Cáiống thép tần số caoBộ phận hàn là thiết bị cốt lõi của toàn bộ dây chuyền sản xuất HFW và cũng đòi hỏi trình độ chuyên môn kỹ thuật cao nhất. Việc điều chỉnh không đúng cách sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng ống thép hàn. Bài viết này sử dụng phương pháp hàn ép đùn năm trục làm ví dụ để trình bày chi tiết các vấn đề thường gặp trong hàn tần số cao và nguyên nhân của chúng.
Đầu tiên, hình dạng của gờ ngoài
Các gờ nổi bên ngoài được hình thành do quá trình nung nóng tần số cao và ép đùn mép tấm kim loại. Hình dạng của gờ nổi bên ngoài bị ảnh hưởng bởi các yếu tố như thể tích ép đùn khi hàn, công suất hàn và hình dạng mép tấm. Do đó, hình dạng của gờ nổi bên ngoài là chỉ báo trực quan nhất về chất lượng mối hàn và có thể được sử dụng để đánh giá chất lượng mối hàn.
1. Bavia ngoài đồng đều: Hình dạng bavia ngoài tốt đạt được khi bavia kim loại đùn ra tạo thành hình nấm, chồng lên bavia kim loại bị biến dạng và một phần hòa nhập với nó. Điều này tạo ra mối hàn có vùng ảnh hưởng nhiệt tương đối rộng.
2. Bavia phẳng bên ngoài: Bavia kim loại đùn xuất hiện dưới dạng các mảnh vụn nằm trên bavia kim loại biến dạng, tạo thành bavia phẳng hình vòng cung nằm phẳng trên bề mặt ống thép hàn. Tình trạng này dễ dẫn đến vùng ảnh hưởng nhiệt của mối hàn quá rộng. Bavia kim loại biến dạng tương đối nhiều, trong khi bavia kim loại đùn tương đối ít hoặc không có. Điều này ngăn cản việc loại bỏ tạp chất khỏi mối hàn và có thể dẫn đến nứt trong quá trình thử nghiệm làm phẳng. Cả hai tình trạng này đều dễ dẫn đến vùng ảnh hưởng nhiệt của mối hàn quá hẹp.
Nguyên nhân: Nói chung, với tốc độ đùn không đổi, công suất hàn cao hơn sẽ làm tăng tỷ lệ các gờ kim loại đùn ra so với tổng thể tích gờ bên ngoài, và hình dạng gờ trở nên phẳng hơn. Với công suất hàn không đổi, tốc độ đùn cao hơn sẽ làm tăng tỷ lệ các gờ kim loại biến dạng so với tổng thể tích gờ bên ngoài, và các gờ trở nên thẳng đứng hơn. Tốc độ đùn thấp đòi hỏi công suất hàn thấp hơn để đảm bảo chất lượng mối hàn; ngược lại, tốc độ đùn cao đòi hỏi công suất hàn cao hơn để đảm bảo chất lượng mối hàn. Tuy nhiên, tốc độ đùn quá thấp sẽ cản trở việc loại bỏ các tạp chất trong mối hàn, trong khi tốc độ đùn quá cao có thể dẫn đến sự đùn quá mức kim loại nóng chảy, dẫn đến mối hàn nguội.
3. Các gờ nghiêng bên ngoài. Nguyên nhân: Sự lệch trục giữa hai mép tấm trong quá trình hàn giáp mí dẫn đến trạng thái ứng suất khác nhau, khiến kim loại nóng chảy bị ép ra ngoài và lệch khỏi vị trí ban đầu.
Thứ hai, ảnh hưởng của hình thái mép dải kim loại đến chất lượng hàn.
1. Hình thái mép dải. Phương pháp xác định hình thái mép dải:
Thử nghiệm mối hàn bán phần: Lấy một mẫu bán phần ở tần số cao. Mẫu bán phần là phần mép mối hàn giáp mí nơi mối hàn chuyển tiếp từ hàn giáp mí sang hàn nóng chảy. Sử dụng máy thử làm phẳng, mẫu bán phần bị gãy dọc theo đường hàn, để lộ hai vùng riêng biệt: vùng nóng chảy đã hàn và vùng chưa nóng chảy. Vết gãy của vùng nóng chảy có màu trắng bạc, trong khi vùng chưa nóng chảy có màu đen xanh. Ranh giới giữa hai vùng tạo thành một đường cong hình chữ C.
2. Quan sát độ nghiêng của góc dòng chảy trên và dưới trong ảnh chụp vi cấu trúc mối hàn tần số cao. Nói chung, hình chữ V dương được quan sát thấy khi góc dòng chảy dưới lớn hơn góc dòng chảy trên; hình chữ I được quan sát thấy khi góc dòng chảy trên và dưới bằng nhau hoặc gần bằng nhau; và hình chữ V ngược được quan sát thấy khi góc dòng chảy trên lớn hơn góc dòng chảy dưới.
