¿Cuáles son los factores que afectan la calidad de los tubos de acero soldados por alta frecuencia?

En el proceso de producción de tubos de acero soldados por alta frecuencia , para garantizar que la calidad del producto cumpla con los requisitos de las normas técnicas y las necesidades del cliente, es necesario analizar los factores que afectan la calidad del producto durante el proceso de producción de tubos de acero. Los factores que afectan la calidad de los tubos de acero soldados por alta frecuencia durante la producción incluyen siete aspectos: materias primas, proceso de soldadura, ajuste del rollo, material del rollo, falla del equipo, entorno de producción y otras razones. Entre estos, los principales factores que influyen son las materias primas, el proceso de soldadura y el ajuste de los rodillos. Los otros cuatro factores (material en rollo, fallas del equipo, entorno de producción y otras razones) son relativamente menores. Por lo tanto, en el proceso de producción de tubos de acero, se deben controlar cuidadosamente los tres aspectos clave: las materias primas, el proceso de soldadura y el ajuste del rodillo.

En primer lugar, ¿cuánta influencia tienen las materias primas en la calidad de la soldadura de los tubos de acero?

(1) La influencia de las propiedades mecánicas de los flejes de acero en la calidad de los tubos de acero.

El acero comúnmente utilizado para tubos de acero soldados es acero estructural al carbono, con grados principales que incluyen Q195, Q215, Q235, SPCC, SS400, SPHC, etc. Un límite elástico y una resistencia a la tracción excesivamente altos de la tira de acero causarán dificultades en la formación de la tira de acero, especialmente cuando la pared de la tubería es gruesa, el material tiene una gran fuerza de recuperación elástica y la tubería de acero tiene una gran tensión de deformación durante la soldadura, lo que hace que la costura de soldadura sea propensa a agrietarse. Cuando la resistencia a la tracción de la tira de acero excede los 635 MPa y el alargamiento es inferior al 10%, la costura de soldadura es propensa a desconcharse durante el proceso de soldadura. Cuando la resistencia a la tracción es inferior a 300 MPa, la tira de acero es propensa a arrugarse en la superficie durante el proceso de formación debido al material blando. Se puede ver que las propiedades mecánicas del material tienen una gran influencia en la calidad de la tubería de acero, y la calidad de la tubería de acero debe controlarse de manera efectiva desde la perspectiva de la resistencia del material.

(2) La influencia de los defectos de la superficie de las bandas de acero en la calidad de las tuberías de acero.

Los defectos comunes en la superficie de las tiras de acero incluyen curvatura, forma ondulada y corte longitudinal. Las formas combadas y onduladas generalmente ocurren durante el proceso de laminación en frío de flejes de acero y son causadas por un control inadecuado de la cantidad de reducción. Durante el proceso de formación de tubos de acero, las formas curvadas y onduladas harán que la tira se desvíe o se vuelque, lo que puede provocar fácilmente una soldadura por solape de la costura de soldadura del tubo de acero y afectar la calidad del tubo de acero. El desconchado del borde de la tira de acero (es decir, el borde dentado e irregular de la tira de acero) generalmente ocurre en la tira de corte, causado por cuchillas desafiladas o desafiladas del disco de la máquina cortadora. Debido al desconchado de los bordes, con frecuencia se producen secciones faltantes localizadas, lo que hace que la tira de acero sea propensa a sufrir grietas y fisuras durante la soldadura, afectando así a la estabilidad de la calidad de la soldadura.

(3) Influencia de la geometría de la banda de acero en la calidad de la tubería de acero.

