Анализ элементов процесса, влияющих на высокочастотную прямошовную сварную стальную трубу

Основные параметры процесса высокочастотной прямошовная сварная труба включают сварочное тепловложение, сварочное давление, скорость сварки, угол раскрытия, положение и размер индукционной катушки, положение импеданса и т. д. Эти параметры оказывают большее влияние на повышение качества высокочастотной сварной трубной продукции, эффективность производства и мощность единицы. Сопоставление различных параметров может позволить производителям получить значительную экономическую выгоду.

1. Тепловложение при сварке: при высокочастотной сварке прямошовных труб мощность сварки определяет количество погонной энергии при сварке. При постоянных внешних условиях и недостаточном подводе тепла кромка нагретой полосы не может достичь температуры сварки и остается постоянной. Такая твердая структура образует холодный сварной шов и не подлежит даже сварке. Непровар, вызванный подводом сварочного тепла, слишком мал. Это отсутствие сплавления обычно проявляется в виде невыполнения испытания на сплющивание, разрыва стальной трубы во время гидравлического испытания или растрескивания сварного шва при выпрямлении стальной трубы. Это серьезный дефект. Кроме того, на тепловложение при сварке будет влиять качество кромки полосы. Например, если на краю полосы имеются заусенцы, заусенцы вызовут возгорание еще до того, как попадут в место сварки экструзионного ролика, что приведет к потере сварочной мощности и уменьшению подвода тепла. Маленький размер, приводящий к непроплавленным или холодным сварным швам. Когда подаваемое тепло слишком велико, край нагретой полосы превышает температуру сварки, что приводит к перегреву или даже пережогу, и сварной шов трескается после напряжения, а иногда расплавленный металл разбрызгивается и образует отверстия из-за разрушения сварного шва. Песчаные ямы и отверстия, образовавшиеся в результате чрезмерного тепловложения, эти дефекты в основном проявляются в виде неквалифицированных испытаний на сплющивание под углом 90°, неквалифицированных испытаний на удар, а также разрыва или протечки стальной трубы во время гидравлического испытания.

2. Сварочное давление (уменьшение диаметра). Сварочное давление является основным параметром процесса сварки. После того, как край полосы нагревается до температуры сварки, атомы металла объединяются, образуя сварной шов под действием экструзионной силы экструзионного ролика. Величина сварочного давления влияет на прочность и вязкость сварного шва. Если приложенное сварочное давление слишком мало, сварочная кромка не может быть полностью расплавлена, а остаточные оксиды металлов в сварном шве не могут выделяться с образованием включений, что значительно снижает прочность сварного шва, и сварной шов легко растрескивается после находиться в стрессе; Если приложенное сварочное давление слишком велико, большая часть металла, достигшего температуры сварки, будет выдавлена, что не только снижает прочность и вязкость сварного шва, но также приводит к появлению таких дефектов, как чрезмерные внутренние и внешние заусенцы или сварка внахлест. Сварочное давление обычно измеряется и оценивается по изменению диаметра стальной трубы до и после экструзионного ролика, а также по размеру и форме заусенцев. Влияние силы сварочной экструзии на форму заусенцев. Сварочное выдавливание слишком велико, разбрызгивание большое, а выдавливаемого расплавленного металла больше, заусенцы большие и перевернуты с обеих сторон сварного шва; объем экструзии слишком мал, брызг почти нет, заусенцы маленькие и скапливаются; степень экструзии. Когда она умеренная, экструдированные заусенцы располагаются вертикально, а высота обычно контролируется на уровне 2,5–3 мм. Если величина сварочной экструзии правильно контролируется, угол обтекания металла сварного шва будет симметричным сверху вниз, слева и справа, а угол составляет 55–65 °. Металл упрощает форму сварного шва, если правильно контролировать величину экструзии.