3. Hình dạng mép không thẳng hàng và điều chỉnh không đúng. Sự không thẳng hàng của các mép tấm (còn gọi là hàn chồng) là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến chất lượng hàn. Nếu sự không thẳng hàng xảy ra do điều chỉnh không đúng cách, độ dày thành hiệu dụng của mối hàn sẽ bị giảm, dễ dẫn đến hiện tượng tập trung ứng suất.
Các nguyên nhân gây ra sự sai lệch trong quá trình hàn ống thép là:
(1) Trong hầu hết các trường hợp, nguyên nhân là do chiều cao khác nhau của hai con lăn ép đùn phía trên. Do đó, có thể khắc phục bằng cách điều chỉnh chiều cao của một trong các con lăn ép đùn phía trên.
(2) Đôi khi nguyên nhân là do chiều cao khác nhau của các con lăn cạnh ép hàn. Có thể khắc phục bằng cách thêm hoặc bớt các miếng đệm kim loại ở đáy hoặc bên cạnh khung con lăn cạnh ép.
Sai lệch do góc hàn của các cạnh tấm kim loại khác nhau. Sự sai lệch này dễ khiến bavia mối hàn bị lệch về một phía. Thử nghiệm cấu trúc kim loại bằng phương pháp hàn tần số cao cho thấy đường hàn bị cong hoặc góc đường hàn không đối xứng ở hai bên đường hàn. Nguyên nhân của sự sai lệch này là:
(1) Vị trí của con lăn ép trên hàn không đối xứng dọc theo tâm cán của ống thép hàn, khiến hai con lăn ép trên tác dụng lực không đều lên hai mép tấm. Khung con lăn ép trên có thể được điều chỉnh theo chiều ngang để con lăn ép trên di chuyển sang trái hoặc phải cùng lúc, và cuối cùng mối hàn nằm ở tâm của con lăn ép trên (Hình 12). (2) Chiều cao của hai con lăn ép bên khác nhau hoặc khung con lăn ép bị nghiêng.
(3) Nguyên nhân chất lượng mép tấm. Dải có khuyết tật như uốn cong hình lưỡi liềm và uốn cong hình sóng, hoặc mép dải bị mòn ở một bên.
Nguyên nhân gây ra hiện tượng xoắn mối hàn:
(1) Chiều cao của hai con lăn hàn bên khác nhau, có thể được điều chỉnh bằng cách thêm hoặc bớt miếng đệm kim loại ở đáy hoặc bên của khung con lăn ngang.
(2) Vị trí của hai con lăn ép đùn bên không đối xứng dọc theo tâm cán của ống thép hàn, dẫn đến lực tác dụng không đều của hai con lăn ép đùn lên phôi ống, gây ra hiện tượng xoắn phôi ống.
(3) Các ổ trục hoặc tấm dẫn hướng của con lăn hoàn thiện bị hư hỏng, dẫn đến không thể kiểm soát được độ xoắn của mối hàn.
(4) Vị trí con lăn dẫn hướng được điều chỉnh quá cao theo phương thẳng đứng, và chỉ một phần lỗ con lăn dẫn hướng tiếp xúc với phôi thép, dẫn đến lực tác dụng lên phôi ống quá nhỏ, và mô men xoắn của con lăn không thể được kiểm soát, hoặc con lăn dẫn hướng hoặc ổ bi bị hư hỏng. Thứ ba, vết lõm và rỗ trên ống thép. Có hai loại vết lõm. Một là vết lõm thẳng, do điều chỉnh vị trí con lăn không đúng cách; loại kia là vết lõm hình lưỡi liềm, do các chỗ phồng lên do mài mòn con lăn gây ra. Các vết rỗ trên ống thép thường do các chỗ phồng lên trên con lăn và lớp oxit bám vào con lăn gây ra.
1. Vết lõm tuyến tính
(1) Vết lõm tuyến tính liên tục: Nó được gây ra bởi sự không khớp vị trí con lăn giữa các con lăn. Nó thường xuất hiện giữa các khe hở của con lăn. Vết lõm giữa con lăn trên và con lăn bên là vết lõm phổ biến nhất. Ngoài ra, con lăn bên và con lăn dưới cũng có thể tạo ra vết lõm.
Nguyên nhân: Thường do sự không khớp vị trí của con lăn bên và con lăn trên.
Phương pháp điều chỉnh: Có thể điều chỉnh bằng cách nâng vị trí con lăn ép đùn phía trên hoặc giảm khoảng cách giữa hai con lăn bên.
Nguyên nhân: Thường do sự không khớp vị trí của con lăn bên và con lăn dưới.
Phương pháp điều chỉnh: Có thể điều chỉnh bằng cách hạ thấp vị trí con lăn ép đùn phía dưới hoặc giảm khoảng cách giữa hai con lăn bên.
