Dalam penghasilantiub keluli tahan karat, jalur keluli rata dibentuk terlebih dahulu, yang kemudiannya dibentuk menjadi tiub bulat. Setelah terbentuk, sambungan paip mesti dikimpal bersama. Kimpalan ini sangat mempengaruhi kebolehbentukan bahagian tersebut. Oleh itu, memilih teknik kimpalan yang betul adalah sangat penting untuk mendapatkan profil kimpalan yang dapat memenuhi keperluan ujian yang ketat dalam industri pembuatan. Tidak dinafikan, kimpalan arka tungsten gas (GTAW), kimpalan frekuensi tinggi (HF) dan kimpalan laser masing-masing telah digunakan dalam pembuatan paip keluli tahan karat.
Kimpalan induksi frekuensi tinggi
Dalam kimpalan sentuhan frekuensi tinggi dan kimpalan induksi frekuensi tinggi, peralatan yang membekalkan arus dan peralatan yang membekalkan daya penyemperitan adalah bebas antara satu sama lain. Di samping itu, kedua-dua kaedah boleh menggunakan magnet bar, iaitu elemen magnet lembut yang diletakkan di dalam badan tiub, yang membantu memfokuskan aliran kimpalan di tepi jalur. Dalam kedua-dua kes, jalur dipotong dan dibersihkan sebelum digulung dan dihantar ke titik kimpalan. Di samping itu, penyejuk digunakan untuk menyejukkan gegelung induksi yang digunakan dalam proses pemanasan. Akhir sekali, sedikit penyejuk akan digunakan dalam proses penyemperitan. Di sini, banyak daya dikenakan pada takal picit untuk mengelakkan pembentukan keliangan di kawasan kimpalan; walau bagaimanapun, menggunakan lebih banyak daya picit akan mengakibatkan peningkatan gerinda (atau manik kimpalan). Oleh itu, pisau yang direka khas digunakan untuk membuang gerinda di bahagian dalam dan luar tiub.
Kelebihan utama proses kimpalan frekuensi tinggi ialah ia membolehkan pemesinan paip keluli berkelajuan tinggi. Walau bagaimanapun, seperti yang biasa berlaku dalam kebanyakan tempaan fasa pepejal, sambungan kimpalan frekuensi tinggi tidak boleh diuji dengan andal menggunakan teknik tanpa musnah konvensional (NDT). Retakan kimpalan boleh berlaku di kawasan rata dan nipis pada sambungan kekuatan rendah yang tidak dapat dikesan menggunakan kaedah tradisional dan mungkin kurang kebolehpercayaan dalam beberapa aplikasi automotif yang mencabar.
Kimpalan Arka Tungsten Gas (GTAW)
Secara tradisinya, pengeluar paip telah memilih untuk melengkapkan proses kimpalan dengan kimpalan arka tungsten gas (GTAW). GTAW mencipta arka kimpalan antara dua elektrod tungsten yang tidak boleh digunakan. Pada masa yang sama, gas pelindung lengai diperkenalkan dari obor untuk melindungi elektrod, menghasilkan aliran plasma terion dan melindungi kolam kimpalan cair. Ini adalah proses yang mantap dan difahami yang akan menghasilkan kimpalan berkualiti tinggi yang boleh diulang. Kelebihan proses ini ialah kebolehulangan, kimpalan bebas percikan dan penghapusan keliangan. GTAW dianggap sebagai proses pengaliran elektrik, jadi, secara relatifnya, prosesnya agak perlahan.
denyut arka frekuensi tinggi
Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, sumber kuasa kimpalan GTAW, juga dikenali sebagai suis berkelajuan tinggi, membenarkan denyutan arka melebihi 10,000 Hz. Pelanggan di loji pemprosesan paip keluli mendapat manfaat daripada teknologi baharu ini, di mana denyutan arka frekuensi tinggi menghasilkan tekanan arka ke bawah lima kali ganda lebih besar berbanding GTAW konvensional. Penambahbaikan biasa yang dibawa termasuk peningkatan kekuatan pecah, kelajuan talian kimpalan yang lebih pantas dan pengurangan skrap. Pelanggan pengeluar paip keluli dengan cepat mendapati bahawa profil kimpalan yang diperoleh melalui proses kimpalan ini perlu dikurangkan. Di samping itu, kelajuan kimpalan masih agak perlahan.
Kimpalan laser
Dalam semua aplikasi kimpalan paip keluli, tepi jalur keluli dicairkan dan dipejalkan apabila tepi paip keluli ditekan bersama menggunakan kurungan pengapit. Walau bagaimanapun, sifat unik kimpalan laser ialah ketumpatan pancaran tenaganya yang tinggi. Pancaran laser bukan sahaja mencairkan lapisan permukaan bahan tetapi juga menghasilkan lubang kunci, menghasilkan profil manik kimpalan yang sempit. Ketumpatan kuasa di bawah 1 MW/cm2, seperti teknologi GTAW, tidak menghasilkan ketumpatan tenaga yang mencukupi untuk menghasilkan lubang kunci. Oleh itu, proses tanpa lubang kunci menghasilkan profil kimpalan yang luas dan cetek. Ketepatan kimpalan laser yang tinggi membawa penembusan yang lebih cekap, yang seterusnya mengurangkan pertumbuhan butiran dan membawa kualiti metalografi yang lebih baik; sebaliknya, input tenaga haba yang lebih tinggi dan proses penyejukan GTAW yang lebih perlahan membawa kepada pembinaan kimpalan yang kasar.
