การเชื่อมตะเข็บแบบเหนี่ยวนำสำหรับท่อและท่อ

ท่อเชื่อมและท่อตะเข็บเหนี่ยวนำความถี่สูง

การเชื่อมแบบเหนี่ยวนำคืออะไร?

ด้วยการเชื่อมแบบเหนี่ยวนำ ความร้อนจะถูกเหนี่ยวนำด้วยแม่เหล็กไฟฟ้าในชิ้นงาน ความเร็วและความแม่นยำของการเชื่อมแบบเหนี่ยวนำทำให้เหมาะสำหรับการเชื่อมขอบของท่อและท่อ ในกระบวนการนี้ ท่อจะผ่านขดลวดเหนี่ยวนำด้วยความเร็วสูง เมื่อทำเช่นนั้น ขอบของมันจะถูกทำให้ร้อน จากนั้นบีบเข้าหากันเพื่อสร้างรอยเชื่อมตามยาว การเชื่อมแบบเหนี่ยวนำเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการผลิตในปริมาณมาก เครื่องเชื่อมแบบเหนี่ยวนำสามารถติดตั้งหัวสัมผัสเพื่อเปลี่ยนเป็นระบบการเชื่อมแบบสองวัตถุประสงค์

ข้อดีของการเชื่อมตะเข็บแบบเหนี่ยวนำคืออะไร?

การเชื่อมตามยาวแบบเหนี่ยวนำอัตโนมัติเป็นกระบวนการที่เชื่อถือได้และมีปริมาณงานสูง การใช้พลังงานต่ำและประสิทธิภาพสูงของ HLQ ระบบการเชื่อมแบบเหนี่ยวนำ ลดต้นทุน ความสามารถในการควบคุมและการทำซ้ำทำให้เศษเหลือน้อยที่สุด ระบบของเรายังมีความยืดหยุ่น—การจับคู่โหลดอัตโนมัติช่วยให้มั่นใจได้ถึงกำลังเอาต์พุตเต็มที่สำหรับท่อขนาดต่างๆ ที่หลากหลาย และรอยเท้าขนาดเล็กช่วยให้ประกอบหรือติดตั้งเพิ่มเติมในสายการผลิตได้ง่าย

การเชื่อมตะเข็บแบบเหนี่ยวนำใช้ที่ไหน?

การเชื่อมแบบเหนี่ยวนำใช้ในอุตสาหกรรมท่อและท่อสำหรับการเชื่อมตามแนวยาวของเหล็กกล้าไร้สนิม (แม่เหล็กและไม่ใช่แม่เหล็ก) อะลูมิเนียม เหล็กกล้าคาร์บอนต่ำและโลหะผสมต่ำกำลังแรงสูง (HSLA) และวัสดุนำไฟฟ้าอื่นๆ อีกมากมาย

การเชื่อมตะเข็บแบบเหนี่ยวนำความถี่สูง

ในขั้นตอนการเชื่อมท่อเหนี่ยวนำความถี่สูง กระแสความถี่สูงจะถูกเหนี่ยวนำในท่อตะเข็บเปิดโดยขดลวดเหนี่ยวนำที่อยู่ข้างหน้า (ต้นน้ำจาก) จุดเชื่อม ดังแสดงในรูปที่ 1-1 ขอบท่อจะเว้นระยะห่างเมื่อผ่านขดลวด เกิดเป็นวีเปิดซึ่งมีปลายอยู่ข้างหน้าจุดเชื่อมเล็กน้อย ขดลวดไม่สัมผัสกับหลอด

รูปที่ 1-1

ขดลวดทำหน้าที่เป็นตัวหลักของหม้อแปลงความถี่สูง และท่อตะเข็บแบบเปิดทำหน้าที่เป็นตัวรองแบบรอบเดียว เช่นเดียวกับการใช้งานการให้ความร้อนแบบเหนี่ยวนำทั่วไป เส้นทางของกระแสเหนี่ยวนำในชิ้นงานมักจะเป็นไปตามรูปร่างของขดลวดเหนี่ยวนำ กระแสเหนี่ยวนำส่วนใหญ่ไหลไปรอบ ๆ แถบที่เกิดขึ้นโดยการไหลไปตามขอบและเบียดเสียดกันรอบปลายของช่องเปิดรูปตัววีในแถบ

ความหนาแน่นกระแสความถี่สูงจะสูงที่สุดในบริเวณขอบใกล้ปลายยอดและที่ปลายยอด เกิดความร้อนอย่างรวดเร็ว ทำให้ขอบอยู่ที่อุณหภูมิเชื่อมเมื่อมาถึงปลายยอด ม้วนแรงดันบังคับให้ขอบที่ร้อนเข้าหากัน เชื่อมให้เสร็จ

เป็นความถี่สูงของกระแสเชื่อมที่รับผิดชอบในการให้ความร้อนเข้มข้นตามขอบวี มีข้อได้เปรียบอีกประการหนึ่งคือมีเพียงส่วนน้อยของกระแสทั้งหมดเท่านั้นที่หาทางไปด้านหลังของแถบที่เกิดขึ้น เว้นแต่เส้นผ่านศูนย์กลางของท่อจะเล็กมากเมื่อเทียบกับความยาวของ vee กระแสน้ำจะชอบเส้นทางที่มีประโยชน์ตามขอบของท่อที่สร้างเป็น ve

เอฟเฟกต์ผิว

กระบวนการเชื่อม HF ขึ้นอยู่กับสองปรากฏการณ์ที่เกี่ยวข้องกับกระแส HF - Skin Effect และ Proximity Effect

เอฟเฟกต์ผิวหนังคือแนวโน้มของกระแส HF ที่จะมีสมาธิที่พื้นผิวของตัวนำ

แสดงในรูปที่ 1-3 ซึ่งแสดงกระแส HF ที่ไหลในตัวนำแยกที่มีรูปร่างต่างๆ กระแสน้ำทั้งหมดไหลในผิวตื้นใกล้ผิวน้ำ

