Yüksek frekanslı düz dikiş kaynaklı boruların ana işlem parametreleri arasında kaynak ısı girdisi, kaynak basıncı, kaynak hızı, açılma açısı, indüksiyon bobininin konumu ve boyutu, empedans konumu vb. yer almaktadır. Bu parametreler, yüksek frekanslı kaynaklı boruların kalitesini, üretim verimliliğini ve birim kapasitesini iyileştirmede büyük etkiye sahiptir. Çeşitli parametrelerin iyi bir şekilde eşleştirilmesi, üreticilerin önemli ekonomik faydalar elde etmelerini sağlayabilir.
1. Kaynak ısı girdisi
Yüksek frekanslı düz dikiş kaynaklı boru kaynağında, kaynak gücü, kaynak için gereken ısı miktarını belirler. Dış koşullar belirli olduğunda ve ısı girişi yetersiz olduğunda, ısıtılan çelik şeridin kenarı kaynak sıcaklığına ulaşamaz ve katı bir yapıyı koruyarak soğuk kaynak oluşturur veya hatta kaynaşmayı başaramaz. Bu durum, çok az kaynak ısısı girişi nedeniyle meydana gelir. Tespit sırasında, bu kaynaşmamış durum genellikle niteliksiz düzleştirme testi, su basıncı testi sırasında çelik borunun patlaması veya çelik borunun doğrultulması sırasında kaynak çatlaması gibi daha ciddi bir kusur olarak kendini gösterir. Ayrıca, kaynak ısısı girişi, şerit kenarının kalitesinden de etkilenir. Örneğin, şerit kenarında çapaklar olduğunda, çapaklar sıkıştırma silindiri kaynak noktasına girmeden önce kıvılcımlara neden olur, bu da kaynak gücü kaybına ve ısı girişinin azalmasına yol açarak kaynaşmamış veya soğuk kaynak oluşturur. Isı girişi çok yüksek olduğunda, ısıtılan şerit kenarı kaynak sıcaklığını aşarak aşırı ısınmaya veya hatta aşırı yanmaya neden olur. Kaynak, gerilmeye maruz kaldıktan sonra da çatlayabilir ve bazen erimiş metal sıçrayarak kaynak bozulması nedeniyle delikler oluşturabilir. Kum delikleri ve aşırı ısı girişiyle oluşan delikler, esas olarak 90° düzleştirme testinde ve darbe testinde başarısız sonuçlar ve su basıncı testi sırasında çelik borunun patlaması veya sızıntısı şeklinde kendini gösterir.
2. Kaynak basıncının (azaltılması)
Kaynak basıncı, kaynak işleminin ana parametrelerinden biridir. Şerit kenarı kaynak sıcaklığına ısıtıldıktan sonra, metal atomları sıkıştırma silindirinin ekstrüzyon kuvveti altında birleşerek kaynak oluşturur. Kaynak basıncının büyüklüğü, kaynağın mukavemetini ve tokluğunu etkiler. Uygulanan kaynak basıncı çok düşükse, kaynak kenarı tamamen kaynaşamaz ve kaynakta kalan metal oksitler dışarı atılamaz ve inklüzyonlar oluşturarak kaynağın çekme mukavemetinde önemli bir azalmaya ve gerilme sonrasında çatlamaya eğilimli hale gelmesine neden olur; uygulanan kaynak basıncı çok yüksekse, kaynak sıcaklığına ulaşan metalin çoğu dışarı sıkıştırılır, bu da sadece kaynağın mukavemetini ve tokluğunu azaltmakla kalmaz, aynı zamanda aşırı iç ve dış çapak veya bindirme kaynağı gibi kusurlara da yol açar.
Kaynak basıncı genellikle, ekstrüzyon silindirinden önce ve sonra çelik borunun çap değişimine ve çapakların boyut ve şekline göre ölçülür ve değerlendirilir. Kaynak ekstrüzyon kuvvetinin çapakların şekli üzerindeki etkisi şöyledir: Kaynak ekstrüzyonu çok büyükse, sıçrama büyük olur ve ekstrüde edilen erimiş metal büyük olur, çapaklar büyük olur ve kaynağın her iki tarafında da yukarı doğru kıvrılır; ekstrüzyon çok küçükse, neredeyse hiç sıçrama olmaz ve çapaklar küçük ve yığılmış olur; ekstrüzyon orta düzeydeyse, ekstrüde edilen çapaklar diktir ve yüksekliği genellikle 2,5~3 mm arasında kontrol edilir. Kaynak ekstrüzyonu doğru şekilde kontrol edilirse, kaynağın metal akış çizgisi açısı yukarı ve aşağı, sola ve sağa simetrik olur ve açı 55°~65°'dir. Ekstrüzyon doğru şekilde kontrol edildiğinde, metal akış çizgileri kaynağın şeklini oluşturur.
3. Kaynak hızı
Kaynak hızı da kaynak işleminin ana parametrelerinden biridir. Isıtma sistemi, kaynak deformasyon hızı ve metal atom kristalleşme hızı ile ilişkilidir. Yüksek frekanslı kaynakta, kaynak hızı arttıkça kaynak kalitesi de artar. Bunun nedeni, ısıtma süresinin kısalmasının kenar ısıtma bölgesinin genişliğini daraltması ve metal oksit oluşum süresini kısaltmasıdır. Kaynak hızı düşürüldüğünde, sadece ısıtma bölgesi genişlemekle kalmaz, yani kaynak ısıdan etkilenen bölge genişler, aynı zamanda giriş ısısının değişmesiyle erime bölgesinin genişliği de değişir ve oluşan iç çapak daha büyük olur. Farklı kaynak hızlarında erime hattı genişliği. Düşük hızda kaynak yapıldığında, giriş ısısının azalması nedeniyle kaynak zorlaşır. Aynı zamanda, plaka kenarının kalitesi ve empedansın manyetizması ve açıklık açısının boyutu gibi diğer dış faktörler nedeniyle bir dizi kusura neden olmak kolaydır. Bu nedenle, yüksek frekansta kaynak yapılırken, ünitenin kapasitesi ve kaynak ekipmanının izin verdiği koşullar altında, ürünün özelliklerine göre mümkün olan en hızlı kaynak hızı seçilmelidir.
