高周波溶接管の溶接部の割れを防ぐには?

高周波縦溶接管において(電縫鋼管)、亀裂の発現には、長い亀裂、局所的な周期的な亀裂、不規則な断続的な亀裂が含まれます。溶接後は表面に亀裂が発生していない鋼管もありますが、平坦化、矯正、水圧試験などを行うと亀裂が発生します。

ひび割れの原因

1. 原材料の品質が悪い

溶接パイプの製造では、通常、大きなバリや過剰な素材幅の問題が発生します。
溶接時にバリが外側にあると、連続的かつ長い断続的な亀裂が発生しやすくなります。
原材料の幅が広すぎ、絞りロールの穴が過剰に充填され、溶接された桃の形状が形成され、外部の溶接跡が大きく、内部の溶接が小さいか、そうでなく、矯正後に亀裂が発生します。

2. エッジコーナー接合状態

管ブランクの端部の角接続状態は、溶接管の製造において一般的な現象です。パイプ径が小さくなるほど、コーナージョイントは厳しくなります。
コーナージョイントの場合、成形調整が不十分であることが前提条件となります。
スクイーズ ローラー パスの不適切な設計、より大きな外側フィレット、およびプレッシャー ローラーの仰角は、アングル ジョイントに影響を与える主な要因です。
単一の半径では、成形不良によって引き起こされるコーナージョイントの問題を解決することはできません。絞り力を大きくしないと、製造後期に絞りローラーが摩耗して楕円になり、鋭い桃形の溶接状態が悪化して深刻なコーナー接続を引き起こす可能性があります。

コーナージョイントにより金属の大部分が上側から流出し、不安定な溶解プロセスが形成されます。このとき、金属の飛散が多くなり、溶接線が過熱し、外側のバリが熱くなって不規則になり、大きくなり、傷がつきにくくなります。溶接速度が適切に制御されていない場合、溶接部の「誤溶接」が必然的に発生します。

スクイズローラーの外角が大きいため、チューブブランクがスクイズローラーに完全に充填されず、エッジ接触状態が平行から「V」字形に変化し、内部の溶接シームが溶接されない現象が現れます。

長期間の使用によりスクイズローラーが磨耗し、ベースベアリングが磨耗します。 2 つのシャフトが仰角を形成するため、締め付け力が不足し、垂直楕円になり、深刻な角度のかみ合いが発生します。

3. プロセスパラメータの不当な選択

高周波溶接管製造のプロセスパラメータには、溶接速度(単位速度)、溶接温度(高周波電力)、溶接電流(高周波周波数)、押出力(研削工具の設計と材料)、開口角度(研削)が含まれます。 )ツールの設計と材質、誘導コイルの位置)、インダクタ(コイルの材質、巻き方向、位置)、抵抗の大きさと位置。

(1) 高周波 (安定かつ連続) 電力、溶接速度、溶接押出力、および開口角度は最も重要なプロセスパラメータであり、合理的に一致させる必要があります。一致しないと溶接品質に影響します。

①速度が速すぎたり遅すぎたりすると、低温溶接不浸透性や高温過焼損が発生し、溶接部が平坦化した後に割れが発生します。

②絞り力が不足すると溶接端部金属を完全に圧着できず、溶接部に残留した不純物が排出されにくくなり、強度が低下します。

押出力が大きすぎるとメタルフロー角が大きくなり、残渣が排出されやすくなり、熱影響部が狭くなり、溶接品質が向上します。ただし、圧力が高すぎると、より大きな火花や飛沫が発生し、溶融酸化物や金属プラスチック層の一部が押し出され、溶接部に傷が付いて薄くなり、溶接部の強度が低下します。
適切な押出力は溶接品質を確保するための重要な前提条件です。

③開き角が大きすぎると、高周波近接効果が減少し、渦電流損失が増加し、溶接温度が低下します。元の速度で溶接すると亀裂が発生します。

開き角度が小さすぎると溶接電流が不安定になり、絞り点で小さな爆発(感覚的には放電現象)や亀裂が発生します。

(2) インダクタ(コイル)は高周波溶接管の溶接部の主要部分です。チューブブランクとの隙間や開口部の幅は溶接品質に大きな影響を与えます。

① インダクタと真空管の隙間が大きすぎるため、インダクタの効率が大幅に低下します。
インダクタと素管との隙間が小さすぎると、インダクタと素管との間で放電が発生しやすく、溶接割れが発生しやすくなるとともに、素管により損傷を受けやすくなります。

② インダクタの開口幅が大きすぎると、チューブブランクの突合せ端の溶接温度が低下します。溶接速度が速いと、矯正後に誤溶接やクラックが発生しやすくなります。

高周波溶接管の製造においては、溶接割れが発生する要因は数多くあり、その防止方法も異なります。高周波溶接プロセスには変動要素が多すぎるため、リンクの欠陥があれば最終的に溶接の品質に影響を及ぼします。


投稿日時: 2022 年 7 月 25 日