เอฟเฟกต์ความใกล้เคียง

ปรากฏการณ์ทางไฟฟ้าประการที่สองซึ่งมีความสำคัญในกระบวนการเชื่อม HF คือผลกระทบจากความใกล้ชิด นี่คือแนวโน้มของกระแส HF ในตัวนำแบบไป/กลับคู่หนึ่งเพื่อมุ่งความสนใจไปที่ส่วนของพื้นผิวตัวนำซึ่งอยู่ใกล้กันมากที่สุด นี่คือภาพประกอบในรูป 1-4 ถึง 1-6 สำหรับรูปร่างหน้าตัดของตัวนำทรงกลมและสี่เหลี่ยมจัตุรัสและระยะห่าง

ฟิสิกส์ที่อยู่เบื้องหลังเอฟเฟ็กต์ระยะใกล้ขึ้นอยู่กับข้อเท็จจริงที่ว่าสนามแม่เหล็กรอบตัวนำไป/กลับนั้นมีความเข้มข้นในพื้นที่แคบระหว่างพวกมันมากกว่าที่อื่น (รูปที่ 1-2) เส้นแรงแม่เหล็กมีพื้นที่น้อยกว่าและถูกบีบให้ชิดกันมากขึ้น ตามมาด้วยเอฟเฟกต์ความใกล้ชิดจะแรงขึ้นเมื่อตัวนำอยู่ใกล้กันมากขึ้น นอกจากนี้ยังแข็งแกร่งขึ้นเมื่อด้านที่เผชิญหน้ากันกว้างขึ้น

รูปที่ 1-2

รูปที่ 1-3

รูปที่ 1-6 แสดงผลของการเอียงตัวนำ go/return รูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าที่มีระยะห่างชิดกันสองตัวให้สัมพันธ์กัน ความเข้มข้นของกระแส HF มีมากที่สุดในมุมซึ่งอยู่ใกล้กันมากที่สุด และจะค่อยๆ น้อยลงตามใบหน้าที่แยกจากกัน

รูปที่ 1-4

รูปที่ 1-5

รูปที่ 1-6

ความสัมพันธ์ทางไฟฟ้าและเครื่องกล

มีพื้นที่ทั่วไปสองส่วนที่ต้องปรับให้เหมาะสมเพื่อให้ได้สภาวะทางไฟฟ้าที่ดีที่สุด:

  1. อย่างแรกคือการทำทุกอย่างที่เป็นไปได้เพื่อกระตุ้นให้กระแส HF ทั้งหมดไหลในเส้นทางที่เป็นประโยชน์ในวี
  2. ประการที่สองคือการทำทุกอย่างที่เป็นไปได้เพื่อให้ขอบขนานกันใน vee เพื่อให้ความร้อนสม่ำเสมอจากภายในสู่ภายนอก

วัตถุประสงค์ (1) ขึ้นอยู่กับปัจจัยทางไฟฟ้าอย่างชัดเจน เช่น การออกแบบและการวางตำแหน่งหน้าสัมผัสเชื่อมหรือขดลวด และอุปกรณ์ต้านกระแสไฟฟ้าที่ติดตั้งอยู่ภายในท่อ การออกแบบได้รับผลกระทบจากพื้นที่ทางกายภาพที่มีอยู่ในโรงสี และการจัดเรียงและขนาดของม้วนเชื่อม หากต้องใช้แมนเดรลสำหรับพันด้านในหรือม้วนจะส่งผลต่อสิ่งกีดขวาง นอกจากนี้ วัตถุประสงค์ (1) ขึ้นอยู่กับขนาดและมุมของช่องเปิด ดังนั้น แม้ว่าโดยพื้นฐานแล้ว (1) จะเป็นไฟฟ้า แต่ก็เชื่อมโยงอย่างใกล้ชิดกับกลไกของโรงสี

วัตถุประสงค์ (2) ขึ้นอยู่กับปัจจัยเชิงกลทั้งหมด เช่น รูปร่างของท่อเปิดและสภาพขอบของแถบ สิ่งเหล่านี้อาจได้รับผลกระทบจากสิ่งที่เกิดขึ้นในใบตัดแยกของโรงสีและแม้กระทั่งที่เครื่องตัด

การเชื่อมแบบ HF เป็นกระบวนการเชิงกลไฟฟ้า: เครื่องกำเนิดความร้อนจะจ่ายความร้อนไปที่ขอบ แต่การม้วนแบบบีบจะทำให้เกิดรอยเชื่อม หากขอบถึงอุณหภูมิที่เหมาะสมและคุณยังมีรอยเชื่อมที่บกพร่อง โอกาสที่ดีคือปัญหาจะอยู่ที่การตั้งค่าโรงสีหรือในวัสดุ

ปัจจัยทางกลเฉพาะ

ในการวิเคราะห์ครั้งล่าสุด สิ่งที่เกิดขึ้นใน vee นั้นมีความสำคัญทั้งหมด ทุกสิ่งที่เกิดขึ้นอาจมีผลกระทบ (ทั้งดีและไม่ดี) ต่อคุณภาพและความเร็วในการเชื่อม ปัจจัยบางประการที่ต้องพิจารณาในวีคือ:

