การประเมินและวินิจฉัยคุณภาพการเชื่อมท่อเชื่อมตะเข็บตรงความถี่สูงแบบออนไลน์อย่างรวดเร็ว

1 การตรวจจับคุณภาพการเชื่อมแบบออนไลน์อย่างรวดเร็ว
1.1 การตรวจจับการป้อน: แผ่นเหล็กที่เข้าสู่หน่วยขึ้นรูปท่อเชื่อมจะมุ่งเน้นไปที่การตรวจจับขนาดและคุณภาพของขอบแผ่น เพื่อให้มั่นใจว่าความกว้าง ความหนาของผนัง และทิศทางการป้อนแผ่นเหล็กเป็นไปตามข้อกำหนดของกระบวนการ โดยทั่วไปแล้ว จะใช้คาลิปเปอร์ดิจิทัล ไมโครมิเตอร์วัดความหนาของผนังดิจิทัล และตลับเมตร เพื่อวัดความกว้างและความหนาของผนังแผ่นเหล็กอย่างรวดเร็ว และคุณภาพของขอบแผ่นเหล็กจะถูกตรวจจับได้อย่างรวดเร็วด้วยแผนภูมิเปรียบเทียบหรือเครื่องมือพิเศษ โดยทั่วไป ความถี่ในการตรวจสอบจะพิจารณาจากหมายเลขเตาเผาหรือหมายเลขปริมาตร จากนั้นจึงวัดและบันทึกส่วนหัวและส่วนท้ายของแผ่นเหล็ก หากเงื่อนไขเอื้ออำนวย จะต้องตรวจสอบขอบของแผ่นเหล็กด้วย เพื่อให้แน่ใจว่าไม่มีข้อบกพร่อง เช่น การแยกชั้นหรือรอยแตกบนแผ่นเหล็กและขอบที่ผ่านการแปรรูป ในขณะเดียวกัน วัตถุดิบที่มีขอบที่ผ่านการแปรรูปจะต้องได้รับการป้องกันความเสียหายทางกลที่ขอบของแผ่นเหล็กเมื่อขนส่งไปยังสายการผลิตท่อเชื่อม
1.2 การตรวจจับการขึ้นรูป: กุญแจสำคัญในการขึ้นรูปแผ่นและแผ่นโลหะคือการป้องกันแรงดึงที่มากเกินไปบนขอบแผ่นโลหะ เพื่อหลีกเลี่ยงการเกิดการโค้งงอเป็นคลื่น รายการตรวจสอบที่เกี่ยวข้องในการติดตั้งและทดสอบการใช้งานหน่วยขึ้นรูปประกอบด้วยการตรวจสอบและบันทึกขนาดและช่องว่างของลูกกลิ้งขึ้นรูป การตกแต่ง และการกำหนดขนาดอย่างรวดเร็ว ตัวแปรเส้นรอบวงของแผ่นโลหะ การม้วนงอของขอบแผ่นโลหะ มุมเชื่อม วิธีการต่อขอบแผ่นโลหะ ปริมาณการอัดขึ้นรูป ฯลฯ มักใช้คาลิปเปอร์ดิจิทัล เกจวัดมุม เกจวัดฟิลเลอร์ ตลับเมตร ตลับเมตร และเครื่องมือพิเศษที่เกี่ยวข้องในการวัดอย่างรวดเร็ว เพื่อให้มั่นใจว่าตัวแปรควบคุมแต่ละตัวอยู่ในช่วงที่กำหนดตามข้อกำหนดของกระบวนการผลิต
1.3 การตรวจสอบก่อนการเชื่อม: หลังจากปรับและบันทึกพารามิเตอร์ต่างๆ ของชุดขึ้นรูปแล้ว การตรวจสอบก่อนการเชื่อมจะพิจารณารายละเอียดและตำแหน่งของหัวกัดครีบทั้งภายในและภายนอก อุปกรณ์อิมพีแดนซ์ และเซ็นเซอร์ สถานะของของเหลวที่ใช้ขึ้นรูป ค่าความดันอากาศ และปัจจัยแวดล้อมอื่นๆ เพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดการเริ่มต้นใช้งานที่กำหนดโดยข้อกำหนดของกระบวนการ การวัดที่เกี่ยวข้องส่วนใหญ่อาศัยประสบการณ์ของผู้ปฏิบัติงาน เสริมด้วยสายวัดหรือเครื่องมือพิเศษ ซึ่งสามารถวัดและบันทึกได้อย่างรวดเร็ว
1.4 การตรวจสอบภายในงานเชื่อม: ระหว่างการเชื่อม ให้เน้นที่ค่าพารามิเตอร์หลัก เช่น กำลังเชื่อม แรงดันไฟฟ้ากระแสเชื่อม และความเร็วในการเชื่อม โดยทั่วไปค่าเหล่านี้จะถูกอ่านและบันทึกโดยตรงโดยเซ็นเซอร์หรืออุปกรณ์เสริมที่เกี่ยวข้องในเครื่อง การตรวจสอบให้แน่ใจว่าพารามิเตอร์หลักในการเชื่อมตรงตามข้อกำหนดของกระบวนการก็เพียงพอแล้ว ตามขั้นตอนการปฏิบัติงานที่เกี่ยวข้อง
