In 고주파 직선 용접 강관균열은 전체 길이에 걸친 균열, 국부적인 주기적 균열, 불규칙적인 간헐적 균열 등 다양한 형태로 나타날 수 있습니다. 일부 파이프는 용접 후 표면에 균열이 나타나지 않더라도 평탄화, 교정 또는 수압 시험 후에 균열이 발생할 수 있습니다.
고주파 용접 강관의 균열 발생에 영향을 미치는 요인
1. 원자재 품질 불량:
용접 강관 생산에서 원자재 가장자리의 큰 버(burr)와 과도한 폭은 흔히 발생하는 문제입니다. 용접 중 바깥쪽으로 향하는 버는 쉽게 전체 길이에 걸쳐 간헐적인 균열을 유발할 수 있습니다. 과도한 폭과 압출 롤 패스의 과충전은 용접 피치(weld peaches), 큰 외부 용접 흉터, 그리고 작거나 아예 없는 내부 용접 리브(weld rib)를 초래하여 교정 후 균열로 이어질 수 있습니다.
2. 강관 모서리의 필렛 상태:
강관 블랭크 가장자리의 필렛 접합부는 용접 강관 생산에서 흔히 발생하는 문제입니다. 파이프 직경이 작을수록 필렛 접합부는 더욱 심해집니다. 필렛 접합부는 부적절한 성형 및 조정으로 인해 발생합니다. 부적절한 롤 패스 설계, 큰 외부 필렛, 그리고 각도 롤을 사용한 롤 조정은 필렛 용접에 영향을 미치는 주요 요인입니다. 단일 반경 롤 패스는 불량한 성형으로 인한 필렛 용접 문제를 완전히 해결할 수 없습니다. 생산 후반부에 압출 압력을 높이거나 롤 패스가 수직 타원형으로 마모되면 날카로운 모서리가 있는 용접부가 악화되어 심각한 필렛 용접으로 이어질 수 있습니다. 필렛 용접은 대부분의 금속이 위쪽으로 흘러나오게 하여 불안정한 용융 과정을 초래합니다. 이로 인해 금속이 심하게 튀어 오르고 용접 구조가 과열됩니다. 외부 버는 고온에서 발생하고 불규칙하며 부피가 커서 제거하기 어렵습니다. 내부 버는 미미하며, 용접 속도를 아주 조금만 잘못 제어해도 "가짜 용접"이 발생할 수 있습니다. 롤 외부의 큰 필렛은 롤 내부에서 강관 빌릿의 충진을 불충분하게 만들어, 접촉면이 평행에서 "V"자 형태로 변형되게 하고, 결과적으로 내부 파이프에 용접 불량이 발생합니다. 롤 샤프트의 장기간 마모와 베이스 베어링의 마모가 겹치면 두 샤프트 사이의 롤이 기울어지게 되어 압출 압력 부족, 수직 타원형 용접, 그리고 심한 필렛 용접이 발생합니다.
3. 강관 제조 공정 매개변수의 부적절한 선택
고주파 용접 강관 생산의 공정 변수에는 용접 속도(단위 속도), 용접 온도(고주파 출력), 용접 전류(고주파 주파수), 압출 압력(금형 설계 및 재질), 개방 각도(금형 설계 및 재질, 유도 코일 위치), 인덕터(코일 재질, 권선 방향, 위치) 및 임피던스의 크기와 배치 등이 포함됩니다.
(1) 고주파(안정적이고 연속적인) 전력, 용접 속도, 용접 압출 압력 및 개방 각도는 가장 중요한 공정 매개변수이며 합리적으로 일치시켜야 합니다. 그렇지 않으면 강관의 용접 품질에 영향을 미칩니다.
① 속도가 너무 높거나 너무 낮으면 저온 용접이 불완전해지고 고온 과열이 발생하여 강관 용접 부위가 평탄화된 후 균열이 생길 수 있습니다.
② 압출 압력이 부족하면 용접 이음매의 금속이 완전히 압착되지 않아 강관 용접부에 남아있는 불순물이 쉽게 제거되지 않아 강관 용접 강도가 저하됩니다. 반대로 압출 압력이 너무 크면 금속 유동각이 커져 잔류물 제거가 용이해지고 열영향부가 좁아져 용접 품질이 향상됩니다. 그러나 압력이 너무 높으면 큰 불꽃이 튀어 용융된 산화물과 일부 소성 금속층이 함께 압출되어 나올 수 있습니다. 이를 긁어내면 강관 용접부가 얇아져 용접 강도가 저하되고 균열이 발생할 수 있습니다. 따라서 적절한 압출 압력은 강관 용접 품질을 위한 중요한 전제 조건입니다.
③ 개방각이 너무 크면 고주파 근접 효과가 감소하고 와전류 손실이 증가하며 용접 온도가 낮아집니다. 용접 속도를 원래 속도로 유지하면 균열이 발생하고, 개방각이 너무 작으면 용접 전류가 불안정해져 압출 지점에서 작은 폭발(방전 현상)이 발생하여 균열이 형성됩니다.
(2) 인덕터(코일)는 고주파 용접 강관 용접부의 주요 구성 요소입니다. 인덕터와 강관 빌릿 사이의 간격과 개구 폭은 강관의 용접 품질에 큰 영향을 미칩니다.
① 인덕터와 강관 빌릿 사이의 간격이 너무 크면 인덕터의 효율이 급격히 떨어지고, 간격이 너무 작으면 인덕터와 강관 빌릿 사이에 방전이 발생하여 용접 균열이 생기기 쉽고, 강관 빌릿에 의해 손상될 위험도 있습니다.
② 유도기 개구부가 지나치게 넓으면 강관 맞대기 이음매 가장자리의 용접 온도가 낮아집니다. 이로 인해 고속 용접 시 불량 용접이 발생하기 쉽고, 교정 후 균열이 생길 수 있습니다.
고주파 용접 강관 생산에서 용접 균열을 유발하는 요인은 다양하며, 예방 조치 또한 제각기 다릅니다. 고주파 용접 공정에는 수많은 변수가 존재하며, 어느 단계에서든 결함이 발생하면 최종적으로 용접 품질에 영향을 미칠 수 있습니다. 위에서 언급한 것들은 몇 가지 일반적인 원인입니다.
게시 시간: 2025년 9월 25일