  1. ความยาววี
  2. องศาการเปิด (vee angle)
  3. ขอบของแถบเริ่มสัมผัสกันห่างจากแนวกึ่งกลางของม้วนเชื่อมมากน้อยเพียงใด
  4. รูปร่างและสภาพของแถบขอบในวี
  5. ขอบของแถบมาบรรจบกันอย่างไร - ไม่ว่าจะพร้อมกันทั่วทั้งความหนา - หรือเริ่มจากด้านนอก - หรือด้านใน - หรือผ่านเสี้ยนหรือเศษไม้
  6. รูปร่างของแถบที่เกิดขึ้นในวี
  7. ความคงที่ของขนาด ve ทั้งหมด รวมทั้งความยาว มุมเปิด ความสูงของขอบ ความหนาของขอบ
  8. ตำแหน่งของหน้าสัมผัสเชื่อมหรือขดลวด
  9. การลงทะเบียนของขอบแถบสัมพันธ์กันเมื่อมารวมกัน
  10. ปริมาณวัสดุที่ถูกบีบออก (ความกว้างของแถบ)
  11. ท่อหรือท่อขนาดใหญ่จะต้องมีขนาดใหญ่เท่าใดจึงจะปรับขนาดได้
  12. ปริมาณน้ำหรือสารหล่อเย็นโรงสีที่เทลงใน ve และความเร็วการปะทะ
  13. ความสะอาดของน้ำหล่อเย็น
  14. ความสะอาดของแถบ
  15. การมีอยู่ของวัสดุแปลกปลอม เช่น เกล็ด เศษ เศษไม้ สิ่งเจือปน
  16. โครงเหล็กนั้นมาจากเหล็กขอบหรือเหล็กฆ่า
  17. ไม่ว่าจะเป็นการเชื่อมในขอบเหล็กที่มีขอบหรือจากการกรีดสลิตหลายอัน
  18. คุณภาพของกระดูก – ไม่ว่าจะมาจากเหล็กเคลือบ – หรือเหล็กที่มีสันและส่วนรวมมากเกินไป (“เหล็กสกปรก”)
  19. ความแข็งและคุณสมบัติทางกายภาพของวัสดุแถบ (ซึ่งส่งผลต่อปริมาณสปริงกลับและแรงบีบที่ต้องการ)
  20. ความสม่ำเสมอของความเร็วโรงสี
  21. คุณภาพการตัด

เห็นได้ชัดว่าสิ่งที่เกิดขึ้นใน vee เป็นผลจากสิ่งที่เกิดขึ้นแล้ว ทั้งในโรงสีเองหรือแม้แต่ก่อนที่แถบหรือโครงกระดูกจะเข้าสู่โรงสี

รูปที่ 1-7

รูปที่ 1-8

วีความถี่สูง

จุดประสงค์ของส่วนนี้คือเพื่ออธิบายสภาวะที่เหมาะสมในวี แสดงให้เห็นว่าขอบขนานให้ความร้อนสม่ำเสมอระหว่างภายในและภายนอก เหตุผลเพิ่มเติมในการรักษาขอบให้ขนานกันมากที่สุดจะระบุไว้ในส่วนนี้ คุณสมบัติอื่น ๆ ของวี เช่น ตำแหน่งของเอเพ็กซ์ มุมของการเปิด และความนิ่งขณะวิ่งจะถูกกล่าวถึง

ส่วนต่อมาจะให้คำแนะนำเฉพาะตามประสบการณ์ภาคสนามเพื่อให้บรรลุเงื่อนไข vee ที่ต้องการ

เอเพ็กซ์ให้ใกล้จุดเชื่อมมากที่สุด

รูป 2-1 แสดงจุดที่ขอบมาบรรจบกัน (เช่น ปลายยอด) ซึ่งอยู่ค่อนข้างเหนือจากเส้นกึ่งกลางของม้วนแรงดัน นี่เป็นเพราะวัสดุจำนวนเล็กน้อยถูกบีบออกระหว่างการเชื่อม จุดยอดทำให้วงจรไฟฟ้าสมบูรณ์ และกระแส HF จากขอบด้านหนึ่งจะหมุนกลับและกลับตามอีกด้านหนึ่ง

ในช่องว่างระหว่างปลายยอดและเส้นกึ่งกลางของม้วนแรงดันจะไม่มีการทำความร้อนอีกต่อไปเนื่องจากไม่มีกระแสไหล และความร้อนจะกระจายอย่างรวดเร็วเนื่องจากการไล่ระดับของอุณหภูมิสูงระหว่างขอบร้อนและส่วนที่เหลือของท่อ ดังนั้น จึงเป็นสิ่งสำคัญที่ปลายยอดจะต้องอยู่ใกล้กับเส้นกึ่งกลางของรอยเชื่อมมากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ เพื่อให้อุณหภูมิยังคงสูงพอที่จะทำให้รอยเชื่อมดีเมื่อใช้แรงกด

การกระจายความร้อนอย่างรวดเร็วนี้มีส่วนทำให้ความจริงที่ว่าเมื่อกำลัง HF เพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า ความเร็วที่บรรลุได้ก็เพิ่มขึ้นมากกว่าสองเท่า ความเร็วที่สูงขึ้นซึ่งเป็นผลมาจากพลังงานที่สูงขึ้นทำให้มีเวลาน้อยลงในการนำความร้อนออกไป ความร้อนส่วนใหญ่ที่พัฒนาด้วยไฟฟ้าที่ขอบจะมีประโยชน์ และมีประสิทธิภาพเพิ่มขึ้น

ดีกรีความวีเปิด

การรักษาปลายให้ใกล้ที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้กับเส้นกึ่งกลางแรงดันเชื่อม หมายความว่าช่องเปิดใน vee ควรกว้างที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ แต่ก็มีข้อจำกัดในทางปฏิบัติ ประการแรกคือความสามารถทางกายภาพของโรงสีในการเปิดขอบโดยไม่ทำให้รอยย่นหรือความเสียหายที่ขอบ ประการที่สองคือการลดลงของเอฟเฟกต์ความใกล้ชิดระหว่างขอบทั้งสองเมื่ออยู่ห่างกันมากขึ้น อย่างไรก็ตาม การเปิดวีน้อยเกินไปอาจส่งเสริมการอาร์คและการปิดก่อนกำหนดของวี ทำให้เกิดข้อบกพร่องในการเชื่อม

จากประสบการณ์ภาคสนาม การเปิด vee โดยทั่วไปจะเป็นที่น่าพอใจหากช่องว่างระหว่างขอบที่จุด 2.0″ เหนือน้ำจากเส้นกลางม้วนเชื่อมอยู่ระหว่าง 0.080″ (2 มม.) และ .200″ (5 มม.) โดยให้มุมรวมระหว่าง 2° และ 5° สำหรับเหล็กกล้าคาร์บอน ควรใช้มุมที่กว้างขึ้นสำหรับเหล็กกล้าไร้สนิมและโลหะที่ไม่ใช่เหล็ก