1.5 การตรวจสอบหลังการเชื่อม: การตรวจสอบหลังการเชื่อมจำเป็นต้องให้ความสำคัญกับปรากฏการณ์การเชื่อม เช่น สถานะประกายไฟและสัณฐานวิทยาของเสี้ยนหลังการเชื่อม โดยทั่วไป สีของรอยเชื่อม สถานะประกายไฟ สัณฐานวิทยาของเสี้ยนภายในและภายนอก สีของโซนร้อน และตัวแปรความหนาของผนังที่ลูกกลิ้งรีดขึ้นรูประหว่างการเชื่อม ถือเป็นประเด็นสำคัญในการตรวจสอบ โดยส่วนใหญ่พิจารณาจากประสบการณ์การผลิตจริงของผู้ปฏิบัติงาน และจะมีการตรวจสอบด้วยตาเปล่าและเสริมด้วยแผนที่เปรียบเทียบที่เกี่ยวข้อง เพื่อวัดและบันทึกข้อมูลอย่างรวดเร็ว และเพื่อให้แน่ใจว่าพารามิเตอร์ที่เกี่ยวข้องตรงตามข้อกำหนดของกระบวนการ
1.6 การตรวจสอบทางโลหะวิทยา: เมื่อเทียบกับการตรวจสอบแบบอื่น การตรวจสอบทางโลหะวิทยาในสถานที่จริงนั้นทำได้ยาก โดยทั่วไปใช้เวลานาน และส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพการผลิต ดังนั้น การเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการตรวจสอบทางโลหะวิทยา ปรับปรุงประสิทธิภาพการตรวจสอบ และประเมินผลได้อย่างรวดเร็วจึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง
1.6.1 การปรับจุดสุ่มตัวอย่างให้เหมาะสม: ในการเลือกจุดสุ่มตัวอย่าง โดยทั่วไปจะมีการสุ่มตัวอย่างท่อสำเร็จรูป การสุ่มตัวอย่างจุดเลื่อยลอย และการสุ่มตัวอย่างก่อนการปรับขนาด เนื่องจากการลดอุณหภูมิและการปรับขนาดมีผลเพียงเล็กน้อยต่อคุณภาพของรอยเชื่อม จึงขอแนะนำให้สุ่มตัวอย่างก่อนการปรับขนาด สำหรับวิธีการสุ่มตัวอย่าง มักใช้เครื่องตัดแก๊ส เลื่อยโลหะ หรือล้อเจียรแบบใช้มือ เนื่องจากพื้นที่สุ่มตัวอย่างมีขนาดเล็กก่อนการปรับขนาด จึงแนะนำให้ใช้ล้อเจียรไฟฟ้าในการตัดตัวอย่าง สำหรับท่อที่มีผนังหนา ประสิทธิภาพการสุ่มตัวอย่างด้วยเครื่องตัดแก๊สจะสูงกว่า และแต่ละบริษัทสามารถออกแบบเครื่องมือพิเศษที่เกี่ยวข้องเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการสุ่มตัวอย่างได้ ในส่วนของขนาดการสุ่มตัวอย่าง เพื่อลดพื้นที่การตรวจสอบและเพิ่มประสิทธิภาพในการเตรียมตัวอย่าง โดยยึดหลักการตรวจสอบความสมบูรณ์ของรอยเชื่อม โดยทั่วไปแล้ว ตัวอย่างจะมีขนาด 20 มม. × 20 มม. ขึ้นไป สำหรับกล้องจุลทรรศน์แบบตั้งตรง เมื่อทำการสุ่มตัวอย่าง ควรวางพื้นผิวการตรวจสอบให้ขนานกับด้านตรงข้ามให้มากที่สุดเท่าที่จะทำได้ เพื่อให้การวัดโฟกัสเป็นไปอย่างสะดวก
1.6.2 การปรับประสิทธิภาพในการเตรียมตัวอย่าง: โดยทั่วไปกระบวนการเตรียมตัวอย่างจะใช้การเจียรและขัดเงาตัวอย่างโลหะด้วยมือ เนื่องจากท่อเชื่อมส่วนใหญ่มีความแข็งต่ำ จึงสามารถใช้กระดาษทรายขนาด 60 เมช 200 เมช 400 เมช และ 600 เมช สำหรับการเจียรด้วยน้ำ จากนั้นใช้ผ้าใบพ่นอนุภาคเพชรขนาด 3.5 ไมโครเมตรสำหรับการขัดผิวหยาบเพื่อขจัดรอยขีดข่วนที่มองเห็นได้ จากนั้นใช้ผ้าขัดขนสัตว์ชุบน้ำหรือแอลกอฮอล์สำหรับการขัดผิวละเอียด หลังจากได้พื้นผิวการตรวจสอบที่สะอาดและสดใสแล้ว ให้เป่าแห้งโดยตรงด้วยลมร้อนจากไดร์เป่าผม หากอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้องอยู่ในสภาพดี เตรียมกระดาษทรายและวัสดุอื่นๆ อย่างถูกต้อง และเชื่อมต่อกระบวนการต่างๆ ได้อย่างสะดวก การเตรียมตัวอย่างจะเสร็จสิ้นภายใน 5 นาที
