Основные параметры процесса высокочастотной обработкитрубы сварные прямошовныеК ним относятся погонная энергия сварки, давление сварки, скорость сварки, величина угла раскрытия, положение и размер индукционной катушки, положение резистора и т. д. Эти параметры оказывают существенное влияние на повышение качества трубной продукции, сваренной высокочастотным током, эффективность производства и производительность установки. Согласование различных параметров позволяет производителям получать значительные экономические выгоды.
1. Погонная энергия сварки: При сварке прямошовных труб высокочастотным током мощность сварки определяет величину погонной энергии сварки. При определённых внешних условиях и недостаточной погонной энергии кромка нагретой полосы не достигает температуры сварки и остаётся твёрдой, образуя холодный шов, который не может даже расплавиться. Неполадки, вызванные слишком малым погонным теплом сварки.
Этот непровар во время контроля обычно проявляется в виде неудачного испытания на сплющивание, разрыва стальной трубы во время гидростатического испытания или растрескивания сварного шва во время правки стальной трубы, что является серьезным дефектом. Кроме того, на погонную энергию сварки также влияет качество кромки полосы. Например, если на кромке полосы есть заусенцы, то они вызовут искры до входа в точку сварки прижимного ролика, что приведет к потере мощности сварки и снижению погонной энергии. Небольшой, что приведет к непровару или холодной сварке. Когда погонная энергия слишком высока, температура нагретой кромки полосы превышает температуру сварки, что приводит к перегреву или даже пережогу. Сварной шов также трескается после нагрузки. Иногда расплавленный металл разбрызгивается и образует отверстия из-за разрушения сварного шва. Пузыри и отверстия образуются из-за чрезмерного погонной энергии. При осмотре эти дефекты в основном проявляются в виде отказа при испытании на сплющивание под углом 90°, отказа при испытании на удар, а также разрыва или утечки стальной трубы при гидравлическом испытании.
2. Давление сварки (уменьшение диаметра): Давление сварки является основным параметром процесса сварки. После того, как край полосы нагрет до температуры сварки, атомы металла объединяются под действием силы выдавливания прижимного ролика, образуя сварной шов. Величина давления сварки влияет на прочность и ударную вязкость сварного шва. Если прилагаемое давление сварки слишком мало, сварная кромка не может быть полностью расплавлена, а оставшиеся оксиды металла в сварном шве не могут быть разряжены и образуют включения, что приводит к значительному снижению прочности сварного шва на растяжение, и сварной шов склонен к растрескиванию после напряжения; Если прилагаемое давление сварки слишком велико, большая часть металла, достигшего температуры сварки, будет выдавлена, что не только снижает прочность и ударную вязкость сварного шва, но и приводит к таким дефектам, как чрезмерные внутренние и внешние заусенцы или сварка внахлестку.
Давление сварки обычно измеряется и оценивается по уменьшению диаметра стальной трубы до и после экструзионного ролика, а также по размеру и форме заусенцев. Влияние силы сварочной экструзии на форму заусенцев. Если величина сварочной экструзии слишком велика, разбрызгивание велико, а выдавленный расплавленный металл велик, заусенцы большие и опрокидываются по обе стороны шва; величина экструзии слишком мала, разбрызгивания почти нет, а заусенцы маленькие и свалены в кучу; величина экструзии Когда она умеренная, выдавленные заусенцы расположены вертикально, а высота обычно контролируется на уровне 2,5 ~ 3 мм. Если величина сварочной экструзии контролируется должным образом, угол обтекания металла сварного шва симметричен вверх, вниз, влево и вправо, с углом 55 ° ~ 65 °. Металл обтекает форму сварного шва, когда величина экструзии контролируется должным образом.
3. Скорость сварки: Скорость сварки также является основным параметром сварочного процесса. Она связана с системой нагрева, скоростью деформации сварного шва и скоростью кристаллизации атомов металла. При высокочастотной сварке качество сварки повышается с увеличением скорости сварки. Это связано с тем, что сокращение времени нагрева сужает ширину зоны нагрева кромки и сокращает время образования оксидов металла. При снижении скорости сварки не только зона нагрева становится шире, то есть зона термического влияния сварного шва становится шире, а ширина зоны плавления изменяется с изменением подводимого тепла, а также образуется внутренний заусенец. Ширина линии сплавления при различных скоростях сварки. Во время низкоскоростной сварки соответствующее уменьшение подводимого тепла затруднит сварку. В то же время на нее влияют качество кромки платы и другие внешние факторы, такие как намагниченность резистора, размер угла раствора и т. д., которые могут легко вызвать ряд дефектов. Поэтому при высокочастотной сварке следует выбирать максимально возможную для изготовления изделия скорость сварки, максимально соответствующую техническим характеристикам изделия в условиях, допускаемых производительностью установки и сварочным оборудованием.