Cuando el ancho de la tira de acero es menor que la desviación permitida, la presión de extrusión durante la soldadura de la tubería de acero disminuye, lo que resulta en soldaduras débiles en la soldadura de la tubería de acero, lo que provoca grietas o tuberías abiertas. Cuando el ancho de la tira de acero es mayor que la desviación permitida, la presión de extrusión durante la soldadura del tubo de acero aumenta, lo que resulta en defectos de soldadura como puntas puntiagudas, soldaduras por solapa o rebabas en la soldadura del tubo de acero. Por lo tanto, las fluctuaciones en el ancho de la tira de acero no sólo afectan la precisión del diámetro exterior del tubo de acero sino que también afectan seriamente la calidad de la superficie del tubo de acero. Para tuberías de acero que requieren una variación del espesor de la pared dentro de la misma sección transversal que no exceda un valor específico (es decir, tuberías que exigen una alta uniformidad del espesor de la pared), las fluctuaciones en el espesor de la tira de acero transferirán cualquier variación excesiva del espesor dentro de la misma bobina de tira de acero a la tubería de acero terminada, causando que una gran cantidad de tuberías excedan la tolerancia permitida y sean rechazadas. Las fluctuaciones de espesor no solo afectan la precisión del espesor de la tubería de acero terminada, sino que también, debido al espesor inconsistente de la tira de acero, provocan una presión de extrusión y una temperatura de soldadura inestables durante la soldadura, lo que resulta en una calidad de soldadura inconsistente. Además, los defectos internos del material, como inclusiones, impurezas y poros dentro del acero, también son factores importantes que afectan la calidad de las tuberías. Por lo tanto, antes de soldar la fleje de acero, se debe inspeccionar la calidad superficial y las dimensiones geométricas de cada bobina. No se deben producir flejes de acero que no cumplan los requisitos estándar para evitar pérdidas innecesarias.

En segundo lugar, el impacto del proceso de soldadura en la calidad de los tubos de acero soldados por alta frecuencia.

(1) Control de la separación de soldadura.

Después de que la tira de acero ingresa a la unidad de soldadura de tubos de acero, el rodillo formador la forma y el rodillo guía la orienta, formando una pieza en bruto de tubo de acero circular con un espacio abierto. La cantidad de extrusión del rodillo de extrusión se ajusta para controlar el espacio de soldadura entre 1 y 3 mm y para mantener los dos extremos de la soldadura al mismo nivel. Si el espacio de soldadura es demasiado grande, se producirá una soldadura deficiente, una fusión incompleta o grietas; Si el espacio de soldadura es demasiado pequeño, el calor excesivo hará que la soldadura se queme, el metal fundido salpique y afecte la calidad de la soldadura.

(2) Ajuste de la posición de la bobina de inducción de alta frecuencia.

La bobina de inducción debe colocarse en la misma línea central que la tubería de acero. La distancia entre el extremo frontal de la bobina de inducción y la línea central del rodillo de extrusión debe ser lo más cercana posible a las especificaciones del tubo de acero, sin quemar el rodillo de extrusión. Si la bobina de inducción está demasiado lejos del rodillo de extrusión, el tiempo de calentamiento efectivo es mayor, la zona afectada por el calor es más amplia y la resistencia de la soldadura del tubo de acero disminuye o no se penetra completamente; por el contrario, la bobina de inducción tiende a quemar el rodillo de extrusión.

(3) Ajuste de la posición del dispositivo de impedancia

Un dispositivo de impedancia es uno o un grupo de varillas magnéticas especiales para tubos de acero soldados. El área de la sección transversal del dispositivo de impedancia generalmente no debe ser inferior al 70% del área de la sección transversal del diámetro interior de la tubería de acero. Su función es formar un bucle de inducción electromagnética con la bobina de inducción, el borde del cordón de soldadura del tubo en bruto y la varilla magnética, generando un efecto de proximidad. El calor de las corrientes parásitas se concentra cerca del borde de la costura de soldadura del tubo en bruto, de modo que el borde del tubo en bruto se calienta hasta la temperatura de soldadura. El dispositivo de impedancia debe colocarse en la sección de calentamiento en forma de V y el extremo frontal debe estar en el centro del rodillo de extrusión, de modo que su línea central sea consistente con la línea central de la tubería. Si el dispositivo de impedancia no se coloca correctamente, afectará la velocidad de soldadura y la calidad de la soldadura de la tubería de acero soldada, provocando grietas en la tubería de acero.

En tercer lugar, ¿cuánta influencia tienen los parámetros del proceso de soldadura de alta frecuencia en la calidad de los tubos de acero soldados con alta frecuencia?

La entrada de calor a la costura de soldadura del tubo de acero mediante la fuente de alimentación de alta frecuencia se denomina calor de entrada. Cuando la energía eléctrica se convierte en energía térmica, la fórmula para el calor de entrada es: Q=KI2 Rt (1) donde Q: el calor de entrada al tubo en bruto; K: eficiencia de conversión de energía; I—corriente de soldadura; R—impedancia de bucle; t—tiempo de calentamiento. Tiempo de calentamiento: t = Lv (2), donde L es la distancia central desde la bobina de inducción o cabezal del electrodo hasta el rodillo de extrusión; v es la velocidad de soldadura.