1.6.3 การปรับปรุงกระบวนการกัดกร่อน: การตรวจสอบโลหะวิทยาของรอยเชื่อมส่วนใหญ่ตรวจจับความกว้างกึ่งกลางและมุมเอียงของแนวเชื่อมในบริเวณรอยเชื่อม ในทางปฏิบัติ สารละลายกรดพิคริกอิ่มตัวยิ่งยวดในน้ำจะถูกให้ความร้อนประมาณ 70°C และกัดกร่อนจนกระทั่งแสงหายไปก่อนนำออก หลังจากเช็ดคราบสกปรกบนพื้นผิวที่เกิดการกัดกร่อนด้วยสำลีซับน้ำแล้ว ให้ล้างออกด้วยแอลกอฮอล์และเป่าให้แห้งด้วยลมร้อนจากไดร์เป่าผม เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการเตรียม สามารถเทกรดพิคริกลงในบีกเกอร์ขนาดใหญ่ เติมน้ำและผงซักฟอกหรือสบู่เหลวเล็กน้อย (เพื่อใช้เป็นสารลดแรงตึงผิว) คนให้เข้ากันจนได้สารละลายน้ำอิ่มตัวยิ่งยวดที่อุณหภูมิห้อง (โดยมีผลึกตกตะกอนอยู่ด้านล่าง) แล้วนำไปวางใช้งาน เมื่อใช้งานจริง หลังจากคนและตะกอนที่ด้านล่างลอยขึ้นแล้ว ให้เทสารแขวนลอยลงในบีกเกอร์ขนาดเล็กเพื่อให้ความร้อนและสามารถใช้งานได้ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการกัดกร่อน สามารถให้ความร้อนสารละลายกัดกร่อนจนถึงอุณหภูมิที่กำหนดล่วงหน้าตามเวลาการส่งมอบตัวอย่างการผลิตก่อนการทดสอบ และคงความร้อนไว้สำหรับการใช้งาน หากจำเป็นต้องเร่งการกัดกร่อนให้เร็วขึ้น สามารถเพิ่มอุณหภูมิให้ความร้อนได้ถึงประมาณ 85°C ผู้ทดสอบที่มีทักษะสามารถเสร็จสิ้นกระบวนการกัดกร่อนได้ภายใน 1 นาที หากต้องการวัดโครงสร้างและขนาดเกรน สามารถใช้สารละลายกรดไนตริกแอลกอฮอล์ความเข้มข้น 4% เพื่อการกัดกร่อนแบบเร่งด่วนได้เช่นกัน
1.6.4 การปรับปรุงกระบวนการตรวจสอบ: กระบวนการตรวจสอบทางโลหะวิทยาประกอบด้วยการตรวจสอบแนวหลอมรวม การตรวจสอบเส้นพุ่ง การตรวจสอบสัณฐานวิทยาของดรัมเอว การประเมินโครงสร้างทางโลหะวิทยาและโครงสร้างแบบแบนด์ของวัสดุฐานและบริเวณที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน รวมถึงการประเมินขนาดเกรน การตรวจสอบแนวหลอมรวมประกอบด้วย การรวมตัวของเส้นหลอมรวม ความกว้างด้านใน ตรงกลาง และด้านนอก ความเอียงของเส้นหลอมรวม ฯลฯ การตรวจสอบแนวพุ่งรวมประกอบด้วย มุมพุ่งรวมบน ล่าง ซ้าย และขวา ค่าสุดขั้วของมุมพุ่งรวม ความเบี่ยงเบนของจุดศูนย์กลางพุ่งรวม รูปแบบตะขอ จุดสูงสุดคู่พุ่งรวม ฯลฯ การตรวจสอบสัณฐานวิทยาของดรัมเอวประกอบด้วย ความกว้างด้านใน ตรงกลาง และด้านนอก ความคลาดเคลื่อนของเสี้ยน การจัดแนวที่ไม่ถูกต้อง ฯลฯ สัณฐานวิทยาของดรัมเอวและแนวหลอมรวมสามารถระบุลักษณะพลังงานเชื่อมและลักษณะแรงอัดได้ ในขณะที่รูปร่างของดรัมเอวยังเกี่ยวข้องกับความหนาของแผ่นเหล็ก สถานะขอบ ความถี่ในการเชื่อม ฯลฯ และเป็นการยากที่จะระบุขอบเขตการวัดได้อย่างแม่นยำหลังจากการกัดกร่อน และยังมีข้อผิดพลาดในการวัดอีกด้วย โครงสร้างโลหะวิทยาและค่าโครงสร้างแบบแถบของวัสดุต้นทาง ค่าขนาดเกรนของวัสดุต้นทาง ฯลฯ ได้รับการตรวจสอบในระหว่างการรับวัตถุดิบขาเข้า และยังสามารถใช้เป็นรายการอ้างอิงระหว่างการตรวจสอบรอยเชื่อมออนไลน์ได้อีกด้วย เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการตรวจสอบ จำเป็นต้องปรับแต่งรายการตรวจสอบที่เกี่ยวข้องให้สอดคล้องกับข้อกำหนดของผลิตภัณฑ์ ขอแนะนำให้ให้ความสำคัญกับการตรวจสอบแนวเชื่อมและโครงสร้างแบบ Streamline โดยเฉพาะอย่างยิ่งการทำความเข้าใจตัวบ่งชี้หลักสองประการ ได้แก่ ความกว้างกึ่งกลางของแนวเชื่อมและมุม Streamline ภายใต้กล้องจุลทรรศน์โลหะวิทยา มุม Streamline ของสี่ทิศทางของแนวเชื่อมด้านบน ด้านล่าง ด้านซ้าย และด้านขวา โดยทั่วไปจะวัดที่ 1/4 ของความหนาของผนัง และวัดความกว้างกึ่งกลางของแนวเชื่อมโดยใช้กำลังขยายประมาณ 100 เท่า เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการตรวจสอบ ขอแนะนำให้กำหนดค่ากล้องจุลทรรศน์โลหะวิทยาด้วยซอฟต์แวร์วิเคราะห์และวัดที่เกี่ยวข้อง เพื่อการวัดความยาวและมุมอย่างรวดเร็ว หากไม่สามารถกำหนดค่าได้ สามารถวัดด้วยสเกลเลนส์ตา หรือพิมพ์ภาพด้วยกำลังขยายคงที่ แล้ววัดด้วยไม้บรรทัดหรือเกจวัด โดยทั่วไปแล้ว การวัดข้อมูลแกนหลักสองรายการข้างต้นจะใช้เวลาประมาณ 1 นาทีสำหรับผู้ทดลอง ข้อมูลอื่นๆ ก็สามารถวัดได้อย่างรวดเร็วตามข้อกำหนดเฉพาะที่เกี่ยวข้อง
