Các thông số quy trình chính củaống hàn đường thẳng tần số caoBao gồm nhiệt lượng hàn, áp suất hàn, tốc độ hàn, góc mở, vị trí và kích thước của cuộn cảm ứng, vị trí của trở kháng, v.v. Các thông số này có tác động lớn đến việc nâng cao chất lượng sản phẩm ống hàn tần số cao, hiệu quả sản xuất và năng suất đơn vị. Việc điều chỉnh các thông số khác nhau có thể giúp các nhà sản xuất thu được lợi ích kinh tế đáng kể.
1. Lượng nhiệt hàn đầu vào
Trong quá trình hàn ống thép thẳng tần số cao, công suất hàn quyết định lượng nhiệt hàn. Khi các điều kiện bên ngoài không đổi và lượng nhiệt đầu vào không đủ, mép của dải thép được nung nóng không đạt đến nhiệt độ hàn, và vẫn duy trì cấu trúc rắn chắc dẫn đến mối hàn nguội, thậm chí không thể nóng chảy. Sự thiếu nóng chảy này là do lượng nhiệt hàn đầu vào quá nhỏ. Sự thiếu nóng chảy này thường biểu hiện ở việc không vượt qua được thử nghiệm làm phẳng, ống thép bị nổ trong quá trình thử nghiệm thủy lực, hoặc đường hàn bị nứt khi ống thép được nắn thẳng. Đây là một khuyết tật nghiêm trọng. Ngoài ra, lượng nhiệt hàn đầu vào cũng bị ảnh hưởng bởi chất lượng của mép dải thép. Ví dụ, khi có gờ trên mép dải thép, các gờ này sẽ gây ra hiện tượng bắt lửa trước khi đi vào điểm hàn của con lăn ép, dẫn đến mất công suất hàn và giảm lượng nhiệt đầu vào, dẫn đến mối hàn không nóng chảy hoặc mối hàn nguội. Khi nhiệt lượng đầu vào quá cao, mép của dải kim loại được nung nóng vượt quá nhiệt độ hàn, dẫn đến quá nhiệt hoặc thậm chí cháy quá mức, và mối hàn sẽ bị nứt sau khi chịu ứng suất, và đôi khi kim loại nóng chảy sẽ bắn tung tóe và tạo thành các lỗ do sự phá vỡ mối hàn. Các lỗ do nhiệt lượng đầu vào quá mức gây ra chủ yếu biểu hiện ở các thử nghiệm làm phẳng 90° không đạt yêu cầu, thử nghiệm va đập không đạt yêu cầu, và hiện tượng vỡ hoặc rò rỉ ống thép trong quá trình thử nghiệm thủy lực.
2. Áp lực hàn (giảm đường kính)
Áp suất hàn là thông số chính của quá trình hàn. Sau khi mép của dải kim loại được nung nóng đến nhiệt độ hàn, các nguyên tử kim loại kết hợp với nhau để tạo thành mối hàn dưới lực ép của con lăn ép. Độ lớn của áp suất hàn ảnh hưởng đến độ bền và độ dẻo dai của mối hàn. Nếu áp suất hàn quá nhỏ, mép hàn không thể được nóng chảy hoàn toàn, và các oxit kim loại còn sót lại trong mối hàn không thể được loại bỏ để tạo thành các tạp chất, điều này sẽ làm giảm đáng kể độ bền kéo của mối hàn, và mối hàn sẽ dễ bị nứt sau khi chịu ứng suất; nếu áp suất hàn quá lớn, hầu hết kim loại đạt đến nhiệt độ hàn sẽ bị ép đùn, điều này không chỉ làm giảm độ bền và độ dẻo dai của mối hàn mà còn tạo ra các khuyết tật như gờ trong và ngoài quá mức hoặc mối hàn chồng. Áp suất hàn thường được đo và đánh giá bằng sự thay đổi đường kính của ống thép trước và sau con lăn ép và kích thước và hình dạng của gờ. Ảnh hưởng của lực ép hàn đến hình dạng gờ. Nếu lượng kim loại đùn ra khi hàn quá lớn, sẽ tạo ra nhiều tia lửa bắn ra, lượng kim loại nóng chảy đùn ra nhiều hơn, dẫn đến các gờ lớn và lật ngược ở cả hai phía của mối hàn; nếu lượng đùn ra quá nhỏ, hầu như không có tia lửa bắn ra, và các gờ nhỏ và chồng chất lên nhau; khi lượng đùn ra vừa phải, các gờ đùn ra thẳng đứng, và chiều cao thường được kiểm soát ở mức 2,5~3mm. Nếu lượng kim loại đùn ra khi hàn được kiểm soát đúng cách, góc của các đường dòng chảy kim loại của mối hàn sẽ đối xứng từ trên xuống dưới, trái và phải, và góc này nằm trong khoảng 55°~65°. Hình dạng đường dòng chảy kim loại của mối hàn sẽ được cải thiện khi lượng đùn ra được kiểm soát đúng cách.
