Kemajuan dalam pemrosesan material telah membawa peluang unik di bidang produksi tabung baja tahan karat.Aplikasi yang umum termasuk pipa knalpot, pipa bahan bakar, injektor bahan bakar, dan komponen lainnya.Dalam produksi pipa baja tahan karat, strip baja pipih terlebih dahulu dibentuk, kemudian dibentuk menjadi tabung bundar.Setelah terbentuk, lapisan tabung harus dilas menjadi satu.Pengelasan ini sangat mempengaruhi sifat mampu bentuk bagian tersebut.Oleh karena itu, sangat penting untuk memilih teknik pengelasan yang tepat untuk mendapatkan profil pengelasan yang dapat memenuhi persyaratan pengujian ketat di industri manufaktur.Tidak ada keraguan bahwa pengelasan busur tungsten gas (GTAW), pengelasan frekuensi tinggi (HF), dan pengelasan laser masing-masing telah diterapkan dalam pembuatan pipa baja tahan karat.
Pengelasan induksi frekuensi tinggi
Dalam pengelasan kontak frekuensi tinggi dan pengelasan induksi frekuensi tinggi, peralatan yang menyediakan arus dan peralatan yang memberikan gaya tekan tidak bergantung satu sama lain.Selain itu, kedua metode tersebut dapat menggunakan magnet batang, yaitu elemen magnet lunak yang ditempatkan di dalam badan tabung, yang membantu memusatkan aliran pengelasan di tepi strip.
Dalam kedua kasus tersebut, strip dipotong dan dibersihkan, digulung, dan dikirim ke titik pengelasan.Selain itu, cairan pendingin digunakan untuk mendinginkan kumparan induksi yang digunakan dalam proses pemanasan.Terakhir, beberapa cairan pendingin akan digunakan untuk proses ekstrusi.Di sini, banyak gaya diterapkan pada katrol pemeras untuk menghindari terciptanya porositas di area las;namun, menggunakan kekuatan pemerasan yang lebih tinggi akan menghasilkan lebih banyak gerinda (atau manik-manik las).Oleh karena itu, pisau yang dirancang khusus digunakan untuk menghaluskan bagian dalam dan luar tabung.
Keuntungan utama dari proses pengelasan frekuensi tinggi adalah memungkinkan pemesinan tabung baja berkecepatan tinggi.Namun, seperti yang biasa terjadi pada sebagian besar sambungan tempa fase padat, sambungan las frekuensi tinggi tidak mudah diuji secara andal menggunakan teknik non-destruktif konvensional (NDT).Retakan las dapat terjadi pada area datar dan tipis pada sambungan berkekuatan rendah yang tidak dapat dideteksi menggunakan metode tradisional dan mungkin kurang dapat diandalkan dalam beberapa aplikasi otomotif yang menuntut.
Pengelasan busur tungsten gas (GTAW)
Secara tradisional, produsen pipa baja memilih pengelasan busur tungsten gas (GTAW) untuk menyelesaikan proses pengelasan.GTAW menciptakan busur listrik antara dua elektroda tungsten yang tidak dapat dikonsumsi.Pada saat yang sama, gas pelindung inert dimasukkan dari obor untuk melindungi elektroda, menghasilkan aliran plasma terionisasi, dan melindungi kolam las cair.Ini adalah proses yang telah ditetapkan dan dipahami yang akan menghasilkan proses pengelasan berkualitas tinggi yang berulang.
Keuntungan dari proses ini adalah kemampuan pengulangan, pengelasan bebas percikan, dan penghapusan porositas.GTAW dianggap sebagai proses konduksi listrik, sehingga prosesnya relatif lambat.
Pulsa busur frekuensi tinggi
Dalam beberapa tahun terakhir, sumber daya las GTAW, juga dikenal sebagai sakelar berkecepatan tinggi, telah mengaktifkan pulsa busur di atas 10.000 Hz.Pelanggan pabrik pengolahan pipa baja mendapatkan keuntungan dari teknologi baru ini, pulsa busur frekuensi tinggi menyebabkan tekanan busur turun yang lima kali lebih besar dibandingkan GTAW konvensional.Peningkatan yang representatif mencakup peningkatan kekuatan ledakan, kecepatan garis las yang lebih cepat, dan pengurangan sisa.
Pelanggan produsen pipa baja dengan cepat menemukan bahwa profil las yang diperoleh dari proses pengelasan ini perlu dikurangi.Selain itu kecepatan pengelasannya masih tergolong lambat.
Pengelasan laser
Dalam semua aplikasi pengelasan pipa baja, tepi strip baja meleleh dan mengeras ketika tepi pipa baja diperas menggunakan braket penjepit.Namun, sifat unik dari pengelasan laser adalah kepadatan sinar energinya yang tinggi.Sinar laser tidak hanya melelehkan lapisan permukaan material tetapi juga membuat lubang kunci sehingga profil las menjadi sangat sempit.Kepadatan daya di bawah 1 MW/cm2, seperti teknologi GTAW, tidak menghasilkan kepadatan energi yang cukup untuk menghasilkan lubang kunci.Dengan cara ini, proses tanpa lubang kunci menghasilkan profil las yang lebar dan dangkal.Pengelasan laser dengan presisi tinggi menghasilkan penetrasi yang lebih efisien, yang pada gilirannya mengurangi pertumbuhan butiran dan menghasilkan kualitas metalografi yang lebih baik;di sisi lain, input energi termal yang lebih tinggi dan proses pendinginan GTAW yang lebih lambat menyebabkan konstruksi las menjadi kasar.
