- 高周波溶接工程のご紹介
鋼帯が成形機に入り、スリット、巻き戻し、レベリング、せん断突合せ溶接、ループ保管などのプロセスを経て円筒管ブランクになった後、誘導コイルまたは接触溶接アングル、および誘導近くの磁場を通過します。コイルが誘導されます。 鋼帯の端部に電流が流れ、自身の抵抗により発生する抵抗熱により鋼帯の端部が加熱されます。 加熱された鋼ストリップの端が押出ローラーによって押し出され、溶接部が形成されます。 高周波溶接は金属や溶接ワイヤーを追加せず、実際には鍛接の一種です。 押し出しによって加えられる圧力の量は重要な関係です。 押し出し量を適切かつ安定に制御すれば、溶融面に溶融金属や酸化物が残留することはありません。
熱影響部は、鋼帯の端部に流入した高周波電流が鋼板の端部や側面から鋼帯に入り込み発熱するため、腰太鼓状の形状となります。 熱影響部の色は、溶接中に加熱された鋼ストリップの端に向かって炭素が拡散し、溶接部が冷えるにつれて鋼ストリップの端で吸収されるため、母材金属よりわずかに暗い色になります。 特に鋼帯の端に近い炭素はCOやCO2に酸化され、残った鉄には炭素がなくなり、色が薄くなります。
金属組織学的サンプルに見られる金属の流線は、実際には、ビレットが鋼ストリップに圧延されるときに、平らで不連続な面に圧延される高炭素領域です。 金属流線の立ち上がり角度の大きさは、溶接時の据え込みの程度を評価するためによく使用されます。
- 高周波溶接管のよくある溶接欠陥
高周波製管ではさまざまな溶接欠陥が発生することがあります。 それぞれの欠陥にはさまざまな名前が付けられています。 現在、専門用語として認識されているものはありません。 不具合の名称は以下の通りです。 欠陥の別の一般名は括弧内に示されています。 a インクルージョン (黒色の焼きすぎた酸化物)。 b プレアーク (白く燃えすぎた酸化物)。 c 融着が不十分（縫い目が開いている）。 d 不十分なエッジフュージョン（エッジウェーブ）。 e 中間部の溶融が不十分（中間部の冷間圧接）。 f 粘着溶接（冷間溶接）。 g 鋳造溶接（脆性溶接）。 h 細孔（ピンホール）。 ジャンプ溶接してます。 これらは一部の欠陥ではありますが、生産における最も一般的な高周波溶接欠陥です。
1. 介在物（黒焼け）
このタイプの欠陥は、溶融金属が押し出されるときに金属酸化物が溶融表面にクランプされないことです。 これらの金属酸化物は、Ｖ字型開口部の溶湯表面に形成される。 V字開口部において、鋼帯の端部の接近速度が溶解速度より小さく、溶解速度が溶湯の排出速度より速い場合、V字の頂点の後に溶融金属酸化物が形成されます。形をした開口部。 金属および金属酸化物の狭い扇形の領域。 これらの溶融金属および金属酸化物は、通常の押出成形後では完全に排出することができず、介在ゾーンが形成されます。
溶接部が平らになって亀裂が入った後、溶接部の破断部分に介在物が容易に見られます。 介在物は溶接部の繊維状破面に比べて平坦な破面であり、金属光沢がない。 このような欠陥は、単独で発生する場合もあれば、連鎖して発生する場合もあります。 V 字の開き角度が狭くなると、たとえば角度が 4 度未満になったり、鋼帯の Mn/Si 比が 8:1 未満になったりすると、介在物の発生確率が増加します。 ただし、Mn/Si 比は、他の影響要因よりも制御が困難です。
異物混入防止対策： a． V 字型の開き角度を 4 度から 6 度の間で制御します。 b. 安定した V 字型の開口部の長さを保証する信頼性の高いツールと機器の設置。 c. より良い溶接品質を得るために比較的低い溶接温度。 d. 鋼ストリップの化学組成における Mn/Si 比が 8:1 未満になることを避けてください (衝撃靱性要件が低い場合は、4:1 未満になるのを避けてください)。
2. プレアーク (白色の過燃焼酸化物)
融着面には異物が挟まっていないため、この種の欠陥を「酸化物」と呼ぶのは正確ではありません。 実は、これはプレアークによる溶融不足です。 通常、V字型の開口部の先端にバリや錆が落ちてブリッジ状になり、ショートして電流が跳ね上がるプリアーク現象が発生します。 短絡電流は瞬時に電流の方向を変え、V字ポートの発熱を軽減します。
