การวิเคราะห์ปัจจัยที่ส่งผลต่อกระบวนการเชื่อมท่อเชื่อมตะเข็บตรงความถี่สูง

พารามิเตอร์กระบวนการหลักของความถี่สูงท่อเชื่อมตะเข็บตรงรวมถึงอินพุตความร้อนในการเชื่อม ความดันในการเชื่อม ความเร็วในการเชื่อม ขนาดมุมเปิด ตำแหน่งและขนาดของขดลวดเหนี่ยวนำ ตำแหน่งของตัวต้านทาน ฯลฯ พารามิเตอร์เหล่านี้มีผลกระทบอย่างมากต่อการปรับปรุงคุณภาพของผลิตภัณฑ์ท่อเชื่อมความถี่สูง ประสิทธิภาพการผลิตและกำลังการผลิตต่อหน่วยการจับคู่พารามิเตอร์ต่างๆ ช่วยให้ผู้ผลิตได้รับประโยชน์ทางเศรษฐกิจอย่างมาก

1. อินพุตความร้อนในการเชื่อม: ในการเชื่อมท่อเชื่อมตะเข็บตรงความถี่สูง กำลังการเชื่อมจะกำหนดปริมาณความร้อนที่ป้อนเข้าในการเชื่อมเมื่อสภาวะภายนอกแน่นอนและความร้อนขาเข้าไม่เพียงพอ ขอบของแถบที่ให้ความร้อนก็ไม่สามารถเข้าถึงอุณหภูมิในการเชื่อมได้และยังคงอยู่ โครงสร้างที่มั่นคงซึ่งก่อให้เกิดการเชื่อมเย็นไม่สามารถแม้แต่จะหลอมละลายได้ความสับสนเกิดจากการป้อนความร้อนในการเชื่อมน้อยเกินไป

การขาดฟิวชันระหว่างการตรวจสอบมักแสดงออกมาว่าเป็นการทดสอบการทำให้เรียบล้มเหลว ท่อเหล็กแตกในระหว่างการทดสอบอุทกสถิต หรือการแตกร้าวของรอยเชื่อมระหว่างการยืดท่อเหล็ก ซึ่งเป็นข้อบกพร่องร้ายแรงนอกจากนี้อินพุตความร้อนในการเชื่อมยังจะได้รับผลกระทบจากคุณภาพของขอบของแถบด้วยตัวอย่างเช่น หากมีเสี้ยนที่ขอบของแถบ เสี้ยนจะทำให้เกิดประกายไฟก่อนเข้าสู่จุดเชื่อมของลูกกลิ้งบีบ ส่งผลให้สูญเสียกำลังในการเชื่อมและลดความร้อนที่ป้อนเข้าไปเล็กส่งผลให้ขาดฟิวชันหรือการเชื่อมเย็นเมื่อความร้อนอินพุตสูงเกินไป ขอบของแถบทำความร้อนจะเกินอุณหภูมิในการเชื่อม ส่งผลให้เกิดความร้อนสูงเกินไปหรือเผาไหม้มากเกินไปรอยเชื่อมจะแตกร้าวหลังจากเกิดความเครียดบางครั้งโลหะหลอมเหลวจะกระเด็นและก่อตัวเป็นรูเนื่องจากการแตกของรอยเชื่อมแผลพุพองและรูเกิดขึ้นจากความร้อนที่มากเกินไปในระหว่างการตรวจสอบ ข้อบกพร่องเหล่านี้ส่วนใหญ่ปรากฏเป็นความล้มเหลวในการทดสอบการทำให้เรียบ 90° ความล้มเหลวในการทดสอบแรงกระแทก และการแตกหรือรั่วของท่อเหล็กในระหว่างการทดสอบไฮดรอลิก

