高周波の主なプロセスパラメータストレートシーム溶接パイプ溶接入熱、溶接圧力、溶接速度、開度、誘導コイルの位置とサイズ、抵抗器の位置など、これらのパラメータは高周波溶接管製品の品質、生産効率、そしてユニット容量の向上に大きな影響を与えます。これらのパラメータを適切に調整することで、メーカーは大きな経済的利益を得ることができます。
1. 溶接入熱：高周波ストレートシーム溶接管の溶接では、溶接電力が溶接入熱量を決定します。外部条件が一定で入熱が不十分な場合、加熱された鋼板の端部は溶接温度に到達できず、冷間圧接部を形成する固体構造が溶融すらできません。溶接入熱が小さすぎると、混乱が生じます。
検査中のこの融合不足は、通常、平坦化テストの不合格、静水圧テスト中の鋼管の破裂、または鋼管の矯正中の溶接の割れとして現れ、重大な欠陥です。さらに、溶接入熱はストリップのエッジの品質によっても影響を受けます。たとえば、ストリップのエッジにバリがある場合、バリはスクイーズローラーの溶接点に入る前に火花を引き起こし、溶接パワーの損失を引き起こし、入熱を減少させます。小さく、融合不足または冷間圧接が発生します。入熱が高すぎると、加熱されたストリップのエッジが溶接温度を超え、過熱または過燃焼を引き起こします。溶接部は、応力を受けた後にも割れます。溶接の破壊により、溶融金属が飛び散って穴が開くことがあります。過剰な入熱によって気泡や穴が形成されます。検査中、これらの欠陥は主に、90°平坦化テストでの失敗、衝撃テストでの失敗、および水圧テスト中の鋼管の破裂または漏れとして現れます。
2.溶接圧力（直径の減少）：溶接圧力は溶接プロセスの主なパラメータです。ストリップのエッジが溶接温度まで加熱された後、金属原子はスクイーズローラーの押し出し力の下で結合して溶接部を形成します。溶接圧力の大きさは、溶接部の強度と靭性に影響します。適用される溶接圧力が小さすぎると、溶接エッジが完全に溶融できず、溶接部に残っている金属酸化物が排出されずに介在物を形成し、溶接部の引張強度が大幅に低下し、溶接部は応力を受けた後に割れやすくなります。適用される溶接圧力が大きすぎると、溶接温度に達した金属の大部分が押し出され、溶接部の強度と靭性が低下するだけでなく、過度の内外バリや重ね溶接などの欠陥も発生します。
溶接圧力は、一般的に押し出しローラー前後の鋼管の縮径量とバリの大きさ・形状で測定・判断されます。溶接押し出し力がバリ形状に与える影響。溶接押し出し量が多すぎると、スパッタが多く、押し出された溶融金属が大きく、バリが大きく溶接部の両側に倒れます。押し出し量が少なすぎると、スパッタがほとんどなく、バリが小さく積み重なります。押し出し量が適度な場合、押し出されたバリは直立し、高さは通常2.5～3mmに抑えられます。溶接押し出し量を適切に制御すると、溶接部の金属の流線角度は上下左右対称になり、角度は55°～65°になります。押し出し量を適切に制御すると、金属は溶接部の形状を流線型にします。
3.溶接速度：溶接速度も溶接プロセスの主要なパラメータであり、加熱システム、溶接変形速度、金属原子の結晶化速度に関連しています。高周波溶接の場合、溶接速度が速いほど溶接品質が向上します。これは、加熱時間の短縮によりエッジ加熱領域の幅が狭くなり、金属酸化物の形成時間が短縮されるためです。溶接速度を低下させると、加熱領域が広くなるだけでなく、溶接部の熱影響部が広くなり、入熱の変化に応じて溶融領域の幅が変化し、形成される内部バリも大きくなります。異なる溶接速度における溶融線幅。低速溶接では、入熱がそれに応じて減少するため、溶接が困難になります。同時に、基板エッジの品質や抵抗器の磁性、開口角の大きさなどの外部要因の影響を受け、一連の欠陥が発生しやすくなります。したがって、高周波溶接においては、ユニット能力と溶接設備が許容する条件の下で、製品の仕様に応じて可能な限り最速の溶接速度を選択して生産する必要があります。
