- Introdução ao processo de soldagem de alta frequência
Depois que a tira de aço entra na máquina formadora e se torna um tubo cilíndrico em branco após corte, desenrolamento, nivelamento, corte de soldagem de topo, armazenamento de loop e outros processos, ela passa pela bobina de indução ou ângulo de soldagem de contato e o campo magnético próximo à indução bobina é induzida. A corrente elétrica passa pela borda da tira de aço, e a borda da tira de aço é aquecida devido ao calor de resistência gerado por sua própria resistência. A borda da tira de aço aquecida é extrudada por um rolo de extrusão para formar uma solda. A soldagem de alta frequência não adiciona metal ou fio de soldagem e é, na verdade, um tipo de soldagem por forja. A quantidade de pressão exercida pela extrusão é um elo importante. Se a quantidade de extrusão for controlada de forma adequada e estável, não haverá metal fundido ou óxido remanescente na superfície de fusão.
A zona afetada pelo calor tem o formato de um tambor de cintura porque a corrente de alta frequência que entra na borda da tira de aço entra na tira de aço pelas extremidades e laterais da borda da tira de aço para gerar calor. A cor da zona afetada pelo calor é ligeiramente mais escura que a do metal base porque o carbono se difunde em direção à borda da tira de aço aquecida durante a soldagem e é absorvido na borda da tira de aço à medida que a solda esfria. O carbono especialmente próximo à borda da tira de aço é oxidado em CO ou CO2, e o ferro restante não possui carbono e fica com uma cor mais clara.
As linhas aerodinâmicas do metal vistas em amostras metalográficas são, na verdade, áreas de alto teor de carbono sendo laminadas em planos planos e descontínuos quando o tarugo é laminado em tiras de aço. O tamanho do ângulo de elevação da linha aerodinâmica do metal é frequentemente usado para avaliar o grau de perturbação durante a soldagem.
- Defeitos comuns de soldagem em tubos soldados de alta frequência
Vários defeitos de soldagem podem ocorrer na fabricação de tubos de alta frequência. Cada defeito tem muitos nomes diferentes. Atualmente não existe um termo profissional reconhecido. O nome do defeito é fornecido abaixo. Outro nome comum do defeito está entre parênteses: aInclusão (Óxido preto sobrequeimado); b Pré-arco (óxido branco sobrequeimado); c Fusão insuficiente (costuras abertas); d Fusão de borda insuficiente (ondas de borda); e Fusão insuficiente no meio (soldagem a frio no meio); f Soldagem pegajosa (soldagem a frio); g soldagem fundida (soldagem frágil); h poros (orifícios); eu pulo soldando. Embora estes sejam alguns defeitos, são os defeitos de soldagem de alta frequência mais comuns na produção.
1. Inclusões (óxido queimado preto)
Este tipo de defeito ocorre porque o óxido metálico não fica preso na superfície de fusão à medida que o metal fundido é extrudado. Esses óxidos metálicos são formados na superfície do metal fundido na abertura em forma de V. Na abertura em forma de V, se a velocidade de aproximação da borda da tira de aço for menor que a velocidade de fusão e a velocidade de fusão for maior que a velocidade de descarga do metal fundido, um óxido de metal fundido é formado após o ápice do V- abertura em forma. Uma área estreita em forma de leque de metal e óxidos metálicos. Estes metais fundidos e óxidos metálicos não podem ser completamente descarregados após a extrusão normal, formando assim uma zona de inclusão.
Depois que a solda estiver achatada e rachada, inclusões podem ser facilmente vistas na fratura da solda. Comparada com a fratura fibrosa da solda, a inclusão apresenta uma fratura plana e sem brilho metálico. Tais defeitos podem aparecer isoladamente ou em cadeia. Quando o ângulo de abertura em forma de V se torna mais estreito, por exemplo, o ângulo é inferior a 4 graus ou a relação Mn/Si na tira de aço é inferior a 8:1, a probabilidade de inclusões aumenta. No entanto, a relação Mn/Si é mais difícil de controlar do que outros fatores de influência.
Medidas para prevenir inclusões: a. Controle o ângulo de abertura em forma de V entre 4 graus e 6 graus; b. Instalação confiável de ferramentas e equipamentos para garantir um comprimento de abertura estável em forma de V; c. Temperatura de soldagem relativamente baixa para obtenção de melhor qualidade de solda; d. Evite que a relação Mn/Si na composição química da tira de aço seja inferior a 8:1 (evite ser inferior a 4:1 quando os requisitos de resistência ao impacto forem baixos).
2. Pré-arco (óxido branco perqueimado)
Não é correto chamar esse tipo de defeito de “óxido” porque não há matéria estranha imprensada na superfície de fusão. Na verdade, é uma fusão insuficiente causada pelo pré-arco. Normalmente, rebarbas ou ferrugem caem na frente do topo da abertura em forma de V para formar uma ponte, causando um curto-circuito e fazendo com que a corrente salte e produza um fenômeno de pré-arco. A corrente de curto-circuito muda instantaneamente a direção da corrente e reduz o calor da porta em forma de V.
