Các thông số quy trình chính của ống hàn thẳng tần số cao bao gồm nhiệt lượng hàn, áp suất hàn, tốc độ hàn, góc mở, vị trí và kích thước cuộn cảm ứng, vị trí trở kháng, v.v. Những thông số này có tác động lớn đến việc cải thiện chất lượng, hiệu quả sản xuất và công suất đơn vị của ống hàn tần số cao. Việc kết hợp tốt các thông số khác nhau có thể giúp nhà sản xuất đạt được lợi ích kinh tế đáng kể.
1. Đầu vào nhiệt hàn
Trong hàn ống thẳng tần số cao, công suất hàn quyết định lượng nhiệt đầu vào hàn. Khi điều kiện bên ngoài nhất định và nhiệt đầu vào không đủ, mép thép dải được nung nóng không thể đạt đến nhiệt độ hàn và vẫn duy trì cấu trúc rắn chắc để tạo thành mối hàn nguội hoặc thậm chí không nóng chảy. Không nóng chảy do nhiệt đầu vào hàn quá ít. Trong quá trình phát hiện, tình trạng không nóng chảy này thường biểu hiện dưới dạng thử nghiệm làm phẳng không đạt yêu cầu, ống thép bị vỡ trong quá trình thử áp lực nước, hoặc nứt mối hàn trong quá trình nắn thẳng ống thép, đây là một lỗi nghiêm trọng hơn. Ngoài ra, nhiệt đầu vào hàn cũng sẽ bị ảnh hưởng bởi chất lượng của mép dải. Ví dụ, khi mép dải có gờ, gờ sẽ tạo ra tia lửa điện trước khi vào điểm hàn con lăn ép, dẫn đến tổn thất công suất hàn và giảm nhiệt đầu vào, do đó tạo thành mối hàn không nóng chảy hoặc hàn nguội. Khi nhiệt đầu vào quá cao, mép dải được nung nóng vượt quá nhiệt độ hàn, dẫn đến quá nhiệt hoặc thậm chí cháy quá mức. Mối hàn cũng sẽ bị nứt sau khi chịu ứng suất, và đôi khi kim loại nóng chảy sẽ bắn tung tóe và tạo thành lỗ do mối hàn bị phá hủy. Các lỗ cát và lỗ hình thành do nhiệt độ đầu vào quá cao chủ yếu biểu hiện qua thử nghiệm làm phẳng 90° không đạt yêu cầu, thử nghiệm va đập không đạt yêu cầu và ống thép bị vỡ hoặc rò rỉ trong quá trình thử áp suất nước.
2. Áp suất hàn (giảm)
Áp lực hàn là một trong những thông số chính của quy trình hàn. Sau khi cạnh dải được nung nóng đến nhiệt độ hàn, các nguyên tử kim loại được kết hợp dưới lực đùn của con lăn ép để tạo thành mối hàn. Độ lớn của áp lực hàn ảnh hưởng đến độ bền và độ dẻo dai của mối hàn. Nếu áp lực hàn tác dụng quá nhỏ, cạnh hàn không thể nóng chảy hoàn toàn và các oxit kim loại còn sót lại trong mối hàn không thể thoát ra và tạo thành tạp chất, dẫn đến giảm đáng kể độ bền kéo của mối hàn và mối hàn dễ bị nứt sau khi chịu ứng suất; nếu áp lực hàn tác dụng quá lớn, hầu hết kim loại đạt đến nhiệt độ hàn sẽ bị ép ra ngoài, điều này không chỉ làm giảm độ bền và độ dẻo dai của mối hàn mà còn tạo ra các khuyết tật như gờ bên trong và bên ngoài quá mức hoặc hàn chồng.
Áp lực hàn thường được đo và đánh giá bằng sự thay đổi đường kính của ống thép trước và sau con lăn đùn và kích thước và hình dạng của gờ. Ảnh hưởng của lực đùn hàn đến hình dạng của gờ. Nếu đùn hàn quá lớn, bắn tóe lớn và kim loại nóng chảy đùn ra lớn, gờ lớn và bị lật ngược ở cả hai mặt của mối hàn; nếu đùn quá nhỏ, hầu như không có bắn tóe và gờ nhỏ và chất đống; khi đùn vừa phải, gờ đùn đùn thẳng đứng và chiều cao thường được kiểm soát ở mức 2,5 ~ 3 mm. Nếu đùn hàn được kiểm soát đúng cách, góc kim loại hợp lý của mối hàn sẽ đối xứng lên xuống, trái và phải và góc là 55 ° ~ 65 °. Kim loại hợp lý hóa hình dạng của mối hàn khi đùn được kiểm soát đúng cách.