1.7 การตรวจสอบตัวอย่างขนาดใหญ่: จากข้อมูลการตรวจสอบตัวอย่างขนาดเล็ก ท่อจะถูกปรับแต่งเพิ่มเติม และหลังจากปรับพารามิเตอร์ที่เกี่ยวข้องและตรงตามข้อกำหนดของกระบวนการแล้ว จำเป็นต้องเก็บตัวอย่างท่อเหล็กขนาดที่กำหนดสำหรับการทดสอบกระบวนการตัวอย่างขนาดเล็ก การทดสอบประสิทธิภาพกระบวนการประกอบด้วยการทดสอบการแบน การทดสอบการดัด การทดสอบการขยายตัว การทดสอบการม้วนงอ การทดสอบแรงบิด การทดสอบแรงดันตามยาว การทดสอบการขยายตัว การทดสอบแรงดันน้ำ การทดสอบการผ่านภายใน ฯลฯ โดยทั่วไป ตามมาตรฐานหรือข้อกำหนดของผู้ใช้ จะมีการเก็บตัวอย่างและทดสอบใกล้กับสายการผลิตตามขั้นตอนการปฏิบัติงาน ซึ่งการตัดสินด้วยสายตาก็เพียงพอแล้ว
1.8 การตรวจสอบแบบเต็มรูปแบบ: การตรวจสอบทั้งหมดที่กล่าวมาข้างต้นดำเนินการตามข้อกำหนดหรือมาตรฐานที่เกี่ยวข้อง ดังนั้นจึงหลีกเลี่ยงไม่ได้ที่จะเกิดการพลาดการตรวจสอบ เพื่อให้มั่นใจในคุณภาพของท่อเชื่อมสำเร็จรูป ควรให้ความสำคัญเป็นพิเศษกับการใช้เทคโนโลยีการทดสอบแบบไม่ทำลายแบบออนไลน์ ในการผลิตท่อเชื่อม วิธีการทดสอบแบบไม่ทำลายที่นิยมใช้กัน ได้แก่ การทดสอบด้วยคลื่นเสียงความถี่สูง การทดสอบด้วยกระแสวน การทดสอบด้วยแม่เหล็ก และการทดสอบกัมมันตภาพรังสี อุปกรณ์ตรวจจับข้อบกพร่องต่างๆ มีระบบตรวจจับที่ครบครัน และการใช้เทคโนโลยีควบคุมแบบดิจิทัลและคอมพิวเตอร์อิเล็กทรอนิกส์ยังช่วยรับประกันความน่าเชื่อถือของผลการทดสอบ ผู้ตรวจสอบเพียงแค่ต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าอุปกรณ์ตรวจสอบทำงานตามปกติตามขั้นตอนการปฏิบัติงานที่เกี่ยวข้อง ตรวจสอบความเสถียรของคุณภาพการเชื่อม ตรวจสอบให้แน่ใจว่าไม่มีการตรวจสอบที่พลาด และแยกท่อเชื่อมที่ชำรุดที่เกินมาตรฐานออกให้ทันเวลา

2 การประเมินและวินิจฉัยคุณภาพการเชื่อมแบบออนไลน์อย่างรวดเร็ว
2.1 การประเมินและวินิจฉัยอย่างรวดเร็วในขั้นตอนการปรับตั้งเครื่องจักรเบื้องต้น: ตัวชี้วัดหลักในการประเมินในขั้นตอนการปรับตั้งเครื่องจักรเบื้องต้นประกอบด้วยตัวแปรด้านมิติ (เช่น แผ่น ท่อ ช่องว่าง ปริมาตรการอัดขึ้นรูป ตำแหน่งส่วนประกอบ ความสูง และมุม ฯลฯ) ตัวแปรเครื่องมือ (สภาพของเหลวในการขึ้นรูป กำลังไฟฟ้า แรงดันไฟฟ้า และความเร็ว ฯลฯ) และตัวแปรภาพ (วิธีการต่อแผ่นโลหะและแบบเชื่อม ฯลฯ) ตัวแปรด้านมิติและตัวแปรเครื่องมือสามารถประเมินได้โดยตรงโดยการเปรียบเทียบค่าที่วัดได้ตามช่วงตัวเลขที่กำหนดโดยข้อกำหนดกระบวนการจริง โดยทั่วไปแล้ว ตัวแปรภาพมักกำหนดให้ผู้ปฏิบัติงานเปรียบเทียบคำอธิบายที่เกี่ยวข้องหรือแบบร่างอ้างอิงระหว่างกระบวนการ และทำการประเมินและวินิจฉัยอย่างรวดเร็วโดยอิงจากประสบการณ์จริงของผู้ปฏิบัติงาน
2.1.1 การประเมินและวินิจฉัยประกายไฟเชื่อมอย่างรวดเร็ว: โดยทั่วไป สถานะการเชื่อมที่ไม่มีประกายไฟจำนวนมากและไม่มีประกายไฟดำ (Darkening) ถือเป็นสถานะปกติ ประกายไฟดำสามารถวินิจฉัยได้ว่ากำลังเชื่อมต่ำเกินไปหรือความเร็วในการเชื่อมสูงเกินไป ส่วนประกายไฟกระเด็นปริมาณมากสามารถวินิจฉัยได้ว่ากำลังเชื่อมสูงเกินไปหรือระยะห่างระหว่างจุดเชื่อมกับจุดอัดหรือมุมเชื่อมแคบเกินไป
