Analyse des facteurs de processus affectant les tuyaux soudés à haute fréquence

Les principaux paramètres de processus des tuyaux soudés à haute fréquence comprennent l'apport de chaleur de soudage, la pression de soudage, la vitesse de soudage, l'angle d'ouverture, la position et la taille de la bobine d'induction, la position de l'impédance, etc. Ces paramètres ont un grand impact sur l'amélioration du qualité, efficacité de production et capacité unitaire des tuyaux soudés à haute fréquence. Une bonne adéquation de différents paramètres peut permettre aux fabricants d’obtenir des avantages économiques considérables.

1. Apport de chaleur de soudage
Lors du soudage de tuyaux soudés à couture droite à haute fréquence, la puissance de soudage détermine la quantité de chaleur d'entrée de soudage. Lorsque les conditions extérieures sont certaines et que la chaleur d'entrée est insuffisante, le bord de la bande d'acier chauffée ne peut pas atteindre la température de soudage et conserve néanmoins une structure solide pour former une soudure à froid ou même ne pas fusionner. Non fondu en raison d'un apport de chaleur de soudage trop faible. Lors de la détection, cet état non fondu se manifeste généralement par un test d'aplatissement non qualifié, un éclatement du tuyau en acier pendant le test de pression de l'eau ou une fissuration des soudures pendant le redressage du tuyau en acier, ce qui constitue un défaut plus grave. De plus, l’apport de chaleur du soudage sera également affecté par la qualité du bord de la bande. Par exemple, lorsqu'il y a des bavures sur le bord de la bande, les bavures provoqueront des étincelles avant d'entrer dans le point de soudage du rouleau presseur, entraînant une perte de puissance de soudage et une réduction de l'apport de chaleur, formant ainsi une soudure sans fusion ou à froid. Lorsque la chaleur d'entrée est trop élevée, le bord de la bande chauffée dépasse la température de soudage, ce qui entraîne une surchauffe, voire une combustion excessive. La soudure se fissurera également après avoir été soumise à des contraintes, et parfois le métal en fusion éclaboussera et formera des trous en raison de la rupture de la soudure. Les trous de sable et les trous formés par un apport de chaleur excessif se manifestent principalement par un test d'aplatissement à 90° non qualifié, un test d'impact non qualifié et un éclatement ou une fuite de tuyaux en acier lors d'un test de pression d'eau.

2. Pression de soudage (réduction)
La pression de soudage est l’un des principaux paramètres du processus de soudage. Une fois le bord de la bande chauffé à la température de soudage, les atomes métalliques sont combinés sous la force d'extrusion du rouleau presseur pour former une soudure. La taille de la pression de soudage affecte la résistance et la ténacité de la soudure. Si la pression de soudage appliquée est trop faible, le bord de soudure ne peut pas être complètement fondu et les oxydes métalliques résiduels dans la soudure ne peuvent pas être évacués et former des inclusions, ce qui entraîne une réduction significative de la résistance à la traction de la soudure et la soudure est sujette à fissuration après avoir été stressée ; si la pression de soudage appliquée est trop importante, la majeure partie du métal qui atteint la température de soudage sera expulsée, ce qui non seulement réduit la résistance et la ténacité de la soudure, mais produit également des défauts tels que des bavures internes et externes excessives ou un soudage par recouvrement. La pression de soudage est généralement mesurée et jugée par le changement de diamètre du tuyau en acier avant et après le rouleau d'extrusion ainsi que par la taille et la forme des bavures. L'influence de la force d'extrusion du soudage sur la forme des bavures. Si l'extrusion de soudage est trop grande, les éclaboussures sont grandes et le métal en fusion extrudé est grande, les bavures sont grosses et renversées des deux côtés de la soudure ; si l'extrusion est trop petite, il n'y a presque pas d'éclaboussures et les bavures sont petites et empilées ; lorsque l'extrusion est modérée, les bavures extrudées sont verticales et la hauteur est généralement contrôlée entre 2,5 et 3 mm. Si l'extrusion de soudage est correctement contrôlée, l'angle de rationalisation du métal de la soudure est symétrique de haut en bas, de gauche à droite, et l'angle est de 55°~65°. Le métal rationalise la forme de la soudure lorsque l’extrusion est correctement contrôlée.