Secara amnya, proses kimpalan laser dianggap lebih pantas daripada GTAW, ia mempunyai kadar penolakan yang sama, dan yang pertama membawa kepada sifat metalografi yang lebih baik, yang membawa kepada kekuatan pecah yang lebih tinggi dan kebolehbentukan yang lebih tinggi. Berbanding dengan kimpalan frekuensi tinggi, laser memproses bahan tanpa pengoksidaan, yang menghasilkan kadar sekerap yang lebih rendah dan kebolehbentukan yang lebih tinggi. Pengaruh saiz bintik: Dalam kimpalan kilang paip keluli tahan karat, kedalaman kimpalan ditentukan oleh ketebalan paip keluli. Oleh itu, matlamat pengeluaran adalah untuk meningkatkan kebolehbentukan dengan mengurangkan lebar kimpalan sambil mencapai kelajuan yang lebih tinggi. Apabila memilih laser yang paling sesuai, seseorang tidak boleh hanya mempertimbangkan kualiti pancaran, tetapi juga ketepatan kilang. Di samping itu, sebelum ralat dimensi kilang paip boleh memainkan peranan, batasan pengurangan bintik cahaya mesti dipertimbangkan terlebih dahulu.
Terdapat banyak masalah dimensi khusus untuk kimpalan paip keluli, namun, faktor utama yang mempengaruhi kimpalan ialah jahitan pada kotak kimpalan (lebih khusus lagi, gegelung kimpalan). Setelah jalur dibentuk untuk kimpalan, ciri-ciri kimpalan termasuk jurang jalur, ketidaksejajaran kimpalan yang teruk/sedikit, dan variasi garis tengah kimpalan. Jurang menentukan berapa banyak bahan yang digunakan untuk membentuk kolam kimpalan. Terlalu banyak tekanan akan mengakibatkan lebihan bahan pada diameter atas atau dalam paip. Sebaliknya, ketidaksejajaran kimpalan yang teruk atau sedikit boleh mengakibatkan profil kimpalan yang lemah. Di samping itu, selepas melalui kotak kimpalan, paip keluli akan dipotong lebih lanjut. Ini termasuk pelarasan saiz dan pelarasan bentuk (bentuk). Sebaliknya, kerja tambahan boleh menghapuskan beberapa kecacatan kimpalan utama/kecil, tetapi mungkin bukan semuanya. Sudah tentu, kita mahu mencapai kecacatan sifar. Sebagai peraturan umum, kecacatan kimpalan tidak boleh melebihi lima peratus daripada ketebalan bahan. Melebihi nilai ini akan menjejaskan kekuatan produk yang dikimpal.
Akhir sekali, kehadiran garis tengah kimpalan adalah penting untuk penghasilan paip keluli tahan karat berkualiti tinggi. Berkaitan langsung dengan peningkatan tumpuan pada kebolehbentukan dalam pasaran automotif ialah keperluan untuk zon terjejas haba (HAZ) yang lebih kecil dan profil kimpalan yang dikurangkan. Seterusnya, ini menggalakkan pembangunan teknologi laser, iaitu meningkatkan kualiti pancaran untuk mengurangkan saiz titik. Memandangkan saiz titik terus berkurangan, kita perlu memberi lebih perhatian kepada ketepatan pengimbasan garis tengah jahitan. Secara amnya, pengeluar paip keluli akan cuba mengurangkan sisihan ini sebanyak mungkin, tetapi dalam praktiknya, sangat sukar untuk mencapai sisihan 0.2mm (0.008 inci).
Ini menimbulkan keperluan untuk menggunakan sistem pengesanan jahitan. Dua teknik pengesanan yang paling biasa ialah pengimbasan mekanikal dan pengimbasan laser. Di satu pihak, sistem mekanikal menggunakan prob untuk menghubungi kolam kimpalan di hulu jahitan, di mana ia menjadi berdebu, kasar dan bergetar. Ketepatan sistem ini ialah 0.25mm (0.01 inci), yang tidak cukup tepat untuk kimpalan laser berkualiti tinggi. Sebaliknya, pengesanan jahitan laser boleh mencapai ketepatan yang diperlukan. Secara amnya, cahaya laser atau bintik laser diunjurkan pada permukaan kimpalan dan imej yang terhasil diumpan balik ke kamera CMOS yang menggunakan algoritma untuk menentukan lokasi kimpalan, salah sambung dan jurang. Walaupun kelajuan pengimejan adalah penting, penjejak jahitan laser mesti mempunyai pengawal yang cukup pantas untuk menyusun kedudukan kimpalan dengan tepat sambil menyediakan kawalan gelung tertutup yang diperlukan untuk menggerakkan kepala fokus laser terus ke atas jahitan. Oleh itu, ketepatan pengesanan jahitan adalah penting, begitu juga masa tindak balas.
Secara amnya, teknologi pengesanan jahitan telah berkembang secukupnya untuk membolehkan pengeluar paip keluli menggunakan pancaran laser berkualiti tinggi bagi menghasilkan paip keluli tahan karat yang lebih boleh dibentuk. Oleh itu, kimpalan laser telah menemui tempat di mana ia digunakan untuk mengurangkan keliangan kimpalan dan mengurangkan profil kimpalan sambil mengekalkan atau meningkatkan kelajuan kimpalan. Sistem laser, seperti laser papak yang disejukkan dengan resapan, telah meningkatkan kualiti pancaran, seterusnya meningkatkan kebolehbentukan dengan mengurangkan lebar kimpalan. Perkembangan ini telah membawa kepada keperluan untuk kawalan dimensi yang lebih ketat dan pengesanan jahitan laser dalam kilang paip keluli.
Masa siaran: 02 Dis-2022