Os principais parâmetros do processo detubo soldado com costura reta de alta frequênciaIncluindo a entrada de calor de soldagem, a pressão de soldagem, a velocidade de soldagem, o ângulo de abertura, a posição e o tamanho da bobina de indução, a posição da impedância, etc. Esses parâmetros têm um grande impacto na melhoria da qualidade dos tubos soldados por alta frequência, na eficiência da produção e na capacidade unitária. O ajuste adequado de vários parâmetros pode permitir que os fabricantes obtenham benefícios econômicos consideráveis.
1. Entrada de calor de soldagem
Na soldagem de tubos com costura reta por alta frequência, a potência de soldagem determina a quantidade de calor fornecida. Quando as condições externas são constantes e o calor fornecido é insuficiente, a borda da tira aquecida não atinge a temperatura de soldagem, mantendo-se ainda com uma estrutura sólida, formando uma solda fria que sequer se funde. A falta de fusão é causada por um aporte térmico insuficiente. Essa falta de fusão geralmente se manifesta como falha no teste de achatamento, ruptura do tubo de aço durante o teste hidráulico ou trincas na costura de solda durante o endireitamento do tubo. Trata-se de um defeito grave. Além disso, o aporte térmico também é afetado pela qualidade da borda da tira. Por exemplo, quando há rebarbas na borda da tira, estas podem causar ignição antes de atingirem o ponto de soldagem do rolo de extrusão, resultando em perda de potência de soldagem e diminuição do aporte térmico, o que leva a soldas frias ou não fundidas. Quando o calor de entrada é muito alto, a borda da tira aquecida excede a temperatura de soldagem, resultando em superaquecimento ou mesmo queima excessiva. A solda pode trincar após ser submetida a tensão e, às vezes, o metal fundido pode espirrar e formar furos devido à ruptura da solda. Furos e poros formados por excesso de calor de entrada manifestam-se principalmente como reprovação em testes de achatamento a 90°, reprovação em testes de impacto e ruptura ou vazamento do tubo de aço durante o teste hidráulico.
2. Pressão de soldagem (redução de diâmetro)
A pressão de soldagem é o principal parâmetro do processo de soldagem. Após a borda da tira ser aquecida até a temperatura de soldagem, os átomos de metal se combinam para formar uma solda sob a força de extrusão do rolo extrusor. A magnitude da pressão de soldagem afeta a resistência e a tenacidade da solda. Se a pressão de soldagem aplicada for muito baixa, a borda da solda não se funde completamente e os óxidos metálicos residuais na solda não são expelidos, formando inclusões. Isso reduz significativamente a resistência à tração da solda, que fica suscetível a trincas sob tensão. Por outro lado, se a pressão de soldagem aplicada for muito alta, a maior parte do metal que atinge a temperatura de soldagem é extrudada, o que não só reduz a resistência e a tenacidade da solda, como também produz defeitos como rebarbas internas e externas excessivas ou soldas sobrepostas. A pressão de soldagem é geralmente medida e avaliada pela variação do diâmetro do tubo de aço antes e depois do rolo extrusor, bem como pelo tamanho e formato das rebarbas. Efeito da força de extrusão de soldagem no formato das rebarbas. A extrusão de solda excessiva resulta em respingos grandes e excesso de metal fundido, com rebarbas grandes e irregulares em ambos os lados da solda. Por outro lado, a extrusão insuficiente produz quase nenhum respingo, resultando em rebarbas pequenas e aglomeradas. Com uma quantidade adequada de extrusão, as rebarbas ficam na vertical, com altura geralmente controlada entre 2,5 e 3 mm. Se a quantidade de extrusão for controlada corretamente, o ângulo de fluxo metálico da solda será simétrico de cima para baixo e da esquerda para a direita, variando entre 55° e 65°. Quando a quantidade de extrusão é controlada adequadamente, o formato da solda apresenta um fluxo metálico simétrico.
3 velocidades de soldagem
A velocidade de soldagem também é o principal parâmetro do processo de soldagem, estando relacionada ao sistema de aquecimento, à velocidade de deformação da junta de solda e à velocidade de cristalização dos átomos do metal. Para soldagem de alta frequência, a qualidade da solda aumenta com o aumento da velocidade de soldagem, pois a redução do tempo de aquecimento diminui a largura da zona de aquecimento da borda e reduz o tempo para a formação de óxidos metálicos. Se a velocidade de soldagem for reduzida, não apenas a zona de aquecimento se torna mais larga, ou seja, a zona afetada pelo calor da solda se torna mais larga, como também a largura da zona de fusão varia com o calor fornecido, além de formar rebarbas internas maiores. A largura da linha de fusão em diferentes velocidades de soldagem também é afetada. Ao soldar em baixa velocidade, devido à correspondente redução do calor fornecido, surgem dificuldades de soldagem. Ao mesmo tempo, a qualidade da borda da placa e outros fatores externos, como a impedância magnética, o tamanho do ângulo de abertura, etc., podem facilmente causar uma série de defeitos. Portanto, durante a soldagem de alta frequência, a velocidade de soldagem mais rápida deve ser selecionada para a produção, de acordo com as especificações do produto e dentro das condições permitidas pela capacidade da unidade e pelo equipamento de soldagem.
