Üretimindepaslanmaz çelik borular, ilk önce yassı bir çelik şerit oluşturulur ve bu daha sonra yuvarlak bir tüp şeklinde şekillendirilir.Borunun dikişleri oluşturulduktan sonra birbirine kaynak yapılmalıdır.Bu kaynak parçanın şekillendirilebilirliğini büyük ölçüde etkiler.Bu nedenle imalat endüstrisindeki sıkı test gereksinimlerini karşılayabilecek bir kaynak profili elde etmek için doğru kaynak tekniğinin seçilmesi son derece önemlidir.Paslanmaz çelik boruların üretiminde şüphesiz gaz tungsten ark kaynağı (GTAW), yüksek frekanslı (HF) kaynak ve lazer kaynağının her biri uygulanmıştır.
Yüksek frekanslı indüksiyon kaynağı
Yüksek frekans kontak kaynağı ve yüksek frekanslı indüksiyon kaynağında akım sağlayan ekipman ile ekstrüzyon kuvveti sağlayan ekipman birbirinden bağımsızdır.Ek olarak, her iki yöntemde de, kaynak akışının şeridin kenarına odaklanmasına yardımcı olan, boru gövdesinin içine yerleştirilen yumuşak bir manyetik eleman olan çubuk mıknatıs kullanılabilir.Her iki durumda da şerit sarılıp kaynak noktasına gönderilmeden önce kesilir ve temizlenir.Ayrıca ısıtma işleminde kullanılan endüksiyon bobinlerini soğutmak için soğutucu kullanılır.Son olarak ekstrüzyon işleminde bir miktar soğutucu kullanılacaktır.Burada kaynak bölgesinde gözeneklilik oluşmasını önlemek için sıkma makarasına çok fazla kuvvet uygulanır;ancak daha fazla 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.Ancak çoğu katı faz dövmesinde olduğu gibi, yüksek frekanslı kaynaklı bağlantılar geleneksel tahribatsız teknikler (NDT) kullanılarak güvenilir bir şekilde 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 boru üreticileri kaynak işlemini gaz tungsten ark kaynağı (GTAW) ile tamamlamayı seçmişlerdir.GTAW, tüketilmeyen iki tungsten elektrot arasında bir kaynak 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 kaynaklar üretecek yerleşik ve anlaşılmış bir süreçtir.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'in üzerinde ark darbelerine izin vermektedir.Çelik boru işleme tesislerindeki müşteriler, yüksek frekanslı ark darbelerinin geleneksel GTAW'a kıyasla beş kat daha fazla ark aşağıya doğru basınçla sonuçlandığı bu yeni teknolojiden yararlanıyor.Getirilen tipik iyileştirmeler arasında artan patlama mukavemeti, daha yüksek kaynak hattı hızları ve azaltılmış hurda yer alır.Çelik boru üreticilerinin müşterileri, bu kaynak işlemiyle elde edilen kaynak profilinin azaltılması gerektiğini hemen keşfettiler.Ayrıca kaynak hızı hala nispeten yavaştır.
Lazer kaynak
Tüm çelik boru kaynak uygulamalarında, çelik boru kenarları kelepçe braketleri kullanılarak birbirine bastırıldığında çelik şeridin kenarları eritilir ve katılaşır.Ancak lazer kaynağının benzersiz özelliği yüksek enerji ışın yoğunluğudur.Lazer ışını yalnızca malzemenin yüzey katmanını eritmekle kalmaz, aynı zamanda bir anahtar deliği oluşturarak dar bir kaynak dikişi profiline neden olur.GTAW teknolojisi gibi 1 MW/cm2'nin altındaki güç yoğunlukları, anahtar delikleri oluşturmaya yetecek enerji yoğunluğunu üretmez.Böylece anahtar deliği gerektirmeyen proses, geniş ve sığ bir kaynak profiliyle sonuçlanır.Lazer kaynağının yüksek hassasiyeti daha etkili nüfuziyet sağlar, bu da tane büyümesini azaltır ve daha iyi metalografik kalite sağlar;Öte yandan GTAW'ın daha yüksek ısı enerjisi girişi ve daha yavaş soğutma süreci Kaba kaynaklı yapıya yol açmaktadır.
Genel olarak konuşursak, lazer kaynak işleminin GTAW'dan daha hızlı olduğu, aynı reddetme oranına sahip oldukları ve ilkinin daha iyi metalografik özelliklere yol açtığı, bunun da daha yüksek patlama mukavemeti ve daha yüksek şekillendirilebilirliğe yol açtığı düşünülmektedir.Yüksek frekanslı kaynakla karşılaştırıldığında lazer, malzemeleri oksidasyon olmadan işler, 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 nedenle üretim hedefi, daha yüksek hızlara ulaşırken kaynak genişliğini azaltarak şekillendirilebilirliği arttırmaktır.En uygun lazeri seçerken yalnızca ışın kalitesi dikkate alınmaz, aynı zamanda frezenin doğruluğu da dikkate alınır.Ayrıca boru haddesinin boyutsal hatasının bir rol oynayabilmesi için öncelikle ışık noktasının azaltılmasının sınırlandırılması dikkate alınmalıdır.
Çelik boru kaynağına özgü birçok boyutsal sorun vardır ancak kaynağı etkileyen ana faktör kaynak kutusundaki (daha spesifik olarak kaynak bobinindeki) dikiştir.Şerit kaynak için oluşturulduktan sonra kaynak özellikleri arasında şerit boşlukları, ciddi/hafif kaynak yanlış hizalaması ve kaynağın merkez hattı değişimi 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 bir kaynak profiline neden olabilir.Ayrıca kaynak kutusundan geçtikten sonra çelik borunun traşlanması da yapılacaktır.Buna boyut ayarlamaları ve şekil (şekil) ayarlamaları da dahildir.Öte yandan, ekstra çalışma bazı büyük/küçük kaynak 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 artan odaklanmayla doğrudan bağlantılı olarak, daha küçük ısıdan etkilenen bölgelere (HAZ) ve azaltılmış kaynak profillerine duyulan ihtiyaç vardır.Bu da lazer teknolojisinin gelişimini, yani nokta boyutunu küçültecek şekilde ışın kalitesinin iyileştirilmesini teşvik eder.Nokta boyutu azalmaya 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 sisteminin kullanılması ihtiyacını gündeme getirmektedir.En yaygın iki izleme tekniği mekanik tarama ve lazer taramadır.Bir yandan, mekanik sistemler, tozlandıkları, aşındırıcı oldukları ve titreştikleri dikişin yukarısındaki kaynak havuzuyla 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.Lazer dikiş takibi ise gerekli hassasiyeti sağlayabilir.Genel olarak konuşursak, lazer ışığı veya lazer noktaları kaynağın yüzeyine yansıtılır ve ortaya çıkan görüntü, kaynakların, yanlış birleştirmelerin ve boşlukların konumunu belirlemek için algoritmalar kullanan bir CMOS kameraya geri beslenir.Görüntüleme hızı önemli olsa da, bir lazer dikiş takip cihazının, 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 kadar tepki süresi de önemlidir.
Genel olarak dikiş izleme teknolojisi, çelik boru üreticilerinin daha şekillendirilebilir paslanmaz çelik borular üretmek için daha yüksek kalitede lazer ışınlarından yararlanmasına olanak tanıyacak kadar gelişmiştir.Bu nedenle lazer kaynak, kaynak hızını korurken veya arttırırken kaynağın gözenekliliğini azaltmak ve kaynak profilini azaltmak için kullanıldığı bir yer bulmuştur.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: Aralık-02-2022