Επαγωγική συγκόλληση ραφής για σωλήνα και σωλήνα

Λύσεις σωλήνων και σωλήνων συγκόλλησης επαγωγικών ραφών υψηλής συχνότητας

Τι είναι συγκόλληση επαγωγής;

Με την επαγωγική συγκόλληση, η θερμότητα επάγεται ηλεκτρομαγνητικά στο τεμάχιο εργασίας. Η ταχύτητα και η ακρίβεια της επαγωγικής συγκόλλησης την καθιστούν ιδανική για συγκόλληση άκρων σωλήνων και σωλήνων. Σε αυτή τη διαδικασία, οι σωλήνες περνούν ένα επαγωγικό πηνίο σε υψηλή ταχύτητα. Καθώς το κάνουν, οι άκρες τους θερμαίνονται και στη συνέχεια συμπιέζονται μεταξύ τους για να σχηματίσουν μια διαμήκη ραφή συγκόλλησης. Η επαγωγική συγκόλληση είναι ιδιαίτερα κατάλληλη για παραγωγή μεγάλου όγκου. Οι συγκολλητές επαγωγής μπορούν επίσης να εξοπλιστούν με κεφαλές επαφής, μετατρέποντάς τις σε συστήματα συγκόλλησης διπλής χρήσης.

Ποια είναι τα πλεονεκτήματα της επαγωγικής συγκόλλησης με ραφή;

Η αυτοματοποιημένη επαγωγική διαμήκης συγκόλληση είναι μια αξιόπιστη διαδικασία υψηλής απόδοσης. Η χαμηλή κατανάλωση ενέργειας και η υψηλή απόδοση του Συστήματα επαγωγικής συγκόλλησης HLQ μείωση του κόστους. Η δυνατότητα ελέγχου και επαναληψιμότητάς τους ελαχιστοποιεί το σκραπ. Τα συστήματά μας είναι επίσης ευέλικτα—η αυτόματη αντιστοίχιση φορτίου εξασφαλίζει πλήρη ισχύ εξόδου σε ένα ευρύ φάσμα μεγεθών σωλήνων. Και το μικρό τους αποτύπωμα καθιστά εύκολη την ενσωμάτωση ή την εκ των υστέρων τοποθέτηση σε γραμμές παραγωγής.

Πού χρησιμοποιείται η συγκόλληση με επαγωγική ραφή;

Η επαγωγική συγκόλληση χρησιμοποιείται στη βιομηχανία σωλήνων και σωλήνων για τη διαμήκη συγκόλληση ανοξείδωτου χάλυβα (μαγνητικού και μη), αλουμινίου, χάλυβα χαμηλού άνθρακα και υψηλής αντοχής χαμηλού κράματος (HSLA) και πολλών άλλων αγώγιμων υλικών.

Επαγωγική συγκόλληση ραφών υψηλής συχνότητας

Στη διαδικασία συγκόλλησης σωλήνων επαγωγής υψηλής συχνότητας, ρεύμα υψηλής συχνότητας προκαλείται στον σωλήνα ανοιχτής ραφής από ένα επαγωγικό πηνίο που βρίσκεται μπροστά (ανοδικά) από το σημείο συγκόλλησης, όπως φαίνεται στο Σχ. 1-1. Οι άκρες του σωλήνα απέχουν μεταξύ τους όταν περνούν μέσα από το πηνίο, σχηματίζοντας ένα ανοιχτό στέλεχος του οποίου η κορυφή είναι ελαφρώς μπροστά από το σημείο συγκόλλησης. Το πηνίο δεν έρχεται σε επαφή με το σωλήνα.

Σχήμα 1-1

Το πηνίο λειτουργεί ως πρωτεύον ενός μετασχηματιστή υψηλής συχνότητας και ο σωλήνας ανοικτής ραφής λειτουργεί ως δευτερεύων με μία στροφή. Όπως σε γενικές εφαρμογές επαγωγικής θέρμανσης, η διαδρομή του επαγόμενου ρεύματος στο τεμάχιο εργασίας τείνει να συμμορφώνεται με το σχήμα του επαγωγικού πηνίου. Το μεγαλύτερο μέρος του επαγόμενου ρεύματος ολοκληρώνει τη διαδρομή του γύρω από τη σχηματισμένη λωρίδα ρέοντας κατά μήκος των άκρων και συνωστίζοντας γύρω από την κορυφή του ανοίγματος σε σχήμα vee στη λωρίδα.

Η πυκνότητα ρεύματος υψηλής συχνότητας είναι υψηλότερη στα άκρα κοντά στην κορυφή και στην ίδια την κορυφή. Γίνεται ταχεία θέρμανση, με αποτέλεσμα τα άκρα να βρίσκονται σε θερμοκρασία συγκόλλησης όταν φτάνουν στην κορυφή. Οι κύλινδροι πίεσης πιέζουν τις θερμαινόμενες άκρες μεταξύ τους, ολοκληρώνοντας τη συγκόλληση.

Είναι η υψηλή συχνότητα του ρεύματος συγκόλλησης που είναι υπεύθυνη για τη συγκεντρωμένη θέρμανση κατά μήκος των άκρων του βυθού. Έχει ένα άλλο πλεονέκτημα, δηλαδή ότι μόνο ένα πολύ μικρό μέρος του συνολικού ρεύματος βρίσκει το δρόμο του γύρω από το πίσω μέρος της σχηματισμένης λωρίδας. Εκτός και αν η διάμετρος του σωλήνα είναι πολύ μικρή σε σύγκριση με το μήκος του αυλακιού, το ρεύμα προτιμά τη χρήσιμη διαδρομή κατά μήκος των άκρων του σωλήνα που σχηματίζει το αυλάκι.

Επίδραση στο δέρμα

Η διαδικασία συγκόλλησης HF εξαρτάται από δύο φαινόμενα που σχετίζονται με το ρεύμα HF - Skin Effect και Proximity Effect.

Skin effect είναι η τάση του ρεύματος HF να συγκεντρώνεται στην επιφάνεια ενός αγωγού.

Αυτό απεικονίζεται στο Σχ. 1-3, το οποίο δείχνει ρεύμα HF που ρέει σε απομονωμένους αγωγούς διαφόρων σχημάτων. Πρακτικά ολόκληρο το ρεύμα ρέει σε ένα ρηχό δέρμα κοντά στην επιφάνεια.

