กระบวนการเชื่อมท่อเหล็กด้วยอาร์คจุ่มความถี่สูง

1. การควบคุมช่องว่างรอยเชื่อม: เหล็กแผ่นจะถูกส่งไปยังหน่วยเชื่อมท่อหลังจากผ่านการรีดด้วยลูกกลิ้งหลายตัว เหล็กแผ่นจะค่อยๆ ม้วนขึ้นจนเป็นท่อกลมที่มีช่องว่างเปิด ปรับการลดขนาดของลูกกลิ้งอัดขึ้นรูปเพื่อควบคุมช่องว่างระหว่างรอยเชื่อมให้อยู่ที่ 1-3 มม. และทำให้ปลายทั้งสองของรอยเชื่อมเรียบเสมอกัน หากช่องว่างกว้างเกินไป ผลกระทบจากความใกล้ชิดจะลดลง ความร้อนจากกระแสไหลวนจะไม่เพียงพอ และรอยเชื่อมจะยึดติดกันไม่ดี ส่งผลให้ไม่หลอมรวมหรือแตกร้าว หากช่องว่างแคบเกินไป ผลกระทบจากความใกล้ชิดจะเพิ่มขึ้น ความร้อนในการเชื่อมจะมากเกินไป และรอยเชื่อมจะไหม้ หรือรอยเชื่อมจะเกิดเป็นหลุมลึกหลังจากอัดขึ้นรูปและรีด ซึ่งจะส่งผลต่อลักษณะของรอยเชื่อม

2. การควบคุมอุณหภูมิการเชื่อม: ตามสูตรแล้ว อุณหภูมิการเชื่อมได้รับผลกระทบจากกำลังความร้อนของกระแสไหลวนความถี่สูง กำลังความร้อนของกระแสไหลวนความถี่สูงได้รับผลกระทบจากความถี่ของกระแส และกำลังความร้อนของกระแสไหลวนเป็นสัดส่วนกับกำลังสองของความถี่กระตุ้นของกระแส และความถี่กระตุ้นของกระแสได้รับผลกระทบจากแรงดัน กระแส ความจุ และความเหนี่ยวนำของกระแส ค่าความเหนี่ยวนำ = ฟลักซ์แม่เหล็ก/กระแสไฟฟ้า ในสูตร: f คือความถี่กระตุ้น (Hz) C คือค่าความจุในวงจรกระตุ้น (F คือค่าความจุ = กระแสไฟฟ้า/แรงดันไฟฟ้า; L คือค่าความเหนี่ยวนำในวงจรกระตุ้น) ความถี่กระตุ้นแปรผกผันกับรากที่สองของค่าความจุและค่าความเหนี่ยวนำในวงจรกระตุ้น หรืออาจแปรผันตรงกับรากที่สองของแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้า ดังที่เห็นได้จากสูตรข้างต้น การเปลี่ยนค่าความจุ ค่าความเหนี่ยวนำ หรือแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าในวงจร จะเปลี่ยนขนาดของความถี่กระตุ้น และบรรลุวัตถุประสงค์ในการควบคุมอุณหภูมิการเชื่อม สำหรับเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ การควบคุมอุณหภูมิการเชื่อมที่ 1250~1460°C สามารถตอบสนองความต้องการการแทรกซึมของผนังท่อที่มีความหนา 3~5 มม. นอกจากนี้ อุณหภูมิการเชื่อมยังสามารถทำได้โดยการปรับความเร็วในการเชื่อม ขอบของรอยเชื่อมที่ได้รับความร้อนไม่ถึงอุณหภูมิการเชื่อม และเมื่อความร้อนที่ป้อนเข้าไปไม่เพียงพอ โครงสร้างโลหะยังคงแข็งตัว ทำให้เกิดการหลอมรวมไม่สมบูรณ์หรือการแทรกซึมไม่สมบูรณ์ เมื่อความร้อนที่ป้อนเข้าไปไม่เพียงพอ ขอบของรอยเชื่อมที่ได้รับความร้อนจะสูงเกินอุณหภูมิการเชื่อม ทำให้เกิดความร้อนสูงเกินไปหรือเกิดการหยด และรอยเชื่อมจะเกิดเป็นรูหลอมเหลว

