Dalam produksitabung baja tahan karat, strip baja pipih pertama kali dibentuk, yang kemudian dibentuk menjadi tabung bundar. Setelah terbentuk, sambungan pipa harus dilas. Lasan ini sangat memengaruhi kemampuan bentuk komponen. Oleh karena itu, pemilihan teknik pengelasan yang tepat sangat penting untuk mendapatkan profil las yang dapat memenuhi persyaratan pengujian yang ketat dalam industri manufaktur. Tidak diragukan lagi, pengelasan busur tungsten gas (GTAW), pengelasan frekuensi tinggi (HF), dan pengelasan laser telah diterapkan dalam pembuatan pipa baja tahan karat.
Pengelasan induksi frekuensi tinggi
Dalam pengelasan kontak frekuensi tinggi dan pengelasan induksi frekuensi tinggi, peralatan yang menyediakan arus dan peralatan yang menyediakan gaya ekstrusi bersifat independen satu sama lain. Selain itu, kedua metode dapat menggunakan magnet batang, yang merupakan elemen magnet lunak yang ditempatkan di dalam badan tabung, yang membantu memfokuskan aliran pengelasan di tepi strip. Dalam kedua kasus, strip dipotong dan dibersihkan sebelum digulung dan dikirim ke titik pengelasan. Selain itu, pendingin digunakan untuk mendinginkan kumparan induksi yang digunakan dalam proses pemanasan. Akhirnya, beberapa pendingin akan digunakan dalam proses ekstrusi. Di sini, banyak gaya diterapkan pada katrol penjepit untuk menghindari pembentukan porositas di area las; namun, menggunakan gaya penjepit yang lebih besar akan menghasilkan peningkatan gerinda (atau manik las). Oleh karena itu, pisau yang dirancang khusus digunakan untuk menghilangkan gerinda di bagian dalam dan luar tabung.
Keuntungan utama proses pengelasan frekuensi tinggi adalah memungkinkan pemesinan pipa baja berkecepatan tinggi. Namun, seperti yang umum terjadi pada sebagian besar penempaan fase padat, sambungan las frekuensi tinggi tidak dapat diuji secara andal menggunakan teknik non-destruktif (NDT) konvensional. Retakan las dapat terjadi pada area datar dan tipis pada sambungan berkekuatan rendah yang tidak dapat dideteksi menggunakan metode tradisional dan mungkin kurang andal dalam beberapa aplikasi otomotif yang menuntut.
Pengelasan Busur Tungsten Gas (GTAW)
Secara tradisional, produsen pipa memilih untuk menyelesaikan proses pengelasan dengan pengelasan busur tungsten gas (GTAW). GTAW menciptakan busur las di antara dua elektroda tungsten yang tidak habis pakai. Pada saat yang sama, gas pelindung inert dimasukkan dari obor untuk melindungi elektroda, menghasilkan aliran plasma terionisasi, dan melindungi kolam las cair. Proses ini telah mapan dan dipahami dengan baik, yang akan menghasilkan las berkualitas tinggi yang dapat diulang. Keunggulan proses ini antara lain pengulangan, pengelasan bebas percikan, dan menghilangkan porositas. GTAW dianggap sebagai proses konduksi listrik, sehingga relatif lambat.
pulsa busur frekuensi tinggi
Dalam beberapa tahun terakhir, sumber daya las GTAW, yang juga dikenal sebagai sakelar kecepatan tinggi, memungkinkan pulsa busur di atas 10.000 Hz. Pelanggan di pabrik pengolahan pipa baja mendapatkan manfaat dari teknologi baru ini, di mana pulsa busur frekuensi tinggi menghasilkan tekanan busur ke bawah lima kali lebih besar dibandingkan dengan GTAW konvensional. Peningkatan yang umum dihasilkan meliputi peningkatan kekuatan putus, kecepatan garis las yang lebih cepat, dan pengurangan skrap. Pelanggan produsen pipa baja segera menyadari bahwa profil las yang diperoleh melalui proses pengelasan ini perlu dikurangi. Selain itu, kecepatan pengelasan masih relatif lambat.
Pengelasan laser
Dalam semua aplikasi pengelasan pipa baja, tepi strip baja dilelehkan dan dipadatkan ketika tepi pipa baja ditekan bersama-sama menggunakan braket penjepit. Namun, sifat unik dari pengelasan laser adalah kepadatan sinar energinya yang tinggi. Sinar laser tidak hanya melelehkan lapisan permukaan material tetapi juga membuat lubang kunci, menghasilkan profil manik las yang sempit. Kepadatan daya di bawah 1 MW/cm2, seperti teknologi GTAW, tidak menghasilkan kepadatan energi yang cukup untuk menghasilkan lubang kunci. Dengan demikian, proses tanpa lubang kunci menghasilkan profil las yang lebar dan dangkal. Presisi tinggi dari pengelasan laser menghasilkan penetrasi yang lebih efisien, yang pada gilirannya mengurangi pertumbuhan butiran dan menghasilkan kualitas metalografi yang lebih baik; di sisi lain, masukan energi panas yang lebih tinggi dan proses pendinginan GTAW yang lebih lambat menyebabkan konstruksi las yang kasar.