3. Tốc độ hàn
Tốc độ hàn cũng là một trong những thông số chính của quy trình hàn. Nó liên quan đến hệ thống gia nhiệt, tốc độ biến dạng mối hàn và tốc độ kết tinh nguyên tử kim loại. Đối với hàn tần số cao, chất lượng hàn được cải thiện khi tốc độ hàn tăng. Điều này là do việc rút ngắn thời gian gia nhiệt làm cho chiều rộng của vùng gia nhiệt cạnh hẹp hơn 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 trở nên rộng hơn, mà chiều rộng của vùng nóng chảy cũng thay đổi theo sự thay đổi của nhiệt đầu vào, và ba via bên trong hình thành cũng lớn hơn. Độ rộng đường hàn ở các tốc độ hàn khác nhau. Khi hàn ở tốc độ thấp, mối hàn sẽ khó hàn do nhiệt đầu vào giảm tương ứng. Đồng thời, dễ gây ra một loạt khuyết tật do chất lượng cạnh tấm và các yếu tố bên ngoài khác, chẳng hạn như từ tính của trở kháng và kích thước của góc mở. Do đó, khi hàn ở tần số cao, tốc độ hàn nhanh nhất nên được lựa chọn càng nhiều càng tốt theo thông số kỹ thuật của sản phẩm trong điều kiện cho phép của công suất thiết bị và thiết bị hàn.
4. Góc mở
Góc mở cũng được gọi là góc V hàn, đề cập đến góc của cạnh dải trước con lăn đùn, như thể hiện trong Hình 6. Thông thường, góc mở thay đổi trong khoảng từ 3° đến 6°. 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 V có ảnh hưởng lớn đến độ ổn định hàn và chất lượng hàn. Khi góc V giảm, khoảng cách giữa các cạnh của dải sẽ giảm, do đó tăng cường hiệu ứng lân cận của dòng điện tần số cao, có thể làm giảm công suất hàn, tăng tốc độ hàn và cải thiện năng suất. Góc mở quá nhỏ sẽ dẫn đến hàn sớm, tức là điểm hàn bị ép và nóng chảy trước khi đạt đến nhiệt độ, dễ hình thành các khuyết tật như tạp chất và hàn nguội trong mối hàn, làm giảm chất lượng mối hàn. Mặc dù việc tăng góc V làm tăng mức tiêu thụ điện năng, nhưng nó có thể đảm bảo độ ổn định của việc gia nhiệt cạnh dải trong một số điều kiện nhất định, giảm tổn thất nhiệt ở cạnh 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° đến 5°.
5. Kích thước và vị trí của cuộn dây cảm ứng
Cuộn dây 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 dây cảm ứng đến ống thép tỷ lệ thuận với bình phương khe hở trên bề mặt ống thép. Nếu khe hở quá lớn, hiệu suất sản xuất sẽ giảm mạnh. Nếu khe hở quá nhỏ, dễ phát tia lửa điện với bề mặt ống thép hoặc bị đầu ống thép làm hỏng. Thông thường, khe hở giữa bề mặt trong của cuộn dây cảm ứng và thân ống được chọn khoảng 10mm. Chiều rộng của cuộn dây cảm ứng được chọn theo đường kính ngoài của ống thép. Nếu cuộn dây cảm ứng quá rộng, độ tự cảm của nó sẽ giảm, điện áp của cảm biến cũng sẽ giảm và công suất đầu ra sẽ giảm; nếu cuộn dây cảm ứng quá hẹp, công suất đầu ra sẽ tăng, nhưng tổn thất chủ động của ống trở lại và cuộn dây cảm ứng cũng sẽ tăng. Nhìn chung, chiều rộng của cuộn dây cảm ứng phù hợp hơn ở mức 1 ~ 1,5D (D là đường kính ngoài của ống thép).
Khoảng cách giữa đầu cuộn cảm ứng và tâm con lăn 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 cận của góc mở sẽ bị giảm, dẫn đến khoảng cách gia nhiệt cạnh quá dài, khiến điểm hàn không thể đạt được nhiệt độ hàn cao hơn; nếu khoảng cách quá nhỏ, con lăn đùn sẽ sinh ra nhiệt cảm ứng cao hơn và làm giảm tuổi thọ của nó.
6. Chức năng và vị trí của trở kháng
Thanh từ trở kháng được sử dụng để giảm dòng điện tần số cao chạy vào mặt sau của ống thép, đồng thời tập trung dòng điện để làm nóng góc V của dải thép nhằm đảm bảo nhiệt không bị mất do thân ống bị nung nóng. Nếu không có bộ phận làm mát, thanh từ sẽ vượt quá nhiệt độ Curie của nó (khoảng 300 ℃) và mất từ tính. Nếu không có trở kháng, dòng điện và nhiệt lượng cảm ứng sẽ phân tán xung quanh toàn bộ thân ống, làm tăng công suất hàn và khiến thân ống bị quá nhiệt. Hiệu ứng nhiệt của việc có hoặc không có trở kháng trong phôi ống. Vị trí của trở kháng có ảnh hưởng lớn đến tốc độ hàn và chất lượng hàn. Thực tế đã chứng minh rằng khi đầu trước của trở kháng nằm chính xác tại đường tâm của con lăn đùn, kết quả sẽ bị dẹt. Khi vượt quá đường tâm của con lăn đùn và kéo dài về phía bên của máy định cỡ, kết quả làm phẳng sẽ giảm đáng kể. Khi nó không chạm đến đường tâm mà ở phía bên của con lăn dẫn hướng, cường độ hàn sẽ giảm. Vị trí đặt trở kháng là đặt trong phôi ống dưới cuộn cảm, và đầu của nó trùng với đường tâm của con lăn đùn hoặc được điều chỉnh 20 đến 40 mm theo hướng tạo hình, có thể làm tăng trở kháng ngược trong ống, giảm tổn thất dòng điện tuần hoàn và giảm công suất hàn.
Thời gian đăng: 08-10-2024