3 Скорость сварки. Скорость сварки также является основным параметром процесса сварки, который связан с системой нагрева, скоростью деформации сварного шва и скоростью кристаллизации атомов металла. При высокочастотной сварке качество сварки повышается с увеличением скорости сварки, поскольку сокращение времени нагрева сужает ширину зоны краевого нагрева и сокращает время образования оксидов металлов; если скорость сварки уменьшить, то не только зона нагрева становится шире, то есть зона термического влияния сварного шва становится шире, а ширина зоны плавления изменяется с подводимым теплом, а также образуются внутренние заусенцы. . Ширина линии сварки при различных скоростях сварки. При сварке на низкой скорости из-за соответствующего снижения тепловложения возникнут трудности со сваркой. В то же время на него влияет качество края платы и другие внешние факторы, такие как магнетизм импеданса, размер угла раскрытия и т. д., и легко вызвать ряд дефектов. Поэтому при высокочастотной сварке следует выбирать наибольшую для производства скорость сварки в соответствии с характеристиками изделия в условиях, допускаемых мощностью установки и сварочным оборудованием.

4 Угол открытия: Угол открытия также называется углом V сварки, который относится к углу между краем полосы перед экструзионным роликом, как показано на рисунке 6. Обычно угол открытия варьируется от 3 ° до 6 °, а размер угла открытия в основном определяется положением направляющего ролика и толщиной направляющего листа. Размер угла V оказывает большое влияние на стабильность и качество сварки. Когда угол V уменьшается, расстояние до края полосы уменьшается, поэтому эффект близости высокочастотного тока усиливается, что может снизить мощность сварки или увеличить скорость сварки и повысить производительность. Если угол раскрытия слишком мал, это приведет к преждевременной сварке, то есть точка сварки будет сжиматься и сплавляться до достижения температуры, а в сварном шве легко образовываются включения и дефекты холодной сварки, что снижает качество. сварного шва. Хотя энергопотребление увеличивается при увеличении угла V, это может обеспечить стабильность нагрева кромки полосы при определенных условиях, уменьшить потери тепла кромки и уменьшить зону термического влияния. На реальном производстве, чтобы гарантировать качество сварного шва, угол V обычно контролируется в пределах 4–5°.

5 Размер и положение индукционной катушки. Индукционная катушка является важным инструментом высокочастотной индукционной сварки, а ее размер и положение напрямую влияют на эффективность производства. Мощность, передаваемая индукционной катушкой стальной трубе, пропорциональна площади поверхностного зазора стальной трубы. Если разрыв слишком велик, эффективность производства резко снизится. Зазор выбирается в районе 10мм. Ширина индукционной катушки выбирается в соответствии с внешним диаметром стальной трубы. Если индукционная катушка будет слишком широкой, ее индуктивность уменьшится, напряжение дросселя также уменьшится, а выходная мощность уменьшится; если индукционная катушка слишком узкая, выходная мощность увеличится, но активные потери на обратной стороне трубки и индукционной катушке также уменьшатся. Увеличивать. Обычно ширина индукционной катушки составляет 1–1,5D (D — внешний диаметр стальной трубы), что является более подходящим. Расстояние между передним концом индукционной катушки и центром экструзионного ролика равно или немного больше диаметра трубы, то есть больше подходит 1-1,2D. Если расстояние слишком велико, эффект близости угла раскрытия будет уменьшен, что приведет к слишком большому расстоянию нагрева кромки, так что паяное соединение не сможет получить более высокую температуру сварки; срок службы.

6 Функция и положение резистора: магнитный стержень резистора используется для уменьшения высокочастотного тока, протекающего к задней части стальной трубы, и в то же время концентрирует ток для нагрева угла V стальной полосы. гарантировать, что тепло не будет теряться из-за нагрева тела трубы. Если охлаждение отсутствует, магнитный стержень превысит температуру Кюри (около 300 ℃) и потеряет свой магнетизм. Без резистора ток и наведенное тепло будут рассеиваться по всему телу трубы, увеличивая мощность сварки и вызывая перегрев корпуса. Теплового воздействия резистора в трубной заготовке нет. Расположение резистора оказывает большое влияние не только на скорость сварки, но и на качество сварки. Практика доказала, что, когда положение переднего конца резистора находится точно на центральной линии экструзионного вала, результат выравнивания является лучшим. Когда он превышает центральную линию прижимного ролика и простирается в сторону калибровочной машины, эффект выравнивания будет значительно уменьшен. Когда оно меньше центральной линии и находится сбоку от направляющего ролика, прочность сварки снижается. Положение заключается в том, что импеданс помещен в заготовку трубки под индуктором, а его головка совпадает с центральной линией экструзионного ролика или отрегулирована на 20-40 мм в направлении формования, что может увеличить обратное сопротивление трубки, уменьшить его. потеря циркулирующего тока и снижение мощности сварки.