การเปิด Vee ที่แนะนำ

รูปที่ 2-1

รูปที่ 2-2

รูปที่ 2-3

ขอบขนานหลีกเลี่ยง Double Vee

รูปที่ 2-2 แสดงให้เห็นว่าหากขอบด้านในมารวมกันก่อน จะมี XNUMX วี ด้านหนึ่งอยู่ด้านนอกมียอดอยู่ที่ A อีกด้านอยู่ด้านในมียอดอยู่ที่ B ด้านนอกยาวกว่าและปลายเป็น ใกล้กับเส้นกึ่งกลางม้วนแรงดัน

ในรูปที่ 2-2 กระแส HF ชอบวงจรภายในมากกว่าเนื่องจากขอบอยู่ใกล้กัน กระแสจะหมุนรอบที่ B ระหว่าง B และจุดเชื่อม จะไม่มีความร้อนและขอบจะเย็นลงอย่างรวดเร็ว ดังนั้นจึงจำเป็นต้องทำให้ท่อร้อนเกินไปโดยเพิ่มกำลังหรือลดความเร็วลงเพื่อให้อุณหภูมิที่จุดเชื่อมสูงเพียงพอสำหรับการเชื่อมที่น่าพอใจ สิ่งนี้ยิ่งแย่ลงไปอีกเพราะขอบด้านในจะร้อนกว่าด้านนอก

ในกรณีที่รุนแรง double vee อาจทำให้เกิดหยดน้ำด้านในและด้านนอกเย็นได้ สิ่งนี้จะหลีกเลี่ยงได้หากขอบขนานกัน

ขอบขนานลดการรวม

ข้อได้เปรียบที่สำคัญประการหนึ่งของการเชื่อมแบบ HF คือผิวที่บางจะละลายที่ขอบ ทำให้สามารถบีบออกไซด์และวัสดุที่ไม่พึงประสงค์อื่นๆ ออกได้ ทำให้ได้แนวเชื่อมที่สะอาดและมีคุณภาพสูง ด้วยขอบที่ขนานกัน ออกไซด์จะถูกบีบออกทั้งสองทิศทาง ไม่มีอะไรขวางทาง และไม่ต้องเดินทางไกลกว่าครึ่งหนึ่งของความหนาของผนัง

หากขอบด้านในรวมตัวกันก่อน จะทำให้บีบออกไซด์ออกได้ยากขึ้น รูปที่ 2-2 มีรางระหว่างปลาย A และปลาย B ซึ่งทำหน้าที่เหมือนเบ้าหลอมสำหรับบรรจุวัสดุแปลกปลอม วัสดุนี้จะลอยอยู่บนเหล็กหลอมใกล้กับขอบด้านในที่ร้อน ในช่วงเวลาที่ถูกบีบอัดหลังจากผ่านจุดยอด A จะไม่สามารถผ่านขอบด้านนอกที่เย็นลงได้ทั้งหมด และอาจติดอยู่ในส่วนเชื่อมประสาน ก่อให้เกิดการรวมที่ไม่พึงประสงค์

มีหลายกรณีที่ข้อบกพร่องในการเชื่อม เนื่องจากการรวมใกล้ด้านนอก ถูกโยงไปถึงขอบด้านในที่เข้าหากันเร็วเกินไป (เช่น ท่อพีค) คำตอบคือเพียงแค่เปลี่ยนการขึ้นรูปเพื่อให้ขอบขนานกัน การไม่ทำเช่นนั้นอาจลดการใช้ข้อได้เปรียบที่สำคัญที่สุดประการหนึ่งของการเชื่อม HF

ขอบขนานช่วยลดการเคลื่อนที่สัมพัทธ์

รูป 2-3 แสดงชุดของหน้าตัดซึ่งอาจอยู่ระหว่าง B และ A ในรูปที่ 2-2 เมื่อขอบด้านในของท่อพีคสัมผัสกันเป็นครั้งแรก พวกมันก็จะติดกัน (รูปที่ 2-3ก) หลังจากนั้นไม่นาน (รูปที่ 2-3b) ส่วนที่ติดอยู่จะเกิดการงอ มุมด้านนอกเข้าหากันราวกับว่าขอบบานพับอยู่ด้านใน (รูปที่ 2-3c)

ส่วนด้านในของผนังที่โค้งงอระหว่างการเชื่อมนี้ไม่เป็นอันตรายต่อการเชื่อมเหล็กมากกว่าการเชื่อมวัสดุเช่นอลูมิเนียม เหล็กมีช่วงอุณหภูมิพลาสติกที่กว้างกว่า การป้องกันการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ของประเภทนี้ช่วยปรับปรุงคุณภาพการเชื่อม ทำได้โดยการรักษาขอบให้ขนานกัน

ขอบขนานช่วยลดเวลาในการเชื่อม

อ้างอิงจากรูปที่ 2-3 อีกครั้ง กระบวนการเชื่อมเกิดขึ้นตั้งแต่ B จนถึงเส้นกึ่งกลางของม้วนเชื่อม ที่เส้นกึ่งกลางนี้เองที่ความดันสูงสุดจะออกแรงในที่สุดและการเชื่อมก็เสร็จสมบูรณ์

ในทางตรงกันข้าม เมื่อขอบเข้าหากันขนานกัน พวกมันจะไม่สัมผัสกันจนกว่าจะถึงจุด A เป็นอย่างน้อย เกือบจะในทันที แรงกดสูงสุดจะถูกใช้ ขอบขนานอาจลดเวลาในการเชื่อมได้มากถึง 2.5 ถึง 1 หรือมากกว่านั้น

การนำขอบมาขนานกันเป็นการใช้ประโยชน์จากสิ่งที่ช่างตีเหล็กรู้มาตลอด: ตีเหล็กในขณะที่กำลังร้อน!