3. Vitesse de soudage
La vitesse de soudage est également l’un des principaux paramètres du processus de soudage. Cela est lié au système de chauffage, à la vitesse de déformation de la soudure et à la vitesse de cristallisation des atomes métalliques. Pour le soudage à haute fréquence, la qualité du soudage s’améliore avec l’augmentation de la vitesse de soudage. En effet, le raccourcissement du temps de chauffage rend la largeur de la zone de chauffage périphérique plus étroite et raccourcit le temps de formation de l'oxyde métallique. Si la vitesse de soudage est réduite, non seulement la zone de chauffage devient plus large, c'est-à-dire que la zone de soudure affectée par la chaleur devient plus large, mais la largeur de la zone de fusion change également avec le changement de chaleur d'entrée et les bavures internes se forment. est plus grand. Largeur de ligne de fusion à différentes vitesses de soudage. Lors du soudage à basse vitesse, le soudage sera difficile en raison de la réduction correspondante de la chaleur d'entrée. Dans le même temps, il est facile de provoquer une série de défauts dus à la qualité du bord de la plaque et à d’autres facteurs externes, tels que le magnétisme de l’impédance et la taille de l’angle d’ouverture. Par conséquent, lors du soudage à haute fréquence, la vitesse de soudage la plus rapide doit être sélectionnée autant que possible en fonction des spécifications du produit dans les conditions permises par la capacité de l'unité et l'équipement de soudage.

4. Angle d'ouverture
L'angle d'ouverture est également appelé angle en V de soudage, qui fait référence à l'angle du bord de la bande avant le rouleau d'extrusion, comme le montre la figure 6. Habituellement, l'angle d'ouverture varie entre 3° et 6°. La taille de l'angle d'ouverture est principalement déterminée par la position du rouleau de guidage et l'épaisseur de la feuille de guidage. La taille de l'angle en V a une grande influence sur la stabilité et la qualité du soudage. Lorsque l'angle V est réduit, la distance entre les bords de la bande sera réduite, renforçant ainsi l'effet de proximité du courant haute fréquence, ce qui peut réduire la puissance de soudage, augmenter la vitesse de soudage et améliorer la productivité. Un angle d'ouverture trop petit entraînera un soudage prématuré, c'est-à-dire que le point de soudage sera comprimé et fusionné avant d'atteindre la température, ce qui facilitera la formation de défauts tels que des inclusions et un soudage à froid dans la soudure, réduisant ainsi la qualité de la soudure. Bien que l'augmentation de l'angle V augmente la consommation d'énergie, elle peut garantir la stabilité du chauffage des bords de la bande dans certaines conditions, réduire la perte de chaleur des bords et réduire la zone affectée par la chaleur. En production réelle, pour garantir la qualité de la soudure, l'angle en V est généralement contrôlé entre 4° et 5°.

