Réglage de la position de la bobine d'induction haute fréquence detuyau en acier à joint droit:
La fréquence d'excitation d'un tube en acier à joint droit est inversement proportionnelle à la racine carrée de la capacité et de l'inductance du circuit d'excitation, ou proportionnelle à la racine carrée de la tension et du courant. En modifiant la capacité, l'inductance ou la tension et le courant du circuit, on peut faire varier la fréquence d'excitation et ainsi contrôler la température de brasage. Pour l'acier à faible teneur en carbone, la température de soudage est maintenue entre 1250 et 1460 °C, ce qui permet d'obtenir une pénétration suffisante pour des épaisseurs de paroi de 3 à 5 mm. La température de soudage peut également être ajustée en modifiant la vitesse de soudage.
La bobine d'induction haute fréquence doit être placée au plus près du rouleau d'extrusion. Si elle est trop éloignée, le temps de chauffage effectif est plus long, la zone affectée thermiquement est plus large et la résistance du cordon de soudure diminue. À l'inverse, le bord du cordon est insuffisamment chauffé et la qualité de la pièce après extrusion est médiocre. L'impédance est constituée d'une ou plusieurs barres magnétiques spécifiques pour tubes soudés. Sa section ne doit généralement pas être inférieure à 70 % du diamètre intérieur du tube. L'effet de proximité ainsi créé concentre la chaleur par courants de Foucault près du bord de la soudure, portant ce bord à la température de soudage. L'impédance est maintenue en place dans le tube par un fil d'acier et son centre doit être relativement proche du centre du rouleau d'extrusion. Au démarrage, en raison du mouvement rapide du tube vierge, la résistance s'use par frottement contre la paroi interne du tube vierge et doit être remplacée fréquemment.
Après que les deux extrémités de l'ébauche de tube ont été chauffées à la température de soudage, le tube est comprimé par le rouleau d'extrusion pour former des grains de métal communs qui s'interpénètrent et cristallisent les uns aux autres, formant ainsi une soudure solide. Si la force d'extrusion est trop faible, le nombre de cristaux communs formés sera réduit, la résistance du métal d'apport diminuera et des fissures apparaîtront sous contrainte ; la soudure présentera des marques de soudure après soudage et extrusion. La méthode consiste à fixer l'outil sur le bâti, et le mouvement rapide du tube soudé permettra d'éliminer ces marques. Il n'y a généralement pas de bavures à l'intérieur du tube soudé. Si la force d'extrusion est trop importante, le métal en fusion sera expulsé de la soudure, ce qui non seulement réduit sa résistance, mais produit également de nombreuses bavures internes et externes, et peut même provoquer des défauts tels que des recouvrements de soudure.
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, entraînant une fusion ou une pénétration incomplète. À l'inverse, lorsque l'apport de chaleur est toujours insuffisant, le bord de la soudure chauffée dépasse la température de soudage, provoquant une surchauffe. Des brûlures ou des coulures peuvent alors se former, créant un trou de fusion. La température de soudage est principalement influencée par la puissance thermique des courants de Foucault haute fréquence. Selon la formule correspondante, cette puissance thermique dépend principalement de la fréquence du courant et est proportionnelle au carré de cette fréquence. Or, la fréquence d'excitation du courant est influencée par la tension d'excitation, ainsi que par les effets du courant, de la capacité et de l'inductance.
Le procédé de fabrication des tubes soudés à joint longitudinal est simple, offre une productivité élevée, un faible coût et un développement rapide. La résistance des tubes soudés est généralement supérieure à celle des tubes soudés à joint longitudinal. Les tubes soudés de grand diamètre peuvent être fabriqués à partir d'ébauches plus étroites, et des tubes soudés de diamètres différents peuvent être fabriqués à partir d'ébauches de même largeur. Cependant, par rapport aux tubes soudés à joint longitudinal de même longueur, la longueur de soudure est augmentée de 30 à 100 %, et la vitesse de production est plus faible. C'est pourquoi la plupart des tubes soudés de petit diamètre sont fabriqués par soudage à joint longitudinal, tandis que la plupart des tubes soudés de grand diamètre sont fabriqués par soudage à joint longitudinal.
Les tubes soudés sont largement utilisés dans les secteurs de l'adduction d'eau, de la pétrochimie, de la chimie, de l'énergie électrique, de l'irrigation agricole et du bâtiment. Ils figurent parmi les 20 produits clés développés par notre pays. Ils servent au transport de liquides (eau potable et eau d'assainissement), de gaz (gaz naturel, vapeur, GPL) et d'ouvrages de construction (pieux, ponts, quais, routes, bâtiments, etc.).
L’aplatissement et la fissuration des tubes soudés à haute fréquence sont causés par des microfissures de soudage, des inclusions de phase dures et fragiles et des structures à gros grains.
Afin de maîtriser la qualité du soudage, le concept d'indice de fissuration par inclusions est proposé. Celle-ci est principalement due à une résistance, une forme ou une ductilité insuffisantes. En présence de petites inclusions dans le cordon de soudure, affectant la résilience, la fissuration peut survenir uniquement lorsque les deux parois opposées du tube d'acier sont aplaties près du boîtier en fer. Pour réduire la fissuration, améliorer la résilience et diminuer les inclusions, il est nécessaire de réduire les inclusions. Comment procéder ?
Premièrement, il convient d'améliorer la pureté des matières premières, de réduire les teneurs en phosphore et en soufre, ainsi que la quantité d'inclusions. Deuxièmement, il faut vérifier si le bord de la bande d'acier est rayé, souillé de rouille ou encrassé ; ces défauts nuisent à l'évacuation du métal en fusion et favorisent l'apparition d'inclusions dans la soudure. Enfin, une épaisseur de paroi irrégulière, des bavures et des protubérances sont susceptibles d'entraîner des fluctuations du courant de soudage et d'affecter la qualité de l'opération.
Date de publication : 12 mai 2023