Malzeme işlemedeki ilerlemeler, paslanmaz çelik boru üretimi alanında benzersiz fırsatları da beraberinde getirdi.Tipik uygulamalar arasında egzoz boruları, yakıt boruları, yakıt enjektörleri ve diğer bileşenler bulunur.Paslanmaz çelik boru üretiminde önce yassı çelik şerit oluşturulur, daha sonra şekli yuvarlak boru haline getirilir.Oluşturulduktan sonra boruların dikişleri birbirine kaynaklanmalıdır.Bu kaynak parçanın şekillendirilebilirliğini büyük ölçüde etkiler.Bu nedenle imalat sanayindeki sıkı test gereksinimlerini karşılayabilecek bir kaynak profili elde etmek için uygun kaynak tekniğinin seçilmesi son derece önemlidir.Paslanmaz çelik boruların üretiminde gaz tungsten ark kaynağı (GTAW), yüksek frekanslı (HF) kaynak ve lazer kaynağının her birinin uygulandığına şüphe yoktur.
Yüksek frekanslı indüksiyon kaynağı
Yüksek frekans kontak kaynağı ve yüksek frekans indüksiyon kaynağında akımı sağlayan ekipman ile baskı kuvvetini sağlayan ekipman birbirinden bağımsızdır.Ek olarak, her iki yöntemde de, kaynak akışının şeridin kenarında yoğunlaştırılmasına yardımcı olan, boru gövdesinin içine yerleştirilen yumuşak manyetik elemanlar olan çubuk mıknatıslar kullanılabilir.
Her iki durumda da şerit kesilip temizlenir, sarılır ve kaynak noktasına gönderilir.Ayrıca ısıtma işleminde kullanılan endüksiyon bobinlerini soğutmak için soğutucu kullanılır.Son olarak ekstrüzyon işlemi için bir miktar soğutucu kullanılacaktır.Burada kaynak bölgesinde gözeneklilik oluşmasını önlemek için sıkma makarasına çok fazla kuvvet uygulanır;ancak daha yüksek bir sıkma kuvveti kullanılması çapakların (veya kaynak boncuklarının) artmasına neden olacaktır.Bu nedenle borunun içini ve dışını çapak almak için özel tasarlanmış bıçaklar kullanılır.
Yüksek frekanslı kaynak işleminin temel avantajı, çelik boruların yüksek hızda işlenmesine olanak sağlamasıdır.Bununla birlikte, katı faz dövme bağlantılarının çoğunda tipik olduğu gibi, yüksek frekanslı kaynaklı bağlantılar, geleneksel tahribatsız teknikler (NDT) kullanılarak güvenilir bir şekilde kolayca test edilemez.Kaynak çatlakları, geleneksel yöntemlerle tespit edilemeyen düşük mukavemetli bağlantıların düz, ince alanlarında meydana gelebilir ve bazı zorlu otomotiv uygulamalarında güvenilirlikten yoksun olabilir.
Gaz tungsten ark kaynağı (GTAW)
Geleneksel olarak çelik boru üreticileri kaynak işlemini tamamlamak için gaz tungsten ark kaynağını (GTAW) tercih etmişlerdir.GTAW, tüketilmeyen iki tungsten elektrot arasında bir elektrik arkı oluşturur.Aynı zamanda, elektrotları korumak, iyonize bir plazma akışı oluşturmak ve erimiş kaynak havuzunu korumak için torçtan inert bir koruyucu gaz verilir.Bu, tekrarlanabilir yüksek kaliteli bir kaynak işlemiyle sonuçlanacak yerleşik ve anlaşılmış bir işlemdir.
Bu prosesin avantajları tekrarlanabilirlik, çapaksız kaynak ve gözenekliliğin ortadan kaldırılmasıdır.GTAW bir elektrik iletim süreci olarak kabul edilir, dolayısıyla süreç göreceli olarak yavaştır.