3. การควบคุมแรงอัดรีด: ภายใต้แรงอัดรีดของลูกกลิ้ง แรงจะทำให้ขอบทั้งสองด้านของชิ้นงานท่อร้อนขึ้นจนถึงอุณหภูมิการเชื่อม เม็ดโลหะที่รวมตัวกันจะแทรกซึมและตกผลึกซึ่งกันและกัน จนในที่สุดก็เกิดเป็นรอยเชื่อมที่แข็งแรง หากแรงอัดรีดน้อยเกินไป จำนวนผลึกที่รวมตัวกันจะน้อย ความแข็งแรงของโลหะเชื่อมจะลดลง และจะเกิดรอยแตกหลังจากได้รับแรงกด หากแรงอัดรีดมากเกินไป โลหะหลอมเหลวจะถูกบีบออกจากรอยเชื่อม ซึ่งไม่เพียงแต่จะลดความแข็งแรงของรอยเชื่อมเท่านั้น แต่ยังจะเกิดครีบภายในและภายนอกจำนวนมาก และอาจเกิดข้อบกพร่อง เช่น รอยเชื่อมซ้อนได้

4. การปรับตำแหน่งของขดลวดเหนี่ยวนำความถี่สูง: เมื่อเวลาในการให้ความร้อนมีประสิทธิภาพมากขึ้น ขดลวดเหนี่ยวนำความถี่สูงควรอยู่ใกล้กับตำแหน่งของลูกกลิ้งอัดขึ้นรูปมากที่สุด หากขดลวดเหนี่ยวนำอยู่ห่างจากลูกกลิ้งอัดขึ้นรูป บริเวณที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนจะกว้างขึ้น และความแข็งแรงของรอยเชื่อมจะลดลง ในทางกลับกัน ขอบของรอยเชื่อมจะได้รับความร้อนไม่เพียงพอ และรูปทรงหลังการอัดขึ้นรูปจะไม่ดี โดยทั่วไปแล้ว พื้นที่หน้าตัดของตัวต้านทานไม่ควรน้อยกว่า 70% ของพื้นที่หน้าตัดของเส้นผ่านศูนย์กลางภายในของท่อเหล็ก เนื่องจากเกิดปรากฏการณ์ความใกล้เคียง ความร้อนจากกระแสไหลวนจะกระจุกตัวอยู่ใกล้ขอบของรอยเชื่อมของชิ้นงานท่อ ทำให้ขอบของชิ้นงานท่อร้อนถึงอุณหภูมิการเชื่อม ตัวต้านทานถูกดึงอยู่ภายในชิ้นงานท่อด้วยลวดเหล็ก และตำแหน่งศูนย์กลางควรค่อนข้างคงที่ใกล้กับตำแหน่งศูนย์กลางของลูกกลิ้งอัดขึ้นรูป เมื่อเริ่มเดินเครื่อง เนื่องจากตัวหลอดสุญญากาศเคลื่อนที่อย่างรวดเร็ว ตัวต้านทานจะสึกหรอจากการเสียดสีกับผนังด้านในของหลอดสุญญากาศ และจำเป็นต้องเปลี่ยนบ่อยครั้ง

5. รอยเชื่อมจะเกิดขึ้นหลังจากการเชื่อมและการขึ้นรูป อาศัยการเคลื่อนที่อย่างรวดเร็วของท่อที่เชื่อมแล้วเพื่อขูดรอยเชื่อมออก โดยทั่วไปแล้วเศษโลหะที่อยู่ภายในท่อที่เชื่อมแล้วจะไม่ถูกทำความสะอาด