Επίδραση εγγύτητας

Το δεύτερο ηλεκτρικό φαινόμενο που είναι σημαντικό στη διαδικασία συγκόλλησης HF είναι το φαινόμενο της εγγύτητας. Αυτή είναι η τάση του ρεύματος HF σε ένα ζεύγος αγωγών μετάβασης/επιστροφής να συγκεντρώνεται στα τμήματα των επιφανειών του αγωγού που είναι πλησιέστερα μεταξύ τους. Αυτό απεικονίζεται στα Σχ. 1-4 έως 1-6 για σχήματα και αποστάσεις διατομής στρογγυλού και τετράγωνου αγωγού.

Η φυσική πίσω από το φαινόμενο της εγγύτητας εξαρτάται από το γεγονός ότι το μαγνητικό πεδίο που περιβάλλει τους αγωγούς μετάβασης/επιστροφής είναι πιο συγκεντρωμένο στον στενό χώρο μεταξύ τους παρά αλλού (Εικ. 1-2). Οι μαγνητικές γραμμές δύναμης έχουν λιγότερο χώρο και συμπιέζονται πιο κοντά μεταξύ τους. Επομένως, το φαινόμενο εγγύτητας είναι ισχυρότερο όταν οι αγωγοί είναι πιο κοντά μεταξύ τους. Είναι επίσης ισχυρότερο όταν οι πλευρές που αντικρίζουν είναι πιο φαρδιές.

Εικ. 1-2

Εικ. 1-3

Το Σχ. 1-6 απεικονίζει την επίδραση της κλίσης δύο ορθογώνιων αγωγών μετάβασης/επιστροφής σε στενή απόσταση μεταξύ τους. Η συγκέντρωση ρεύματος HF είναι μεγαλύτερη στις γωνίες που είναι πιο κοντά μεταξύ τους και μειώνεται προοδευτικά κατά μήκος των αποκλίνων όψεων.

Εικ. 1-4

Εικ. 1-5

Εικ. 1-6

Ηλεκτρικές και Μηχανικές Αλληλεπιδράσεις

Υπάρχουν δύο γενικοί τομείς που πρέπει να βελτιστοποιηθούν για να έχουμε τις καλύτερες ηλεκτρικές συνθήκες:

  1. Το πρώτο είναι να κάνουμε ό,τι είναι δυνατό για να ενθαρρύνουμε όσο το δυνατόν μεγαλύτερο μέρος του συνολικού ρεύματος HF να ρέει στη χρήσιμη διαδρομή στο vee.
  2. Ο δεύτερος είναι να κάνουμε ό,τι είναι δυνατόν για να γίνουν οι άκρες παράλληλες στο vee έτσι ώστε η θέρμανση να είναι ομοιόμορφη από μέσα προς τα έξω.

Ο στόχος (1) εξαρτάται σαφώς από ηλεκτρικούς παράγοντες όπως ο σχεδιασμός και η τοποθέτηση των επαφών συγκόλλησης ή του πηνίου και από μια διάταξη παρεμπόδισης ρεύματος τοποθετημένη μέσα στο σωλήνα. Ο σχεδιασμός επηρεάζεται από τον φυσικό χώρο που είναι διαθέσιμος στο μύλο και τη διάταξη και το μέγεθος των κυλίνδρων συγκόλλησης. Εάν ένας άξονας πρόκειται να χρησιμοποιηθεί για εσωτερική εσάρρωση ή κύλιση, επηρεάζει το εμπόδιο. Επιπλέον, ο αντικειμενικός στόχος (1) εξαρτάται από τις διαστάσεις και τη γωνία ανοίγματος. Επομένως, παρόλο που το (1) είναι βασικά ηλεκτρικό, συνδέεται στενά με τα μηχανικά του μύλου.

Ο στόχος (2) εξαρτάται εξ ολοκλήρου από μηχανικούς παράγοντες, όπως το σχήμα του ανοιχτού σωλήνα και η κατάσταση της ακμής της λωρίδας. Αυτά μπορεί να επηρεαστούν από ό,τι συμβαίνει πίσω στα περάσματα διάσπασης του μύλου και ακόμη και στο slitter.

Η συγκόλληση HF είναι μια ηλεκτρομηχανική διαδικασία: Η γεννήτρια παρέχει θερμότητα στις άκρες, αλλά οι κύλινδροι συμπίεσης κάνουν πραγματικά τη συγκόλληση. Εάν οι άκρες φθάνουν στη σωστή θερμοκρασία και εξακολουθείτε να έχετε ελαττωματικές συγκολλήσεις, οι πιθανότητες είναι πολύ καλές ότι το πρόβλημα είναι στη ρύθμιση του μύλου ή στο υλικό.

Ειδικοί Μηχανικοί Παράγοντες

Σε τελευταία ανάλυση, το τι συμβαίνει στο vee είναι πολύ σημαντικό. Ό,τι συμβαίνει εκεί μπορεί να έχει επίδραση (είτε καλό είτε κακό) στην ποιότητα και την ταχύτητα συγκόλλησης. Μερικοί από τους παράγοντες που πρέπει να ληφθούν υπόψη στο vee είναι:

