高周波直管溶接管の主な工程パラメータには、溶接入熱、溶接圧力、溶接速度、開度角度、誘導コイルの位置とサイズ、インピーダンスの位置などがあります。これらのパラメータは、高周波溶接管の品質、生産効率、および単位容量の向上に大きな影響を与えます。各種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
高周波直管溶接管の溶接では、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、依然として固体構造を維持し、冷間圧接を形成したり、さらには溶融に失敗することさえあります。溶接入熱が少なすぎるために溶融しない状態です。検出時に、この溶融しない状態は通常、扁平試験の不合格、水圧試験中の鋼管破裂、または鋼管矯正中の溶接割れとして現れ、より深刻な欠陥です。さらに、溶接入熱は鋼板端部の品質にも影響されます。例えば、鋼板端部にバリがある場合、バリはスクイズローラー溶接点に入る前に火花を発生させ、溶接電力の損失と入熱の低下を引き起こし、溶融しない溶接または冷間圧接となります。入熱が高すぎる場合、加熱された鋼板端部は溶接温度を超え、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ると割れが生じ、場合によっては溶接部の破壊により溶融金属が飛び散り、穴が開くことがあります。砂穴や過度の入熱によって生じた穴は、主に90°扁平試験の不合格、衝撃試験の不合格、水圧試験中の鋼管の破裂や漏洩として現れます。
2.溶接圧力（低減）
溶接圧力は、溶接プロセスの主要なパラメータの1つです。ストリップエッジが溶接温度まで加熱された後、スクイーズローラーの押し出し力によって金属原子が結合し、溶接部が形成されます。溶接圧力の大きさは、溶接部の強度と靭性に影響を与えます。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、溶接部に残留す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、応力を受けると溶接部に割れが生じやすくなります。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径の変化とバリの大きさや形状で測定・判断されます。溶接押し出し力がバリの形状に与える影響。溶接押し出しが大きすぎるとスパッタが大きく、押し出された溶融金属も大きいため、バリは大きく溶接部の両側にひっくり返ります。押し出しが小さすぎるとスパッタはほとんどなく、バリは小さく積み重なります。押し出しが適度な場合、押し出されたバリは直立し、高さは通常2.5～3mmに制御されます。溶接押し出しが適切に制御されている場合、溶接部の金属の流線角度は上下左右対称で、角度は55°～65°です。押し出しが適切に制御されている場合、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の1つであり、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、加熱時間が短縮されると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、つまり溶接の熱影響部が広くなるだけでなく、入熱の変化に応じて溶融領域の幅も変化し、形成される内部バリが大きくなります。異なる溶接速度での溶融線幅。低速で溶接する場合、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、板エッジの品質やインピーダンスの磁気、開き角の大きさなどの他の外的要因により、一連の欠陥が発生しやすくなります。したがって、高周波で溶接する場合は、ユニット容量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する必要があります。
4. 開口角度
開き角は溶接V角とも呼ばれ、図6に示すように、押出ローラー前のストリップ端の角度を指します。通常、開き角は3°から6°の間で変化します。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、ストリップ端間の距離が短くなり、高周波電流の近接効果が強まり、溶接電力を低減して溶接速度を上げ、生産性を向上させることができます。開き角が小さすぎると、溶接点が温度に達する前に圧迫されて溶融する早期溶接につながり、溶接部に介在物や冷間圧接などの欠陥が発生しやすくなり、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、特定の条件下でのストリップ端加熱の安定性を確保し、端面の熱損失を低減し、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、鋼管表面で火花を散らしたり、鋼管ヘッドで損傷したりしやすくなります。通常、誘導コイルの内面と管体との間の隙間は約10mmに選択されます。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、センサー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損失も増加します。一般的に、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、パイプの直径と同等か、わずかに大きい値、つまり1～1.2Dが適しています。距離が大きすぎると、開口角の近接効果が低下し、エッジ加熱距離が長くなりすぎて、溶接点がより高い溶接温度を得ることができません。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. インピーダンスの機能と位置
インピーダンス磁気バーは、鋼管背面に流れる高周波電流を低減すると同時に、電流を集中させて鋼帯のV角を加熱し、管体の加熱による熱損失を防止するために使用されます。冷却が行われないと、磁気バーはキュリー温度（約300℃）を超えて磁性を失います。インピーダンスがない場合、電流と誘導熱が管体全体に分散され、溶接電力が増加し、管体が過熱します。パイプブランク内のインピーダンスの有無による熱影響。インピーダンスの配置は、溶接速度に大きな影響を与え、溶接品質にも影響します。実践では、インピーダンスの先端が押し出しローラーの中心線に正確に位置すると、扁平化が生じることが証明されています。それが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まで伸びると、扁平化の結果が大幅に低下します。中心線に到達せず、ガイドローラー側に到達すると、溶接強度が低下します。インピーダンスの位置は、インダクターの下のパイプブランク内に設置し、その先端が押出ローラーの中心線と一致するか、成形方向に20～40mm調整することで、パイプ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: 2024年10月8日