, une alarme se déclenche automatiquement et un marquage est apposé. Les opérateurs de production ajustent alors les paramètres de processus pour éliminer les défauts à temps. Lorsque le diamètre nominal D ≥ 426 mm, les défauts internes du tube en acier doivent être réparés par soudage interne ; lorsque D ≤ 426 mm, la réparation externe est autorisée. Après réparation, les soudures sont meulées et l’épaisseur de paroi restante doit être conforme aux tolérances spécifiées. Avant de passer à l’étape suivante, le tube réparé fait l’objet d’un contrôle minutieux afin de détecter tout défaut non détecté. Le tube n’est transféré à l’étape suivante qu’après confirmation. Les soudures bout à bout et les points d’intersection des joints en T avec les soudures en spirale sont inspectés par radiographie (télévision ou film). Chaque tuyau en acier est soumis à un test de pression hydrostatique, et l'étanchéité est assurée radialement. La pression et la durée du test sont rigoureusement contrôlées par un dispositif de détection de pression d'eau par micro-ordinateur intégré au tuyau. Les paramètres du test sont automatiquement imprimés et enregistrés.
Date de publication : 3 janvier 2025