4. Угол раскрытия: Угол раскрытия также называется сварочным V-образным углом, который относится к углу между кромкой полосы перед экструзионным роликом, как показано на рисунке 6. Обычно угол раскрытия варьируется от 3° до 6°, а величина угла раскрытия в основном определяется положением направляющего ролика и толщиной направляющего листа. Величина V-образного угла оказывает большое влияние на стабильность и качество сварки. Уменьшение V-образного угла уменьшает расстояние между кромками полосы, тем самым усиливая эффект близости высокочастотного тока, что может снизить мощность сварки или увеличить скорость сварки и повысить производительность. Если угол раскрытия слишком мал, это приведет к преждевременной сварке, то есть свариваемая точка будет сжата и расплавлена до достижения температуры, что легко приведет к образованию таких дефектов, как включения и непровары в сварном шве, что снизит качество сварного шва. Хотя увеличение V-образного угла увеличивает энергопотребление, при определенных условиях это может обеспечить стабильность нагрева кромок полосы, снизить потери тепла на кромках и уменьшить зону термического влияния. В реальном производстве для обеспечения качества сварного шва угол V обычно контролируется в пределах от 4° до 5°.
5. Размер и положение индукционной катушки: Индукционная катушка является важным инструментом высокочастотной индукционной сварки. Её размер и положение напрямую влияют на эффективность производства.
Мощность, передаваемая индукционной катушкой стальной трубе, пропорциональна квадрату зазора на поверхности стальной трубы. Если зазор слишком большой, эффективность производства резко снизится. Если зазор слишком маленький, она легко загорится вместе с поверхностью стальной трубы или будет повреждена стальной трубой. Обычно внутренняя поверхность индукционной катушки соприкасается с телом трубы. Зазор выбирается около 10 мм. Ширина индукционной катушки выбирается в соответствии с наружным диаметром стальной трубы. Если индукционная катушка слишком широкая, ее индуктивность уменьшится, напряжение индуктора также уменьшится, и выходная мощность уменьшится; если индукционная катушка слишком узкая, выходная мощность увеличится, но активные потери мощности трубы и индукционной катушки также увеличатся. Как правило, ширина индукционной катушки составляет от 1 до 1,5D (D - наружный диаметр стальной трубы), что является более подходящим.
Расстояние между передним концом индукционной катушки и центром прижимного ролика равно или немного больше диаметра трубы, то есть более подходящим является значение 1–1,2D. Если расстояние слишком большое, эффект близости угла раскрытия будет ослаблен, что приведет к слишком большому расстоянию нагрева кромки и, следовательно, невозможности получения более высокой температуры сварки в паяном соединении; если расстояние слишком мало, прижимной ролик будет генерировать больше индуцированного тепла, что сократит его срок службы.
6. Функция и расположение резистора: Резистивный магнит используется для уменьшения тока высокой частоты, протекающего к задней части стальной трубы, и одновременно концентрирует ток для нагрева V-образного угла стальной полосы, предотвращая потери тепла, связанные с нагревом тела трубы. При недостаточном охлаждении магнитный стержень превысит свою температуру Кюри (около 300 °C) и потеряет магнитные свойства. Без резистора ток и индуцированное тепло будут рассеиваться по всей трубе, увеличивая мощность сварки и вызывая её перегрев. Тепловой эффект резистора в трубной заготовке отсутствует. Расположение резистора оказывает большое влияние на скорость сварки, а также на качество сварки. Практика показала, что если передний конец резистора находится точно по оси обжимного ролика, происходит сплющивание. При выходе за пределы оси экструзионного ролика в сторону калибровочной машины сплющивание значительно снижается. Если он находится ниже центральной линии, но с одной стороны направляющего ролика, прочность сварки снижается. Резистор размещается в заготовке трубы под индуктором, а его головка совпадает с центральной линией экструзионного ролика или смещается на 20–40 мм в направлении формовки. Это позволяет увеличить обратное сопротивление в трубе, снизить потери циркулирующего тока и снизить мощность сварки.
Время публикации: 07 октября 2023 г.