Nguyên nhân và phương pháp điều chỉnh:
a. Chiều cao của một trong các con lăn ép đùn phía trên quá thấp. Hãy điều chỉnh chiều cao của con lăn ép đùn phía trên đó.
b. Vị trí của con lăn ép đùn không đối xứng. Do lực tác động khác nhau, vị trí con lăn ở phía có vết lõm có thể được siết chặt hơn, hoặc vị trí con lăn ở phía không có vết lõm có thể được nới lỏng hơn.
c. Các con lăn bên hông xuất hiện do sự chênh lệch độ cao.
d. Khoảng cách giữa hai con lăn ép đùn phía trên và mối hàn không đều do sự lệch trục của các con lăn ép đùn phía trên. Điều chỉnh khung con lăn ép đùn phía trên theo chiều ngang.
(2) Vết lõm tuyến tính không liên tục Nguyên nhân phổ biến:
a. Thông thường, ổ bi lăn bị hỏng.
b. Trên con lăn bị tách rời, bộ phận con lăn bị lệch khỏi vị trí ban đầu do vít con lăn bị gãy một phần.
2. Vết lõm hình lưỡi liềm: Thông thường, bề mặt con lăn bị mòn và có bề mặt tiếp xúc không đều, gây ra vết lõm hình lưỡi liềm trên ống thép. Vết lõm hình lưỡi liềm thường xuất hiện ở vị trí có bán kính con lăn lớn nhất. Nguyên nhân là do tốc độ tuyến tính của con lăn tại vị trí này lớn nhất và ma sát cũng lớn nhất. Vết lõm hình lưỡi liềm có thể được loại bỏ bằng phương pháp mài trực tuyến.
3. Hố
Nguyên nhân 1: Một chỗ lồi trên trục lăn gây ra vết lõm trên ống thép. Nguyên nhân tương tự như vết lõm hình lưỡi liềm.
Nguyên nhân 2: Vết lõm do con lăn định cỡ gây ra. Do quá trình xử lý nhiệt tần số trung bình tại đường hàn, một lượng lớn vảy oxit hình thành. Sau khi đi qua con lăn định cỡ, lớp vảy này bám vào bề mặt con lăn. Nếu vị trí phun dung dịch nhũ tương không chính xác hoặc lưu lượng dung dịch quá thấp, lớp vảy sẽ không được rửa trôi. Theo thời gian, lớp vảy tích tụ, cuối cùng gây ra các vết rỗ gần đường hàn của ống thép hàn.
Thứ tư: Tia lửa điện tần số cao
Hiện tượng phóng tia lửa điện tần số cao rất phổ biến trong hàn tần số cao, ảnh hưởng nghiêm trọng đến chất lượng hàn và có thể khiến máy hàn phải ngừng hoạt động.
Nguyên nhân phổ biến:
1. Do tạp chất oxit kim loại trong nhũ tương, một số oxit kim loại có thể gây ra hiện tượng tiếp xúc điện giữa các bộ phận cách điện trong quá trình làm nguội trục lăn.
2. Các gờ sắc nhọn trên mép tấm sau khi xẻ. Các gờ sắc nhọn trên mép tấm có thể dễ dàng chồng lên nhau trước khi hàn góc chữ V, gây ra tia lửa điện.
3. Việc sử dụng lâu dài các con lăn FP gây mài mòn nghiêm trọng các lưỡi hàn, dẫn đến hình thành các rãnh ở đáy lưỡi. Phần gờ giữa các rãnh và vùng không bị mài mòn tạo ra các gờ thừa trên mép tấm do hiện tượng cắt xé. Các gờ thừa này chồng lên nhau quá sớm trước khi mối hàn góc chữ V được hoàn thiện, gây ra tia lửa điện.
4. Bụi bẩn tích tụ gần các cuộn cảm ứng trong quá trình hoạt động lâu dài có thể dễ dàng gây ra hiện tượng tiếp xúc điện và tia lửa điện.
5. Việc lắp đặt không đúng cách các linh kiện của thiết bị cảm ứng có thể dẫn đến các mối nối lỏng lẻo hoặc hư hỏng các bộ phận cách điện do hoạt động lâu dài.
Nhiều yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng của quá trình tạo hình ống thép hàn, bao gồm hình dạng mép dải thép, độ lệch tâm, cấu hình gờ bên trong và bên ngoài, độ ép đùn mối hàn, nhiệt độ hàn, trở kháng, nước làm mát và kiểm tra cấu trúc kim loại mối hàn tần số cao. Chỉ khi hiểu biết toàn diện về tất cả các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hàn tạo hình, tình trạng mối hàn mới có thể được đánh giá nhanh chóng và chính xác.
Thời gian đăng bài: 21 tháng 10 năm 2025