Vee เป็นโหลดไฟฟ้าบนเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

ในกระบวนการ HF เมื่อใช้เครื่องกีดขวางและตัวกั้นตะเข็บตามที่แนะนำ เส้นทางที่มีประโยชน์ตามขอบวีจะประกอบด้วยวงจรโหลดทั้งหมดซึ่งวางอยู่บนเครื่องกำเนิดความถี่สูง กระแสที่ดึงออกมาจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าโดยวีนั้นขึ้นอยู่กับอิมพีแดนซ์ไฟฟ้าของวี ในทางกลับกัน อิมพีแดนซ์นี้ขึ้นอยู่กับขนาดของวี เมื่อวียาวขึ้น (หน้าสัมผัสหรือขดลวดถอยกลับ) อิมพีแดนซ์จะเพิ่มขึ้น และกระแสมีแนวโน้มที่จะลดลง นอกจากนี้ กระแสไฟที่ลดลงจะต้องให้ความร้อนกับโลหะมากขึ้น (เนื่องจากวงจรที่ยาวกว่า) ดังนั้น จึงจำเป็นต้องใช้พลังงานมากขึ้นในการทำให้พื้นที่เชื่อมกลับสู่อุณหภูมิการเชื่อม เมื่อความหนาของผนังเพิ่มขึ้น อิมพีแดนซ์จะลดลง และกระแสมีแนวโน้มที่จะเพิ่มขึ้น จำเป็นสำหรับอิมพีแดนซ์ของวีจะต้องใกล้เคียงกับค่าการออกแบบอย่างสมเหตุสมผล หากต้องดึงกำลังเต็มจากเครื่องกำเนิดความถี่สูง เช่นเดียวกับไส้หลอดในหลอดไฟ พลังงานที่ดึงออกมาขึ้นอยู่กับความต้านทานและแรงดันไฟฟ้าที่จ่าย ไม่ใช่จากขนาดของสถานีกำเนิด

ด้วยเหตุผลทางไฟฟ้า โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อต้องการเอาต์พุตเครื่องกำเนิด HF แบบเต็ม จึงจำเป็นต้องมีขนาด vee ตามที่แนะนำ

เครื่องมือขึ้นรูป

 

การขึ้นรูปส่งผลต่อคุณภาพการเชื่อม

ตามที่ได้อธิบายไปแล้ว ความสำเร็จของการเชื่อม HF ขึ้นอยู่กับว่าส่วนที่ขึ้นรูปนั้นให้ขอบที่มั่นคง ไม่มีเศษไม้ และขนานกับวีหรือไม่ เราไม่พยายามแนะนำเครื่องมือโดยละเอียดสำหรับทุกยี่ห้อและขนาดของโรงสี แต่เราแนะนำแนวคิดบางอย่างเกี่ยวกับหลักการทั่วไป เมื่อเข้าใจเหตุผลแล้ว ส่วนที่เหลือเป็นงานที่ตรงไปตรงมาสำหรับนักออกแบบม้วน เครื่องมือขึ้นรูปที่ถูกต้องช่วยปรับปรุงคุณภาพการเชื่อม และยังทำให้งานของผู้ปฏิบัติงานง่ายขึ้นอีกด้วย

แนะนำให้ทำลายขอบ

เราขอแนะนำให้ทำลายขอบแบบตรงหรือแบบดัดแปลง สิ่งนี้ทำให้ด้านบนของท่อมีรัศมีสุดท้ายในการผ่านหนึ่งหรือสองครั้งแรก บางครั้งท่อผนังบางถูกขึ้นรูปมากเกินไปเพื่อให้สามารถสปริงกลับได้ ไม่ควรอาศัยช่องผ่านของครีบเพื่อสร้างรัศมีนี้ พวกเขาไม่สามารถโอเวอร์ฟอร์มได้โดยไม่ทำลายขอบเพื่อไม่ให้ขนานกัน เหตุผลสำหรับคำแนะนำนี้คือเพื่อให้ขอบขนานกันก่อนที่จะไปถึงรอยเชื่อม – เช่น ในวีเนียร์ ซึ่งแตกต่างจากวิธีปฏิบัติของ ERW ทั่วไป ซึ่งอิเล็กโทรดทรงกลมขนาดใหญ่ต้องทำหน้าที่เป็นอุปกรณ์สัมผัสกระแสไฟฟ้าสูงและในขณะเดียวกันก็ต้องม้วนเพื่อให้ขอบโค้งลง

Edge Break กับ Center Break

ผู้เสนอการหักศูนย์กล่าวว่าม้วนแบ่งกลางสามารถรองรับขนาดต่างๆ ซึ่งช่วยลดสินค้าคงคลังของเครื่องมือและลดเวลาหยุดทำงานของการเปลี่ยนม้วน นี่เป็นข้อโต้แย้งทางเศรษฐกิจที่ถูกต้องสำหรับโรงสีขนาดใหญ่ที่ม้วนมีขนาดใหญ่และมีราคาแพง อย่างไรก็ตาม ข้อดีนี้ถูกหักล้างไปส่วนหนึ่งเพราะพวกเขามักจะต้องการม้วนด้านข้างหรือม้วนแบนเป็นชุดหลังจากผ่านครีบสุดท้ายเพื่อให้ขอบต่ำลง สูงสุดอย่างน้อย 6 หรือ 8″ OD การทำลายขอบจะได้เปรียบกว่า

นี่เป็นเรื่องจริงแม้ว่าจะเป็นที่พึงปรารถนาที่จะใช้ม้วนแยกด้านบนที่แตกต่างกันสำหรับผนังหนามากกว่าสำหรับผนังบาง รูปที่ 3-1a แสดงให้เห็นว่าม้วนด้านบนที่ออกแบบมาสำหรับผนังบางทำให้มีพื้นที่ด้านข้างไม่เพียงพอสำหรับผนังที่หนากว่า หากคุณพยายามแก้ไขปัญหานี้โดยใช้ม้วนด้านบนซึ่งแคบพอสำหรับแถบที่หนาที่สุดในช่วงความหนาต่างๆ คุณจะประสบปัญหาที่ปลายบางของช่วงตามที่แนะนำในรูปที่ 3-1b ด้านข้างของแถบจะไม่ถูกกั้นและการหักขอบจะไม่สมบูรณ์ สิ่งนี้ทำให้ตะเข็บม้วนจากด้านหนึ่งไปอีกด้านหนึ่งในม้วนเชื่อม ซึ่งเป็นสิ่งที่ไม่พึงประสงค์อย่างมากสำหรับการเชื่อมที่ดี