2.1.2 การประเมินและวินิจฉัยรอยเชื่อมอย่างรวดเร็ว: สีของรอยเชื่อมที่ออกมาจากลูกกลิ้งรีดขึ้นรูปจะเป็นสีส้มแดง สีแดงและสีขาวอาจหมายถึงอุณหภูมิที่สูงเกินไป (กำลัง) และสีแดงเข้มอาจหมายถึงอุณหภูมิที่ต่ำเกินไป (กำลัง) รอยเชื่อมตรงและสม่ำเสมอ ความกว้างของรอยเชื่อมกว้าง ความสูงน้อย ด้านบนมีความมันวาวและเรียบ และจุดนูนที่มีการกระจายตัวไม่ต่อเนื่องเล็กน้อยบนแนวเชื่อมสามารถประเมินได้ว่ามีอุณหภูมิและการรีดขึ้นรูปปานกลาง ขนาดของรอยเชื่อมที่ยื่นออกมาด้านในและด้านนอกรอยเชื่อมใกล้เคียงกันสามารถประเมินได้ว่าความร้อนที่ขอบของวัสดุสม่ำเสมอหรือไม่ หากรอยเชื่อมที่ยื่นออกมาด้านนอกหนากว่า อุณหภูมิความร้อนที่ขอบด้านนอกจะสูงกว่าอุณหภูมิที่ขอบด้านใน ในทางกลับกัน อุณหภูมิที่ขอบด้านในจะสูงกว่า เมื่อวัสดุหลอมเหลวที่ถูกอัดออกมาจากเสี้ยนด้านนอกไม่อยู่ตรงกลางหรือเสี้ยนด้านในแตกหรือร้าวเป็นระยะๆ และตำแหน่งของเครื่องมืออยู่ในภาวะปกติ อาจตัดสินได้ว่ารอยต่อแผ่นมีขอบที่ไม่ถูกต้อง
2.1.3 การประเมินและวินิจฉัยสี HAZ อย่างรวดเร็ว: หลังจากกำจัดเสี้ยนภายนอกออกแล้ว จะมีเส้นตรงสีฟ้าบางๆ ที่ชัดเจนและต่อเนื่องอยู่ทั้งสองด้านของบริเวณที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน มาตรฐานการประเมินคือสีในพื้นที่ระหว่างเส้นทั้งสองจะค่อยๆ จางลงและความสม่ำเสมอของแนวแกนจะคงที่ หากสี HAZ เป็นสีน้ำเงินสม่ำเสมอ แสดงว่าอุณหภูมิในการเชื่อมสูงเกินไป หากสีอ่อนลง แสดงว่าอุณหภูมิในการเชื่อมต่ำเกินไป หากความกว้างหรือรูปร่างของรอยเชื่อมภายนอกเปลี่ยนแปลงไปหลังจากกำจัดเสี้ยนออกแล้ว อาจอนุมานได้ว่าแผ่นเชื่อมถูกเชื่อมต่อที่ขอบที่ไม่ถูกต้อง
2.2 การประเมินและการวินิจฉัยอย่างรวดเร็วของการทดสอบตัวอย่างขนาดเล็ก:
2.2.1 การประเมินและวินิจฉัยอย่างรวดเร็วของสายฟิวชัน: ปัจจุบันยังไม่มีกฎระเบียบที่เป็นเอกภาพเกี่ยวกับการควบคุมความกว้างของสายฟิวชันในหลายประเทศ มาตรฐานที่มีอยู่โดยทั่วไปคือมาตรฐานการควบคุมภายในของแต่ละองค์กร ตัวอย่างเช่น บริษัท Nippon Steel ของญี่ปุ่นกำหนดความกว้างของสายฟิวชันไว้ที่ 0.02-0.2 มม. บริษัท Kawasaki ของญี่ปุ่นกำหนดไว้ที่ 0.07-0.13 มม. เยอรมนีกำหนดไว้ที่ 0.02-0.12 มม. และบริษัท PSP ของเกาหลีใต้กำหนดไว้ที่ 0.05-0.3 มม. อุตสาหกรรมท่อเชื่อมในประเทศของฉันเคยเชื่อว่าการควบคุมความกว้างของสายฟิวชันที่ 0.02-0.11 มม. เป็นสิ่งที่เหมาะสมที่สุด งานวิจัยบางชิ้นยังแนะนำให้กำหนดค่ามาตรฐานความกว้างของสายฟิวชันเป็นค่ามาตรฐาน: fn=0.02-0.14 มม., f0≈fi=1.3-3fn; ค่าเตือน: fn=0.01-0.02 มม. หรือ fn=0.14-0.17 มม., f0≈fi=3-4fn; ค่าห้าม: fn<0.01 มม. หรือ fn＞0.17 มม., f0≈fi＞4fn มาตรฐานการประเมินการโก่งตัวหรือการบิดเบี้ยวของเส้นฟิวชั่นคือ S≤t/10 โดยทั่วไปแล้ว ไม่อนุญาตให้มีความยาวของสิ่งเจือปนเดี่ยวในพื้นที่เส้นฟิวชั่น ≥0.05t และไม่อนุญาตให้มีสิ่งเจือปนในพื้นที่ 15% ใกล้กับพื้นผิวด้านในและด้านนอก มาตรฐานการยอมรับเฉพาะสามารถกำหนดโดยแต่ละองค์กรหลังจากการหารือและวิเคราะห์ตามแนวทางปฏิบัติในการผลิตของตนเอง รูปร่างของเส้นฟิวชั่นมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับพารามิเตอร์ต่างๆ เช่น พลังงานอินพุตในการเชื่อม ขนาดของแรงอัดในการเชื่อม และความเร็วในการเชื่อม และเป็นตัวบ่งชี้สำคัญสำหรับการวัดคุณภาพของรอยเชื่อม
