Введение в процесс высокочастотной сваркистальная труба, изготовленная методом дуговой сварки под флюсом:
1. Контроль зазора между сварными швами: После прокатки на нескольких валках полоса подается в сварочный трубопрокатный аппарат. Стальная полоса постепенно прокатывается, образуя заготовку круглой трубы с зазором между швами. Количество экструзионного валка регулируется таким образом, чтобы зазор между сварными швами составлял 1–3 мм, а концы сварного шва были заподлицо. Если зазор слишком велик, эффект сближения будет снижен, будет недостаточно вихревого тепла, и сварной шов не будет непосредственно соединен, что приведет к несплавлению или растрескиванию. Если зазор слишком мал, эффект сближения усилится, тепловыделение при сварке будет слишком велико, и сварной шов может прогореть; возможно, после экструзии и прокатки в сварном шве образуется глубокая ямка, что повлияет на внешний вид сварного шва.
2. Контроль температуры сварки: Согласно формуле, на температуру сварки влияет тепловая мощность высокочастотных вихревых токов. Тепловая мощность высокочастотных вихревых токов зависит от частоты тока, и она пропорциональна квадрату частоты стимулирующего тока; на частоту стимулирующего тока также влияют напряжение, ток, емкость и индуктивность стимулирующего тока. Индуктивность = магнитный поток/ток. В формуле: f — частота возбуждения (Гц); C — емкость в контуре возбуждения (F); емкость = электрический ток/напряжение; L — индуктивность в контуре возбуждения. Частота возбуждения обратно пропорциональна квадратному корню из емкости и индуктивности в контуре возбуждения, она может быть пропорциональна квадратному корню из напряжения и тока, как видно из приведенной выше формулы. Только изменяя емкость, индуктивность или напряжение и ток в контуре, можно изменить величину частоты возбуждения и, следовательно, достичь цели контроля температуры сварки. Для низкоуглеродистой стали температура сварки контролируется в диапазоне 1250–1460 ℃, что соответствует толщине стенки трубки основания 3–5 мм. Кроме того, температуру сварки можно регулировать, изменяя скорость сварки. Край нагретого сварного шва не может достичь температуры сварки при недостатке подводимого тепла. Металлическая структура остается в твердом состоянии, что приводит к неполному сварному шву. Проплавление или неполное проплавление; при недостаточном количестве подводимого тепла край нагретого сварного шва превышает температуру сварки, вызывая перегрев или образование расплавленных капель, что приводит к образованию отверстия в сварном шве.
3. Контроль силы экструзии: Под действием экструзионного ролика два края заготовки трубы нагреваются до температуры сварки. Образующиеся вместе металлические зерна проникают и кристаллизуются друг в друга, образуя в итоге прочный сварной шов. Если сила экструзии слишком мала, количество образующихся вместе кристаллов будет небольшим, прочность сварного шва снизится, и после приложения напряжения возникнет растрескивание; если сила экструзии слишком велика, расплавленный металл будет выдавливаться из сварного шва, что не только снизит прочность сварного шва, но и приведет к образованию множества заусенцев внутри и снаружи, а также к появлению дефектов, таких как сварочные нахлесты.
В-четвертых, регулирование положения высокочастотной индукционной катушки: эффективное время нагрева велико, и высокочастотная индукционная катушка должна располагаться как можно ближе к прижимному ролику. Если индукционная катушка находится далеко от прижимного ролика, зона термического воздействия становится шире, а прочность сварного шва снижается; наоборот, нагрев кромки сварного шва недостаточен, и после экструзии качество формования ухудшается. Площадь поперечного сечения импедансного устройства не должна быть меньше 70% от площади поперечного сечения внутреннего диаметра стальной трубы. Возникает эффект близости, и тепло вихревых токов концентрируется вблизи кромки сварного шва заготовки трубы, нагревая кромку заготовки трубы до температуры сварки. Резистор протягивается в заготовке трубы стальной проволокой, и его центральное положение должно быть относительно зафиксировано близко к среднему положению экструзионного ролика. При запуске, из-за быстрого перемещения заготовки лампы, резистор повреждается из-за трения о внутреннюю стенку заготовки лампы и требует частой замены.
6. После сварки и экструзии сварных швов образуются следы сварки. Благодаря быстрому движению свариваемой трубы эти следы соскабливаются. Заусенцы внутри сварной трубы, как правило, не удаляются.
7. Пример процесса: Параметры процесса: Рассмотрим в качестве примера сварку прямошовной сварной трубы диаметром φ322 мм. Спецификация полосы: ширина 298 мм, полученная путем развертки в соответствии со средним диаметром плюс небольшой припуск на формовку. Материал стали: Q235A. Входное напряжение возбуждения: 150 В. Ток возбуждения: 1,5 А. Частота: 50 Гц. Выходное постоянное напряжение: 11,5 кВ. Ток постоянного тока: 4 А. Частота: 120000 Гц. Скорость сварки: 50 м/мин. Настройка параметров: регулировка выходного напряжения и скорости сварки в режиме реального времени в соответствии с изменением энергии сварочной линии. После фиксации параметров, как правило, их не требуется корректировать.
Требования к квалификации и контроль качества высокочастотной сварки труб:
Номинальный диаметр сварной трубы составляет 6–150 мм, номинальная толщина стенки — 2,0–6,0 мм, а длина сварной трубы — 4–10 метров в соответствии с правилами стандарта GB3092 «Сварные стальные трубы для транспортировки жидкостей низкого давления». Трубы могут поставляться фиксированной или удвоенной длины. Поверхность стальной трубы должна быть смазана, дефекты, такие как складки, трещины, расслоения и нахлесточная сварка, не допускаются. Допускаются незначительные дефекты поверхности стальной трубы, такие как царапины, сколы, смещения сварных швов, следы ожогов и рубцы, не превышающие отрицательного отклонения толщины стенки. Наличие увеличения толщины стенки в сварном шве и внутренних сварных швах соответствует требованиям стандарта. Стальная труба должна выдерживать определенное внутреннее давление, а сварная стальная труба должна быть подвергнута механическим функциональным испытаниям, испытаниям на сплющивание и испытаниям на поверхностное расширение. При необходимости проводится испытание давлением 2,5 МПа, и в течение одной минуты не наблюдается утечек. А. Вместо гидравлического контроля используется вихретоковый контроль. Вихретоковый контроль проводится в соответствии со стандартом GB7735 «Метод вихретокового контроля стальных труб». Метод вихретокового дефектоскопии заключается в закреплении зонда на раме, поддержании расстояния между дефектоскопом и сварным швом 3–5 мм и проведении целенаправленного сканирования сварного шва путем быстрого перемещения стальной трубы. Проводится сортировка для достижения цели дефектоскопии.
Дата публикации: 01.11.2022