อีกวิธีหนึ่งซึ่งบางครั้งใช้แต่เราไม่แนะนำสำหรับโรงสีขนาดเล็ก คือการใช้ม้วนด้านล่างในตัวโดยมีสเปเซอร์อยู่ตรงกลาง ใช้ตัวเว้นระยะตรงกลางที่บางลงและตัวเว้นระยะด้านหลังที่หนาขึ้นเมื่อใช้กับผนังบาง การออกแบบม้วนสำหรับวิธีนี้เป็นการประนีประนอมที่ดีที่สุด รูปที่ 3-1c แสดงให้เห็นว่าเกิดอะไรขึ้นเมื่อม้วนด้านบนออกแบบมาสำหรับผนังหนา และม้วนด้านล่างแคบลงโดยการแทนที่สเปเซอร์เพื่อให้วิ่งผ่านผนังบาง แถบถูกบีบใกล้กับขอบ แต่ตรงกลางหลวม สิ่งนี้มีแนวโน้มที่จะทำให้เกิดความไม่มั่นคงตลอดการกัด รวมถึงวีเชื่อมด้วย

ข้อโต้แย้งอีกประการหนึ่งคือการทำลายขอบอาจทำให้เกิดการโก่งงอได้ ซึ่งจะไม่เป็นเช่นนั้นเมื่อส่วนการเปลี่ยนภาพได้รับการติดตั้งเครื่องมือและปรับแต่งอย่างถูกต้อง และการกระจายการขึ้นรูปอย่างเหมาะสมไปตามโรงสี

การพัฒนาล่าสุดในเทคโนโลยีการขึ้นรูปกรงที่ควบคุมด้วยคอมพิวเตอร์ทำให้ขอบเรียบ ขนานกัน และเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วตลอดเวลา

จากประสบการณ์ของเรา ความพยายามเพิ่มเติมในการใช้การหักขอบอย่างเหมาะสมนั้นให้ผลดีในการผลิตที่เชื่อถือได้ สม่ำเสมอ ใช้งานง่าย และมีคุณภาพสูง

Fin Passes เข้ากันได้

ความก้าวหน้าของ Fin Pass ควรนำไปสู่รูปร่าง Fin Pass สุดท้ายที่แนะนำก่อนหน้านี้อย่างราบรื่น แต่ละฟินพาสควรทำงานในปริมาณที่เท่ากันโดยประมาณ ซึ่งจะช่วยป้องกันไม่ให้ขอบของครีบที่ทำงานหนักเกินไปเสียหาย

รูปที่ 3-1

รอยเชื่อม

 

รอยเชื่อมและรอยม้วนสุดท้ายมีความสัมพันธ์กัน

การได้รับขอบขนานใน vee นั้นต้องการความสัมพันธ์ระหว่างการออกแบบของม้วนครีบสุดท้ายและของม้วนเชื่อม คู่มือตะเข็บพร้อมกับม้วนข้างใด ๆ ที่อาจใช้ในพื้นที่นี้มีไว้เพื่อเป็นแนวทางเท่านั้น ส่วนนี้อธิบายการออกแบบม้วนเชื่อมซึ่งให้ผลลัพธ์ที่ยอดเยี่ยมในการติดตั้งจำนวนมาก และอธิบายการออกแบบ finpass ล่าสุดเพื่อให้ตรงกับการออกแบบม้วนเชื่อมเหล่านี้

หน้าที่เดียวของรอยเชื่อมในการเชื่อม HF คือการบังคับขอบที่ร้อนพร้อมกับแรงดันที่เพียงพอเพื่อสร้างรอยเชื่อมที่ดี การออกแบบม้วนครีบควรทำให้โครงร่างสมบูรณ์ (รวมถึงรัศมีใกล้ขอบ) แต่เปิดที่ด้านบนจนถึงรอยเชื่อม เปิดได้ราวกับว่าท่อที่ปิดสนิทนั้นถูกสร้างขึ้นจากสองส่วนเชื่อมต่อกันด้วยบานพับเปียโนที่ด้านล่างและเหวี่ยงออกจากกันที่ด้านบน (รูปที่ 4-1) การออกแบบม้วนครีบนี้ทำได้โดยไม่มีส่วนเว้าที่ไม่พึงประสงค์ที่ด้านล่าง

การจัดเรียงแบบสองม้วน

ม้วนเชื่อมต้องสามารถปิดท่อด้วยแรงกดที่เพียงพอที่จะทำให้ขอบเสียหาย แม้ว่าจะปิดเครื่องเชื่อมและขอบเย็น ซึ่งต้องใช้แรงประกอบในแนวนอนขนาดใหญ่ตามคำแนะนำของลูกศรในรูปที่ 4-1 วิธีง่าย ๆ ตรงไปตรงมาในการรับแรงเหล่านี้คือการใช้ม้วนสองด้านตามที่แนะนำในรูปที่ 4-2

กล่องสองม้วนค่อนข้างประหยัดในการสร้าง มีสกรูเพียงตัวเดียวสำหรับปรับระหว่างการวิ่ง มีเกลียวขวาและซ้าย และเลื่อนม้วนทั้งสองเข้าและออกพร้อมกัน การจัดเรียงนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดเล็กและผนังบาง โครงสร้างสองม้วนมีข้อได้เปรียบที่สำคัญที่ช่วยให้สามารถใช้คอท่อเชื่อมรูปวงรีแบนซึ่งพัฒนาโดย THERMATOOL เพื่อช่วยให้มั่นใจได้ว่าขอบท่อจะขนานกัน

