그만큼고주파 강관용접 장치는 전체 고주파 용접(HFW) 생산 라인의 핵심 장비이며 가장 높은 수준의 기술 전문성을 요구합니다. 부적절한 조정은 용접된 강관의 품질에 직접적인 영향을 미칩니다. 본 글에서는 5롤 압출 용접을 예로 들어 고주파 용접에서 흔히 발생하는 문제점과 그 원인을 자세히 설명합니다.
첫째, 외부 버 모양
외부 버는 판재 가장자리의 고주파 가열 및 압출에 의해 형성됩니다. 외부 버의 형상은 용접 압출량, 용접 출력, 판재 가장자리 형상 등의 요인에 영향을 받습니다. 따라서 외부 버의 형상은 용접 품질을 판단하는 가장 직관적인 지표이며, 용접 품질을 평가하는 데 활용될 수 있습니다.
1. 균일한 외부 버: 압출된 금속 버가 버섯 모양을 형성하여 변형된 금속 버와 겹치고 부분적으로 합쳐질 때 양호한 외부 버 형상이 얻어집니다. 이는 적당히 넓은 열영향부를 가진 용접부를 형성합니다.
2. 평평한 외부 버: 압출된 금속 버는 변형된 금속 버 위에 박편 형태로 나타나 용접된 강관 표면에 평평하게 놓인 호 모양의 버를 형성합니다. 이러한 현상은 용접 열영향부의 폭을 과도하게 넓히는 원인이 될 수 있습니다. 변형된 금속 버가 상대적으로 많고 압출된 금속 버가 상대적으로 적거나 없는 경우, 용접부에서 불순물이 제거되지 않아 평탄화 시험 중 균열이 발생할 수 있습니다. 두 경우 모두 용접 열영향부의 폭을 과도하게 좁히는 원인이 될 수 있습니다.
원인: 일반적으로 압출 속도가 일정할 때 용접 출력이 높을수록 전체 외부 버 부피에서 압출된 금속 버의 비율이 높아지고 버의 형상이 더 평평해집니다. 반대로 압출 속도가 높을수록 전체 외부 버 부피에서 변형된 금속 버의 비율이 높아지고 버가 더 수직에 가까워집니다. 압출 속도가 낮으면 용접 품질을 확보하기 위해 낮은 용접 출력이 필요하고, 반대로 압출 속도가 높으면 용접 품질을 확보하기 위해 높은 용접 출력이 필요합니다. 그러나 압출 속도가 너무 낮으면 용접 개재물 제거가 어려워지고, 압출 속도가 너무 높으면 용융 금속이 과도하게 압출되어 냉간 용접이 발생할 수 있습니다.
3. 경사진 외부 버. 원인: 맞대기 용접 중 두 판재 가장자리의 정렬 불량으로 인해 응력 상태가 달라지고, 용융 금속이 밀려나와 원래 위치에서 벗어나게 됩니다.
둘째, 스트립 가장자리 형상이 용접 품질에 미치는 영향.
1. 스트립 가장자리 형태. 스트립 가장자리 형태를 결정하는 방법:
반용접 시험: 고주파수에서 반용접 시편을 채취합니다. 반용접 시편이란 맞대기 용접에서 용융 용접으로 전환되는 맞대기 용접 모서리 부분을 말합니다. 편평 시험기를 사용하여 반용접 시편을 용접 이음매를 따라 파단하면 용융된 부분과 용융되지 않은 부분, 두 개의 뚜렷한 영역이 나타납니다. 용융된 부분의 파단면은 은백색으로 나타나고, 용융되지 않은 부분은 청흑색으로 나타납니다. 두 영역의 경계는 C자형 곡선을 이룹니다.
2. 고주파 용접 금속 조직 검사에서 상부 및 하부 유선 각도의 정도를 관찰합니다. 일반적으로 하부 유선 각도가 상부 유선 각도보다 크면 양의 V자형이 관찰되고, 상부 및 하부 유선 각도가 같거나 거의 같으면 I자형이 관찰되며, 상부 유선 각도가 하부 유선 각도보다 크면 역 V자형이 관찰됩니다.
3. 모서리 형상 및 조정 불량. 판재 모서리의 정렬 불량(겹침 용접이라고도 함)은 용접 품질에 영향을 미치는 중요한 요소입니다. 조정이 제대로 되지 않아 정렬 불량이 발생하면 용접부의 유효 벽 두께가 감소하여 응력 집중이 쉽게 발생할 수 있습니다.
