Quels sont les facteurs affectant la qualité des tubes en acier soudés à haute fréquence

Dans le processus de production de tubes en acier soudés à haute fréquence , pour garantir que la qualité du produit répond aux exigences des normes techniques et aux besoins des clients, il est nécessaire d'analyser les facteurs affectant la qualité du produit pendant le processus de production de tubes en acier. Les facteurs affectant la qualité des tubes en acier soudés à haute fréquence pendant la production comprennent sept aspects : les matières premières, le processus de soudage, l'ajustement des rouleaux, le matériau du rouleau, la panne de l'équipement, l'environnement de production et d'autres raisons. Parmi ceux-ci, les principaux facteurs d'influence sont les matières premières, le processus de soudage et l'ajustement des rouleaux. Les quatre autres facteurs (matériau du rouleau, panne d'équipement, environnement de production et autres raisons) sont relativement mineurs. Par conséquent, dans le processus de production de tubes en acier, les trois aspects clés que sont les matières premières, le processus de soudage et l'ajustement des rouleaux doivent être soigneusement contrôlés.

Premièrement, quelle influence les matières premières ont-elles sur la qualité du soudage des tubes en acier ?

(1) L'influence des propriétés mécaniques des bandes d'acier sur la qualité des tubes en acier.

L'acier couramment utilisé pour les tubes en acier soudés est l'acier de construction au carbone, avec les principales nuances comprenant Q195, Q215, Q235, SPCC, SS400, SPHC, etc. Une limite d'élasticité et une résistance à la traction excessivement élevées de la bande d'acier entraîneront des difficultés dans la formation de la bande d'acier, en particulier lorsque la paroi du tuyau est épaisse, que le matériau a une force de retour élastique importante et que le tube en acier a une contrainte de déformation importante pendant le soudage, ce qui rend le cordon de soudure sujet à la fissuration. Lorsque la résistance à la traction de la bande d'acier dépasse 635 MPa et que l'allongement est inférieur à 10 %, le cordon de soudure a tendance à s'écailler pendant le processus de soudage. Lorsque la résistance à la traction est inférieure à 300 MPa, la bande d'acier a tendance à se froisser en surface pendant le processus de formage en raison du matériau mou. On peut voir que les propriétés mécaniques du matériau ont une grande influence sur la qualité du tube en acier et que la qualité du tube en acier doit être efficacement contrôlée du point de vue de la résistance du matériau.

(2) L'influence des défauts de surface des bandes d'acier sur la qualité des tuyaux en acier.

Les défauts courants de surface des bandes d'acier comprennent la cambrure, la forme ondulée et le cisaillement longitudinal. Les formes de cambrure et d'ondulation se produisent généralement pendant le processus de laminage à froid des bandes d'acier et sont causées par un contrôle inapproprié de la quantité de réduction. Pendant le processus de formage du tube en acier, la cambrure et les formes ondulées entraîneront une déviation ou un renversement de la bande, ce qui peut facilement provoquer un soudage par recouvrement du cordon de soudure du tube en acier et affecter la qualité du tube en acier. L'écaillage des bords de la bande d'acier (c'est-à-dire le bord dentelé et irrégulier de la bande d'acier) se produit généralement sur la bande à refendre, provoqué par des lames émoussées ou émoussées du disque de la machine à refendre. En raison de l'écaillage des bords, des sections manquantes localisées se produisent fréquemment, rendant la bande d'acier sujette aux fissures et aux fissures pendant le soudage, affectant ainsi la stabilité de la qualité de la soudure.

(3) Influence de la géométrie des bandes d'acier sur la qualité des tuyaux en acier.