ในบางกรณี การจัดเรียงแบบสองม้วนอาจทำให้เกิดรอยหมุนบนท่อได้ สาเหตุที่พบบ่อยคือการขึ้นรูปที่ไม่เหมาะสม ทำให้ขอบม้วนต้องออกแรงกดสูงกว่าปกติ รอยหมุนอาจเกิดขึ้นกับวัสดุที่มีความแข็งแรงสูง ซึ่งต้องใช้แรงกดในการเชื่อมสูง การทำความสะอาดขอบม้วนบ่อยๆ ด้วยล้อลูกนกหรือเครื่องเจียรจะช่วยลดรอยได้

การเจียรลูกกลิ้งขณะเคลื่อนที่จะลดความเป็นไปได้ในการบดหรือทำให้ม้วนงอมากเกินไป แต่ควรใช้ความระมัดระวังอย่างยิ่งเมื่อทำเช่นนั้น ควรมีคนยืนอยู่ข้าง E-Stop เสมอในกรณีฉุกเฉิน

รูปที่ 4-1

รูปที่ 4-2

การจัดสามม้วน

ผู้ปฏิบัติงานโรงสีหลายคนชอบการจัดเรียงแบบสามม้วนที่แสดงในรูปที่ 4-3 สำหรับท่อขนาดเล็ก (สูงสุดประมาณ 4-1/2″ OD) ข้อได้เปรียบที่สำคัญเหนือการจัดเรียงแบบสองม้วนคือแทบไม่มีรอยหมุนวน นอกจากนี้ยังมีการปรับแก้ไขการลงทะเบียนขอบหากจำเป็น

ลูกกลิ้งสามม้วนซึ่งเว้นระยะห่างกัน 120 องศา ติดตั้งเป็นร่องบนหัวจับแบบเลื่อนสามขากรรไกรสำหรับงานหนัก สามารถปรับเข้าและออกพร้อมกันได้ด้วยเชยสกรู หัวจับติดตั้งอยู่บนแผ่นหลังที่แข็งแรงและปรับได้ การปรับครั้งแรกทำโดยปิดม้วนสามม้วนบนปลั๊กกลึงให้แน่น แผ่นรองด้านหลังได้รับการปรับในแนวตั้งและด้านข้างเพื่อให้ม้วนด้านล่างอยู่ในแนวที่แม่นยำด้วยความสูงของแท่นกัดและเส้นกึ่งกลางของโม่ จากนั้นแผ่นหลังจะถูกล็อคอย่างแน่นหนาและไม่ต้องปรับอะไรอีกจนกว่าจะเปลี่ยนม้วนถัดไป

ร่องที่ยึดม้วนบนสองม้วนจะติดตั้งในสไลด์แนวรัศมีที่มาพร้อมกับสกรูปรับ สามารถปรับม้วนใดม้วนหนึ่งจากสองม้วนนี้ได้ นอกเหนือไปจากการปรับทั่วไปของสามม้วนเข้าด้วยกันโดยหัวจับแบบเลื่อน

สองม้วน - การออกแบบม้วน

สำหรับท่อที่มีค่า OD น้อยกว่า 1.0 และกล่องม้วนแบบสองม้วน รูปร่างที่แนะนำจะแสดงในรูปที่ 4-4 นี่คือรูปร่างที่เหมาะสมที่สุด ให้คุณภาพการเชื่อมที่ดีที่สุดและความเร็วการเชื่อมสูงสุด เหนือประมาณ 1.0 OD การชดเชย .020 จะไม่มีนัยสำคัญและอาจละเว้นได้ แต่ละม้วนจะถูกกราวด์จากจุดศูนย์กลางร่วมกัน

สามม้วน - การออกแบบม้วน

คอเชื่อมสามม้วนมักจะเป็นทรงกลม โดยมีเส้นผ่านศูนย์กลาง DW เท่ากับเส้นผ่านศูนย์กลางท่อสำเร็จรูป D บวกกับค่าเผื่อการปรับขนาด a

RW = DW/2

เช่นเดียวกับกล่องม้วนสอง ใช้รูปที่ 4-5 เป็นแนวทางในการเลือกเส้นผ่านศูนย์กลางม้วน ช่องว่างด้านบนควรเป็น .050 หรือเท่ากับผนังที่บางที่สุดที่จะรัน แล้วแต่จำนวนใดจะมากกว่า ช่องว่างอีกสองช่องควรมีค่าสูงสุด .060 โดยปรับขนาดให้ต่ำที่สุดที่ .020 สำหรับผนังที่บางมาก คำแนะนำเดียวกันเกี่ยวกับความแม่นยำที่ทำขึ้นสำหรับกล่องม้วนสองจะใช้ที่นี่

รูปที่ 4-3

รูปที่ 4-4

รูปที่ 4-5

FIN PASS สุดท้าย

 

วัตถุประสงค์การออกแบบ

รูปร่างที่แนะนำสำหรับครีบสุดท้ายถูกเลือกโดยมีวัตถุประสงค์หลายประการ:

  1. เพื่อนำเสนอท่อไปยังรอยเชื่อมที่มีรัศมีขอบเกิดขึ้น
  2. ให้มีขอบขนานกันตลอดแนว
  3. เพื่อให้การเปิด vee ที่น่าพอใจ
  4. เข้ากันได้กับการออกแบบม้วนเชื่อมที่แนะนำก่อนหน้านี้
  5. เพื่อให้ง่ายต่อการบด

รูปร่างสุดท้าย Fin Pass

รูปร่างที่แนะนำแสดงในรูปที่ 4-6 ม้วนด้านล่างมีรัศมีคงที่จากจุดศูนย์กลางเดียว แต่ละครึ่งบนของม้วนทั้งสองยังมีรัศมีคงที่ อย่างไรก็ตาม รัศมีม้วนบน RW ไม่เท่ากับรัศมีม้วนล่าง RL และศูนย์กลางที่รัศมีบนแตะพื้นจะถูกแทนที่ด้วยระยะทาง WGC ตัวครีบนั้นเรียวเป็นมุม