ผลกระทบเชิงลบ: เส้นหลอมเหลวหนา อุณหภูมิในการเชื่อมสูงเกินไป และการเกิดคาร์บอนบนพื้นผิวโลหะเพิ่มขึ้น ในกรณีส่วนใหญ่ เกิดจากแรงดันในการอัดขึ้นรูปที่ไม่เพียงพอ มักพบจุดสีเทาหรือสารออกไซด์ที่เห็นได้ชัดที่กึ่งกลางของเส้นหลอมเหลว รูปร่างไม่ดี สาเหตุ การวินิจฉัย: เส้นหลอมเหลวบาง แรงดันในการอัดขึ้นรูปสูงเกินไป และโลหะหลอมเหลวถูกบีบออกมากเกินไป รอยเชื่อมมีแนวโน้มที่จะเกิดการเชื่อมเย็นและการทดสอบการรีดแบนล้มเหลว เส้นหลอมเหลวไม่สม่ำเสมอ แรงดันในการอัดขึ้นรูปไม่สมดุลอย่างมาก มีเส้นหลอมเหลวหรือเส้นหลอมเหลวรูปตัว S เอียงไปในทิศทางต่างๆ เกิดการเสียรูปจากความร้อนที่ซับซ้อน และความเค้นภายในสูง มีออกไซด์หรือสารออกไซด์ในเส้นหลอมเหลว ความขนานของขอบแผ่นไม่ดีหรือแรงดันในการอัดขึ้นรูปต่ำเกินไป ทำให้ไม่สามารถบีบชั้นผิวโลหะที่ถูกออกซิไดซ์ของขอบแผ่นออกได้อย่างมีประสิทธิภาพ จุดสีเทาหรือสารออกไซด์มักกลายเป็นสาเหตุของรอยแตกร้าวในรอยเชื่อม
2.2.2 การประเมินและวินิจฉัยอย่างรวดเร็วของแนวการไหลแบบเชื่อม: แนวการไหลแบบเชื่อมเป็นลักษณะทางโลหะวิทยาที่สำคัญที่สุดในการประเมินคุณภาพการเชื่อม แนวการไหลแบบเชื่อมมีรูปร่างพิเศษของโครงสร้างผลึกที่เกิดจากการอัดรีดโลหะหลอมเหลวหรือโลหะกึ่งหลอมเหลวภายใต้สภาวะการเชื่อม แนวการไหลนี้สะท้อนปัจจัยต่างๆ อย่างครอบคลุม เช่น ขนาดแรงอัดรีด ทิศทางการอัดรีด ความร้อนที่ป้อนเข้า และความเร็วในการเชื่อม ยังไม่มีมาตรฐานสากลสำหรับมุมยกของเส้นการไหลในแต่ละประเทศ ปัจจุบันแต่ละประเทศใช้มาตรฐานการควบคุมภายในของตนเอง ตัวอย่างเช่น บริษัท Nippon Steel ของญี่ปุ่นกำหนดมุมยกไว้ที่ 40°~70° เยอรมนีกำหนดมุมยกที่ 60° และมุมยกที่ 65° และข้อมูลที่เกี่ยวข้องในประเทศของฉันระบุว่ามุมยกอยู่ที่ 50°~70° นอกจากนี้ยังมีเอกสารที่เสนอว่ามาตรฐานการประเมินมุมยกสามารถปฏิบัติตามหลักการต่อไปนี้ นั่นคือ ค่ามาตรฐาน: 45°~75°, ความต่างสูงสุด ≤10°; ค่าเตือน: 40°~45° หรือ 75°~80°, ความแตกต่างอย่างมาก 10°~15°; ค่าห้าม: <40° หรือ >85°, ความแตกต่างอย่างมาก ≥15° ไม่ควรมีการแยกตัวเป็นรูปตะขอในบริเวณแนวเชื่อม และระยะห่างระหว่างแนวเชื่อมแนวเชื่อมและแนวเชื่อมแนวเชื่อมควรเป็น
หากขอบแผ่นไม่ขนานกัน แนวเชื่อมอาจเกิดการผิดตำแหน่งได้ง่าย ส่งผลให้สูญเสียเนื้อโลหะเชื่อมและเกิดความเค้นในทิศทางเดียว และความน่าจะเป็นที่จะเกิดรอยตำหนิในแนวเชื่อมก็จะเพิ่มขึ้น ความไม่สมมาตรของมุม Streamline ความขนานของขอบแผ่นไม่ดีนัก ทำให้เกิดรูปร่าง “V” บวกและรูปร่าง “V” กลับหัวได้ง่าย หากขอบแผ่นไม่ขนานกัน การกระจายแรงดันไฟฟ้าความถี่สูงจะไม่สม่ำเสมอ ความแตกต่างของอุณหภูมิในพื้นที่มีนัยสำคัญ และขอบแผ่นไม่สามารถสัมผัสกันพร้อมกันเพื่อให้เกิดการเชื่อมที่แน่นหนาได้
เมื่อขอบแผ่นโลหะปรากฏเป็นรูปตัว “V” บวก ขอบด้านในของรอยเชื่อมควรสัมผัสกับขอบด้านนอก ดังนั้นความหนาแน่นของกระแสที่ขอบด้านในควรมีค่ามากกว่า และอุณหภูมิความร้อนก็ควรสูงกว่าขอบด้านนอกเช่นกัน ภายใต้สภาวะความดันอัดรีดเดียวกัน มุมยกตัวของเส้นกระแสโลหะที่สัมผัสผนังด้านในก่อนจะมีค่ามากกว่า ในขณะที่มุมยกตัวของเส้นกระแสโลหะที่ผนังด้านนอกจะมีค่าน้อยกว่า และในกรณีที่รุนแรง จะไม่มีเส้นกระแสปรากฏให้เห็นเลย