瞬間的なシャントは非常に小さな欠陥を生成し、一般に欠陥の長さは壁の厚さを超えません。 溶接破断からは、繊維状の破断に囲まれた明るく平らな面が見えます。
真空溶接パイプの製造には、短絡の原因となる錆やバリはありませんが、狭い V 字型の角度と高電圧によってプレアークが発生する可能性もあります。 同じ欠陥を引き起こすのは、2 枚の鋼帯の端にかかる高電圧によって引き起こされるアーク放電現象です。
プレアーク欠陥を防止するための措置: a. V 字型の開き角度を 4 度から 6 度の間で制御します。 b. エッジトリミングのバリを軽減します。 c. 鋼帯エッジの損傷を軽減するための適切なエッジ処理。 d. 冷却水はきれいな状態に保ち、V 字開口部に流れないようにしてください。
3. 融着不足（オープンシーム）
名前が示すように、2 つの鋼ストリップの端は完全に融合して良好な溶接を形成していません。 オープンシームの端は青色で、鋼ストリップが加熱されていることを示していますが、鋼ストリップの端は平らで滑らかで、表面溶接が完全には溶融していません。 このような欠陥の最も直接的な原因は溶接加熱不足ですが、溶接入熱、V 字の開き角度と V 字の加熱長さ、磁性棒の取り付け位置と冷却条件、誘導コイルのサイズなどのその他の関連要因も考慮する必要があります。これらの要因は、個別にまたは組み合わせて作用して、欠陥を引き起こす可能性があります。 ただし、適切な熱入力によって継ぎ目が生じる場合もあります。 これは、押し出し量が不十分で、溶湯表面に酸化物が残り、エッジが溶けても溶けていないためです。 溶接部が押出ローラーを通過した後、鋼帯は反発してスリットを形成します。
融着不足を防ぐための対策： a． 溶接入熱を材料特性と溶接速度に合わせます。 b. 磁気ロッドの位置は押出ローラーの中心を 3.18 mm 超えています。 c. V 字型の開口部の長さはパイプの直径の長さを超えません。 d. V 字型の開口部の角度は 7 度を超えません。 e. 誘導コイルの内径と鋼管の外径の差は6.35mm以下です。 f. 鋼帯の幅は適切であり、生産パイプの直径のニーズを満たします。
4. エッジフュージョンが不十分（エッジウェーブ）
溶接端部の溶融が不十分になる原因は、溶融面に金属がないことが原因です。 このような欠陥は、多くの場合、鋼ストリップのエッジの外側または内側に現れるか、過剰に燃焼した酸化物によって形成される欠陥に似ています。 このタイプの欠陥は、3 時位置の溶接部が潰れて亀裂が入ったことが原因で発生します。 破断面は平坦で金属光沢はありません。
もう 1 つの形状は、鋼帯の端の外側の温度が内側よりも低くなる膨らみによって引き起こされます。 破面は銀灰色です。 膨らんだ欠陥は、酸化物が過剰に燃え、融合が不十分になった状態です。
過燃焼および溶融不足の防止策： a． 鋼帯の端は真っ直ぐで平行です。 b. より大きな押し出し量を使用します。 c. バルジによる破断が銀灰色の場合は、より大きな溶接入熱を使用します。
5. 中間部の溶融不足（中間部の冷間圧接）
不十分な溶融溶接部が損傷すると、肉厚の中央部分が繊維状の端を持つ平らな銀灰色の帯として現れます。 この種の溶接欠陥は、溶接機の定格出力を超える溶接速度に必要な出力が必要であり、鋼板端面全体が必要な最適温度と加熱深さに加熱する時間が十分にないために発生します。溶接。 中間部の溶融不足は、接合面での溶融金属の排出不足や排出不完全によっても発生する可能性があります。
中間部分の融合が不十分になるのを防ぐには、次の手順を実行します。 溶接機の出力を増加します。 b. 溶接の押し出し量を増やします。 c. V 字開口部の長さを長くするか、溶接速度を下げてください。
6. 粘着溶接（冷間溶接）