2. แรงดันในการเชื่อม (การลดขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง): แรงดันในการเชื่อมเป็นพารามิเตอร์หลักของกระบวนการเชื่อมหลังจากที่ขอบของแถบได้รับความร้อนจนถึงอุณหภูมิการเชื่อม อะตอมของโลหะจะถูกรวมเข้าด้วยกันภายใต้แรงอัดรีดของลูกกลิ้งบีบเพื่อสร้างรอยเชื่อมขนาดของแรงดันในการเชื่อมส่งผลต่อความแข็งแรงและความเหนียวของการเชื่อมหากแรงดันในการเชื่อมที่ใช้น้อยเกินไป ขอบการเชื่อมจะไม่สามารถหลอมละลายได้เต็มที่ และออกไซด์ของโลหะที่เหลืออยู่ในการเชื่อมจะไม่สามารถระบายออกและก่อให้เกิดการรวมตัว ส่งผลให้ความต้านทานแรงดึงของแนวเชื่อมลดลงอย่างมาก และแนวเชื่อมมีแนวโน้มที่จะแตกร้าวหลังจาก ความเครียด;หากแรงดันในการเชื่อมที่ใช้ หากมีขนาดใหญ่เกินไป โลหะส่วนใหญ่ถึงอุณหภูมิการเชื่อมจะถูกอัดขึ้นรูป ซึ่งไม่เพียงแต่ลดความแข็งแรงและความเหนียวของการเชื่อมเท่านั้น แต่ยังทำให้เกิดข้อบกพร่อง เช่น เสี้ยนภายในและภายนอกหรือการเชื่อมแบบตักมากเกินไป

โดยทั่วไปความดันในการเชื่อมจะวัดและตัดสินโดยการลดขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อเหล็กก่อนและหลังลูกกลิ้งอัดขึ้นรูป รวมถึงขนาดและรูปร่างของเสี้ยนผลกระทบของแรงอัดรีดเชื่อมต่อรูปร่างเสี้ยนปริมาณการอัดขึ้นรูปการเชื่อมมากเกินไป การกระเด็นมีขนาดใหญ่ และโลหะหลอมเหลวที่อัดขึ้นรูปมีขนาดใหญ่ เสี้ยนมีขนาดใหญ่และพลิกคว่ำทั้งสองด้านของการเชื่อมปริมาณการอัดขึ้นรูปน้อยเกินไป แทบไม่มีโปรยลงมา และเสี้ยนมีขนาดเล็กและกองพะเนินเทินทึกปริมาณของการอัดขึ้นรูป เมื่ออยู่ในระดับปานกลาง เสี้ยนที่อัดออกมาจะอยู่ตั้งตรง และโดยทั่วไปความสูงจะถูกควบคุมที่ 2.5~3 มม.หากควบคุมปริมาณการอัดขึ้นรูปของการเชื่อมอย่างเหมาะสม มุมปรับปรุงโลหะของการเชื่อมจะสมมาตรขึ้น ลง ซ้าย และขวา โดยมีมุม 55°~65°โลหะจะปรับปรุงรูปทรงของรอยเชื่อมเมื่อมีการควบคุมปริมาณการอัดขึ้นรูปอย่างเหมาะสม

3. ความเร็วในการเชื่อม: ความเร็วในการเชื่อมยังเป็นตัวแปรหลักของกระบวนการเชื่อมอีกด้วยมันเกี่ยวข้องกับระบบทำความร้อน ความเร็วการเสียรูปของการเชื่อม และความเร็วการตกผลึกของอะตอมโลหะสำหรับการเชื่อมความถี่สูง คุณภาพการเชื่อมจะเพิ่มขึ้นตามความเร็วในการเชื่อมที่เพิ่มขึ้นเนื่องจากการลดเวลาในการทำความร้อนจะทำให้ความกว้างของโซนการให้ความร้อนที่ขอบแคบลง และลดระยะเวลาในการก่อตัวของโลหะออกไซด์หากความเร็วในการเชื่อมลดลง ไม่เพียงแต่โซนความร้อนจะกว้างขึ้นเท่านั้น กล่าวคือ โซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนของการเชื่อมจะกว้างขึ้น และความกว้างของโซนหลอมเหลวจะเปลี่ยนไปตามการเปลี่ยนแปลงของความร้อนอินพุต และเกิดเสี้ยนภายใน ใหญ่กว่าด้วยความกว้างของเส้นฟิวชันที่ความเร็วการเชื่อมต่างกันในระหว่างการเชื่อมด้วยความเร็วต่ำ ความร้อนขาเข้าที่ลดลงจะทำให้การเชื่อมทำได้ยากในขณะเดียวกัน ก็ได้รับผลกระทบจากคุณภาพของขอบบอร์ดและปัจจัยภายนอกอื่นๆ เช่น แม่เหล็กของตัวต้านทาน ขนาดของมุมเปิด ฯลฯ ซึ่งอาจทำให้เกิดข้อบกพร่องต่างๆ ได้อย่างง่ายดายดังนั้นในระหว่างการเชื่อมด้วยความถี่สูงควรเลือกความเร็วในการเชื่อมที่เร็วที่สุดสำหรับการผลิตตามข้อกำหนดของผลิตภัณฑ์ให้มากที่สุดภายใต้เงื่อนไขที่อนุญาตโดยความจุของหน่วยและอุปกรณ์การเชื่อม