  1. Το μήκος vee
  2. Ο βαθμός ανοίγματος (γωνία vee)
  3. Πόσο μπροστά από την κεντρική γραμμή του κυλίνδρου συγκόλλησης αρχίζουν να εφάπτονται μεταξύ τους οι άκρες των λωρίδων
  4. Σχήμα και κατάσταση των άκρων της λωρίδας σε vee
  5. Πώς οι άκρες των λωρίδων συναντώνται μεταξύ τους – είτε ταυτόχρονα σε όλο το πάχος τους – είτε πρώτα στο εξωτερικό – είτε στο εσωτερικό – είτε μέσω μιας γρέζας ή σχισμής
  6. Το σχήμα της σχηματισμένης λωρίδας στο βέλο
  7. Η σταθερότητα όλων των διαστάσεων vee συμπεριλαμβανομένου του μήκους, της γωνίας ανοίγματος, του ύψους των άκρων, του πάχους των άκρων
  8. Η θέση των επαφών συγκόλλησης ή του πηνίου
  9. Η καταχώρηση των άκρων της ταινίας σε σχέση μεταξύ τους όταν ενώνονται
  10. Πόσο υλικό έχει συμπιεστεί (πλάτος λωρίδας)
  11. Πόσο μεγάλο μέγεθος πρέπει να είναι ο σωλήνας ή ο σωλήνας για το μέγεθος
  12. Πόση ποσότητα νερού ή ψυκτικού μύλου χύνεται μέσα στο vee και η ταχύτητα πρόσκρουσής του
  13. Καθαριότητα ψυκτικού υγρού
  14. Καθαριότητα λωρίδας
  15. Παρουσία ξένου υλικού, όπως ζυγαριά, τσιπς, λωρίδες, εγκλείσματα
  16. Είτε το σκελετό από χάλυβα είναι από χάλυβα με στεφάνι ή σκοτωμένο χάλυβα
  17. Είτε συγκόλληση σε χείλος από χάλυβα με στεφάνι είτε από σκελετό πολλαπλών σχισμών
  18. Ποιότητα σκελετού – είτε από πλαστικοποιημένο χάλυβα – είτε από χάλυβα με υπερβολικά κορδόνια και εγκλείσματα («βρώμικος» χάλυβας)
  19. Σκληρότητα και φυσικές ιδιότητες του υλικού της λωρίδας (που επηρεάζουν την απαιτούμενη ποσότητα ελατηρίου και πίεσης συμπίεσης)
  20. Ομοιομορφία ταχύτητας μύλου
  21. Ποιότητα κοπής

Είναι προφανές ότι πολλά από αυτά που συμβαίνουν στο vee είναι αποτέλεσμα αυτού που έχει ήδη συμβεί – είτε στον ίδιο τον μύλο είτε ακόμη και πριν η λωρίδα ή ο σκελετός μπει στο μύλο.

Εικ. 1-7

Εικ. 1-8

Το Vee υψηλής συχνότητας

Ο σκοπός αυτής της ενότητας είναι να περιγράψει τις ιδανικές συνθήκες στο vee. Αποδείχθηκε ότι οι παράλληλες ακμές δίνουν ομοιόμορφη θέρμανση μεταξύ του εσωτερικού και του εξωτερικού. Πρόσθετοι λόγοι για τη διατήρηση των άκρων όσο το δυνατόν παράλληλων θα δοθούν σε αυτήν την ενότητα. Θα συζητηθούν άλλα χαρακτηριστικά vee, όπως η θέση της κορυφής, η γωνία ανοίγματος και η σταθερότητα κατά το τρέξιμο.

Οι επόμενες ενότητες θα δώσουν συγκεκριμένες συστάσεις με βάση την εμπειρία του πεδίου για την επίτευξη επιθυμητών συνθηκών vee.

Apex όσο πιο κοντά στο σημείο συγκόλλησης είναι δυνατόν

Το Σχ. 2-1 δείχνει το σημείο όπου οι άκρες συναντώνται μεταξύ τους (δηλαδή, η κορυφή) να είναι κάπως ανάντη της κεντρικής γραμμής του κυλίνδρου πίεσης. Αυτό συμβαίνει επειδή μια μικρή ποσότητα υλικού συμπιέζεται έξω κατά τη συγκόλληση. Η κορυφή ολοκληρώνει το ηλεκτρικό κύκλωμα και το ρεύμα HF από τη μία άκρη γυρίζει και πηγαίνει πίσω κατά μήκος της άλλης.

Στο διάστημα μεταξύ της κορυφής και της κεντρικής γραμμής του κυλίνδρου πίεσης δεν υπάρχει περαιτέρω θέρμανση επειδή δεν ρέει ρεύμα και η θερμότητα διαχέεται γρήγορα λόγω της υψηλής θερμοκρασίας κλίσης μεταξύ των καυτών άκρων και του υπολοίπου του σωλήνα. Επομένως, είναι σημαντικό η κορυφή να είναι όσο το δυνατόν πιο κοντά στην κεντρική γραμμή του κυλίνδρου συγκόλλησης, προκειμένου η θερμοκρασία να παραμείνει αρκετά υψηλή ώστε να γίνει καλή συγκόλληση όταν εφαρμόζεται η πίεση.

Αυτή η ταχεία απαγωγή θερμότητας είναι υπεύθυνη για το γεγονός ότι όταν η ισχύς HF διπλασιάζεται, η επιτεύξιμη ταχύτητα υπερδιπλασιάζεται. Η υψηλότερη ταχύτητα που προκύπτει από την υψηλότερη ισχύ δίνει λιγότερο χρόνο για την απομάκρυνση της θερμότητας. Ένα μεγαλύτερο μέρος της θερμότητας που αναπτύσσεται ηλεκτρικά στα άκρα γίνεται χρήσιμο και η απόδοση αυξάνεται.

Βαθμός ανοίγματος Vee

Η διατήρηση της κορυφής όσο το δυνατόν πιο κοντά στην κεντρική γραμμή πίεσης συγκόλλησης συνεπάγεται ότι το άνοιγμα στο στέλεχος πρέπει να είναι όσο το δυνατόν ευρύτερο, αλλά υπάρχουν πρακτικά όρια. Το πρώτο είναι η φυσική ικανότητα του μύλου να κρατά τις άκρες ανοιχτές χωρίς ζάρες ή ζημιές. Το δεύτερο είναι η μείωση του φαινομένου εγγύτητας μεταξύ των δύο άκρων όταν απέχουν περισσότερο. Ωστόσο, το πολύ μικρό άνοιγμα του καλύμματος μπορεί να προάγει το προ-τόξο και το πρόωρο κλείσιμο του αυλακιού προκαλώντας ελαττώματα συγκόλλησης.

Βάσει της εμπειρίας στο πεδίο, το άνοιγμα του κεφαλιού είναι γενικά ικανοποιητικό εάν ο χώρος μεταξύ των άκρων σε ένα σημείο 2.0″ ανάντη από την κεντρική γραμμή του κυλίνδρου συγκόλλησης είναι μεταξύ 0.080″(2mm) και 200″(5mm) δίνοντας μια περιλαμβανόμενη γωνία μεταξύ 2° και 5° για ανθρακούχο χάλυβα. Μια μεγαλύτερη γωνία είναι επιθυμητή για τον ανοξείδωτο χάλυβα και τα μη σιδηρούχα μέταλλα.