3 tốc độ hàn
Tốc độ hàn cũng là thông số chính của quá trình hàn, liên quan đến hệ thống gia nhiệt, tốc độ biến dạng của đường hàn và tốc độ kết tinh của các nguyên tử kim loại. Đối với hàn tần số cao, chất lượng hàn tăng lên khi tốc độ hàn tăng, vì việc rút ngắn thời gian gia nhiệt làm thu hẹp chiều rộng vùng gia nhiệt ở mép và rút ngắn thời gian hình thành oxit kim loại; nếu tốc độ hàn giảm, không chỉ vùng gia nhiệt trở nên rộng hơn, tức là vùng ảnh hưởng nhiệt của mối hàn cũng rộng hơn, và chiều rộng vùng nóng chảy thay đổi theo nhiệt lượng đầu vào, đồng thời các gờ bên trong hình thành cũng lớn hơn. Chiều rộng đường hàn ở các tốc độ hàn khác nhau. Khi hàn ở tốc độ thấp, do lượng nhiệt đầu vào giảm tương ứng, sẽ gây khó khăn trong quá trình hàn. Đồng thời, nó bị ảnh hưởng bởi chất lượng mép tấm và các yếu tố bên ngoài khác, chẳng hạn như từ tính của trở kháng, kích thước góc mở, v.v., và dễ gây ra hàng loạt khuyết tật. Do đó, trong quá trình hàn tần số cao, cần lựa chọn tốc độ hàn nhanh nhất phù hợp với thông số kỹ thuật của sản phẩm trong điều kiện cho phép của công suất thiết bị và trang thiết bị hàn.
4 góc mở
Góc mở, còn được gọi là góc chữ V hàn, là góc giữa mép của dải kim loại trước con lăn ép đùn, như thể hiện trong Hình 6. Thông thường, góc mở dao động từ 3° đến 6°, và kích thước của góc mở chủ yếu được xác định bởi vị trí của con lăn dẫn hướng và độ dày của tấm dẫn hướng. Kích thước của góc chữ V có ảnh hưởng lớn đến độ ổn định và chất lượng hàn. Khi góc chữ V giảm, khoảng cách mép của dải kim loại sẽ giảm, do đó hiệu ứng gần của dòng điện cao tần được tăng cường, có thể giảm công suất hàn hoặc tăng tốc độ hàn và cải thiện năng suất. Nếu góc mở quá nhỏ, nó sẽ dẫn đến hàn sớm, tức là điểm hàn sẽ bị ép và nóng chảy trước khi đạt đến nhiệt độ, dễ hình thành các tạp chất và khuyết tật hàn nguội trong mối hàn, làm giảm chất lượng mối hàn. Mặc dù công suất tiêu thụ tăng lên khi góc chữ V tăng, nhưng nó có thể đảm bảo sự ổn định của việc gia nhiệt mép dải kim loại trong điều kiện nhất định, giảm tổn thất nhiệt ở mép và giảm vùng ảnh hưởng nhiệt. Trong sản xuất thực tế, để đảm bảo chất lượng mối hàn, góc chữ V thường được kiểm soát ở mức 4°~5°.