4. มุมเปิด: มุมเปิดเรียกอีกอย่างว่ามุมเชื่อม V ซึ่งหมายถึงมุมระหว่างขอบของแถบด้านหน้าลูกกลิ้งอัดขึ้นรูป ดังแสดงในรูปที่ 6 โดยปกติแล้วมุมเปิดจะแตกต่างกันไประหว่าง 3° ถึง 6 ° และขนาดของมุมเปิดจะขึ้นอยู่กับตำแหน่งของลูกกลิ้งนำและความหนาของแผ่นนำเป็นหลักขนาดของมุม V มีผลกระทบอย่างมากต่อความเสถียรในการเชื่อมและคุณภาพการเชื่อมเมื่อมุม V ลดลง ระยะห่างระหว่างขอบแถบจะลดลง จึงทำให้เอฟเฟกต์ความใกล้เคียงของกระแสไฟฟ้าความถี่สูงแข็งแกร่งขึ้น ซึ่งสามารถลดกำลังการเชื่อมหรือเพิ่มความเร็วในการเชื่อมและปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิตหากมุมเปิดน้อยเกินไปจะนำไปสู่การเชื่อมก่อนกำหนด กล่าวคือ จุดเชื่อมจะถูกบีบและหลอมละลายก่อนถึงอุณหภูมิซึ่งจะทำให้เกิดข้อบกพร่องได้ง่าย เช่น การเกาะติด และการเชื่อมด้วยความเย็นในแนวเชื่อม ทำให้คุณภาพของการเชื่อมลดลง การเชื่อมแม้ว่าการเพิ่มมุม V จะเพิ่มการใช้พลังงาน แต่ภายใต้เงื่อนไขบางประการ ก็สามารถรับประกันความเสถียรของการทำความร้อนที่ขอบแถบ ลดการสูญเสียความร้อนที่ขอบ และลดโซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนในการผลิตจริง เพื่อให้มั่นใจในคุณภาพของการเชื่อม โดยทั่วไปมุม V จะถูกควบคุมที่ 4° ถึง 5°

5. ขนาดและตำแหน่งของขดลวดเหนี่ยวนำ: ขดลวดเหนี่ยวนำเป็นเครื่องมือสำคัญในการเชื่อมเหนี่ยวนำความถี่สูงขนาดและตำแหน่งส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพการผลิต

กำลังที่ส่งโดยขดลวดเหนี่ยวนำไปยังท่อเหล็กเป็นสัดส่วนกับกำลังสองของช่องว่างบนพื้นผิวของท่อเหล็กหากช่องว่างใหญ่เกินไป ประสิทธิภาพการผลิตจะลดลงอย่างรวดเร็วหากช่องว่างเล็กเกินไปจะลุกไหม้กับพื้นผิวของท่อเหล็กได้ง่ายหรือเสียหายจากท่อเหล็กได้โดยปกติแล้วพื้นผิวด้านในของขดลวดเหนี่ยวนำจะสัมผัสกับตัวท่อช่องว่างถูกเลือกให้อยู่ที่ประมาณ 10 มม.ความกว้างของขดลวดเหนี่ยวนำจะถูกเลือกตามเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของท่อเหล็กถ้าขดลวดเหนี่ยวนำกว้างเกินไป ความเหนี่ยวนำจะลดลง แรงดันไฟฟ้าของตัวเหนี่ยวนำจะลดลง และกำลังเอาต์พุตจะลดลงถ้าขดลวดเหนี่ยวนำแคบเกินไป กำลังขับจะเพิ่มขึ้น แต่การสูญเสียพลังงานที่ใช้งานอยู่ของท่อด้านหลังและขดลวดเหนี่ยวนำก็จะเพิ่มขึ้นเช่นกันโดยทั่วไปความกว้างของขดลวดเหนี่ยวนำคือ 1 ถึง 1.5D (D คือเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของท่อเหล็ก) ซึ่งเหมาะสมกว่า

