Kemajuan dalam pemprosesan bahan telah membawa peluang unik dalam bidang pengeluaran tiub keluli tahan karat.Aplikasi biasa termasuk paip ekzos, paip bahan api, penyuntik bahan api dan komponen lain.Dalam pengeluaran paip keluli tahan karat, jalur keluli rata dibentuk terlebih dahulu, dan kemudian bentuknya dibuat menjadi tiub bulat.Setelah terbentuk, jahitan tiub mesti dikimpal bersama.Kimpalan ini sangat mempengaruhi kebolehbentukan bahagian tersebut.Oleh itu, adalah sangat penting untuk memilih teknik kimpalan yang sesuai untuk mendapatkan profil kimpalan yang boleh memenuhi keperluan ujian yang ketat dalam industri pembuatan.Tidak dinafikan bahawa kimpalan arka tungsten gas (GTAW), kimpalan frekuensi tinggi (HF), dan kimpalan laser masing-masing telah digunakan dalam pembuatan paip keluli tahan karat.
Kimpalan aruhan frekuensi tinggi
Dalam kimpalan sentuhan frekuensi tinggi dan kimpalan aruhan frekuensi tinggi, peralatan yang menyediakan arus dan peralatan yang memberikan daya penekan adalah bebas antara satu sama lain.Di samping itu, kedua-dua kaedah boleh menggunakan magnet bar, yang merupakan unsur magnet lembut yang diletakkan di dalam badan tiub, yang membantu menumpukan aliran kimpalan di pinggir jalur.
Dalam kedua-dua kes, jalur dipotong dan dibersihkan, digulung dan dihantar ke titik kimpalan.Selain itu, penyejuk digunakan untuk menyejukkan gegelung aruhan yang digunakan dalam proses pemanasan.Akhirnya, beberapa penyejuk akan digunakan untuk proses penyemperitan.Di sini, banyak daya dikenakan pada takal pemerah untuk mengelakkan mewujudkan keliangan di kawasan kimpalan;walau bagaimanapun, menggunakan daya picit yang lebih tinggi akan menghasilkan burr (atau manik kimpalan).Oleh itu, pisau yang direka khas digunakan untuk membersihkan bahagian dalam dan luar tiub.
Kelebihan utama proses kimpalan frekuensi tinggi ialah ia membolehkan pemesinan tiub keluli berkelajuan tinggi.Walau bagaimanapun, seperti biasa dalam kebanyakan sambungan penempaan fasa pepejal, sambungan kimpalan frekuensi tinggi tidak mudah diuji dengan pasti menggunakan teknik tidak merosakkan konvensional (NDT).Keretakan kimpalan boleh berlaku di kawasan rata dan nipis pada sambungan berkekuatan rendah yang tidak dapat dikesan menggunakan kaedah tradisional dan mungkin kurang kebolehpercayaan dalam beberapa aplikasi automotif yang menuntut.
Kimpalan arka tungsten gas (GTAW)
Secara tradisinya, pengeluar paip keluli telah memilih untuk kimpalan arka tungsten gas (GTAW) untuk melengkapkan proses kimpalan.GTAW mencipta arka elektrik antara dua elektrod tungsten yang tidak boleh digunakan.Pada masa yang sama, gas pelindung lengai diperkenalkan dari obor untuk melindungi elektrod, menjana aliran plasma terion, dan melindungi kolam kimpalan cair.Ini adalah proses yang mantap dan difahami yang akan menghasilkan proses kimpalan berkualiti tinggi yang boleh berulang.
Kelebihan proses ini ialah kebolehulangan, kimpalan bebas percikan, dan penghapusan keliangan.GTAW dianggap sebagai proses pengaliran elektrik, jadi, secara relatifnya, prosesnya agak perlahan.
Nadi arka frekuensi tinggi
Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, sumber kuasa kimpalan GTAW, juga dikenali sebagai suis berkelajuan tinggi, telah mendayakan denyutan arka melebihi 10,000 Hz.Pelanggan kilang pemprosesan paip keluli mendapat manfaat daripada teknologi baharu ini, nadi arka frekuensi tinggi menyebabkan tekanan turun arka yang lima kali lebih besar daripada GTAW konvensional.Penambahbaikan perwakilan termasuk peningkatan kekuatan pecah, kelajuan talian kimpalan yang lebih pantas dan sekerap yang dikurangkan.
Pelanggan pengeluar paip keluli dengan cepat mendapati bahawa profil kimpalan yang diperoleh melalui proses kimpalan ini perlu dikurangkan.Di samping itu, kelajuan kimpalan masih agak perlahan.
Kimpalan laser
Dalam semua aplikasi kimpalan paip keluli, tepi jalur keluli dicairkan dan dipejal apabila tepi paip keluli dihimpit bersama menggunakan kurungan pengapit.Walau bagaimanapun, sifat unik kimpalan laser ialah kepadatan pancaran tenaga yang tinggi.Pancaran laser bukan sahaja mencairkan lapisan permukaan bahan tetapi juga mencipta lubang kunci supaya profil kimpalan sangat sempit.Ketumpatan kuasa di bawah 1 MW/cm2, seperti teknologi GTAW, tidak menghasilkan ketumpatan tenaga yang mencukupi untuk menghasilkan lubang kunci.Dengan cara ini, proses tanpa lubang kunci menghasilkan profil kimpalan yang luas dan cetek.Ketepatan tinggi kimpalan laser membawa kepada penembusan yang lebih cekap, yang seterusnya mengurangkan pertumbuhan bijirin dan membawa kepada kualiti metalografi yang lebih baik;sebaliknya, input tenaga haba yang lebih tinggi dan proses penyejukan GTAW yang lebih perlahan membawa kepada pembinaan dikimpal Kasar.