Yüksek frekanslı ark darbesi
Son yıllarda yüksek hızlı anahtarlar olarak da bilinen GTAW kaynak güç kaynakları, 10.000 Hz'nin üzerindeki ark darbelerini etkinleştirdi.Çelik boru işleme tesisinin müşterileri bu yeni teknolojiden faydalanıyor; yüksek frekanslı ark darbesi, geleneksel GTAW'dan beş kat daha fazla ark aşağı basıncına neden oluyor.Temsili iyileştirmeler arasında artan patlama mukavemeti, daha hızlı kaynak hattı hızları ve azaltılmış hurda yer alıyor.
Çelik boru üreticisinin müşterisi, bu kaynak işlemiyle elde edilen kaynak profilinin azaltılması gerektiğini hemen fark etti.Ayrıca kaynak hızı hala nispeten yavaştır.
Lazer kaynak
Tüm çelik boru kaynak uygulamalarında, çelik boru kenarları kelepçe braketleri kullanılarak birbirine sıkıştırıldığında çelik şerit kenarları eritilir ve katılaşır.Ancak lazer kaynağının benzersiz bir özelliği, yüksek enerji ışın yoğunluğudur.Lazer ışını sadece malzemenin yüzey katmanını eritmekle kalmadı, aynı zamanda kaynak profilinin çok dar olmasını sağlayacak bir anahtar deliği de oluşturdu.GTAW teknolojisi gibi 1 MW/cm2'nin altındaki güç yoğunlukları, anahtar delikleri oluşturmaya yetecek kadar enerji yoğunluğu üretmez.Bu şekilde anahtar deliği gerektirmeyen işlem, geniş ve sığ bir kaynak profiliyle sonuçlanır.Lazer kaynağının yüksek hassasiyeti daha etkili nüfuziyet sağlar, bu da tane büyümesini azaltır ve daha iyi metalografik kaliteye yol açar;Öte yandan GTAW'ın daha yüksek termal enerji girişi ve daha yavaş soğutma süreci Kaba kaynaklı yapıya yol açmaktadır.
Genel olarak konuşursak, lazer kaynak işleminin GTAW'dan daha hızlı olduğu kabul edilir, aynı hurda oranına sahiptirler ve ilki daha iyi metalografik özellikler getirir, bu da daha yüksek patlama mukavemeti ve daha yüksek şekillendirilebilirliğe yol açar.Yüksek frekanslı kaynakla karşılaştırıldığında, malzemenin lazerle işlenmesi sırasında oksidasyon meydana gelmez, bu da daha düşük hurda oranları ve daha yüksek şekillendirilebilirlik sağlar.Nokta büyüklüğünün etkisi: Paslanmaz çelik boru fabrikalarının kaynaklarında kaynak derinliği çelik borunun kalınlığına göre belirlenir.Bu sayede üretim hedefi, daha yüksek hızlara ulaşırken kaynak genişliğini azaltarak şekillendirilebilirliği arttırmaktır.En uygun lazeri seçerken yalnızca ışın kalitesi değil aynı zamanda frezenin doğruluğu da dikkate alınmalıdır.Ek olarak, boru haddesinin boyutsal hatasının ortaya çıkmasından önce noktanın azaltılmasına ilişkin sınırlamalar dikkate alınmalıdır.