4. Açılış açısı
Açıklık açısı, Şekil 6'da gösterildiği gibi, ekstrüzyon silindirinden önceki şerit kenarının açısını ifade eden kaynak V açısı olarak da adlandırılır. Genellikle açıklık açısı 3° ile 6° arasında değişir. Açıklık açısının boyutu esas olarak kılavuz silindirin konumu ve kılavuz levhanın kalınlığı tarafından belirlenir. V açısının boyutu, kaynak stabilitesi ve kaynak kalitesi üzerinde büyük bir etkiye sahiptir. V açısı küçültüldüğünde, şerit kenarları arasındaki mesafe azalır, böylece yüksek frekanslı akımın yakınlık etkisi güçlenir, bu da kaynak gücünü azaltabilir, kaynak hızını artırabilir ve verimliliği iyileştirebilir. Çok küçük bir açıklık açısı, erken kaynaklanmaya yol açar, yani kaynak noktası sıcaklığa ulaşmadan önce sıkışır ve kaynaşır, bu da kaynakta kalıntı ve soğuk kaynak gibi kusurların oluşmasını kolaylaştırır ve kaynak kalitesini düşürür. V açısının artırılması güç tüketimini artırsa da, belirli koşullar altında şerit kenarı ısıtmasının stabilitesini sağlayabilir, kenar ısı kaybını azaltabilir ve ısıdan etkilenen bölgeyi küçültebilir. Gerçek üretimde, kaynak kalitesini sağlamak için V açısı genellikle 4° ile 5° arasında kontrol edilir.
5. İndüksiyon bobininin boyutu ve konumu
İndüksiyon bobini, yüksek frekanslı indüksiyon kaynağında önemli bir araçtır ve boyutu ile konumu üretim verimliliğini doğrudan etkiler.
İndüksiyon bobini tarafından çelik boruya iletilen güç, çelik borunun yüzeyindeki boşluğun karesiyle orantılıdır. Boşluk çok büyükse, üretim verimliliği önemli ölçüde azalır. Boşluk çok küçükse, çelik borunun yüzeyiyle kıvılcım çıkması veya çelik boru başlığı tarafından hasar görmesi kolaydır. Genellikle, indüksiyon bobininin iç yüzeyi ile boru gövdesi arasındaki boşluk yaklaşık 10 mm olarak seçilir. İndüksiyon bobininin genişliği, çelik borunun dış çapına göre seçilir. İndüksiyon bobini çok genişse, endüktansı azalır, sensörün voltajı da azalır ve çıkış gücü düşer; indüksiyon bobini çok darsa, çıkış gücü artar, ancak boru arkası ve indüksiyon bobininin aktif kayıpları da artar. Genellikle, indüksiyon bobininin genişliği 1~1,5D (D, çelik borunun dış çapıdır) aralığında daha uygundur.
İndüksiyon bobininin ön ucu ile ekstrüzyon silindirinin merkezi arasındaki mesafe, borunun çapına eşit veya biraz daha büyük olmalıdır, yani 1~1.2D daha uygundur. Mesafe çok büyük olursa, açıklık açısının yakınlık etkisi azalır ve çok uzun kenar ısıtma mesafesi oluşur, bu da kaynak noktasının daha yüksek bir kaynak sıcaklığına ulaşmasını engeller; mesafe çok küçük olursa, ekstrüzyon silindiri daha yüksek indüksiyon ısısı üretir ve kullanım ömrünü kısaltır.
6. Empedansın işlevi ve konumu
Empedans manyetik çubuk, çelik borunun arkasına akan yüksek frekanslı akımı azaltmak ve aynı zamanda akımı çelik şeridin V açısını ısıtacak şekilde yoğunlaştırmak için kullanılır; böylece ısı boru gövdesinin ısınması nedeniyle kaybolmaz. Soğutma işlemi yapılmazsa, manyetik çubuk Curie sıcaklığını (yaklaşık 300 ℃) aşar ve manyetik özelliğini kaybeder. Empedans yoksa, akım ve indüklenen ısı tüm boru gövdesine dağılır, kaynak gücünü artırır ve boru gövdesinin aşırı ısınmasına neden olur. Empedansın boru boşluğunda bulunup bulunmamasının termal etkisi. Empedansın yerleştirilmesi, kaynak hızını ve kaynak kalitesini büyük ölçüde etkiler. Uygulamada, empedansın ön ucu tam olarak ekstrüzyon silindirinin merkez hattında olduğunda düzleştirme sonuçlarının iyi olduğu kanıtlanmıştır. Ekstrüzyon silindirinin merkez hattını aştığında ve boyutlandırma makinesinin yan tarafına uzandığında, düzleştirme sonucu önemli ölçüde azalır. Eğer empedans merkez hattına değil de kılavuz silindirin yan tarafına denk gelirse, kaynak dayanımı azalır. Empedansın, indüktörün altındaki boru boşluğuna yerleştirilmesi ve başının ekstrüzyon silindirinin merkez hattıyla çakışması veya şekillendirme yönünde 20 ila 40 mm ayarlanması, borudaki geri empedansı artırarak dolaşım akımı kaybını azaltır ve kaynak gücünü düşürür.
Yayın tarihi: 08.10.2024