Технология индукционной сварки
Содержит такие операции: подготовка кромок к сварке, формирование трубной заготовки, сварка, снятие грата, контроль качества сварки.
Подготовка кромок осуществляется путем их зачистки и раскрытия под острым углом.
Формирование трубной заготовки происходит благодаря прохождению металлической ленты через формовочную группу трубосварочного стана. Проходя между валками приводных и холостых клетей плоская лента постепенно формируется в круглую не сварную трубную заготовку. После трубная заготовка проходит центровку шва относительно токоподводящих контактов или индуктора.
После центровки заготовка проходит через источник ТВЧ где происходит нагрев с последующим сдавливанием прижимными роликами.
После сварки по шву остается наплыв металла — так называемый «грат». Поэтому в линии трубосварочного стана установлен узел гратоснимания, который специальными твердосплавными пластинами срезает грат, придавая трубе гладкую поверхность в районе шва.
Контроль качества сварных швов контролируют автоматическими ультразвуковыми дефектоскопами или рентгеновским просвечиванием на рентгенотелевизионных установках, позволяющих получать изображение сварного шва на экране.
4.3 Параметры режимов индукционной сварки
Свариваемый сортамент труб определяется условием устойчивости заготовки данного диаметра при осадке с оптимальным давлением, т. е. тонкостенность свариваемой трубной заготовки зависит от свариваемого диаметра и материала заготовки. Максимальное значение толщины стенки при заданном диаметре трубы определяется допустимыми электрическими потерями в ее теле, а при очень малых соотношениях - и возможностями процесса формовки. Решающим фактором является простота и надежность конструкции системы передачи тока, зависящей в значительной степени от пропускаемого тока. Чем выше частота и длительнее время нагрева, тем меньше ток. Снижение сварочного тока за счет увеличения времени нагрева нецелесообразно, так как при этом увеличиваются тепловые потери вследствие отвода тепла в тело свариваемой заготовки. Наиболее эффективно уменьшение тока за счет повышения частоты до 200-500 кГц. Дальнейшее повышение частоты, как правило, нежелательно, так как заметного уменьшения тока это не даст и ухудшаются показатели источников питания сварочных устройств. Поэтому с учетом выделенного льготного диапазона частот для высокочастотной сварки труб малого и среднего диаметров принята частота 440 кГц, хотя в отдельных случаях применяются частоты 70 и 10 кГц. За рубежом для сварки таких труб применяют частоты 170-500 кГц. Наименьший расход электроэнергии при индукционном подводе тока с помощью охватывающего индуктора наблюдается при сварке труб диаметром 35-45 мм. Если принять мощность, потребляемую при сварке труб диаметром 35-45 мм за единицу, то отношение этой мощности к мощности, необходимой для сварки трубы другого диаметра, даст коэффициент изменения мощности. Необходимо заметить, что при контактной системе подвода тока значение приведенной мощности для сварки труб диаметром 35-45 мм примерно такое же, как при индукционном подводе, и практически не меняется с изменением диаметра трубы. Поэтому при сварке труб малого диаметра следует рекомендовать только систему индукционного подвода тока. С ростом диаметра свариваемой заготовки значительно увеличивается потребляемая мощность, и при диаметре заготовки 220 мм она удваивается по сравнению с мощностью, необходимой для сварки труб диаметром 35-45 мм. Однако экономичность процесса определяется не только энергетическими показателями.
При сварке труб диаметром 159 и 168 мм потребляемые мощности при контактном способе с помощью вращающихся контактов и индукционном практически одинаковы, для труб диаметром 168 мм можно уменьшить эту мощность на 10-12%, если применить скользящие контакты. Лишь при сварке труб диаметром 219 мм разница в мощностях становится ощутимой. Помимо возможности иметь меньшую длину нагреваемых кромок и меньший расход мощности.