5. Taille et position de la bobine d'induction
La bobine d'induction est un outil important dans le soudage par induction à haute fréquence, et sa taille et sa position affectent directement l'efficacité de la production. La puissance transmise par la bobine d'induction au tuyau en acier est proportionnelle au carré de l'espace à la surface du tuyau en acier. Si l’écart est trop grand, l’efficacité de la production sera fortement réduite. Si l'écart est trop petit, il est facile de produire des étincelles avec la surface du tuyau en acier ou d'être endommagé par la tête du tuyau en acier. Habituellement, l'écart entre la surface intérieure de la bobine d'induction et le corps du tube est choisi pour être d'environ 10 mm. La largeur de la bobine d'induction est choisie en fonction du diamètre extérieur du tuyau en acier. Si la bobine d'induction est trop large, son inductance diminuera, la tension du capteur diminuera également et la puissance de sortie diminuera ; si la bobine d'induction est trop étroite, la puissance de sortie augmentera, mais la perte active du tube et de la bobine d'induction augmentera également. Généralement, la largeur de la bobine d'induction est plus appropriée entre 1 et 1,5D (D est le diamètre extérieur du tuyau en acier). La distance entre l'extrémité avant de la bobine d'induction et le centre du rouleau d'extrusion est égale ou légèrement supérieure au diamètre du tube, c'est-à-dire que 1 à 1,2D est plus approprié. Si la distance est trop grande, l'effet de proximité de l'angle d'ouverture sera réduit, ce qui entraînera une longue distance de chauffage des bords, de sorte que le point de soudage ne puisse pas obtenir une température de soudage plus élevée ; si la distance est trop petite, le rouleau d'extrusion générera une chaleur d'induction plus élevée, réduisant ainsi sa durée de vie.

6. Le rôle et la position de l'impédance
La barre magnétique d'impédance est utilisée pour réduire le courant haute fréquence circulant à l'arrière du tuyau en acier tout en concentrant le courant et en chauffant l'angle en V de la bande d'acier pour garantir que la chaleur ne sera pas perdue en raison du chauffage du tuyau. corps. Si le refroidissement n’est pas en place, le barreau magnétique dépassera sa température de Curie (environ 300 ℃) et perdra son magnétisme. S'il n'y a pas d'impédance, le courant et la chaleur induite seront dispersés autour de tout le corps du tuyau, augmentant la puissance de soudage et provoquant une surchauffe du corps du tuyau. L'effet thermique de la présence ou de l'absence d'une impédance dans l'ébauche du tuyau. Le placement de l'impédance a une grande influence sur la vitesse de soudage ainsi que sur la qualité du soudage. La pratique a prouvé que lorsque l'extrémité avant de l'impédance se trouve exactement sur la ligne centrale du rouleau d'extrusion, il en résulte un aplatissement. Lorsqu'il dépasse la ligne centrale du rouleau d'extrusion et s'étend sur le côté de la machine de dimensionnement, le résultat d'aplatissement sera considérablement réduit. Lorsqu'il n'atteint pas la ligne médiane mais du côté du rouleau de guidage, la résistance du soudage sera réduite. La position est que l'impédance est placée dans l'ébauche de tuyau sous l'inducteur, et sa tête coïncide avec la ligne centrale du rouleau d'extrusion ou est ajustée de 20 à 40 mm dans la direction de formage, ce qui peut augmenter l'impédance arrière dans le tuyau, réduisez sa perte de courant de circulation et réduisez la puissance de soudage.

7. Conclusion
(1) Un contrôle raisonnable de l’apport de chaleur de soudage peut obtenir une qualité de soudure supérieure.
(2) Il est plus approprié de contrôler le volume d’extrusion entre 2,5 et 3 mm. Les bavures extrudées sont verticales et la soudure peut obtenir une ténacité et une résistance à la traction plus élevées.
(3) Le contrôle de l'angle V de soudage à 4°~5° et la production à une vitesse de soudage plus élevée autant que possible dans les conditions permises par la capacité de l'unité et l'équipement de soudage peuvent réduire l'apparition de certains défauts et obtenir une bonne qualité de soudage.
(4) La largeur de la bobine d'induction est de 1 à 1,5D du diamètre extérieur du tuyau en acier et la distance du centre du rouleau d'extrusion est de 1 à 1,2D, ce qui peut améliorer efficacement l'efficacité de la production.
(5) Assurez-vous que l'extrémité avant de l'impédance se trouve exactement sur la ligne centrale du rouleau d'extrusion, ce qui peut obtenir une résistance à la traction de soudure plus élevée et un bon effet d'aplatissement.