Ângulo de abertura 4
O ângulo de abertura, também chamado de ângulo V de soldagem, refere-se ao ângulo entre a borda da tira antes do rolo de extrusão, conforme mostrado na Figura 6. Normalmente, o ângulo de abertura varia entre 3° e 6°, e seu valor é determinado principalmente pela posição do rolo guia e pela espessura da chapa guia. O ângulo V tem grande influência na estabilidade e na qualidade da soldagem. Quando o ângulo V é reduzido, a distância da borda da tira diminui, intensificando o efeito de proximidade da corrente de alta frequência, o que pode reduzir a potência de soldagem ou aumentar a velocidade de soldagem e, consequentemente, a produtividade. Se o ângulo de abertura for muito pequeno, ocorrerá soldagem prematura, ou seja, o ponto de solda será comprimido e fundido antes de atingir a temperatura ideal, podendo formar inclusões e defeitos de soldagem a frio na solda, o que reduz sua qualidade. Embora o aumento do ângulo V resulte em maior consumo de energia, ele garante a estabilidade do aquecimento da borda da tira sob certas condições, reduzindo a perda de calor na borda e a zona afetada pelo calor. Na produção real, para garantir a qualidade da solda, o ângulo V é geralmente controlado entre 4° e 5°.
5. Dimensões e posição da bobina de indução
A bobina de indução é uma ferramenta importante na soldagem por indução de alta frequência, e seu tamanho e posição afetam diretamente a eficiência da produção. A potência transmitida pela bobina de indução ao tubo de aço é proporcional ao quadrado da folga entre a superfície do tubo e a bobina. Se a folga for muito grande, a eficiência da produção será drasticamente reduzida. A folga ideal é de cerca de 10 mm. A largura da bobina de indução é selecionada de acordo com o diâmetro externo do tubo de aço. Se a bobina de indução for muito larga, sua indutância diminuirá, a tensão no indutor também diminuirá e a potência de saída diminuirá; se a bobina de indução for muito estreita, a potência de saída aumentará, mas as perdas ativas na parte traseira do tubo e na bobina de indução também aumentarão. Geralmente, a largura da bobina de indução é de 1 a 1,5D (onde D é o diâmetro externo do tubo de aço), sendo essa a largura mais adequada. A distância entre a extremidade frontal da bobina de indução e o centro do rolo de extrusão é igual ou ligeiramente maior que o diâmetro do tubo, ou seja, de 1 a 1,2D é a mais adequada. Se a distância for muito grande, o efeito de proximidade do ângulo de abertura será reduzido, resultando em uma distância de aquecimento da borda muito longa, de modo que a junta de solda não poderá atingir uma temperatura de soldagem mais alta; vida útil.
6. O papel e a localização do resistor
Uma barra magnética Emperor é utilizada para reduzir a corrente de alta frequência que flui para a parte traseira do tubo de aço e, ao mesmo tempo, concentrar a corrente para aquecer o ângulo em V da tira de aço, garantindo que o calor não seja perdido devido ao aquecimento do corpo do tubo. Se não houver resfriamento adequado, a barra magnética ultrapassará sua temperatura de Curie (cerca de 300 °C) e perderá seu magnetismo. Sem o resistor, a corrente e o calor induzido se dispersariam por todo o corpo do tubo, aumentando a força de soldagem e causando superaquecimento. O resistor não tem efeito térmico no tubo em bruto. O posicionamento do resistor influencia bastante a velocidade de soldagem, bem como a qualidade da solda. A prática comprovou que, quando a extremidade frontal do resistor está exatamente no eixo central do rolo de extrusão, o resultado de aplainamento é o melhor. Quando ultrapassa o eixo central do rolo de compressão e se estende para a lateral da máquina de dimensionamento, o efeito de aplainamento é significativamente reduzido. Quando a impedância for menor que a linha central e estiver na lateral do rolo guia, a resistência da soldagem será reduzida. A posição ideal é com a impedância posicionada no tubo sob o indutor, de forma que sua extremidade coincida com a linha central do rolo de extrusão ou ajustada de 20 a 40 mm na direção de conformação. Isso pode aumentar a impedância traseira do tubo, reduzir a perda por corrente circulante e, consequentemente, a potência de soldagem.
7 Conclusão
(1) O controle adequado da entrada de calor de soldagem pode obter uma qualidade de solda superior.
(2) Geralmente é apropriado controlar a quantidade de extrusão em 2,5~3 mm. As rebarbas extrudadas ficam na vertical e a solda pode obter alta tenacidade e resistência à tração.
(3) Controlar o ângulo V de soldagem em 4°~5° e produzir a maior velocidade de soldagem possível dentro das condições permitidas pela capacidade da unidade e pelo equipamento de soldagem, o que pode reduzir a ocorrência de alguns defeitos e obter boa qualidade de soldagem.
(4) A largura da bobina de indução é de 1-1,5D do diâmetro externo do tubo de aço e a distância do centro do rolo de extrusão é de 1-1,2D, o que pode melhorar efetivamente a eficiência da produção.
(5) Certifique-se de que a extremidade frontal do resistor esteja exatamente na linha central do rolo de compressão para que se possa obter alta resistência à tração da solda e um bom efeito de achatamento.
Data da publicação: 27/12/2022