ベタつき溶接欠陥は現在の検査方法では検出できないため、高周波溶接において最も危険な溶接欠陥です。 接着溶接により形成される接合面は隙間がなく、超音波信号を伝達することができ、電磁波検出では検出されません。 しかし、押しつぶすと亀裂が入り、その破面は平坦で脆いものになります。 完全溶融溶接破断に比べて若干繊維状となっております。 いくつかのギャップが検出できます。 金属組織の横断面を観察すると、HAZ (熱影響部) が非常に狭く、白い融解線がなく、金属流線の立ち上がり角度が非常に小さいことがわかります。 溶接固着を防止するための措置: a. 材料や溶接速度の仕様が異なる場合は、十分な溶接電力を使用してください。 b. 完全な押し出しと鋼ストリップ幅の増加。
7. 鋳造溶接（脆性溶接）
鋳造溶接では、接合面の溶融金属が全て排出されず、溶融面の鋳物には酸化物や過焼き酸化物が含まれます。 鋳物の残留量に応じて破壊形態が変化します。 しかし、それらのほとんどは平らで脆い形態をしています。 金属組織検査により、接合面に鋳造金属があることがわかりました。 平らにすると鋳造溶接に亀裂が生じます。 このタイプの欠陥は、ストリップの端を溶かすのに十分な熱を持っていますが、単純に溶けるだけです。
鋳造溶接の予防策: a. 溶接放電を増加します。 b. 鋼帯の幅を大きくします。
8. 気孔（ピンホール）
溶接継手表面の気孔は、高温溶接による放電不足により生じたものであり、破面は繊維状となっている。 球状の明るい白い斑点が骨折全体にランダムに分布しています。 外壁に白斑が現れる場合、白斑の表面が酸化により黒くなります。 外バリを除去する前は小さな気孔が見られ、外バリを除去した後はフュージョンラインに小さな気孔が見られます。 気孔まで。
毛穴を防ぐ対策： 溶接入熱を減らします。 b. 押し出し量を増やします。
9. ジャンプ溶接
ジャンプはんだ付けにはさまざまな形式があります。 通常、図 14 に示すように、このタイプの欠陥はわずかに規則的かつ連続的に分布します。 肉厚の外側の欠陥は波形欠陥に類似しており、その間隔は電源周波数（60HZ）の整数倍です。
(1インチ=25.4mm、1フィート=304.8mm)
ジャンプ溶接を防止するための措置: 溶接電流のフィルタ装置を増加します。 b. 入力相電圧を確認してください。 c. ローラーとシャフトを確認してください。
- 不具合を防ぐためのご提案
実際の生産では、いくつかの要因が組み合わさって欠陥が発生することがよくあります。 狭い V 字型の開口部では、押し出し量が通常の要件より少ない場合を除き、必ずしも焼き酸化物が生成されるわけではありません。 少量のはみ出しは、鋼ストリップのスリット幅がわずかに狭いこと、工具の摩耗、または装置の不適切な設置が原因である可能性があります。
溶接欠陥は溶接箇所以外の原因によっても発生する可能性があります。 たとえば、冷間圧接では冷却ポンプ内でキャビテーション (真空引き) が発生する可能性があり、マグネット ロッドを完全に冷却できません。 マグネットロッドが瞬時に発熱し、V字ポートに電流が集中します。 電流が弱まると鋼管の裏側に沿って流れ、V字口の熱が下がり、冷間圧接が起こります。 冷却ポンプが正常に動作しなくなり磁性ロッドが完全に破損する前に、溶接入熱を増やすことで冷間溶接欠陥の発生を防ぐことができます。
欠陥を防ぐ最善の方法は、欠陥の根本原因を特定し、欠陥の原因となる可能性のあるさまざまな動作パラメータを収集することです。 作業幅、溶接速度、スクリーン流量、スクリーン圧力、グリッド流量、押出量などの関連パラメータを決定することは非常に有益です。実際の稼働記録を観察すると、異常な変動が明らかになり、欠陥の原因分析にも非常に役立ちます。 。 生産中に、設定値が通常値をわずかに超えることがありますが、関連するいくつかの変数が同時に必要な値をわずかに超え、その累積結果が不良を引き起こすのに十分です。
- 結論
1. 溶接欠陥のほとんどは、ユニットの不適切な取り付けまたは調整によって引き起こされます。
2. 合理的な製造計画を選択し、日々の作業記録を監視し、高周波溶接工を定期的に訓練することで、欠陥を減らすことができます。
3. トリミングとエッジ処理、およびコイルのエネルギー貯蔵プロセスの品質を向上させ、エッジ損傷の欠陥を減らすのに役立ちます。
4. 事前メンテナンスにより、工具の摩耗や損傷によって引き起こされる欠陥を防ぐことができます。