4. 開き角：開き角は溶接V角とも呼ばれ、図6に示すように、押出ローラーの前方にある鋼板の端部間の角度を指します。通常、開き角は3°～6°の範囲で変化し、開き角の大きさは主にガイドローラーの位置とガイドシートの厚さによって決まります。V角の大きさは、溶接の安定性と溶接品質に大きな影響を与えます。V角を小さくすると、鋼板端部間の距離が短くなり、高周波電流の近接効果が強まり、溶接電力を低減したり、溶接速度を上げて生産性を向上させたりすることができます。開き角が小さすぎると、溶接点が温度に達する前に押しつぶされて溶融し、溶接部に介在物や冷間圧接などの欠陥が生じやすくなり、溶接品質が低下します。V角を大きくすると消費電力は増加しますが、特定の条件下では、鋼板端部の加熱安定性を確保し、端部の熱損失を低減し、熱影響部を縮小することができます。実際の製造においては、溶接の品質を確保するために、V 角度は一般的に 4° ～ 5° に制御されます。
5. 誘導コイルのサイズと位置：誘導コイルは高周波誘導溶接において重要なツールであり、そのサイズと位置は生産効率に直接影響します。
誘導コイルから鋼管に伝達される電力は、鋼管表面の隙間の2乗に比例します。隙間が大きすぎると生産効率が急激に低下します。隙間が小さすぎると、鋼管の表面で容易に発火したり、鋼管によって損傷したりします。通常、誘導コイルの内面は管体と接触しています。隙間は約10mmに選ばれます。誘導コイルの幅は、鋼管の外径に応じて選択されます。誘導コイルが広すぎるとインダクタンスが低下し、インダクタの電圧も低下して出力電力が低下します。誘導コイルが狭すぎると出力電力は増加しますが、管背面と誘導コイルの有効電力損失も増加します。一般に、誘導コイルの幅は1〜1.5D（Dは鋼管の外径）がより適しています。
誘導コイルの先端と押出ローラーの中心との間の距離は、パイプ径と同等かやや大きめ、つまり1～1.2Dが適切です。距離が大きすぎると、開口角の近接効果が低下し、端面加熱距離が長くなりすぎて、はんだ接合部で高い溶接温度が得られなくなります。距離が小さすぎると、押出ローラーの誘導発熱が大きくなり、寿命が短くなります。
6. 抵抗器の機能と配置：抵抗器磁石は、鋼管背面への高周波電流の流れを低減すると同時に、電流を集中させて鋼帯のV角部を加熱することで、管体の加熱による熱損失を防ぐために使用されます。冷却が不十分な場合、磁石棒はキュリー温度（約300℃）を超えて磁性を失います。抵抗器がない場合、電流と誘導熱が管全体に拡散し、溶接電力が増加して管が過熱する可能性があります。抵抗器は管ブランクに熱影響を及ぼしません。抵抗器の配置は、溶接速度だけでなく、溶接品質にも大きな影響を与えます。実践では、抵抗器の先端がスクイーズローラーの中心線と正確に一致すると、扁平化効果が得られることが証明されています。押し出しローラーの中心線を超えてサイジングマシンの側面に延長すると、扁平化効果が大幅に低下します。中心線より小さく、ガイドローラーの片側に位置する場合、溶接強度が低下します。抵抗器の位置は、誘導器の下側の管材内に抵抗器を配置し、その先端部が押出ローラーの中心線と一致するように、または成形方向に20～40mm調整することで、管内の逆インピーダンスを高め、循環電流損失を低減し、溶接電力を低減できます。
投稿日時: 2023年10月7日