Συνιστώμενο άνοιγμα Vee

Εικ. 2-1

Εικ. 2-2

Εικ. 2-3

Παράλληλες άκρες Αποφύγετε το Double Vee

Το Σχ. 2-2 δείχνει ότι αν τα εσωτερικά άκρα ενωθούν πρώτα, υπάρχουν δύο αυλάκια – το ένα στο εξωτερικό με την κορυφή του στο Α – το άλλο στο εσωτερικό με την κορυφή του στο Β. Το εξωτερικό άκρο είναι μεγαλύτερο και η κορυφή του είναι πιο κοντά στην κεντρική γραμμή του κυλίνδρου πίεσης.

Στο Σχ. 2-2 το ρεύμα HF προτιμά την εσωτερική βέε επειδή οι άκρες είναι πιο κοντά μεταξύ τους. Το ρεύμα περιστρέφεται στο Β. Μεταξύ Β και σημείου συγκόλλησης, δεν υπάρχει θέρμανση και οι άκρες ψύχονται γρήγορα. Επομένως, είναι απαραίτητο να υπερθερμανθεί ο σωλήνας αυξάνοντας την ισχύ ή μειώνοντας την ταχύτητα προκειμένου η θερμοκρασία στο σημείο συγκόλλησης να είναι αρκετά υψηλή για μια ικανοποιητική συγκόλληση. Αυτό επιδεινώνεται ακόμη περισσότερο επειδή τα εσωτερικά άκρα θα έχουν θερμανθεί πιο ζεστά από τα εξωτερικά.

Σε ακραίες περιπτώσεις, το διπλό στόμιο μπορεί να προκαλέσει στάζει μέσα και ψυχρή συγκόλληση έξω. Όλα αυτά θα αποφεύγονταν εάν οι άκρες ήταν παράλληλες.

Οι παράλληλες ακμές μειώνουν τα εγκλείσματα

Ένα από τα σημαντικά πλεονεκτήματα της συγκόλλησης HF είναι το γεγονός ότι ένα λεπτό δέρμα λιώνει στην όψη των άκρων. Αυτό επιτρέπει τη συμπίεση των οξειδίων και άλλων ανεπιθύμητων υλικών, δίνοντας μια καθαρή, υψηλής ποιότητας συγκόλληση. Με παράλληλες άκρες, τα οξείδια συμπιέζονται και προς τις δύο κατευθύνσεις. Δεν υπάρχει τίποτα στο δρόμο τους και δεν χρειάζεται να ταξιδέψουν περισσότερο από το μισό πάχος του τοίχου.

Εάν οι εσωτερικές άκρες ενωθούν πρώτα, είναι πιο δύσκολο για τα οξείδια να συμπιεστούν προς τα έξω. Στο Σχ. 2-2 υπάρχει μια κοιλότητα μεταξύ της κορυφής Α και της κορυφής Β η οποία λειτουργεί σαν χωνευτήριο για να περιέχει ξένο υλικό. Αυτό το υλικό επιπλέει στον λιωμένο χάλυβα κοντά στις καυτές εσωτερικές άκρες. Κατά τη διάρκεια του χρόνου που συμπιέζεται μετά τη διέλευση της κορυφής Α, δεν μπορεί να ξεπεράσει τελείως τις πιο κρύες εξωτερικές άκρες και μπορεί να παγιδευτεί στη διεπαφή συγκόλλησης, σχηματίζοντας ανεπιθύμητα εγκλείσματα.

Υπήρξαν πολλές περιπτώσεις όπου ελαττώματα συγκόλλησης, λόγω εγκλεισμάτων κοντά στο εξωτερικό, εντοπίστηκαν στις εσωτερικές άκρες που ενώνονται πολύ σύντομα (δηλαδή, ο σωλήνας με κορύφωση). Η απάντηση είναι απλώς να αλλάξετε τη διαμόρφωση έτσι ώστε οι άκρες να είναι παράλληλες. Αν δεν το κάνετε αυτό, μπορεί να μειώσει τη χρήση ενός από τα σημαντικότερα πλεονεκτήματα της συγκόλλησης HF.

Οι παράλληλες ακμές μειώνουν τη σχετική κίνηση

Το Σχ. 2-3 δείχνει μια σειρά από διατομές που θα μπορούσαν να έχουν ληφθεί μεταξύ Β και Α στο Σχ. 2-2. Όταν οι εσωτερικές άκρες ενός κορυφωμένου σωλήνα έρχονται σε πρώτη επαφή μεταξύ τους, κολλάνε μεταξύ τους (Εικ. 2-3α). Λίγο αργότερα (Εικ. 2-3β), το τμήμα που έχει κολλήσει υφίσταται κάμψη. Οι εξωτερικές γωνίες ενώνονται σαν οι άκρες να ήταν αρθρωτές στο εσωτερικό (Εικ. 2-3γ).

Αυτή η κάμψη του εσωτερικού τμήματος του τοίχου κατά τη συγκόλληση κάνει λιγότερο κακό κατά τη συγκόλληση χάλυβα από ό,τι κατά τη συγκόλληση υλικών όπως το αλουμίνιο. Ο χάλυβας έχει ευρύτερο εύρος θερμοκρασιών πλαστικού. Η αποτροπή σχετικής κίνησης αυτού του είδους βελτιώνει την ποιότητα της συγκόλλησης. Αυτό γίνεται κρατώντας τις άκρες παράλληλες.

Οι παράλληλες ακμές μειώνουν τον χρόνο συγκόλλησης

Και πάλι αναφερόμενοι στο Σχ. 2-3, η διαδικασία συγκόλλησης λαμβάνει χώρα σε όλη τη διαδρομή από το Β έως την κεντρική γραμμή του κυλίνδρου συγκόλλησης. Σε αυτή την κεντρική γραμμή ασκείται τελικά η μέγιστη πίεση και η συγκόλληση ολοκληρώνεται.

Αντίθετα, όταν οι άκρες ενώνονται παράλληλα, δεν αρχίζουν να ακουμπούν μέχρι να φτάσουν τουλάχιστον στο σημείο Α. Σχεδόν αμέσως, εφαρμόζεται η μέγιστη πίεση. Οι παράλληλες ακμές μπορεί να μειώσουν το χρόνο συγκόλλησης έως και 2.5 έως 1 ή περισσότερο.

Το να φέρετε παράλληλα τις άκρες μαζί χρησιμοποιεί αυτό που οι σιδηρουργοί γνώριζαν πάντα: Χτυπήστε όσο το σίδερο είναι καυτό!