ในทางตรงกันข้าม เมื่อขอบแผ่นโลหะมีรูปร่างกลับหัวเป็นรูปตัว “V” ครีบด้านนอกจะมีขนาดใหญ่กว่าครีบด้านใน และมุมยกตัวของเส้นโลหะจะใหญ่กว่าผนังด้านในของท่อเชื่อมอย่างมีนัยสำคัญ ความขนานที่ไม่เหมาะสมของขอบแผ่นโลหะอาจทำให้ขอบของแผ่นโลหะที่รีดแล้วโค้งงอ ซึ่งทำให้ขอบเป็นคลื่นได้ง่ายและเพิ่มโอกาสเกิดจุดสีเทา ในขณะเดียวกัน รอยเชื่อมอาจเคลื่อนตัวในระหว่างการขึ้นรูปและต่อเนื่องไปยังจุดเชื่อม ซึ่งจะทำให้โลหะเชื่อมที่แข็งตัวเกิดรอยเชื่อมหรือแตกร้าว
2.2.3 การประเมินและวินิจฉัยอย่างรวดเร็วของดรัมเอวและส่วนประกอบอื่นๆ: ความกว้างของดรัมเอวสัมพันธ์กับอุณหภูมิในการเชื่อม แรงดันในการอัดรีด ความหนาของแผ่นเหล็ก การตัดแต่งแผ่นเหล็ก รอบการเชื่อม ฯลฯ และสามารถใช้เป็นตัวบ่งชี้อ้างอิงสำหรับการประเมินคุณภาพการเชื่อม บทความหนึ่งแนะนำว่ารูปร่างดรัมเอวที่เหมาะสมคือความกว้างกึ่งกลาง hn = (1/4~1/3) t และความกว้างของผนังด้านในและด้านนอก h0≈hi≈(1.5~2.2) hn ในทำนองเดียวกัน ผู้ประกอบการท่อเชื่อมแต่ละรายสามารถตัดสินใจได้ว่าจะรวมไว้ในเนื้อหาการประเมินหรือกำหนดขอบเขตการประเมินตามความเป็นจริงของการผลิตของตนเอง
2.3 การประเมินและวินิจฉัยอย่างรวดเร็วสำหรับตัวอย่างขนาดใหญ่และขั้นตอนการตรวจสอบสายการผลิตเต็มรูปแบบ: โดยทั่วไปแล้ว การตรวจสอบตัวอย่างขนาดใหญ่และการตรวจสอบสายการผลิตเต็มรูปแบบจะดำเนินการตามมาตรฐานการตรวจสอบที่กำหนดไว้ในข้อกำหนดทางเทคนิคของผลิตภัณฑ์ ผู้ปฏิบัติงานสามารถประเมินและวินิจฉัยที่เกี่ยวข้องได้อย่างรวดเร็วด้วยการตรวจสอบด้วยสายตาหรือบันทึกข้อมูลการตรวจสอบที่เกี่ยวข้อง การประเมินและวินิจฉัยแบบไม่ทำลายในการตรวจสอบสายการผลิตเต็มรูปแบบมุ่งเน้นไปที่การสอบเทียบข้อบกพร่องและการใช้งานอุปกรณ์ที่ได้มาตรฐาน หากพบปัญหาด้านคุณภาพในสองขั้นตอนนี้ ควรขอให้หน่วยงานที่เกี่ยวข้อง เช่น การออกแบบ กระบวนการ และคุณภาพ วิเคราะห์สาเหตุของข้อบกพร่องอย่างครอบคลุม หากจำเป็น ควรพิจารณาปัญหาที่อาจเกิดขึ้นในส่วนที่เกี่ยวข้องกับการออกแบบ เช่น วัตถุดิบ การขึ้นรูป และการเชื่อมอย่างครอบคลุม และควรวิเคราะห์สาเหตุที่แท้จริงควบคู่ไปกับการผลิตจริง ควรใช้มาตรการต่างๆ เช่น การปรับปรุงการออกแบบและการปรับปรุงกระบวนการ เพื่อขจัดข้อบกพร่องด้านคุณภาพที่อาจเกิดขึ้นในขั้นตอนนี้

3. การบูรณาการ การเพิ่มประสิทธิภาพ และแนวโน้มโครงสร้างระบบ
ระบบประเมินและวินิจฉัยคุณภาพการเชื่อมแบบออนไลน์อย่างรวดเร็วสำหรับท่อเชื่อมตะเข็บตรงความถี่สูง สามารถแบ่งออกเป็น 4 ขั้นตอน ได้แก่ การประเมินและวินิจฉัยการปรับแต่งเครื่องจักรเบื้องต้น การประเมินและวินิจฉัยตัวอย่างขนาดเล็ก การประเมินและวินิจฉัยตัวอย่างขนาดใหญ่ และการประเมินและวินิจฉัยทั้งเส้น ขั้นตอนการปรับแต่งเครื่องจักรเบื้องต้นช่วยให้มั่นใจได้ว่าค่าของแต่ละจุดควบคุมกระบวนการตรงตามข้อกำหนดเฉพาะของกระบวนการ ขั้นตอนการประเมินตัวอย่างขนาดเล็กจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพข้อมูลการปรับแต่งเครื่องจักรตามข้อมูลการตรวจจับทางโลหะวิทยา