강관 용접 중 정렬 불량의 원인은 다음과 같습니다.
(1) 대부분의 경우 이는 두 압출 상부 롤러의 높이 차이로 인해 발생합니다. 따라서 압출 상부 롤러 중 하나의 높이를 조정하여 수정할 수 있습니다.
(2) 때때로 이는 용접 압출 에지 롤러의 높이 차이로 인해 발생합니다. 이는 압출 에지 롤러 프레임의 바닥이나 측면에 금속 개스킷을 추가하거나 제거하여 수정할 수 있습니다.
용접된 판재 가장자리의 각도 차이로 인한 정렬 불량. 이러한 정렬 불량은 용접 버가 한쪽으로 쏠리는 현상을 쉽게 유발할 수 있습니다. 고주파 용접 금속 조직 검사에서 용융선이 휘어지거나 용융선 좌우측의 유선 각도가 비대칭적으로 나타나는 것을 확인할 수 있습니다. 이러한 정렬 불량의 원인은 다음과 같습니다.
(1) 용접 압출 상부 롤러의 위치가 용접 강관의 롤링 중심을 따라 비대칭이 되어 두 압출 상부 롤러가 두 판 가장자리에 불균등한 힘을 가하게 됩니다. 압출 상부 롤러 프레임을 수평으로 조정하여 압출 상부 롤러가 동시에 좌우로 이동하도록 하고, 최종적으로 용접부가 압출 상부 롤러의 중심에 위치하도록 할 수 있습니다(그림 12). (2) 두 압출 측면 롤러의 높이가 다르거나 압출 롤러 프레임이 기울어져 있습니다.
(3) 판 가장자리 품질 이유. 스트립에 낫 모양 굽힘이나 물결 모양 굽힘과 같은 결함이 있거나 스트립 가장자리의 한쪽이 마모되었습니다.
용접부 비틀림의 원인:
(1) 두 용접측 롤러의 높이가 다르면 수평 롤러 프레임의 바닥이나 측면에 금속 개스킷을 추가하거나 제거하여 이를 수정할 수 있습니다.
(2) 용접 강관의 롤링 중심을 따라 두 압출측 롤러의 위치가 비대칭이 되어 두 압출측 롤러가 튜브 빌릿에 가하는 힘이 불균등해지면서 튜브 빌릿이 비틀어지게 됩니다.
(3) 마무리 롤러의 베어링이나 가이드 플레이트가 손상되어 용접부의 비틀림을 제어할 수 없게 됩니다.
(4) 가이드 롤러의 위치가 수직 방향으로 너무 높게 조정되어 가이드 롤러 구멍의 일부만 강재와 접촉하게 되어 강재에 가해지는 힘이 너무 적어 롤러의 비틀림을 제어할 수 없거나 가이드 롤러 또는 베어링이 손상됩니다. 셋째, 강관의 함몰 및 구멍에는 두 가지 유형이 있습니다. 하나는 롤러 위치 조정이 부적절하여 발생하는 선형 함몰이고, 다른 하나는 롤러 마모로 인해 발생하는 돌출부로 인해 발생하는 초승달 모양의 함몰입니다. 강관의 구멍은 일반적으로 롤러의 돌출부와 롤러에 부착된 산화 스케일로 인해 발생합니다.
1. 선형 압입
(1) 연속적인 선형 함몰: 롤러 사이의 롤러 위치의 불일치로 인해 발생합니다. 롤러 간격 사이에 자주 나타납니다. 상부 롤러와 측면 롤러 사이의 함몰이 가장 흔합니다. 또한 측면 롤러와 하부 롤러 사이에도 함몰이 발생할 수 있습니다.
원인: 일반적으로 측면 롤러와 상단 롤러의 위치가 제대로 맞춰지지 않아 발생합니다.
조정 방법: 상부 압출 롤러의 위치를 높이거나 양쪽 측면 롤러 사이의 거리를 줄여서 조정할 수 있습니다.
원인: 일반적으로 측면 롤러와 하단 롤러의 위치가 제대로 맞춰지지 않아 발생합니다.
조정 방법: 하부 압출 롤러의 위치를 낮추거나 양쪽 측면 롤러 사이의 거리를 줄여서 조정할 수 있습니다.