Secara umumnya, proses kimpalan laser dianggap lebih cepat daripada GTAW, mereka mempunyai kadar sekerap yang sama, dan yang pertama membawa sifat metalografi yang lebih baik, yang membawa kepada kekuatan pecah yang lebih tinggi dan kebolehbentukan yang lebih tinggi.Jika dibandingkan dengan kimpalan frekuensi tinggi, tiada pengoksidaan berlaku semasa pemprosesan laser bahan, yang mengakibatkan kadar sekerap yang lebih rendah dan kebolehbentukan yang lebih tinggi.Pengaruh saiz tempat: Dalam kimpalan kilang paip keluli tahan karat, kedalaman kimpalan ditentukan oleh ketebalan paip keluli.Dengan cara ini, matlamat pengeluaran adalah untuk meningkatkan kebolehbentukan dengan mengurangkan lebar kimpalan, sambil mencapai kelajuan yang lebih tinggi.Apabila memilih laser yang paling sesuai, seseorang bukan sahaja perlu mempertimbangkan kualiti rasuk, tetapi juga ketepatan kilang.Di samping itu, batasan mengurangkan tempat mesti dipertimbangkan sebelum ralat dimensi kilang tiub boleh dimainkan.
Terdapat banyak masalah dimensi khusus untuk kimpalan paip keluli, namun, faktor utama yang mempengaruhi kimpalan ialah jahitan pada kotak yang dikimpal (lebih khusus, gegelung yang dikimpal).Setelah jalur terbentuk dan sedia untuk dikimpal, ciri-ciri kimpalan termasuk jurang jalur, salah jajaran kimpalan yang teruk/sedikit, dan perubahan garis tengah kimpalan.Jurang menentukan berapa banyak bahan yang digunakan untuk membentuk kolam kimpalan.Tekanan yang terlalu banyak akan mengakibatkan bahan berlebihan pada diameter atas atau dalam paip.Sebaliknya, salah jajaran kimpalan yang teruk atau sedikit boleh mengakibatkan profil kimpalan yang lemah.Di samping itu, selepas melalui kotak yang dikimpal, paip keluli akan terus dipangkas.Ini termasuk pelarasan saiz dan pelarasan bentuk (bentuk).Sebaliknya, kerja tambahan boleh menghilangkan beberapa kecacatan pateri yang serius/kecil, tetapi mungkin tidak semuanya.Sudah tentu, kita mahu mencapai kecacatan sifar.Sebagai peraturan umum, kecacatan kimpalan tidak boleh melebihi lima peratus daripada ketebalan bahan.Melebihi nilai ini akan menjejaskan kekuatan produk yang dikimpal.
Akhir sekali, kehadiran garis tengah kimpalan adalah penting untuk pengeluaran paip keluli tahan karat berkualiti tinggi.Dengan penekanan yang semakin meningkat pada kebolehbentukan dalam pasaran automotif, terdapat korelasi langsung antara keperluan untuk zon terjejas haba (HAZ) yang lebih kecil dan profil kimpalan yang dikurangkan.Ini, seterusnya, telah membawa kepada kemajuan dalam teknologi laser yang meningkatkan kualiti pancaran untuk mengurangkan saiz tempat.Memandangkan saiz tempat terus mengecil, kita perlu memberi lebih perhatian kepada ketepatan mengimbas garis tengah jahitan.Secara umumnya, pengeluar paip keluli akan cuba mengurangkan sisihan ini sebanyak mungkin, tetapi dalam praktiknya, sangat sukar untuk mencapai sisihan 0.2mm (0.008 inci).Ini membawa keperluan untuk menggunakan sistem pengesan jahitan.Dua teknik pengesanan yang paling biasa ialah pengimbasan mekanikal dan pengimbasan laser.Di satu pihak, sistem mekanikal menggunakan probe untuk menghubungi jahitan hulu kolam kimpalan, yang tertakluk kepada habuk, haus dan getaran.Ketepatan sistem ini ialah 0.25mm (0.01 inci), yang tidak cukup tepat untuk kimpalan laser kualiti rasuk tinggi.
Sebaliknya, pengesanan jahitan laser boleh mencapai ketepatan yang diperlukan.Biasanya, pancaran laser atau titik laser ditayangkan pada permukaan kimpalan, dan imej yang terhasil disalurkan semula ke kamera CMOS, yang menggunakan algoritma untuk menentukan lokasi kimpalan, salah sambungan dan celah.Walaupun kelajuan pengimejan adalah penting, penjejak jahitan laser mesti mempunyai pengawal yang cukup pantas untuk menyusun kedudukan kimpalan dengan tepat sambil menyediakan kawalan gelung tertutup yang diperlukan untuk menggerakkan kepala fokus laser terus ke atas jahitan.Oleh itu, ketepatan pengesanan jahitan adalah penting, dan begitu juga masa tindak balas.
Secara amnya, teknologi pengesan jahitan dibangunkan secukupnya untuk membolehkan pengeluar paip keluli menggunakan pancaran laser berkualiti tinggi untuk menghasilkan paip keluli tahan karat yang boleh dibentuk dengan lebih baik.Akibatnya, kimpalan laser telah menemui tempat untuk mengurangkan keliangan kimpalan dan mengurangkan profil kimpalan sambil mengekalkan atau meningkatkan kelajuan kimpalan.Sistem laser, seperti laser papak yang disejukkan resapan, telah meningkatkan kualiti rasuk, meningkatkan lagi kebolehbentukan dengan mengurangkan lebar kimpalan.Perkembangan ini telah membawa kepada keperluan untuk kawalan dimensi yang lebih ketat dan pengesanan jahitan laser dalam kilang paip keluli.
Masa siaran: 29 Ogos 2022