Secara umum, proses pengelasan laser dianggap lebih cepat daripada GTAW, memiliki tingkat penolakan yang sama, dan yang pertama mengarah pada sifat metalografi yang lebih baik, yang mengarah pada kekuatan ledakan yang lebih tinggi dan kemampuan bentuk yang lebih tinggi. Jika dibandingkan dengan pengelasan frekuensi tinggi, laser memproses material tanpa oksidasi, yang menghasilkan tingkat scrap yang lebih rendah dan kemampuan bentuk yang lebih tinggi. Pengaruh ukuran spot: Dalam pengelasan pabrik pipa baja tahan karat, kedalaman pengelasan ditentukan oleh ketebalan pipa baja. Dengan demikian, tujuan produksi adalah untuk meningkatkan kemampuan bentuk dengan mengurangi lebar las sambil mencapai kecepatan yang lebih tinggi. Saat memilih laser yang paling cocok, seseorang tidak hanya dapat mempertimbangkan kualitas sinar, tetapi juga akurasi pabrik. Selain itu, sebelum kesalahan dimensi pabrik pipa dapat berperan, batasan pengurangan titik cahaya harus dipertimbangkan terlebih dahulu.
Terdapat banyak masalah dimensi yang spesifik pada pengelasan pipa baja. Namun, faktor utama yang memengaruhi pengelasan adalah sambungan pada kotak las (lebih spesifiknya, kumparan las). Setelah strip dibentuk untuk pengelasan, karakteristik las meliputi celah strip, ketidaksejajaran las yang parah/ringan, dan variasi garis tengah las. Celah tersebut menentukan seberapa banyak material yang digunakan untuk membentuk kolam las. Tekanan yang terlalu besar akan mengakibatkan kelebihan material pada bagian atas atau diameter dalam pipa. Di sisi lain, ketidaksejajaran las yang parah atau ringan dapat mengakibatkan profil las yang buruk. Selain itu, setelah melewati kotak las, pipa baja akan dipangkas lebih lanjut. Ini termasuk penyesuaian ukuran dan bentuk. Di sisi lain, pekerjaan tambahan dapat menghilangkan beberapa cacat las mayor/minor, tetapi mungkin tidak semuanya. Tentu saja, kita ingin mencapai nol cacat. Sebagai aturan umum, cacat las tidak boleh melebihi lima persen dari ketebalan material. Melebihi nilai ini akan memengaruhi kekuatan produk las.
Terakhir, keberadaan garis tengah las penting untuk produksi pipa baja tahan karat berkualitas tinggi. Hal ini berkaitan langsung dengan meningkatnya fokus pada kemampuan bentuk di pasar otomotif, yaitu kebutuhan akan zona terpengaruh panas (HAZ) yang lebih kecil dan profil las yang lebih kecil. Hal ini pada gilirannya mendorong perkembangan teknologi laser, yaitu peningkatan kualitas sinar untuk mengurangi ukuran titik. Seiring dengan semakin mengecilnya ukuran titik, kita perlu lebih memperhatikan akurasi pemindaian garis tengah sambungan. Umumnya, produsen pipa baja akan berusaha mengurangi deviasi ini semaksimal mungkin, tetapi dalam praktiknya, sangat sulit untuk mencapai deviasi 0,2 mm (0,008 inci).
Hal ini memunculkan kebutuhan untuk menggunakan sistem pelacakan sambungan. Dua teknik pelacakan yang paling umum adalah pemindaian mekanis dan pemindaian laser. Di satu sisi, sistem mekanis menggunakan probe untuk menghubungi kolam las di hulu sambungan, yang kemudian menjadi berdebu, abrasif, dan bergetar. Akurasi sistem ini adalah 0,25 mm (0,01 inci), yang tidak cukup presisi untuk pengelasan laser berkualitas tinggi. Pelacakan sambungan laser, di sisi lain, dapat mencapai presisi yang dibutuhkan. Secara umum, cahaya laser atau titik laser diproyeksikan ke permukaan las, dan gambar yang dihasilkan diumpankan kembali ke kamera CMOS, yang menggunakan algoritma untuk menentukan lokasi las, misjoin, dan celah. Meskipun kecepatan pencitraan penting, pelacak sambungan laser harus memiliki pengontrol yang cukup cepat untuk mengkompilasi posisi las secara akurat sekaligus menyediakan kontrol loop tertutup yang diperlukan untuk menggerakkan kepala fokus laser langsung di atas sambungan. Oleh karena itu, akurasi pelacakan sambungan penting, tetapi waktu respons juga penting.
Secara umum, teknologi pelacakan sambungan telah berkembang pesat sehingga memungkinkan produsen pipa baja untuk memanfaatkan sinar laser berkualitas lebih tinggi guna menghasilkan pipa baja tahan karat yang lebih mudah dibentuk. Oleh karena itu, pengelasan laser telah menemukan tempatnya di mana ia digunakan untuk mengurangi porositas las dan memperkecil profil las, sekaligus mempertahankan atau meningkatkan kecepatan pengelasan. Sistem laser, seperti laser pelat berpendingin difusi, telah meningkatkan kualitas sinar, yang selanjutnya meningkatkan kemampuan bentuk dengan mengurangi lebar las. Perkembangan ini telah mendorong kebutuhan akan kontrol dimensi yang lebih ketat dan pelacakan sambungan laser di pabrik pipa baja.
Waktu posting: 02-Des-2022