Tuyau en acier à arc submergéIntroduction au procédé de soudage haute fréquence :
1. Contrôle de l'écart de soudure : Après laminage à chaud, la bande d'acier est acheminée vers l'unité de soudage. Elle est progressivement enroulée pour former une ébauche de tube circulaire avec un écart. Le réglage du rouleau d'extrusion permet de contrôler l'écart entre les soudures entre 1 et 3 mm et d'obtenir des extrémités de soudure affleurantes. Un écart trop important réduit l'effet de proximité, la chaleur générée par les courants de Foucault est insuffisante et la soudure présente une mauvaise adhérence, pouvant entraîner des défauts de fusion ou des fissures. À l'inverse, un écart trop faible augmente l'effet de proximité, la chaleur de soudage est excessive et la soudure risque de brûler ou de former une cavité profonde après extrusion et laminage, ce qui nuit à son aspect.
2. Contrôle de la température de soudage : La température de soudage est influencée par la puissance thermique des courants de Foucault haute fréquence. Cette puissance thermique dépend de la fréquence du courant et est proportionnelle au carré de cette fréquence. La fréquence du courant est elle-même influencée par la tension, le courant, la capacité et l’inductance d’excitation. Inductance = flux magnétique / courant. Dans la formule : f - fréquence d'excitation (Hz) ; C - capacité de la boucle d'excitation (F) ; capacité = courant électrique / tension ; L - inductance de la boucle d'excitation. La fréquence d'excitation est inversement proportionnelle à la racine carrée de la capacité et de l'inductance de la boucle d'excitation. Elle peut être proportionnelle à la racine carrée de la tension et du courant, comme le montre la formule ci-dessus. Il suffit de modifier la capacité, l'inductance, ou la tension et le courant du circuit pour modifier la fréquence d'excitation et ainsi contrôler la température de soudage. Pour l'acier à faible teneur en carbone, un contrôle de la température de soudage entre 1250 et 1460 °C permet d'obtenir une pénétration adéquate pour des épaisseurs de paroi de 3 à 5 mm. De plus, la température de soudage peut également être ajustée en modifiant la vitesse de soudage. Si le bord de la soudure n'atteint pas la température de soudage et que l'apport de chaleur est insuffisant, la structure métallique reste solide, ce qui entraîne une fusion ou une pénétration incomplète. Si l'apport de chaleur est encore insuffisant, le bord de la soudure dépasse la température de soudage. Une surchauffe ou une gouttelette peut se former, et la soudure crée un trou de fusion.
3. Contrôle de la force d'extrusion : Sous l'effet de l'extrusion par le rouleau, les deux bords de l'ébauche de tube sont chauffés à la température de soudage. Les grains de métal qui se forment s'entremêlent et cristallisent, formant ainsi une soudure résistante. Si la force d'extrusion est trop faible, le nombre de cristaux formés sera réduit, la résistance du métal d'apport diminuera et des fissures apparaîtront sous contrainte. À l'inverse, si la force d'extrusion est trop importante, le métal en fusion sera expulsé de la soudure, ce qui réduira non seulement sa résistance, mais aussi la formation de nombreuses bavures internes et externes, voire de défauts tels que des replis de soudure.
4. Réglage de la position de la bobine d'induction haute fréquence : pour un temps de chauffage efficace plus long, la bobine d'induction haute fréquence doit être placée au plus près du galet d'extrusion. Si elle est trop éloignée, la zone affectée thermiquement est plus large et la résistance de la soudure est réduite ; à l'inverse, le bord de la soudure est insuffisamment chauffé et la qualité de la soudure après extrusion est médiocre. La section de l'impédance ne doit généralement pas être inférieure à 70 % de la section du diamètre intérieur du tube. L'effet de proximité permet de concentrer la chaleur générée par les courants de Foucault près du bord de la soudure, chauffant ainsi ce bord à la température de soudage. La résistance est maintenue à l'intérieur du tube par un fil d'acier et sa position centrale doit être relativement proche de celle du galet d'extrusion. Au démarrage, en raison du mouvement rapide du tube vierge, la résistance s'use par frottement contre la paroi interne du tube vierge et doit être remplacée fréquemment.
Sixièmement, des traces de soudure apparaîtront après le soudage et l'extrusion. Comptez sur le mouvement rapide du tube soudé pour éliminer ces traces. Les bavures à l'intérieur du tube soudé ne sont généralement pas nettoyées.
Exigences techniques et inspections des tubes en acier soudés à haute fréquence :
Le diamètre nominal des tubes en acier soudés est de 6 à 150 mm et leur épaisseur nominale de paroi de 2,0 à 6,0 mm. Leur longueur est généralement de 4 à 10 mètres, conformément à la norme GB3092 relative aux tubes en acier soudés pour le transport de fluides à basse pression. La livraison peut se faire à longueur fixe ou par double longueur. La surface des tubes doit être lisse et exempte de défauts tels que plis, fissures, délamination et recouvrements de soudure. Des défauts mineurs comme des rayures, des éraflures, des défauts d'alignement des soudures, des brûlures et des marques sont tolérés, à condition qu'ils ne dépassent pas l'épaisseur de paroi dans le sens inverse. L'épaisseur de la soudure est renforcée et le cordon de soudure interne doit être conforme aux exigences de la norme. Les tubes doivent pouvoir résister à une certaine pression interne et sont soumis à des essais de résistance mécanique, d'aplatissement et de dilatation superficielle. Effectuez un test de pression de 2,5 MPa si nécessaire et maintenez-le pendant une minute sans fuite. Il est convenu d'utiliser la détection de défauts par courants de Foucault au lieu du test hydraulique. La détection de défauts par courants de Foucault est réalisée conformément à la norme GB7735 relative à la méthode d'inspection des défauts par courants de Foucault des tubes en acier. La méthode consiste à fixer la sonde sur le cadre, à maintenir une distance de 3 à 5 mm entre la sonde et le cordon de soudure, puis à balayer le cordon de soudure en détail par un mouvement rapide du tube. Le signal de détection est traité et trié automatiquement par le détecteur de défauts par courants de Foucault afin de déterminer le défaut recherché.
Date de publication : 4 janvier 2023