Çelik boru kaynağına özgü birçok boyutsal sorun vardır ancak kaynağı etkileyen ana faktör, kaynak kutusu (daha spesifik olarak kaynaklı bobin) üzerindeki dikiştir.Şerit oluşturulduktan ve kaynak için hazır hale getirildikten sonra, kaynağın özellikleri arasında şerit boşluğu, ciddi/hafif kaynak yanlış hizalaması ve kaynak merkez hattı değişiklikleri yer alır.Boşluk, kaynak havuzunu oluşturmak için ne kadar malzeme kullanılacağını belirler.Çok fazla basınç borunun üst kısmında veya iç çapında fazla malzeme oluşmasına neden olacaktır.Öte yandan, ciddi veya hafif kaynak yanlış hizalaması, zayıf kaynak profiline neden olabilir.Ayrıca kaynaklı kutudan geçtikten sonra çelik borunun traşlanması da yapılacaktır.Buna boyut ayarlaması ve şekil (şekil) ayarlaması da dahildir.Öte yandan, ekstra çalışma bazı ciddi/küçük lehim kusurlarını ortadan kaldırabilir, ancak muhtemelen hepsini gideremez.Elbette sıfır hataya ulaşmak istiyoruz.Genel bir kural olarak kaynak kusurları malzeme kalınlığının yüzde beşini geçmemelidir.Bu değerin aşılması kaynaklı ürünün mukavemetini etkileyecektir.
Son olarak, yüksek kaliteli paslanmaz çelik boruların üretimi için kaynak merkez hattının varlığı önemlidir.Otomotiv pazarında şekillendirilebilirliğe verilen önemin artmasıyla birlikte, daha küçük bir ısıdan etkilenen bölgeye (HAZ) duyulan ihtiyaç ile azaltılmış kaynak profili arasında doğrudan bir ilişki vardır.Bu da lazer teknolojisinde nokta boyutunu küçülterek ışın kalitesini artıran gelişmelere yol açtı.Nokta boyutu küçülmeye devam ettikçe dikiş merkez çizgisini taramanın doğruluğuna daha fazla dikkat etmemiz gerekiyor.Genel olarak konuşursak, çelik boru üreticileri bu sapmayı mümkün olduğu kadar azaltmaya çalışacaklardır ancak pratikte 0,2 mm (0,008 inç) sapmayı yakalamak çok zordur.Bu durum dikiş takip sistemi kullanma ihtiyacını da beraberinde getiriyor.En yaygın iki izleme tekniği mekanik tarama ve lazer taramadır.Bir yandan mekanik sistemler, toz, aşınma ve titreşime maruz kalan kaynak havuzunun dikiş yukarı akışına temas etmek için problar kullanır.Bu sistemlerin doğruluğu 0,25 mm'dir (0,01 inç), bu da yüksek ışın kalitesinde lazer kaynağı için yeterince hassas değildir.
Öte yandan lazer dikiş takibi gerekli doğruluğu sağlayabilir.Tipik olarak, kaynağın yüzeyine bir lazer ışını veya lazer noktası yansıtılır ve ortaya çıkan görüntü, kaynakların, yanlış bağlantıların ve boşlukların konumunu belirlemek için algoritmalar kullanan bir CMOS kameraya geri beslenir.Görüntüleme hızı önemli olmakla birlikte, lazer dikiş takip cihazlarının, lazer odaklama kafasını doğrudan dikişin üzerinde hareket ettirmek için gerekli kapalı döngü kontrolünü sağlarken, kaynağın konumunu doğru bir şekilde derleyecek kadar hızlı bir denetleyiciye sahip olması gerekir.Bu nedenle dikiş takibinin doğruluğu ve tepki süresi önemlidir.
Genel olarak dikiş izleme teknolojisi, çelik boru üreticilerinin daha iyi şekillendirilebilir paslanmaz çelik borular üretmek için daha yüksek kaliteli lazer ışınlarından yararlanmasına da olanak tanıyacak kadar gelişmiştir.Sonuç olarak lazer kaynak, kaynak hızını korurken veya artırırken kaynak gözenekliliğini azaltacak ve kaynak profilini azaltacak bir yer buldu.Difüzyon soğutmalı levha lazerleri gibi lazer sistemleri, ışın kalitesini iyileştirerek kaynak genişliğini azaltarak şekillendirilebilirliği daha da artırır.Bu gelişme, çelik boru fabrikalarında daha sıkı boyut kontrolü ve lazer dikiş takibi ihtiyacını doğurmuştur.
Gönderim zamanı: Ağu-29-2022