Lorsque la largeur de la bande d'acier est inférieure à l'écart admissible, la pression d'extrusion pendant le soudage du tuyau d'acier diminue, ce qui entraîne des soudures faibles au niveau de la soudure du tuyau d'acier, conduisant à des fissures ou à des tuyaux ouverts. Lorsque la largeur de la bande d'acier est supérieure à l'écart admissible, la pression d'extrusion pendant le soudage du tuyau d'acier augmente, ce qui entraîne des défauts de soudage tels que des pointes pointues, des soudures à recouvrement ou des bavures au niveau de la soudure du tuyau d'acier. Par conséquent, les fluctuations de la largeur de la bande d'acier affectent non seulement la précision du diamètre extérieur du tuyau en acier, mais affectent également sérieusement la qualité de surface du tuyau en acier. Pour les tubes en acier nécessitant une variation d'épaisseur de paroi dans la même section ne dépassant pas une valeur spécifiée (c'est-à-dire les tubes exigeant une uniformité élevée de l'épaisseur de paroi), les fluctuations de l'épaisseur de la bande d'acier transféreront toute variation d'épaisseur excessive dans la même bobine de bande d'acier au tube en acier fini, provoquant le dépassement de la tolérance autorisée et le rejet d'un grand nombre de tubes. Les fluctuations d'épaisseur affectent non seulement la précision de l'épaisseur du tube en acier fini, mais également, en raison de l'épaisseur incohérente de la bande d'acier, conduisent à une pression d'extrusion et à une température de soudage instables pendant le soudage, ce qui entraîne une qualité de soudure incohérente. De plus, les défauts internes des matériaux tels que les inclusions, les impuretés et les trous d'épingle dans l'acier sont également des facteurs importants affectant la qualité des tuyaux. Par conséquent, avant de souder la bande d’acier, la qualité de surface et les dimensions géométriques de chaque bobine doivent être inspectées. Les bandes d'acier qui ne répondent pas aux exigences standard ne doivent pas être produites pour éviter des pertes inutiles.

Deuxièmement, l’impact du processus de soudage sur la qualité des tubes en acier soudés à haute fréquence.

(1) Contrôle de l'écartement des soudures.

Une fois que la bande d'acier entre dans l'unité de soudage de tuyaux en acier, elle est formée par le rouleau de formage et orientée par le rouleau de guidage, formant une ébauche de tuyau en acier circulaire avec un espace ouvert. La quantité d'extrusion du rouleau d'extrusion est ajustée pour contrôler l'espace de soudure entre 1 et 3 mm et pour maintenir les deux extrémités de la soudure affleurantes. Si l'espace de soudure est trop grand, cela entraînera un mauvais soudage, une fusion incomplète ou des fissures ; si l'espace de soudure est trop petit, la chaleur excessive fera brûler la soudure, éclaboussera le métal en fusion et affectera la qualité du soudage.

(2) Réglage de la position de la bobine d'induction haute fréquence.

La bobine d'induction doit être placée sur la même ligne centrale que le tuyau en acier. La distance entre l'extrémité avant de la bobine d'induction et la ligne centrale du rouleau d'extrusion doit être aussi proche que possible des spécifications des tuyaux en acier, sans brûler le rouleau d'extrusion. Si la bobine d'induction est trop éloignée du rouleau d'extrusion, le temps de chauffage effectif est plus long, la zone affectée thermiquement est plus large et la résistance de la soudure du tuyau en acier diminue, ou elle n'est pas complètement pénétrée ; à l’inverse, la bobine d’induction a tendance à griller le rouleau d’extrusion.

(3) Ajustement de la position du dispositif d'impédance

Un dispositif d'impédance est une ou un groupe de tiges magnétiques spéciales pour tuyaux en acier soudés. La section transversale du dispositif d'impédance ne doit généralement pas être inférieure à 70 % de la section transversale du diamètre intérieur du tuyau en acier. Sa fonction est de former une boucle d'induction électromagnétique avec la bobine d'induction, le bord du cordon de soudure de l'ébauche de tuyau et la tige magnétique, générant un effet de proximité. La chaleur des courants de Foucault est concentrée près du bord du cordon de soudure de l'ébauche de tuyau, de sorte que le bord de l'ébauche de tuyau est chauffé à la température de soudage. Le dispositif d'impédance doit être placé dans la section de chauffage en forme de V et l'extrémité avant doit être au centre du rouleau d'extrusion, de sorte que sa ligne centrale soit cohérente avec la ligne centrale du tuyau. Si le dispositif d'impédance n'est pas placé correctement, cela affectera la vitesse de soudage et la qualité du soudage du tuyau en acier soudé, provoquant des fissures dans le tuyau en acier.

Troisièmement, quelle influence les paramètres du processus de soudage à haute fréquence ont-ils sur la qualité des tubes en acier soudés à haute fréquence ?

L'apport de chaleur au cordon de soudure du tube en acier par l'alimentation électrique haute fréquence est appelé chaleur d'apport. Lorsque l'énergie électrique est convertie en énergie thermique, la formule pour l'apport de chaleur est la suivante : Q=KI2 Rt (1) où Q : l'apport de chaleur à l'ébauche de tuyau ; K—efficacité de conversion énergétique ; I - courant de soudage ; R-impédance de boucle ; t-temps de chauffage. Temps de chauffage : t = Lv (2), où L est l'entraxe entre la bobine d'induction ou la tête d'électrode et le rouleau d'extrusion ; v est la vitesse de soudage.