Το Vee ως ηλεκτρικό φορτίο στη γεννήτρια

Στη διαδικασία HF, όταν χρησιμοποιούνται εμπόδια και οδηγοί ραφής όπως συνιστάται, η χρήσιμη διαδρομή κατά μήκος των άκρων του βέε περιλαμβάνει το συνολικό κύκλωμα φορτίου που τοποθετείται στη γεννήτρια υψηλής συχνότητας. Το ρεύμα που αντλείται από τη γεννήτρια από το vee εξαρτάται από την ηλεκτρική αντίσταση του vee. Αυτή η αντίσταση, με τη σειρά της, εξαρτάται από τις διαστάσεις vee. Καθώς το vee επιμηκύνεται (οι επαφές ή το πηνίο μετακινούνται προς τα πίσω), η σύνθετη αντίσταση αυξάνεται και το ρεύμα τείνει να μειωθεί. Επίσης, το μειωμένο ρεύμα πρέπει τώρα να θερμάνει περισσότερο μέταλλο (λόγω του μακρύτερου βέε), επομένως, απαιτείται περισσότερη ισχύς για να επαναφέρει την περιοχή συγκόλλησης στη θερμοκρασία συγκόλλησης. Καθώς το πάχος του τοιχώματος αυξάνεται, η αντίσταση μειώνεται και το ρεύμα τείνει να αυξάνεται. Είναι απαραίτητο η σύνθετη αντίσταση του vee να είναι αρκετά κοντά στην τιμή σχεδιασμού, εάν πρόκειται να αντληθεί πλήρης ισχύς από τη γεννήτρια υψηλής συχνότητας. Όπως το νήμα σε έναν λαμπτήρα, η ισχύς που αντλείται εξαρτάται από την αντίσταση και την εφαρμοζόμενη τάση, όχι από το μέγεθος του σταθμού παραγωγής.

Για ηλεκτρικούς λόγους, επομένως, ειδικά όταν είναι επιθυμητή η πλήρης έξοδος γεννήτριας HF, είναι απαραίτητο οι διαστάσεις vee να είναι οι συνιστώμενες.

Εργαλεία διαμόρφωσης

 

Ο σχηματισμός επηρεάζει την ποιότητα της συγκόλλησης

Όπως έχει ήδη εξηγηθεί, η επιτυχία της συγκόλλησης HF εξαρτάται από το εάν το τμήμα μορφοποίησης παρέχει σταθερές, χωρίς λωρίδες και παράλληλες ακμές στο στέλεχος. Δεν προσπαθούμε να προτείνουμε λεπτομερή εργαλεία για κάθε μάρκα και μέγεθος μύλου, αλλά προτείνουμε μερικές ιδέες σχετικά με τις γενικές αρχές. Όταν γίνουν κατανοητοί οι λόγοι, τα υπόλοιπα είναι μια απλή δουλειά για τους σχεδιαστές ρολών. Η σωστή διαμόρφωση εργαλείων βελτιώνει την ποιότητα της συγκόλλησης και επίσης διευκολύνει τη δουλειά του χειριστή.

Συνιστάται σπάσιμο άκρων

Συνιστούμε είτε ίσιο είτε τροποποιημένο σπάσιμο άκρων. Αυτό δίνει στην κορυφή του σωλήνα την τελική του ακτίνα στα πρώτα ένα ή δύο περάσματα. Μερικές φορές ο σωλήνας λεπτού τοιχώματος σχηματίζεται υπερβολικά για να επιτρέπει την επιστροφή του ελατηρίου. Τα περάσματα πτερυγίων δεν πρέπει κατά προτίμηση να βασίζονται για να σχηματιστεί αυτή η ακτίνα. Δεν μπορούν να παραμορφωθούν χωρίς να καταστρέψουν τις άκρες έτσι ώστε να μην βγαίνουν παράλληλα. Ο λόγος για αυτήν τη σύσταση είναι ότι οι άκρες θα είναι παράλληλες προτού φτάσουν στους κυλίνδρους συγκόλλησης – δηλαδή, στο στέλεχος. Αυτό διαφέρει από τη συνηθισμένη πρακτική ERW, όπου τα μεγάλα κυκλικά ηλεκτρόδια πρέπει να λειτουργούν ως συσκευές επαφής υψηλού ρεύματος και ταυτόχρονα ως ρολά για να σχηματίσουν τις άκρες προς τα κάτω.

Edge Break έναντι Center Break

Οι υποστηρικτές του κεντρικού σπασίματος λένε ότι τα ρολά κεντρικού σπασίματος μπορούν να χειριστούν μια σειρά μεγεθών, γεγονός που μειώνει το απόθεμα εργαλείων και μειώνει τον χρόνο διακοπής αλλαγής ρολού. Αυτό είναι ένα έγκυρο οικονομικό επιχείρημα με έναν μεγάλο μύλο όπου τα ρολά είναι μεγάλα και ακριβά. Ωστόσο, αυτό το πλεονέκτημα αντισταθμίζεται εν μέρει επειδή συχνά χρειάζονται πλευρικά ρολά ή μια σειρά επίπεδων κυλίνδρων μετά το τελευταίο πέρασμα πτερυγίων για να κρατήσουν τις άκρες κάτω. Μέχρι τουλάχιστον 6 ή 8″ OD, το σπάσιμο των άκρων είναι πιο πλεονεκτικό.

Αυτό ισχύει παρά το γεγονός ότι είναι επιθυμητή η χρήση διαφορετικών κυλίνδρων διάσπασης κορυφής για χοντρούς τοίχους παρά για λεπτούς τοίχους. Το Σχ. 3-1α δείχνει ότι ένα επάνω ρολό σχεδιασμένο για λεπτό τοίχωμα δεν αφήνει αρκετό χώρο στα πλάγια για τους παχύτερους τοίχους. Εάν προσπαθήσετε να το ξεπεράσετε χρησιμοποιώντας ένα επάνω ρολό που είναι αρκετά στενό για την πιο χοντρή λωρίδα σε μεγάλο εύρος πάχους, θα αντιμετωπίσετε πρόβλημα στο λεπτό άκρο του εύρους, όπως προτείνεται στο Σχ. 3-1β. Οι πλευρές της λωρίδας δεν θα περιορίζονται και το σπάσιμο των άκρων δεν θα είναι πλήρες. Αυτό προκαλεί την κύλιση της ραφής από τη μία πλευρά στην άλλη στους κυλίνδρους συγκόλλησης - εξαιρετικά ανεπιθύμητο για καλή συγκόλληση.