원인 및 해결 방법:
a. 상부 압출 롤러 중 하나의 높이가 너무 낮습니다. 해당 상부 압출 롤러의 높이를 조정하십시오.
b. 압출 측면 롤러의 위치는 비대칭입니다. 작용하는 힘의 차이로 인해 압흔이 발생하는 쪽의 측면 롤러 위치를 조이거나, 압흔이 발생하지 않는 쪽의 측면 롤러 위치를 느슨하게 할 수 있습니다.
c. 측면 롤러는 높이 차이로 인해 발생합니다.
d. 압출 상부 롤러 두 개와 용접부 사이의 거리가 압출 상부 롤러의 정렬 불량으로 인해 불균등합니다. 압출 상부 롤러 프레임을 수평으로 조정하십시오.
(2) 불연속적인 선형 함몰 일반적인 원인:
a. 일반적으로 롤러 베어링이 손상됩니다.
b. 분할 롤러의 경우, 롤러 나사의 부분적인 파손으로 인해 롤러 부품이 원래 위치에서 벗어납니다.
2. 초승달 모양 함몰부 일반적으로 롤러 표면이 마모되고 접촉면이 고르지 않게 되면 강관에 초승달 모양의 함몰부가 생깁니다. 이러한 초승달 모양 함몰부는 보통 롤러 반경이 가장 큰 위치에 나타납니다. 이는 해당 위치에서 롤러의 선속도가 가장 크고 마찰력이 가장 크기 때문입니다. 초승달 모양 함몰부는 온라인 연삭을 통해 제거할 수 있습니다.
3. 구덩이
원인 1: 롤의 돌출부로 인해 강관에 움푹 들어간 자국이 생깁니다. 원인은 초승달 모양의 움푹 들어간 자국의 경우와 동일합니다.
원인 2: 사이징 롤러로 인한 함몰. 용접 이음매의 중주파 열처리로 인해 다량의 산화 스케일이 형성됩니다. 이 스케일은 사이징 롤러를 통과하면서 롤러 표면에 달라붙습니다. 에멀젼 스프레이 위치가 부적절하거나 에멀젼 유량이 너무 적으면 스케일이 제대로 씻겨 나가지 않습니다. 시간이 지남에 따라 스케일이 축적되어 결국 용접된 강관의 용접 이음매 근처에 함몰이 발생합니다.
넷째: 고주파 스파크
고주파 용접에서는 고주파 스파크 발생이 매우 흔하며, 이는 용접 품질에 심각한 영향을 미치고 용접 장비의 가동 중단을 초래할 수도 있습니다.
일반적인 원인:
1. 에멀젼에 함유된 금속 산화물 불순물로 인해, 일부 금속 산화물은 롤 냉각 과정에서 절연 부품 간에 전기적 접촉을 일으킬 수 있습니다.
2. 절단 후 판재 가장자리에 생긴 버. 판재 가장자리의 버는 V자형 앵글 용접 전에 쉽게 겹쳐져 스파크를 발생시킬 수 있습니다.
3. FP 롤러를 장기간 사용하면 밀봉 블레이드가 심하게 마모되어 블레이드 하단에 홈이 생깁니다. 이 홈과 마모되지 않은 부분 사이의 단차로 인해 전단력이 발생하여 플레이트 가장자리에 버(burr)가 생깁니다. 이러한 버는 V자형 앵글이 용접되기 전에 서로 겹쳐지면서 스파크를 발생시킵니다.
4. 장기간 작동 시 유도 코일 주변에 쌓인 먼지는 쉽게 접촉 불량 및 스파크를 유발할 수 있습니다.
5. 유도 장치 구성 요소의 부적절한 설치는 장기간 작동으로 인해 연결 불량이나 절연 구성 요소 손상을 초래할 수 있습니다.
강관 성형 용접 품질에는 스트립 모서리 형상, 정렬 불량, 내외부 버(burr) 형성, 용접 돌출, 용접 온도, 임피던스, 냉각수, 고주파 용접 금속 조직 검사 등 여러 요인이 영향을 미칩니다. 성형 용접에 영향을 미치는 모든 요인을 종합적으로 이해해야만 용접 상태를 신속하고 정확하게 평가할 수 있습니다.
게시 시간: 2025년 10월 21일