Lorsque la chaleur d'entrée à haute fréquence est insuffisante et que la vitesse de soudage est trop rapide, le bord du corps du tuyau chauffé ne peut pas atteindre la température de soudage et l'acier reste dans sa structure solide et ne peut pas être soudé, formant des fissures qui ne sont ni fondues ni pénétrées. Lorsque la chaleur d'entrée à haute fréquence est trop importante et que la vitesse de soudage est trop lente, le bord du corps du tuyau chauffé dépasse la température de soudage, ce qui conduit facilement à une surchauffe ou même à une brûlure, provoquant la rupture de la soudure et entraînant des éclaboussures de métal et des cavités de retrait. D'après les formules (1) et (2), on peut voir que la quantité de chaleur d'entrée à haute fréquence peut être contrôlée en ajustant le courant de soudage à haute fréquence (tension) ou la vitesse de soudage, de sorte que la soudure du tuyau en acier puisse être à la fois pénétrée et non percée, ce qui donne un tuyau en acier avec une excellente qualité de soudage.

Quatrièmement, dans quelle mesure le réglage des rouleaux affecte-t-il la qualité des tubes en acier soudés à haute fréquence ?

Au cours du processus de production, lorsque les rouleaux sont endommagés ou gravement usés, certains rouleaux doivent être remplacés sur l'unité, ou une certaine variété a été produite en continu en quantités suffisantes, et l'ensemble des rouleaux doit être remplacé. À ce stade, les rouleaux doivent être ajustés pour obtenir une bonne qualité de tube en acier. Un réglage incorrect des rouleaux peut facilement provoquer des défauts tels qu'une torsion des joints du tuyau, un soudage par recouvrement, des lignes ondulées sur les bords, des renflements, des indentations ou des rayures sur la surface du tuyau et une ovalité excessive. Par conséquent, les techniques de réglage des rouleaux doivent être maîtrisées lors du changement de rouleaux. La modification des spécifications des tuyaux en acier nécessite généralement le remplacement de l'ensemble des rouleaux. La méthode de réglage du rouleau est la suivante : utilisez un fil d'acier pour tracer une ligne centrale de l'entrée de l'unité à la sortie, et ajustez-la pour garantir que les modèles de passage de chaque support sont sur la même ligne centrale et que la ligne inférieure de formage répond aux exigences techniques. Après avoir modifié les spécifications du rouleau, effectuez d'abord un ajustement complet du rouleau de formage, du rouleau de guidage, du rouleau d'extrusion et du rouleau de calibrage, puis concentrez-vous sur l'ajustement du motif de passage fermé du rouleau de formage, du rouleau de guidage et du rouleau d'extrusion. La fonction du rouleau de guidage est de contrôler la direction du joint du tuyau et la hauteur de la ligne inférieure de la billette, de réduire l'extension des bords, de contrôler le retour élastique du bord de la billette et de garantir que le joint du tuyau est droit et ne se tord pas avant d'entrer dans le rouleau d'extrusion. Si le rouleau de guidage n'est pas correctement ajusté pendant le processus de soudage, des défauts de soudage tels que la torsion des joints des tuyaux, le soudage par recouvrement et les lignes ondulées des bords peuvent facilement se produire. Le rouleau d'extrusion est un élément clé de l'équipement de l'unité de soudage de tuyaux en acier. Sa fonction est de souder sous pression le corps du tube, dont les bords ont été chauffés à la température de soudage, sous la pression d'extrusion du rouleau. Pendant la production, l'angle d'ouverture du rouleau d'extrusion doit être contrôlé. Si la pression d'extrusion est trop faible, la résistance du métal soudé diminue et des fissures se produiront sous contrainte ; si la pression d'extrusion est trop élevée, la résistance de la soudure diminue et la quantité de bavures externes augmente, provoquant facilement des défauts de soudage tels que des soudures par recouvrement. Pendant le démarrage lent de l'unité de soudage de tubes en acier, une attention particulière doit être portée à la rotation des rouleaux dans chaque pièce, et les rouleaux doivent être ajustés si nécessaire pour garantir que la qualité de soudage et les dimensions du processus du tube en acier soudé répondent aux exigences spécifiées.