Μια άλλη μέθοδος που χρησιμοποιείται μερικές φορές αλλά δεν συνιστούμε για μικρούς μύλους, είναι η χρήση ενός ενσωματωμένου κάτω ρολού με αποστάτες στο κέντρο. Ένας λεπτότερος κεντρικός διαχωριστής και ένας παχύτερος αποστάτης πλάτης χρησιμοποιούνται κατά τη λειτουργία λεπτού τοίχου. Ο σχεδιασμός ρολού για αυτή τη μέθοδο είναι στην καλύτερη περίπτωση συμβιβασμός. Το Σχ. 3-1γ δείχνει τι συμβαίνει όταν το επάνω ρολό έχει σχεδιαστεί για χοντρό τοίχο και το κάτω ρολό στενεύει με αντικατάσταση διαχωριστικών έτσι ώστε να τρέξει λεπτό τοίχωμα. Η λωρίδα είναι τσιμπημένη κοντά στις άκρες αλλά είναι χαλαρή στο κέντρο. Αυτό τείνει να προκαλεί αστάθεια κατά μήκος του μύλου, συμπεριλαμβανομένης της οπής συγκόλλησης.

Ένα άλλο επιχείρημα είναι ότι το σπάσιμο των άκρων μπορεί να προκαλέσει λυγισμό. Αυτό δεν συμβαίνει όταν το τμήμα μετάβασης είναι σωστά εργαλειοποιημένο και ρυθμισμένο και η μορφοποίηση κατανέμεται σωστά κατά μήκος του μύλου.

Οι πρόσφατες εξελίξεις στην τεχνολογία διαμόρφωσης κλωβού ελεγχόμενη από υπολογιστή εξασφαλίζουν επίπεδα, παράλληλες ακμές και γρήγορους χρόνους εναλλαγής.

Σύμφωνα με την εμπειρία μας, η προστιθέμενη προσπάθεια για τη χρήση του κατάλληλου σπασίματος άκρων αποδίδει καλά σε αξιόπιστη, συνεπή, εύκολη στη λειτουργία, παραγωγή υψηλής ποιότητας.

Fin Passes Συμβατό

Η πρόοδος στα περάσματα πτερυγίων θα πρέπει να οδηγεί ομαλά στο τελευταίο σχήμα διέλευσης πτερυγίων που συνιστάται προηγουμένως. Κάθε πτερύγιο θα πρέπει να κάνει περίπου την ίδια ποσότητα εργασίας. Αυτό αποφεύγει την καταστροφή των άκρων σε ένα υπερφορτωμένο πέρασμα πτερυγίων.

Εικ. 3-1

Ρολά συγκόλλησης

 

Τα ρολά συγκόλλησης και τα ρολά τελευταίας πτερυγίου συσχετίζονται

Η απόκτηση παράλληλων άκρων στο στέλεχος απαιτεί συσχέτιση του σχεδιασμού των κυλίνδρων τελευταίας διέλευσης πτερυγίων και των κυλίνδρων συγκόλλησης. Ο οδηγός ραφής μαζί με τυχόν πλαϊνά ρολά που μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε αυτήν την περιοχή προορίζονται μόνο για οδήγηση. Αυτή η ενότητα περιγράφει ορισμένα σχέδια κυλίνδρων συγκόλλησης που έχουν δώσει εξαιρετικά αποτελέσματα σε πολλές εγκαταστάσεις και περιγράφει ένα σχέδιο τελευταίου πτερυγίου που ταιριάζει με αυτά τα σχέδια κυλίνδρων συγκόλλησης.

Η μόνη λειτουργία των κυλίνδρων συγκόλλησης στη συγκόλληση HF είναι να πιέζουν τα θερμαινόμενα άκρα μαζί με αρκετή πίεση για να κάνουν μια καλή συγκόλληση. Το σχέδιο του κυλίνδρου πτερυγίου θα πρέπει να παρέχει το σκελετό πλήρως σχηματισμένο (συμπεριλαμβανομένης της ακτίνας κοντά στις άκρες), αλλά να ανοίγει στο επάνω μέρος στους κυλίνδρους συγκόλλησης. Το άνοιγμα επιτυγχάνεται σαν να είχε κατασκευαστεί ένας τελείως κλειστός σωλήνας από δύο μισά συνδεδεμένα με μια άρθρωση πιάνου στο κάτω μέρος και απλώς αιωρούνται στο επάνω μέρος (Εικ. 4-1). Αυτό το σχέδιο ρολού πτερυγίων το επιτυγχάνει χωρίς ανεπιθύμητη κοιλότητα στο κάτω μέρος.

Διάταξη σε δύο ρολά

Οι κύλινδροι συγκόλλησης πρέπει να μπορούν να κλείνουν τον σωλήνα με αρκετή πίεση ώστε να ανατρέπονται τα άκρα ακόμα και όταν ο συγκολλητής είναι κλειστός και τα άκρα είναι κρύα. Αυτό απαιτεί μεγάλες οριζόντιες συνιστώσες δύναμης όπως υποδεικνύεται από τα βέλη στο Σχ. 4-1. Ένας απλός, άμεσος τρόπος για να αποκτήσετε αυτές τις δυνάμεις είναι να χρησιμοποιήσετε δύο πλευρικούς κυλίνδρους όπως προτείνεται στο Σχ. 4-2.

Ένα κουτί δύο ρολών είναι σχετικά οικονομικό στην κατασκευή. Υπάρχει μόνο μία βίδα για ρύθμιση κατά τη διάρκεια μιας διαδρομής. Διαθέτει κλωστές δεξιού και αριστερού χεριού και μετακινεί τα δύο ρολά μέσα και έξω μαζί. Αυτή η διάταξη χρησιμοποιείται ευρέως για μικρές διαμέτρους και λεπτούς τοίχους. Η κατασκευή δύο κυλίνδρων έχει το σημαντικό πλεονέκτημα ότι επιτρέπει τη χρήση του επίπεδου οβάλ σχήματος λαιμού ρολού συγκόλλησης που αναπτύχθηκε από τη THERMATOOL για να διασφαλίσει ότι οι άκρες του σωλήνα είναι παράλληλες.