O desvio instantâneo produz defeitos muito pequenos e geralmente o comprimento do defeito não excede a espessura da parede. Da fratura da solda você pode ver uma superfície plana e brilhante cercada por fraturas fibrosas
A produção de tubos soldados a vácuo não apresenta ferrugem ou rebarbas que possam causar curto-circuitos, mas o ângulo estreito em forma de V e a alta tensão também podem causar pré-arco. É o fenômeno de descarga de arco causado pela alta tensão nas bordas das duas tiras de aço que produz o mesmo defeito.
Medidas para prevenir defeitos pré-arco: a. Controle o ângulo de abertura em forma de V entre 4 graus e 6; b. Reduza rebarbas de corte de borda; c. Tratamento adequado das bordas para reduzir danos nas bordas das tiras de aço; d. Mantenha a água de resfriamento limpa e não flua para a abertura em forma de V.
3. Fusão insuficiente (costuras abertas)
Como o nome sugere, as bordas das duas tiras de aço não estão completamente fundidas para formar uma boa solda. A borda da costura aberta é azul, indicando que a tira de aço foi aquecida, mas as bordas da tira de aço são planas e lisas e a solda superficial não está completamente fundida. A causa mais direta de tais defeitos é o aquecimento insuficiente da soldagem, mas outros fatores relacionados também devem ser considerados, como entrada de calor da solda, ângulo de abertura em forma de V e comprimento de aquecimento em forma de V, posição de instalação da haste magnética e condições de resfriamento, tamanho da bobina de indução , etc. Esses fatores podem atuar individualmente ou em combinação para produzir defeitos. Mas às vezes a entrada de calor adequada também produz costuras. Isso ocorre porque a quantidade de extrusão é insuficiente, os óxidos ainda permanecem na superfície do metal fundido e as bordas são derretidas, mas não fundidas. Depois que a solda passa pelo rolo de extrusão, a tira de aço salta para formar a fenda.
Medidas para evitar fusão insuficiente: a. Combine a entrada de calor de soldagem com as propriedades do material e a velocidade de soldagem; b. A posição da haste magnética excede o centro do rolo de extrusão em 3,18 mm; c. O comprimento da abertura em forma de V não excede o comprimento do diâmetro do tubo; d. A abertura em forma de V O ângulo não excede 7 graus; e. A diferença entre o diâmetro interno da bobina de indução e o diâmetro externo do tubo de aço não é superior a 6,35 mm; f. A largura da tira de aço é adequada e atende às necessidades do diâmetro do tubo de produção.
4. Fusão de borda insuficiente (ondas de borda)
A razão para a fusão insuficiente na borda da solda é que não há metal na superfície de fusão. Tais defeitos geralmente aparecem na parte externa ou interna da borda da tira de aço, ou são semelhantes aos defeitos formados por óxidos queimados demais. Este tipo de defeito é causado pelo esmagamento e trinca da solda na posição das 3 horas. A superfície de fratura é plana e não possui brilho metálico.
Outra forma é causada pelo abaulamento, que faz com que a temperatura externa da borda da tira de aço seja menor que a interna. A superfície da fratura é cinza prateada. O defeito protuberante é uma forma de óxido queimado demais e fusão insuficiente.
Medidas preventivas para queima excessiva e fusão insuficiente: a. As bordas das tiras de aço são retas e paralelas; b. Use uma quantidade maior de extrusão; c. Se a fratura causada pela protuberância for cinza prateada, use um aporte térmico de soldagem maior.
5. Fusão insuficiente no meio (soldagem a frio no meio)
Depois que a solda por fusão insuficiente é danificada, a seção intermediária da espessura da parede aparece como uma faixa plana cinza prateada com bordas fibrosas. Este tipo de defeito de soldagem é causado pela potência exigida pela velocidade de soldagem que excede a potência nominal da máquina de solda, e toda a face final da borda da tira de aço não tem tempo suficiente para aquecer até a temperatura ideal e profundidade de aquecimento necessária para a solda. A fusão insuficiente no meio também pode ser causada por descarga insuficiente e descarga incompleta de metal fundido na superfície da junta.
Para evitar fusão insuficiente na parte central: a. Aumentar a potência da máquina de solda; b. Aumentar a quantidade de extrusão de soldagem; c. Aumente o comprimento da abertura em forma de V ou reduza a velocidade de soldagem.
