1. Kontrolle des Schweißspalts: Das Stahlband wird nach dem Walzen durch mehrere Walzen zur Schweißanlage transportiert. Dort wird es schrittweise zu einem runden Rohrrohling mit einem Öffnungsspalt aufgerollt. Durch Anpassen der Walzenreduktion wird der Spalt zwischen den Schweißnähten auf 1–3 mm eingestellt, um eine bündige Schweißnaht zu gewährleisten. Ist der Spalt zu groß, verringert sich der Nahteffekt, die Wirbelstromwärme ist unzureichend und die Schweißnaht verbindet sich schlecht, was zu Undichtigkeiten oder Rissen führen kann. Ist der Spalt zu klein, erhöht sich der Nahteffekt, die Schweißwärme ist zu hoch und die Schweißnaht verbrennt oder bildet nach dem Walzen tiefe Vertiefungen, was das Erscheinungsbild der Schweißnaht beeinträchtigt.
2. Schweißtemperaturregelung: Gemäß der Formel wird die Schweißtemperatur durch die thermische Leistung der Hochfrequenz-Wirbelströme beeinflusst. Diese wiederum hängt von der Stromfrequenz ab und ist proportional zum Quadrat der Anregungsfrequenz. Die Anregungsfrequenz wird außerdem von der Anregungsspannung, dem Anregungsstrom, der Kapazität und der Induktivität beeinflusst. Induktivität = magnetischer Fluss/Stromstärke. In der Formel: f – Anregungsfrequenz (Hz), C – Kapazität im Anregungskreis (F = Stromstärke/Spannung), L – Induktivität im Anregungskreis. Die Anregungsfrequenz ist umgekehrt proportional zur Quadratwurzel der Kapazität und Induktivität im Anregungskreis. Sie kann proportional zur Quadratwurzel von Spannung und Stromstärke sein, wie aus der obigen Formel ersichtlich. Durch Ändern der Kapazität, Induktivität oder Spannung und Stromstärke im Stromkreis lässt sich die Anregungsfrequenz ändern und somit die Schweißtemperatur steuern. Bei niedriggekohltem Stahl kann eine Schweißtemperaturregelung bei 1250–1460 °C die Anforderungen an den Einbrand bei einer Rohrwandstärke von 3–5 mm erfüllen. Zusätzlich kann die Schweißtemperatur auch durch Anpassen der Schweißgeschwindigkeit erreicht werden. Wenn die Schweißnahtkante nicht die erforderliche Temperatur erreicht und die Wärmezufuhr unzureichend ist, bleibt die Metallstruktur fest, was zu unvollständiger Verschmelzung oder unvollständigem Einbrand führt. Wird die Schweißtemperatur überschritten, kommt es zu Überhitzung oder Tropfenbildung, und es bildet sich ein Schmelzloch in der Schweißnaht.
3. Steuerung der Extrusionskraft: Unter dem Extrusionsdruck der Extrusionswalze werden die beiden Kanten des Rohrrohlings auf Schweißtemperatur erhitzt. Die sich bildenden Metallkörner durchdringen und kristallisieren miteinander und bilden schließlich eine feste Schweißnaht. Ist die Extrusionskraft zu gering, bilden sich zu wenige Kristalle, die Festigkeit des Schweißguts nimmt ab und es entstehen unter Belastung Risse. Ist die Extrusionskraft hingegen zu hoch, wird das flüssige Metall aus der Schweißnaht herausgepresst, was nicht nur die Festigkeit der Schweißnaht verringert, sondern auch zur Bildung zahlreicher innerer und äußerer Grate und sogar von Defekten wie Schweißnahtüberlappungen führt.
4. Positionierung der Hochfrequenz-Induktionsspule: Je länger die effektive Aufheizzeit, desto näher sollte die Hochfrequenz-Induktionsspule an der Extrusionswalze positioniert sein. Bei zu großem Abstand ist die Wärmeeinflusszone breiter, was die Schweißnahtfestigkeit verringert. Umgekehrt wird der Schweißnahtrand unzureichend erwärmt, was zu einer ungleichmäßigen Formgebung nach dem Extrudieren führt. Die Querschnittsfläche des Widerstands sollte mindestens 70 % des Innendurchmessers des Stahlrohrs betragen. Durch den Proximity-Effekt konzentriert sich die Wirbelstromwärme nahe dem Schweißnahtrand des Rohlings und erhitzt diesen auf Schweißtemperatur. Der Widerstand wird mittels eines Stahldrahts im Rohling geführt und sollte mittig nahe der Mitte der Extrusionswalze positioniert sein. Beim Anfahren verschleißt der Widerstand aufgrund der schnellen Bewegung des Rohlings durch die Reibung an der Innenwand und muss daher regelmäßig ausgetauscht werden.
5. Nach dem Schweißen und Extrudieren entstehen Schweißspuren. Diese lassen sich durch die schnelle Bewegung des geschweißten Rohrs abstreifen. Grate im Inneren des geschweißten Rohrs werden in der Regel nicht entfernt.
Veröffentlichungsdatum: 20. April 2023