Κάτω από ορισμένες περιπτώσεις, η διάταξη δύο κυλίνδρων μπορεί να είναι επιρρεπής στο να προκαλέσει σημάδια στροβιλισμού στο σωλήνα. Ένας κοινός λόγος για αυτό είναι η ακατάλληλη διαμόρφωση, η οποία απαιτεί από τις άκρες του κυλίνδρου να ασκούν πίεση υψηλότερη από την κανονική. Σημάδια στροβιλισμού μπορεί επίσης να εμφανιστούν με υλικά υψηλής αντοχής, τα οποία απαιτούν υψηλή πίεση συγκόλλησης. Ο συχνός καθαρισμός των άκρων του ρολού με τροχό ή μύλο θα βοηθήσει στην ελαχιστοποίηση της σήμανσης.

Το τρίψιμο των κυλίνδρων κατά την κίνηση θα ελαχιστοποιήσει την πιθανότητα υπερβολικής λείανσης ή τρυπήματος του ρολού, αλλά θα πρέπει να δίνεται ιδιαίτερη προσοχή όταν το κάνετε. Έχετε πάντα κάποιον να στέκεται δίπλα στο E-Stop σε περίπτωση έκτακτης ανάγκης.

Εικ. 4-1

Εικ. 4-2

Διάταξη Τριών Ρολών

Πολλοί χειριστές μύλου προτιμούν τη διάταξη τριών κυλίνδρων που φαίνεται στο Σχ. 4-3 για μικρούς σωλήνες (έως περίπου 4-1/2″OD). Το κύριο πλεονέκτημά του σε σχέση με τη διάταξη δύο κυλίνδρων είναι ότι τα σημάδια στροβιλισμού ουσιαστικά εξαλείφονται. Παρέχει επίσης προσαρμογή για τη διόρθωση της καταχώρησης άκρων εάν αυτό είναι απαραίτητο.

Τα τρία ρολά, σε απόσταση 120 μοιρών μεταξύ τους, είναι τοποθετημένα σε σχισμές σε ένα τσοκ κύλισης τριών σιαγόνων βαρέως τύπου. Μπορούν να ρυθμιστούν μέσα και έξω μαζί από τη βίδα του τσοκ. Το τσοκ είναι τοποθετημένο σε μια στιβαρή, ρυθμιζόμενη πίσω πλάκα. Η πρώτη ρύθμιση γίνεται με τα τρία ρολά κλειστά ερμητικά σε ένα κατεργασμένο βύσμα. Η πίσω πλάκα ρυθμίζεται κατακόρυφα και πλευρικά έτσι ώστε το κάτω ρολό να ευθυγραμμίζεται με ακρίβεια με το ύψος του μύλου και με την κεντρική γραμμή του μύλου. Στη συνέχεια, η πίσω πλάκα κλειδώνει καλά και δεν χρειάζεται περαιτέρω ρύθμιση μέχρι την επόμενη αλλαγή ρολού.

Οι σχισμές που συγκρατούν τους δύο επάνω κυλίνδρους είναι τοποθετημένες σε ακτινωτές πλάκες εφοδιασμένες με βίδες ρύθμισης. Οποιοδήποτε από αυτά τα δύο ρολά μπορεί να ρυθμιστεί ξεχωριστά. Αυτό είναι επιπλέον της κοινής ρύθμισης των τριών κυλίνδρων μαζί από το τσοκ κύλισης.

Two Rolls – Roll Design

Για σωλήνα μικρότερο από περίπου 1.0 OD και κουτί δύο κυλίνδρων, το προτεινόμενο σχήμα φαίνεται στο Σχ. 4-4. Αυτό είναι το βέλτιστο σχήμα. Παρέχει την καλύτερη ποιότητα συγκόλλησης και την υψηλότερη ταχύτητα συγκόλλησης. Πάνω από περίπου 1.0 OD, η μετατόπιση 020 γίνεται ασήμαντη και μπορεί να παραληφθεί, καθώς κάθε ρολό αλέθεται από ένα κοινό κέντρο.

Τρία ρολά – Σχέδιο ρολού

Οι λαιμοί συγκόλλησης τριών κυλίνδρων είναι συνήθως στρογγυλοί, με διάμετρο DW ίση με τη διάμετρο τελικού σωλήνα D συν το επιτρεπόμενο μέγεθος a

RW = DW/2

Όπως και με το κουτί με δύο ρολά, χρησιμοποιήστε τα Σχ. 4-5 ως οδηγό για την επιλογή της διαμέτρου του ρολού. Το άνω διάκενο θα πρέπει να είναι 050 ή ίσο με το λεπτότερο τοίχωμα που θα τρέξει, όποιο είναι μεγαλύτερο. Τα άλλα δύο κενά θα πρέπει να είναι 060 το μέγιστο, με κλίμακα έως 020 για πολύ λεπτά τοιχώματα. Η ίδια σύσταση σχετικά με την ακρίβεια που έγινε για το κουτί δύο ρολών ισχύει και εδώ.

Εικ. 4-3

Εικ. 4-4

Εικ. 4-5

ΤΟ ΤΕΛΕΥΤΑΙΟ ΠΕΡΙΣΜΑ ΦΙΝ

 

Στόχοι σχεδιασμού

Το σχήμα που προτείνεται για το τελευταίο πέρασμα πτερυγίων επιλέχθηκε με διάφορους στόχους:

  1. Για να παρουσιαστεί ο σωλήνας στους κυλίνδρους συγκόλλησης με τη σχηματισμένη ακτίνα άκρου
  2. Για να υπάρχουν παράλληλες άκρες μέσα από το vee
  3. Για την παροχή ικανοποιητικού ανοίγματος κεφαλής
  4. Για να είναι συμβατό με το σχέδιο του κυλίνδρου συγκόλλησης που συνιστάται προηγουμένως
  5. Για να είναι απλό στο άλεσμα.

Last Fin Pass Shape

Το προτεινόμενο σχήμα απεικονίζεται στο Σχ. 4-6. Το κάτω ρολό έχει σταθερή ακτίνα από ένα μόνο κέντρο. Καθένα από τα δύο πάνω μισά ρολού έχει επίσης σταθερή ακτίνα. Ωστόσο, η ακτίνα του άνω κυλίνδρου RW δεν είναι ίση με την κάτω ακτίνα του κυλίνδρου RL και τα κέντρα από τα οποία αλέθονται οι ακτίνες κορυφής μετατοπίζονται πλευρικά κατά μια απόσταση WGC. Το ίδιο το πτερύγιο είναι κωνικό υπό γωνία.