6. Soldagem pegajosa (soldagem a frio)
Os defeitos de soldagem pegajosos não podem ser detectados usando os métodos de inspeção atuais e são, portanto, os defeitos de soldagem mais perigosos na soldagem de alta frequência. A superfície da junta formada pela soldagem adesiva não apresenta lacunas, pode transmitir sinais ultrassônicos e não pode ser detectada por detecção eletromagnética. No entanto, ele racha quando esmagado e a fratura é plana e quebradiça. Comparado com a fratura de solda completamente fundida, é ligeiramente fibroso. Algumas lacunas podem ser detectadas. Se você observar a seção metalográfica transversal, poderá ver que a HAZ (zona afetada pelo calor) é muito estreita, não há linha de fusão branca e o ângulo de subida da linha aerodinâmica do metal é muito pequeno. Medidas para evitar soldagem pegajosa: a. Para diferentes especificações de materiais e velocidades de soldagem, use potência de soldagem suficiente; b. Extrusão total e maior largura da tira de aço.
7. Soldagem fundida (soldagem frágil)
Soldagem fundida significa que todo o metal fundido na superfície da junta não é descarregado e o metal fundido na superfície de fusão contém óxidos, bem como óxidos queimados. A morfologia da fratura muda de acordo com o conteúdo residual do metal fundido. Mas a maioria deles tem uma morfologia plana e quebradiça. O exame metalográfico mostra que há metal fundido na superfície de ligação. As soldas fundidas racham quando achatadas. Esse tipo de defeito possui calor suficiente para derreter a borda da tira, mas apenas uma fusão simples.
Medidas preventivas para soldagem fundida: a. Aumentar a descarga de soldagem; b. Aumente a largura da tira de aço.
8. Estômatos (pinhole)
Os poros na superfície da junta de soldagem são causados por soldagem em alta temperatura, mas com descarga insuficiente, e a superfície da fratura é fibrosa. Manchas esféricas brancas brilhantes estão distribuídas aleatoriamente em toda a fratura. Quando as manchas brancas aparecem na parede externa, a superfície das manchas brancas fica preta devido à oxidação. Pequenos poros podem ser vistos antes da remoção das rebarbas externas e podem ser vistos na linha de fusão após a remoção das rebarbas externas. para os estômatos.
Medidas para prevenir poros: a. Reduzir o aporte térmico de soldagem; b. Aumente a quantidade de extrusão.
9. Soldagem por salto
A soldagem por salto vem em várias formas. Normalmente, conforme mostra a Figura 14. Este tipo de defeitos apresenta distribuição ligeiramente regular e contínua. Os defeitos no lado externo da espessura da parede são semelhantes aos defeitos ondulados e o espaçamento é um múltiplo integral da frequência de potência (60HZ).
(1 pol.=25,4 mm, 1 pé=304,8 mm)
Medidas para evitar soldagem saltada: a. Aumentar o equipamento de filtragem da corrente de soldagem; b. Verifique a tensão da fase de entrada; c. Verifique os rolos e eixos.
- Sugestões para prevenir defeitos
Na produção real, os defeitos são frequentemente causados pelo efeito combinado de vários fatores. Uma abertura estreita em forma de V não produz necessariamente óxido queimado, a menos que a quantidade de extrusão seja menor que o requisito normal. A pequena quantidade de extrusão pode ser causada por uma largura de corte ligeiramente estreita da tira de aço, desgaste das ferramentas ou instalação inadequada do equipamento.
Os defeitos de soldagem também podem ser causados por outros motivos que não a área de soldagem. Por exemplo, a soldagem a frio pode causar cavitação (evacuação) na bomba de resfriamento, que não consegue resfriar totalmente a haste magnética. A haste magnética aquece instantaneamente, fazendo com que a corrente se concentre na porta em forma de V. Enfraquecida, a corrente é conduzida ao longo da parte traseira do tubo de aço, o calor na boca em forma de V é reduzido e ocorre a soldagem a frio. Antes que a bomba de resfriamento não funcione corretamente e a haste magnética falhe completamente, aumentar o calor de entrada de soldagem pode evitar a ocorrência de defeitos de soldagem a frio.
A melhor maneira de prevenir defeitos é identificar as causas raízes dos defeitos e tentar coletar vários parâmetros operacionais que podem causar defeitos. É muito benéfico determinar parâmetros relevantes, tais como: largura de trabalho, velocidade de soldagem, fluxo da tela, pressão da tela, fluxo da grade, quantidade de extrusão, etc. A observação dos registros operacionais reais pode revelar flutuações anormais e também é muito útil na análise das causas dos defeitos. . Durante a produção, o valor definido pode exceder ligeiramente o valor normal, mas várias variáveis relacionadas excedem ligeiramente o valor exigido ao mesmo tempo, e o resultado cumulativo é suficiente para causar defeitos.
- Conclusão
1. A maioria dos defeitos de soldagem é causada por instalação ou ajuste inadequado da unidade;
2. A seleção de um plano de fabricação razoável, o monitoramento dos registros diários de operação e o treinamento regular de soldadores de alta frequência ajudarão a reduzir defeitos;
3. Melhorar a qualidade do corte e processamento das bordas e do processo de armazenamento de energia da bobina, o que ajudará a reduzir defeitos de danos nas bordas;
4. A pré-manutenção pode evitar defeitos causados por desgaste ou danos às ferramentas.