5. Kích thước và vị trí của cuộn cảm ứng
Cuộn cảm ứng là một công cụ quan trọng trong hàn cảm ứng tần số cao, kích thước và vị trí của nó ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả sản xuất. Công suất truyền từ cuộn cảm ứng đến ống thép tỷ lệ thuận với bình phương khe hở bề mặt của ống thép. Nếu khe hở quá lớn, hiệu quả sản xuất sẽ giảm đáng kể. Khe hở được chọn khoảng 10mm. Chiều rộng của cuộn cảm ứng được chọn theo đường kính ngoài của ống thép. Nếu cuộn cảm ứng quá rộng, độ tự cảm sẽ giảm, điện áp của cuộn cảm cũng giảm, và công suất đầu ra sẽ giảm; nếu cuộn cảm ứng quá hẹp, công suất đầu ra sẽ tăng, nhưng tổn hao tác dụng của ống và cuộn cảm ứng cũng sẽ tăng. Nói chung, chiều rộng của cuộn cảm ứng là 1-1,5D (D là đường kính ngoài của ống thép) là phù hợp hơn. Khoảng cách giữa đầu trước của cuộn cảm ứng và tâm của con lăn ép đùn bằng hoặc lớn hơn một chút so với đường kính ống, tức là 1-1,2D là phù hợp hơn. Nếu khoảng cách quá lớn, hiệu ứng lân cận của góc mở sẽ bị giảm, dẫn đến khoảng cách gia nhiệt mép quá dài, khiến mối hàn không đạt được nhiệt độ hàn cao hơn; làm giảm tuổi thọ.
6. Vai trò và vị trí của điện trở
Thanh nam châm Emperor được sử dụng để giảm dòng điện tần số cao chảy về phía sau ống thép, đồng thời tập trung dòng điện để làm nóng góc chữ V của dải thép, đảm bảo nhiệt không bị thất thoát do sự nóng lên của thân ống. Nếu không có hệ thống làm mát, thanh nam châm sẽ vượt quá nhiệt độ Curie (khoảng 300 ℃) và mất từ tính. Nếu không có điện trở, dòng điện và nhiệt lượng sinh ra sẽ phân tán xung quanh toàn bộ thân ống, làm tăng công suất hàn và gây quá nhiệt cho thân ống. Điện trở không có tác dụng nhiệt trong phôi ống. Vị trí đặt điện trở có ảnh hưởng lớn đến tốc độ hàn, cũng như chất lượng hàn. Thực tiễn đã chứng minh rằng khi vị trí đầu trước của điện trở nằm chính xác trên đường tâm của con lăn ép, kết quả làm phẳng là tốt nhất. Khi nó vượt quá đường tâm của con lăn ép và kéo dài sang phía bên của máy định cỡ, hiệu quả làm phẳng sẽ giảm đáng kể. Khi điện trở nằm nhỏ hơn đường tâm và lệch về phía con lăn dẫn hướng, độ bền hàn sẽ giảm. Vị trí lý tưởng là đặt điện trở trong phôi ống bên dưới cuộn cảm, và đầu của nó trùng với đường tâm của con lăn ép đùn hoặc được điều chỉnh 20-40mm theo hướng tạo hình, điều này có thể làm tăng trở kháng phía sau của ống, giảm tổn thất dòng điện tuần hoàn và giảm công suất hàn.
7. Kết luận
(1) Kiểm soát hợp lý lượng nhiệt hàn đầu vào có thể đạt được chất lượng mối hàn cao hơn.
(2) Nói chung, nên kiểm soát lượng đùn ở mức 2,5~3 mm. Các gờ đùn thẳng đứng, và mối hàn có thể đạt được độ dẻo dai và độ bền kéo cao.
(3) Kiểm soát góc hàn V ở mức 4°~5° và tạo ra tốc độ hàn cao nhất có thể trong điều kiện cho phép của công suất thiết bị và thiết bị hàn, điều này có thể giảm thiểu sự xuất hiện của một số khuyết tật và đạt được chất lượng hàn tốt.
(4) Chiều rộng của cuộn cảm ứng là 1-1,5D đường kính ngoài của ống thép và khoảng cách từ tâm của con lăn ép đùn là 1-1,2D, có thể cải thiện hiệu quả sản xuất.
(5) Đảm bảo đầu trước của điện trở nằm chính xác trên đường tâm của con lăn ép để có được độ bền kéo mối hàn cao và hiệu quả làm phẳng tốt.
Thời gian đăng bài: 27/12/2022