Cuando el calor de entrada de alta frecuencia es insuficiente y la velocidad de soldadura es demasiado rápida, el borde del cuerpo de la tubería calentada no puede alcanzar la temperatura de soldadura y el acero permanece en su estructura sólida y no se puede soldar, formando grietas que no se fusionan ni penetran. Cuando el calor de entrada de alta frecuencia es demasiado grande y la velocidad de soldadura es demasiado lenta, el borde del cuerpo de la tubería calentada excede la temperatura de soldadura, lo que fácilmente provoca sobrecalentamiento o incluso quemaduras, lo que provoca que la soldadura se rompa y provoque salpicaduras de metal y cavidades de contracción. De las fórmulas (1) y (2), se puede ver que la cantidad de calor de entrada de alta frecuencia se puede controlar ajustando la corriente (voltaje) de soldadura de alta frecuencia o la velocidad de soldadura, de modo que la soldadura de la tubería de acero pueda penetrarse y no romperse, lo que da como resultado una tubería de acero con una excelente calidad de soldadura.

En cuarto lugar, ¿en qué medida afecta el ajuste de los rodillos a la calidad de los tubos de acero soldados por alta frecuencia?

Durante el proceso de producción, cuando los rollos están dañados o muy desgastados, es necesario reemplazar algunos rollos en la unidad, o una determinada variedad se ha producido continuamente en cantidades suficientes y es necesario reemplazar todo el conjunto de rollos. En este punto, se deben ajustar los rodillos para obtener una buena calidad de tubería de acero. Un ajuste inadecuado del rodillo puede causar fácilmente defectos como torsión de la costura de la tubería, soldadura por solape, líneas onduladas en los bordes, protuberancias, hendiduras o rayones en la superficie de la tubería y ovalidad excesiva. Por lo tanto, se deben dominar las técnicas de ajuste de los rodillos al cambiar los rodillos. Cambiar las especificaciones de las tuberías de acero generalmente requiere reemplazar todo el juego de rodillos. El método de ajuste del rollo es el siguiente: use un alambre de acero para dibujar una línea central desde la entrada de la unidad hasta la salida y ajústela para garantizar que los patrones de paso de cada soporte estén en la misma línea central y que la línea inferior de formación cumpla con los requisitos técnicos. Después de cambiar las especificaciones del rodillo, primero realice un ajuste integral del rodillo formador, el rodillo guía, el rodillo de extrusión y el rodillo calibrador, y luego concéntrese en ajustar el patrón de paso cerrado del rodillo formador, el rodillo guía y el rodillo de extrusión. La función del rodillo guía es controlar la dirección de la costura del tubo y la altura de la línea inferior del tocho, aliviar la extensión del borde, controlar el retroceso del borde del tocho y garantizar que la costura del tubo sea recta y no se tuerza antes de ingresar al rodillo de extrusión. Si el rodillo guía no se ajusta correctamente durante el proceso de soldadura, pueden ocurrir fácilmente defectos de soldadura como torsión de la costura de la tubería, soldadura por solape y líneas onduladas en los bordes. El rodillo de extrusión es una pieza clave del equipo en la unidad de soldadura de tubos de acero. Su función es soldar a presión el cuerpo del tubo, cuyos bordes han sido calentados a la temperatura de soldadura, bajo la presión de extrusión del rodillo. Durante la producción, se debe controlar el ángulo de apertura del rodillo de extrusión. Si la presión de extrusión es demasiado baja, la resistencia del metal de soldadura disminuye y se producirán grietas bajo tensión; si la presión de extrusión es demasiado alta, la resistencia de la soldadura disminuye y la cantidad de rebabas externas aumenta, lo que provoca fácilmente defectos de soldadura, como soldaduras por solape. Durante el arranque lento de la unidad de soldadura de tubos de acero, se debe prestar mucha atención a la rotación de los rodillos en cada parte, y los rodillos deben ajustarse según sea necesario para garantizar que la calidad de la soldadura y las dimensiones del proceso de los tubos de acero soldados cumplan con los requisitos especificados.