Các thông số quy trình chính của tần số caoống hàn đường thẳngBao gồm nhiệt lượng hàn, áp suất hàn, tốc độ hàn, góc mở, vị trí và kích thước của cuộn cảm ứng, vị trí của trở kháng, v.v. Các thông số này có tác động lớn đến việc nâng cao chất lượng sản phẩm ống hàn tần số cao, hiệu quả sản xuất và năng suất đơn vị. Việc điều chỉnh các thông số khác nhau có thể giúp các nhà sản xuất thu được lợi ích kinh tế đáng kể.
1. Nhiệt lượng hàn: Trong quá trình hàn ống thép thẳng tần số cao, công suất hàn quyết định lượng nhiệt lượng hàn. Khi các điều kiện bên ngoài không đổi và nhiệt lượng đầu vào không đủ, mép của dải thép được nung nóng không đạt đến nhiệt độ hàn và vẫn giữ nguyên cấu trúc rắn chắc, tạo thành các mối hàn nguội, thậm chí không nóng chảy. Sự thiếu nóng chảy này do nhiệt lượng hàn quá nhỏ gây ra. Sự thiếu nóng chảy này thường biểu hiện bằng việc không vượt qua được thử nghiệm làm phẳng, ống thép bị nổ trong quá trình thử nghiệm thủy lực, hoặc đường hàn bị nứt trong quá trình nắn thẳng ống thép, đây là một khuyết tật nghiêm trọng. Ngoài ra, nhiệt lượng hàn cũng bị ảnh hưởng bởi chất lượng mép của dải thép. Ví dụ, khi có gờ trên mép của dải thép, các gờ này sẽ gây ra hiện tượng bắt lửa trước khi đi vào điểm hàn của con lăn ép, dẫn đến mất công suất hàn và giảm nhiệt lượng đầu vào, dẫn đến các mối hàn không nóng chảy hoặc mối hàn nguội. Khi nhiệt lượng đầu vào quá cao, mép của dải kim loại được nung nóng vượt quá nhiệt độ hàn, dẫn đến quá nhiệt hoặc thậm chí cháy quá mức, và mối hàn sẽ bị nứt sau khi chịu ứng suất, và đôi khi kim loại nóng chảy sẽ bắn tung tóe và tạo thành các lỗ do sự phá vỡ mối hàn. Các lỗ do nhiệt lượng đầu vào quá mức gây ra chủ yếu biểu hiện ở các kết quả thử nghiệm làm phẳng 90° không đạt yêu cầu, thử nghiệm va đập không đạt yêu cầu, và hiện tượng vỡ hoặc rò rỉ ống thép trong các thử nghiệm thủy lực.
2. Áp suất hàn (giảm đường kính): Áp suất hàn là thông số chính của quá trình hàn. Sau khi mép dải kim loại được nung nóng đến nhiệt độ hàn, các nguyên tử kim loại kết hợp với nhau để tạo thành mối hàn dưới lực ép của con lăn ép. Độ lớn của áp suất hàn ảnh hưởng đến độ bền và độ dẻo dai của mối hàn. Nếu áp suất hàn quá nhỏ, mép hàn không thể được nung chảy hoàn toàn, và các oxit kim loại còn sót lại trong mối hàn không thể được loại bỏ để tạo thành các tạp chất, điều này sẽ làm giảm đáng kể độ bền kéo của mối hàn, và mối hàn sẽ dễ bị nứt sau khi chịu ứng suất; nếu áp suất hàn quá lớn, hầu hết kim loại đạt đến nhiệt độ hàn sẽ bị ép đùn, điều này không chỉ làm giảm độ bền và độ dẻo dai của mối hàn mà còn tạo ra các khuyết tật như gờ trong và ngoài quá mức hoặc mối hàn chồng. Áp suất hàn thường được đo và đánh giá bằng sự thay đổi đường kính của ống thép trước và sau con lăn ép và kích thước và hình dạng của gờ. Ảnh hưởng của lực ép hàn đến hình dạng gờ. Nếu lượng kim loại đùn ra khi hàn quá lớn, sẽ tạo ra nhiều tia lửa bắn ra, lượng kim loại nóng chảy đùn ra nhiều hơn, dẫn đến các gờ lớn và lật ngược ở cả hai phía của mối hàn; nếu lượng đùn ra quá nhỏ, hầu như không có tia lửa bắn ra, và các gờ nhỏ và chồng chất lên nhau; khi lượng đùn ra vừa phải, các gờ đùn ra thẳng đứng, và chiều cao thường được kiểm soát ở mức 2,5~3mm. Nếu lượng kim loại đùn ra khi hàn được kiểm soát đúng cách, góc của các đường dòng chảy kim loại của mối hàn sẽ đối xứng từ trên xuống dưới, trái và phải, và góc này nằm trong khoảng 55°~65°. Hình dạng đường dòng chảy kim loại của mối hàn sẽ được cải thiện khi lượng đùn ra được kiểm soát đúng cách.
