Регулировка положения высокочастотной индукционной катушкистальная труба с прямым швом:
Частота возбуждения прямошовной стальной трубы обратно пропорциональна квадратному корню из емкости и индуктивности в цепи возбуждения или пропорциональна квадратному корню из напряжения и тока. Изменяя емкость, индуктивность или напряжение и ток в цепи, можно изменять частоту возбуждения для достижения цели регулирования температуры пайки. Для низкоуглеродистой стали температура сварки регулируется в диапазоне 1250–1460 °C, что позволяет обеспечить требуемую толщину стенки трубы 3–5 мм. Кроме того, температуру сварки можно регулировать скоростью сварки.
Высокочастотная индукционная катушка должна располагаться как можно ближе к месту прижима. Если индукционная катушка находится далеко от экструзионного ролика, эффективное время нагрева увеличивается, зона термического воздействия расширяется, а прочность сварного шва снижается; в противном случае край сварного шва недостаточно нагревается, и форма после экструзии получается некачественной. В качестве импеданса используется один или несколько специальных магнитных стержней для сварных труб. Площадь поперечного сечения импеданса обычно не должна быть меньше 70% от внутреннего диаметра стальной трубы. Создается эффект близости, и вихревые токи концентрируют тепло вблизи края сварного шва заготовки трубы, нагревая край заготовки трубы до температуры сварки. Импеданс перемещается внутри заготовки трубы с помощью стальной проволоки, и его центральное положение должно быть относительно фиксированным, близко к центру экструзионного ролика. При запуске, из-за быстрого перемещения заготовки лампы, резистор изнашивается из-за трения о внутреннюю стенку заготовки лампы и требует частой замены.
После нагрева двух кромок заготовки трубы до температуры сварки, нефтяная оболочка сжимается экструзионным роликом, образуя общие металлические зерна, которые проникают и кристаллизуются друг в друга, образуя в итоге прочный сварной шов. Если усилие экструзии слишком мало, количество образующихся общих кристаллов будет небольшим, прочность сварного шва снизится, и после приложения напряжения появятся трещины; после сварки и экструзии на сварном шве образуются швы. Метод заключается в фиксации инструмента на раме, и быстрое перемещение свариваемой трубы будет зачищать швы. Заусенцы внутри свариваемой трубы, как правило, отсутствуют. Если усилие экструзии слишком велико, расплавленный металл будет выдавливаться из сварного шва, что не только снижает прочность сварного шва, но и приводит к образованию большого количества внутренних и внешних заусенцев, и даже вызывает дефекты, такие как нахлесты.
При недостаточном подводе тепла нагретая кромка сварного шва не достигает температуры сварки, и металлическая структура остается твердой, образуя неполное сплавление или неполное проплавление; при недостаточном подводе тепла нагретая кромка сварного шва превышает температуру сварки, что приводит к перегреву. Пригорание или капание расплава приводят к образованию расплавленного отверстия в сварном шве. На температуру сварки в основном влияет тепловая мощность высокочастотных вихретоковых процессов. Согласно соответствующей формуле, тепловая мощность высокочастотных вихретоковых процессов в основном зависит от частоты тока, а тепловая мощность вихретоковых процессов пропорциональна квадрату частоты возбуждения тока; при этом частота возбуждения тока зависит от напряжения возбуждения, а также от тока, емкости и индуктивности.
Процесс производства сварных труб с прямым швом прост, производительность высока, себестоимость низка, а развитие идет быстрыми темпами. Прочность сварных труб, как правило, выше, чем у сварных труб с прямым швом. Сварные трубы большего диаметра могут быть изготовлены из более узких заготовок, а сварные трубы разного диаметра — из заготовок одинаковой ширины. Однако по сравнению с трубами с прямым швом одинаковой длины длина сварного шва увеличивается на 30–100%, а скорость производства ниже. Поэтому для большинства сварных труб меньшего диаметра используется сварка прямым швом, а для большинства сварных труб большого диаметра — сварка.
Сварные трубные изделия широко используются в водоснабжении, нефтехимической, химической, электроэнергетической отраслях, агротехническом хозяйстве и городском строительстве. В нашей стране разработано 20 ключевых видов продукции. Используются для транспортировки жидкостей: водоснабжения и водоотведения. Для транспортировки газов: газа, пара, сжиженного нефтяного газа. В строительных целях: в качестве труб для свай, мостов; трубы для причалов, дорог, строительных конструкций и т. д.
Сплющивание и растрескивание труб, сваренных высокочастотным методом, вызваны микротрещинами в сварном шве, включениями твердых и хрупких фаз и крупнозернистой структурой. Для эффективного контроля сварного шва предлагается концепция индекса трещинообразования, вызванного включениями в сварном шве. В основном это происходит из-за недостаточной прочности, формы или пластичности сварного шва. При наличии мелких включений в сварном шве, влияющих на ударную вязкость, растрескивание сварного шва может происходить только тогда, когда две противоположные стенки стальной трубы сплющены вблизи железного короба. Для уменьшения растрескивания сварного шва необходимо повысить его ударную вязкость и уменьшить количество включений. Как же уменьшить количество включений в сварном шве? Во-первых, следует повысить чистоту сырья, уменьшить содержание фосфора и серы, а также снизить содержание включений. Во-вторых, необходимо проверить, нет ли царапин на кромке стальной полосы, ржавчины или грязи – это не способствует выходу расплавленного металла и легко может привести к образованию включений в сварном шве. Опять же, неравномерная толщина стенок, заусенцы и выпуклости могут вызывать колебания сварочного тока и влиять на процесс сварки.
Дата публикации: 10 февраля 2023 г.