หากข้อมูลการตรวจจับตัวอย่างขนาดเล็กหลังจากการปรับแต่งเครื่องจักรเบื้องต้นตรงตามข้อกำหนดเฉพาะของกระบวนการแล้ว ก็สามารถเริ่มการผลิตแบบแบตช์ได้ทันที มิฉะนั้น จะทำการปรับแต่งเพิ่มเติมภายในช่วงข้อกำหนดของการปรับแต่งเครื่องจักรเบื้องต้นจนกว่าจะตรงตามข้อกำหนด ขั้นตอนการประเมินตัวอย่างขนาดใหญ่จะมุ่งเน้นไปที่การตรวจสอบประสิทธิภาพของกระบวนการ เช่น ความแข็งแรงและความเหนียวของรอยเชื่อม หากไม่เป็นไปตามข้อกำหนดที่เกี่ยวข้อง หลังจากกำจัดปัจจัยที่ทำให้เกิดอุบัติเหตุแล้ว จำเป็นต้องทำการวิเคราะห์สาเหตุแบบเต็มรูปแบบของการออกแบบ การผลิต และการทดสอบ และเสริมหรือปรับปรุงอุปกรณ์การออกแบบหรือพารามิเตอร์กระบวนการที่เกี่ยวข้อง เพื่อให้มั่นใจว่าขั้นตอนการผลิตที่ตามมาทั้งหมดเป็นไปตามข้อกำหนด ขั้นตอนการตรวจจับสายเต็มจะมุ่งเน้นไปที่การตรวจสอบคุณภาพของการเชื่อม การป้องกันข้อบกพร่องในการเชื่อมที่เกิดจากปัจจัยที่ไม่แน่นอน และการทำเครื่องหมายและแยกข้อบกพร่องเหล่านั้นเพื่อให้แน่ใจว่าคุณภาพของท่อเชื่อมทั้งหมดที่ออกจากโรงงานมีคุณสมบัติเหมาะสม
ในการผลิตจริง โดยทั่วไป เมื่อมีการผลิตท่อเชื่อมตามข้อกำหนดเฉพาะเป็นครั้งแรก การปรับแต่งเบื้องต้น การปรับแต่งละเอียด และการปรับแต่งซ้ำๆ จะถูกดำเนินการในขั้นตอนทั้งหมดจนกว่าจะบรรลุข้อกำหนด จากนั้นจึงทำการทดสอบและยืนยันตัวอย่างขนาดใหญ่ และดำเนินการตรวจจับและตรวจสอบทั้งสายการผลิตเพื่อรับประกันคุณภาพของรอยเชื่อม ด้วยประสบการณ์การผลิตจริงที่สั่งสมมาอย่างต่อเนื่อง เมื่อผลิตท่อที่เหมือนกันหรือคล้ายคลึงกันก่อนหน้านี้เป็นชุดๆ ข้อมูลควบคุมที่บันทึกไว้ก่อนหน้านี้จะถูกทำซ้ำหรือเลียนแบบ และมักจะสามารถทำการปรับแต่งเครื่องจักรให้เสร็จสมบูรณ์ได้ในขั้นตอนเดียว ขั้นตอนต่อไปคือการตรวจสอบตัวอย่างขนาดเล็ก ตัวอย่างขนาดใหญ่ และขั้นตอนการประเมินสายการผลิตทั้งหมด ซึ่งส่วนใหญ่มักเป็นการยืนยันซ้ำๆ หรือการตรวจสอบแบบเรียลไทม์ ข้อได้เปรียบด้านการปรับแต่งจริงและประสิทธิภาพการผลิตนั้นชัดเจนยิ่งขึ้น

ในกระบวนการประเมินและวินิจฉัยทุกขั้นตอน หากสามารถนำวิธีการปฏิบัติงานที่เกี่ยวข้องตามที่แนะนำในงานวิจัยนี้มาใช้ และสามารถดำเนินการปรับปรุงและเพิ่มประสิทธิภาพอย่างต่อเนื่องควบคู่ไปกับการผลิตจริง การปรับพารามิเตอร์ผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้องก็จะเสร็จสมบูรณ์อย่างเป็นระเบียบ มีประสิทธิภาพ และสะดวกสบาย เพื่อรับประกันคุณภาพของรอยเชื่อมแบบออนไลน์ หากเสริมด้วยข้อมูลสถิติหรือเครื่องมือซอฟต์แวร์ที่เกี่ยวข้อง พารามิเตอร์ข้อมูลทั้งหมดจะถูกนับ วิเคราะห์ ประเมินผล และวินิจฉัยโดยอัตโนมัติโดยตรงบนอินเทอร์เฟซการปฏิบัติงานการผลิตแบบท่อ ซึ่งจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการประมวลผลข้อมูลและแนะนำแนวทางการปฏิบัติงานปรับแต่งเครื่องจักรที่เกี่ยวข้องอย่างเป็นวิทยาศาสตร์ ขณะเดียวกัน การสะสมและปรับปรุงพารามิเตอร์ที่เกี่ยวข้องอย่างต่อเนื่อง รวมถึงประสบการณ์การปฏิบัติงานในระบบประเมินและวินิจฉัยในแต่ละขั้นตอนจะไม่เพียงแต่ช่วยปรับปรุงคุณภาพและประสิทธิภาพของการผลิตแบบท่อเท่านั้น แต่ยังเป็นข้อมูลพื้นฐานสำหรับการส่งเสริมและการประยุกต์ใช้ระบบการผลิตอัตโนมัติในระบบท่ออย่างค่อยเป็นค่อยไป ซึ่งจะช่วยปรับปรุงคุณภาพและประสิทธิภาพการผลิตให้ดียิ่งขึ้นไปอีก