3. Tốc độ hàn: Tốc độ hàn cũng là thông số chính của quá trình hàn, liên quan đến hệ thống gia nhiệt, tốc độ biến dạng của mối hàn và tốc độ kết tinh của các nguyên tử kim loại. Đối với hàn tần số cao, chất lượng hàn tăng lên khi tốc độ hàn tăng, vì việc rút ngắn thời gian gia nhiệt làm thu hẹp chiều rộng vùng gia nhiệt cạnh và rút ngắn thời gian hình thành oxit kim loại; nếu tốc độ hàn giảm, không chỉ vùng gia nhiệt trở nên rộng hơn, tức là vùng ảnh hưởng nhiệt của mối hàn cũng rộng hơn, và chiều rộng vùng nóng chảy thay đổi theo nhiệt lượng đầu vào, đồng thời các gờ bên trong hình thành cũng lớn hơn. Chiều rộng đường hàn ở các tốc độ hàn khác nhau. Khi hàn ở tốc độ thấp, do lượng nhiệt đầu vào giảm tương ứng, sẽ gây khó khăn trong quá trình hàn. Đồng thời, nó bị ảnh hưởng bởi chất lượng cạnh tấm và các yếu tố bên ngoài khác, chẳng hạn như từ trở, kích thước góc mở, v.v., và dễ gây ra hàng loạt khuyết tật. Do đó, trong quá trình hàn tần số cao, cần lựa chọn tốc độ hàn nhanh nhất phù hợp với thông số kỹ thuật của sản phẩm trong điều kiện cho phép của công suất thiết bị và trang thiết bị hàn.
4. Góc mở: Góc mở, còn được gọi là góc chữ V hàn, là góc giữa mép của dải thép phía trước con lăn ép đùn. Thông thường, góc mở dao động từ 3° đến 6°. Kích thước của góc mở chủ yếu được xác định bởi vị trí của con lăn dẫn hướng và độ dày của tấm dẫn hướng. Kích thước của góc chữ V có ảnh hưởng lớn đến độ ổn định và chất lượng hàn. Khi góc chữ V giảm, khoảng cách mép của dải thép sẽ giảm, do đó hiệu ứng gần của dòng điện cao tần được tăng cường, có thể giảm công suất hàn hoặc tăng tốc độ hàn và cải thiện năng suất. Nếu góc mở quá nhỏ, nó sẽ dẫn đến hiện tượng hàn sớm, tức là điểm hàn sẽ bị ép và nóng chảy trước khi đạt đến nhiệt độ cần thiết, dễ hình thành các tạp chất và khuyết tật hàn nguội trong mối hàn, làm giảm chất lượng mối hàn. Mặc dù công suất tiêu thụ tăng lên khi góc chữ V tăng, nhưng nó có thể đảm bảo sự ổn định của việc gia nhiệt mép dải thép trong điều kiện nhất định, giảm tổn thất nhiệt ở mép và giảm vùng ảnh hưởng nhiệt. Trong sản xuất thực tế, để đảm bảo chất lượng mối hàn, góc chữ V thường được kiểm soát ở mức 4°~5°.
5. Kích thước và vị trí của cuộn cảm: Cuộn cảm là một công cụ quan trọng trong hàn cảm ứng tần số cao, và kích thước cũng như vị trí của nó ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả sản xuất. Công suất truyền từ cuộn cảm đến ống thép tỷ lệ thuận với bình phương khe hở bề mặt của ống thép. Nếu khe hở quá lớn, hiệu quả sản xuất sẽ giảm đáng kể. Khe hở được chọn khoảng 10mm. Chiều rộng của cuộn cảm được chọn theo đường kính ngoài của ống thép. Nếu cuộn cảm quá rộng, độ tự cảm sẽ giảm, điện áp của cuộn cảm cũng giảm, và công suất đầu ra sẽ giảm; nếu cuộn cảm quá hẹp, công suất đầu ra sẽ tăng, nhưng tổn hao hoạt động của ống và cuộn cảm cũng sẽ tăng. Nói chung, chiều rộng của cuộn cảm là 1-1,5D (D là đường kính ngoài của ống thép) là phù hợp hơn. Khoảng cách giữa đầu trước của cuộn cảm và tâm của con lăn ép bằng hoặc lớn hơn một chút so với đường kính ống, tức là 1-1,2D là phù hợp hơn. Nếu khoảng cách quá lớn, hiệu ứng lân cận của góc mở sẽ bị giảm, dẫn đến khoảng cách gia nhiệt mép quá dài, khiến mối hàn không đạt được nhiệt độ hàn cao hơn; làm giảm tuổi thọ.
6. Chức năng và vị trí của điện trở: Thanh nam châm của điện trở được sử dụng để giảm dòng điện tần số cao chảy về phía sau ống thép, đồng thời tập trung dòng điện để làm nóng góc chữ V của dải thép, đảm bảo nhiệt không bị thất thoát do sự nóng lên của thân ống. Nếu không có hệ thống làm mát, thanh nam châm sẽ vượt quá nhiệt độ Curie (khoảng 300 ℃) và mất từ tính. Nếu không có điện trở, dòng điện và nhiệt lượng sinh ra sẽ phân tán xung quanh toàn bộ thân ống, làm tăng công suất hàn và gây quá nhiệt cho thân ống. Điện trở không có tác dụng nhiệt trong phôi ống. Vị trí đặt điện trở có ảnh hưởng lớn đến tốc độ hàn, cũng như chất lượng hàn. Thực tiễn đã chứng minh rằng khi vị trí đầu trước của điện trở nằm chính xác trên đường tâm của con lăn ép, kết quả làm phẳng sẽ tốt nhất. Khi nó vượt quá đường tâm của con lăn ép và kéo dài sang phía bên của máy định cỡ, hiệu quả làm phẳng sẽ giảm đáng kể. Khi điện trở nằm nhỏ hơn đường tâm và lệch về phía con lăn dẫn hướng, độ bền hàn sẽ giảm. Vị trí lý tưởng là đặt điện trở trong phôi ống bên dưới cuộn cảm, và đầu của nó trùng với đường tâm của con lăn ép đùn hoặc được điều chỉnh 20-40mm theo hướng tạo hình, điều này có thể làm tăng trở kháng phía sau của ống, giảm tổn thất dòng điện tuần hoàn và giảm công suất hàn.
Thời gian đăng bài: 05/07/2023