ระยะห่างระหว่างปลายด้านหน้าของขดลวดเหนี่ยวนำและศูนย์กลางของลูกกลิ้งบีบเท่ากับหรือมากกว่าเส้นผ่านศูนย์กลางท่อเล็กน้อย นั่นคือ 1 ถึง 1.2D มีความเหมาะสมมากกว่าหากระยะห่างมากเกินไป ความใกล้ชิดของมุมเปิดจะลดลง ส่งผลให้ระยะการให้ความร้อนที่ขอบยาวเกินไป ทำให้ไม่สามารถรับอุณหภูมิการเชื่อมที่สูงขึ้นที่ข้อต่อบัดกรีได้หากระยะห่างน้อยเกินไป ลูกกลิ้งอัดขึ้นรูปจะสร้างความร้อนเหนี่ยวนำที่สูงขึ้น ส่งผลให้อายุการใช้งานสั้นลง

6. ฟังก์ชั่นและตำแหน่งของตัวต้านทาน: แม่เหล็กตัวต้านทานใช้เพื่อลดการไหลของกระแสความถี่สูงที่ด้านหลังของท่อเหล็กและในขณะเดียวกันก็รวมกระแสเพื่อให้ความร้อนที่มุม V ของแถบเหล็กถึง รับรองว่าความร้อนจะไม่สูญเสียไปเนื่องจากความร้อนของตัวท่อหากการทำความเย็นไม่เพียงพอ แท่งแม่เหล็กจะเกินอุณหภูมิคูรี (ประมาณ 300°C) และสูญเสียพลังแม่เหล็กหากไม่มีตัวต้านทาน กระแสและความร้อนเหนี่ยวนำจะกระจายไปทั่วทั้งท่อ เพิ่มพลังการเชื่อม และทำให้ท่อร้อนเกินไปไม่มีผลกระทบทางความร้อนของตัวต้านทานในหลอดว่างการวางตำแหน่งของตัวต้านทานมีผลกระทบอย่างมากต่อความเร็วในการเชื่อม แต่ยังรวมถึงคุณภาพการเชื่อมด้วยแนวทางปฏิบัติได้พิสูจน์แล้วว่าเมื่อส่วนหน้าของตัวต้านทานอยู่ที่เส้นกึ่งกลางของลูกกลิ้งบีบพอดี ผลลัพธ์ที่ได้จะแบนราบเมื่อขยายเกินเส้นกึ่งกลางของลูกกลิ้งอัดรีดไปทางด้านข้างของเครื่องปรับขนาด ผลการแบนจะลดลงอย่างมากเมื่อน้อยกว่าเส้นกึ่งกลางแต่อยู่ด้านหนึ่งของลูกกลิ้งนำ ความแข็งแรงในการเชื่อมจะลดลงตำแหน่งคือตัวต้านทานวางอยู่ในช่องว่างของท่อด้านล่างตัวเหนี่ยวนำ และหัวของมันจะตรงกับเส้นกึ่งกลางของลูกกลิ้งอัดขึ้นรูปหรือปรับ 20 ถึง 40 มม. ในทิศทางการขึ้นรูปซึ่งสามารถเพิ่มความต้านทานด้านหลังในท่อได้ ลด การสูญเสียกระแสหมุนเวียนและลดกำลังการเชื่อม