Κριτήρια σχεδιασμού

Οι διαστάσεις καθορίζονται με τα ακόλουθα πέντε κριτήρια:

  1. Οι επάνω ακτίνες λείανσης είναι ίδιες με την ακτίνα λείανσης του κυλίνδρου συγκόλλησης RW.
  2. Η περίμετρος GF είναι μεγαλύτερη από την περίμετρο GW στους κυλίνδρους συγκόλλησης κατά ποσότητα ίση με το επίδομα συμπίεσης S.
  3. Το πάχος του πτερυγίου TF είναι τέτοιο ώστε το άνοιγμα μεταξύ των άκρων να είναι σύμφωνα με το Σχ. 2-1.
  4. Η γωνία κωνικότητας του πτερυγίου a είναι τέτοια ώστε τα άκρα του σωλήνα να είναι κάθετα στην εφαπτομένη.
  5. Ο χώρος y μεταξύ των άνω και κάτω φλάντζες κυλίνδρων επιλέγεται για να περιέχει τη λωρίδα χωρίς σήμανση, ενώ ταυτόχρονα παρέχει κάποιο βαθμό ρύθμισης λειτουργίας.

 

 

 

Τεχνικά χαρακτηριστικά της γεννήτριας συγκόλλησης ραφής επαγωγής υψηλής συχνότητας:

 

 

Μηχανή συγκόλλησης σωλήνων και σωλήνων επαγωγής υψηλών συχνοτήτων ολικής στερεάς κατάστασης (MOSFET).
Μοντέλο GPWP-60 GPWP-100 GPWP-150 GPWP-200 GPWP-250 GPWP-300
Ισχύς εισόδου 60KW 100KW 150KW 200KW 250KW 300KW
Τάση εισόδου 3Φάσεις,380/400/480V
DC Τάση 0-250V
DC Current 0-300A 0-500A 800A 1000A 1250A 1500A
Συχνότητα 200-500KHz
Απόδοση παραγωγής 85%-95%
Συντελεστής ισχύος Πλήρες φορτίο (0.88).
Πίεση νερού ψύξης >0.3 MPa
Ροή νερού ψύξης > 60L / λεπτό > 83L / λεπτό > 114L / λεπτό > 114L / λεπτό > 160L / λεπτό > 160L / λεπτό
Θερμοκρασία νερού εισόδου <35 ° C
  1. Πραγματική ρύθμιση ισχύος IGBT σε στερεά κατάσταση και τεχνολογία μεταβλητού ελέγχου ρεύματος, χρησιμοποιώντας μοναδική κοπή υψηλής συχνότητας με μαλακή μεταγωγή IGBT και άμορφο φιλτράρισμα για ρύθμιση ισχύος, έλεγχο υψηλής ταχύτητας και ακριβείας μετατροπέα IGBT με μαλακή μεταγωγή, για επίτευξη 100-800KHZ/ Εφαρμογή προϊόντος 3 -300KW.
  2. Οι εισαγόμενοι πυκνωτές συντονισμού υψηλής ισχύος χρησιμοποιούνται για την απόκτηση σταθερής συχνότητας συντονισμού, την αποτελεσματική βελτίωση της ποιότητας του προϊόντος και την πραγματοποίηση της σταθερότητας της διαδικασίας συγκολλημένων σωλήνων.
  3. Αντικαταστήστε την παραδοσιακή τεχνολογία ρύθμισης ισχύος θυρίστορ με τεχνολογία ρύθμισης ισχύος κοπής υψηλής συχνότητας για να επιτύχετε έλεγχο στάθμης μικροδευτερόλεπτου, συνειδητοποιήστε σε μεγάλο βαθμό την ταχεία ρύθμιση και σταθερότητα της ισχύος εξόδου της διαδικασίας του σωλήνα συγκόλλησης, ο κυματισμός εξόδου είναι εξαιρετικά μικρός και το ρεύμα ταλάντωσης σταθερός. Η ομαλότητα και η ευθύτητα της ραφής συγκόλλησης είναι εγγυημένη.
  4. Ασφάλεια. Δεν υπάρχει υψηλή συχνότητα και υψηλή τάση 10,000 βολτ στον εξοπλισμό, που μπορεί να αποφύγει αποτελεσματικά την ακτινοβολία, τις παρεμβολές, την εκφόρτιση, την ανάφλεξη και άλλα φαινόμενα.
  5. Έχει ισχυρή ικανότητα να αντιστέκεται στις διακυμάνσεις της τάσης του δικτύου.
  6. Έχει υψηλό συντελεστή ισχύος σε όλο το εύρος ισχύος, που μπορεί να εξοικονομήσει αποτελεσματικά ενέργεια.
  7. Υψηλή απόδοση και εξοικονόμηση ενέργειας. Ο εξοπλισμός υιοθετεί τεχνολογία μαλακής μεταγωγής υψηλής ισχύος από την είσοδο στην έξοδο, η οποία ελαχιστοποιεί την απώλεια ισχύος και αποκτά εξαιρετικά υψηλή ηλεκτρική απόδοση και έχει εξαιρετικά υψηλό συντελεστή ισχύος σε όλο το εύρος ισχύος, εξοικονομώντας αποτελεσματικά ενέργεια, η οποία είναι διαφορετική από την παραδοσιακή Σε σύγκριση με τον σωλήνα τύπου υψηλής συχνότητας, μπορεί να εξοικονομήσει 30-40% του αποτελέσματος εξοικονόμησης ενέργειας.
  8. Ο εξοπλισμός είναι μικροσκοπικός και ενσωματωμένος, γεγονός που εξοικονομεί πολύ τον κατειλημμένο χώρο. Ο εξοπλισμός δεν χρειάζεται μετασχηματιστή με βήμα προς τα κάτω και δεν χρειάζεται μεγάλη αυτεπαγωγή συχνότητας ισχύος για ρύθμιση SCR. Η μικρή ενσωματωμένη δομή προσφέρει ευκολία στην εγκατάσταση, τη συντήρηση, τη μεταφορά και τη ρύθμιση.
  9. Το εύρος συχνοτήτων 200-500KHZ πραγματοποιεί τη συγκόλληση σωλήνων από χάλυβα και ανοξείδωτο χάλυβα.

Λύσεις συγκόλλησης σωλήνων και σωλήνων επαγωγής υψηλής συχνότητας