เกณฑ์การออกแบบ

มิติถูกกำหนดโดยห้าเกณฑ์ต่อไปนี้:

  1. รัศมีการบดด้านบนจะเหมือนกับรัศมีการเจียรของรอยเชื่อม RW
  2. เส้นรอบวง GF มีขนาดใหญ่กว่าเส้นรอบวง GW ในรอยเชื่อมเป็นจำนวนเท่ากับค่าเผื่อการบีบออก S
  3. TF ความหนาของครีบคือการเปิดระหว่างขอบจะเป็นตามรูปที่ 2-1
  4. มุมเรียวของครีบ a คือขอบของท่อจะตั้งฉากกับเส้นสัมผัส
  5. ช่องว่าง y ระหว่างหน้าแปลนม้วนบนและล่างถูกเลือกให้มีแถบโดยไม่มีการทำเครื่องหมาย ในขณะเดียวกันก็มีการปรับเปลี่ยนการทำงานในระดับหนึ่ง

 

 

 

คุณสมบัติทางเทคนิคของเครื่องเชื่อมตะเข็บเหนี่ยวนำความถี่สูง:

 

 

เครื่องเชื่อมท่อและท่อเหนี่ยวนำความถี่สูง Solid State (MOSFET) ทั้งหมด
รุ่น จีพีดับบลิวพี-60 จีพีดับบลิวพี-100 จีพีดับบลิวพี-150 จีพีดับบลิวพี-200 จีพีดับบลิวพี-250 จีพีดับบลิวพี-300
เพาเวอร์อินพุต 60KW 100KW 150KW 200KW 250KW 300KW
แรงดันไฟฟ้าอินพุต 3เฟส,380/400/480V
แรงดันไฟฟ้ากระแสตรง 0-250V
กระแสไฟตรง 0-300A 0-500A 800A 1000A 1250A 1500A
เวลา 200-500KHz
ประสิทธิภาพการส่งออก 85% -95%
ปัจจัยอำนาจ โหลดเต็ม>0.88
แรงดันน้ำหล่อเย็น >0.3MPa
การไหลของน้ำหล่อเย็น > 60L / นาที > 83L / นาที > 114L / นาที > 114L / นาที > 160L / นาที > 160L / นาที
อุณหภูมิน้ำเข้า <35 องศาเซลเซียส
  1. การปรับกำลังไฟ IGBT แบบโซลิดสเตตที่แท้จริงและเทคโนโลยีการควบคุมกระแสแบบแปรผัน โดยใช้การสับความถี่สูงแบบสลับนุ่มของ IGBT และการกรองแบบอสัณฐานสำหรับการควบคุมกำลังไฟ การควบคุมอินเวอร์เตอร์ IGBT แบบซอฟต์สวิตชิ่งความเร็วสูงและแม่นยำ เพื่อให้ได้ 100-800KHZ/ การประยุกต์ใช้ผลิตภัณฑ์ 3 -300KW
  2. ตัวเก็บประจุเรโซแนนซ์กำลังสูงที่นำเข้าถูกนำมาใช้เพื่อให้ได้ความถี่เรโซแนนซ์ที่เสถียร ปรับปรุงคุณภาพผลิตภัณฑ์อย่างมีประสิทธิภาพ และตระหนักถึงความเสถียรของกระบวนการเชื่อมท่อ
  3. แทนที่เทคโนโลยีการปรับพลังงานไทริสเตอร์แบบดั้งเดิมด้วยเทคโนโลยีการปรับกำลังสับความถี่สูงเพื่อให้ได้การควบคุมระดับไมโครวินาที ตระหนักถึงการปรับอย่างรวดเร็วและความเสถียรของกำลังขับของกระบวนการเชื่อมท่อ การกระเพื่อมของเอาต์พุตมีขนาดเล็กมาก และกระแสการสั่นคือ มั่นคง. รับประกันความเรียบและความตรงของรอยเชื่อม
  4. ความปลอดภัย. ไม่มีความถี่สูงและไฟฟ้าแรงสูง 10,000 โวลต์ในอุปกรณ์ ซึ่งสามารถหลีกเลี่ยงรังสี การรบกวน การคายประจุ การจุดระเบิด และปรากฏการณ์อื่นๆ ได้อย่างมีประสิทธิภาพ
  5. มีความสามารถที่แข็งแกร่งในการต้านทานความผันผวนของแรงดันไฟฟ้าของเครือข่าย
  6. มีตัวประกอบกำลังสูงในช่วงกำลังทั้งหมด ซึ่งสามารถประหยัดพลังงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ
  7. ประสิทธิภาพสูงและประหยัดพลังงาน อุปกรณ์นี้ใช้เทคโนโลยีซอฟต์สวิตชิ่งกำลังสูงจากอินพุตไปยังเอาต์พุต ซึ่งช่วยลดการสูญเสียพลังงานและได้ประสิทธิภาพทางไฟฟ้าที่สูงมาก และมีตัวประกอบกำลังที่สูงมากในช่วงพลังงานเต็ม ซึ่งช่วยประหยัดพลังงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งแตกต่างจากหลอดแบบเดิมเมื่อเทียบกับหลอด พิมพ์ความถี่สูงสามารถประหยัดพลังงานได้ 30-40%
  8. อุปกรณ์นี้ย่อขนาดและรวมเข้าด้วยกันซึ่งช่วยประหยัดพื้นที่ว่างได้อย่างมาก อุปกรณ์นี้ไม่ต้องการหม้อแปลงไฟฟ้าแบบ step-down และไม่ต้องการตัวเหนี่ยวนำความถี่ไฟฟ้าขนาดใหญ่สำหรับการปรับ SCR โครงสร้างแบบบูรณาการขนาดเล็กช่วยให้ติดตั้ง บำรุงรักษา ขนส่ง และปรับแต่งได้สะดวก
  9. ช่วงความถี่ 200-500KHZ ตระหนักถึงการเชื่อมท่อเหล็กและสแตนเลส

ท่อเหนี่ยวนำความถี่สูงและโซลูชั่นการเชื่อมท่อ