Secara umum, proses pengelasan laser dianggap lebih cepat daripada GTAW, laju skrapnya sama, dan proses pengelasan laser memberikan sifat metalografi yang lebih baik, sehingga menghasilkan kekuatan ledakan dan sifat mampu bentuk yang lebih tinggi.Jika dibandingkan dengan pengelasan frekuensi tinggi, tidak ada oksidasi yang terjadi selama pemrosesan laser pada material, sehingga menghasilkan tingkat scrap yang lebih rendah dan sifat mampu bentuk yang lebih tinggi.Pengaruh ukuran titik: Pada pengelasan pabrik pipa baja tahan karat, kedalaman pengelasan ditentukan oleh ketebalan pipa baja.Dengan cara ini, tujuan produksinya adalah meningkatkan sifat mampu bentuk dengan mengurangi lebar las, sekaligus mencapai kecepatan yang lebih tinggi.Saat memilih laser yang paling sesuai, kita tidak hanya harus mempertimbangkan kualitas sinarnya, tetapi juga keakuratan gilingannya.Selain itu, keterbatasan pengurangan titik harus dipertimbangkan sebelum kesalahan dimensi pada pabrik tabung dapat ikut berperan.
Ada banyak masalah dimensi khusus untuk pengelasan pipa baja, namun faktor utama yang mempengaruhi pengelasan adalah jahitan pada kotak yang dilas (lebih khusus lagi, kumparan yang dilas).Setelah strip terbentuk dan siap untuk pengelasan, karakteristik las meliputi celah strip, ketidaksejajaran las yang parah/sedikit, dan perubahan garis tengah las.Kesenjangan tersebut menentukan berapa banyak material yang digunakan untuk membentuk kolam las.Tekanan yang terlalu besar akan mengakibatkan kelebihan material pada bagian atas atau diameter dalam pipa.Di sisi lain, ketidaksejajaran las yang parah atau sedikit dapat mengakibatkan profil las yang buruk.Selain itu, setelah melewati kotak las, pipa baja akan dipangkas lebih lanjut.Hal ini meliputi penyesuaian ukuran dan penyesuaian bentuk (shape).Di sisi lain, kerja ekstra dapat menghilangkan beberapa cacat solder yang serius/kecil, namun mungkin tidak semuanya.Tentu saja kami ingin mencapai nihil cacat.Sebagai pedoman umum, cacat las tidak boleh melebihi lima persen dari ketebalan material.Melebihi nilai ini akan mempengaruhi kekuatan produk yang dilas.
Terakhir, keberadaan garis tengah las penting untuk produksi pipa baja tahan karat berkualitas tinggi.Dengan meningkatnya penekanan pada sifat mampu bentuk di pasar otomotif, terdapat korelasi langsung antara kebutuhan akan zona yang terkena dampak panas (HAZ) yang lebih kecil dan pengurangan profil las.Hal ini, pada gilirannya, telah menyebabkan kemajuan dalam teknologi laser yang meningkatkan kualitas sinar untuk mengurangi ukuran titik.Karena ukuran titik semakin mengecil, kita perlu lebih memperhatikan keakuratan pemindaian garis tengah jahitan.Secara umum, produsen pipa baja akan berusaha mengurangi deviasi ini sebanyak mungkin, namun dalam praktiknya, sangat sulit untuk mencapai deviasi sebesar 0,2 mm (0,008 inci).Hal ini menimbulkan kebutuhan untuk menggunakan sistem pelacakan jahitan.Dua teknik pelacakan yang paling umum adalah pemindaian mekanis dan pemindaian laser.Di satu sisi, sistem mekanis menggunakan probe untuk menghubungi lapisan hulu kolam las, yang rentan terhadap debu, keausan, dan getaran.Keakuratan sistem ini adalah 0,25 mm (0,01 inci), yang tidak cukup presisi untuk pengelasan laser kualitas sinar tinggi.
Di sisi lain, pelacakan jahitan laser dapat mencapai akurasi yang dibutuhkan.Biasanya, sinar laser atau titik laser diproyeksikan pada permukaan lasan, dan gambar yang dihasilkan diumpankan kembali ke kamera CMOS, yang menggunakan algoritma untuk menentukan lokasi las, salah sambungan, dan celah.Meskipun kecepatan pencitraan penting, pelacak jahitan laser harus memiliki pengontrol yang cukup cepat untuk mengkompilasi posisi las secara akurat sekaligus memberikan kontrol loop tertutup yang diperlukan untuk menggerakkan kepala fokus laser langsung ke atas jahitan.Oleh karena itu, keakuratan pelacakan jahitan sangatlah penting, begitu pula waktu responsnya.
Secara umum, teknologi pelacakan jahitan sudah cukup berkembang sehingga memungkinkan produsen pipa baja memanfaatkan sinar laser berkualitas lebih tinggi untuk menghasilkan pipa baja tahan karat yang dapat dibentuk dengan lebih baik.Hasilnya, pengelasan laser telah menemukan tempat untuk mengurangi porositas las dan mengurangi profil las sambil mempertahankan atau meningkatkan kecepatan pengelasan.Sistem laser, seperti laser pelat berpendingin difusi, telah meningkatkan kualitas sinar, sehingga semakin meningkatkan sifat mampu bentuk dengan mengurangi lebar las.Perkembangan ini menyebabkan perlunya kontrol dimensi yang lebih ketat dan pelacakan lapisan laser di pabrik pipa baja.
Waktu posting: 29 Agustus-2022