Induktionsnahtschweißen für Rohre und Rohre

Lösungen für das Hochfrequenz-Induktionsnahtschweißen von Rohren und Leitungen

Was ist Induktionsschweißen?

Beim Induktionsschweißen wird die Wärme elektromagnetisch in das Werkstück eingebracht. Die Geschwindigkeit und Genauigkeit des Induktionsschweißens machen es ideal für das Kantenschweißen von Rohren und Rohren. Dabei passieren Rohre mit hoher Geschwindigkeit eine Induktionsspule. Dabei werden ihre Kanten erhitzt und anschließend zu einer Längsschweißnaht zusammengedrückt. Das Induktionsschweißen eignet sich besonders für die Großserienfertigung. Induktionsschweißgeräte können auch mit Kontaktköpfen ausgestattet werden, wodurch sie zu Schweißsystemen mit doppeltem Verwendungszweck werden.

Was sind die Vorteile des Induktionsnahtschweißens?

Das automatisierte Induktions-Längsschweißen ist ein zuverlässiges Verfahren mit hohem Durchsatz. Der geringe Stromverbrauch und die hohe Effizienz von HLQ Induktionsschweißsysteme Kosten reduzieren. Ihre Kontrollierbarkeit und Wiederholbarkeit minimieren den Ausschuss. Unsere Systeme sind außerdem flexibel – die automatische Lastanpassung gewährleistet die volle Ausgangsleistung über eine Vielzahl von Röhrengrößen. Und aufgrund ihrer geringen Stellfläche lassen sie sich einfach in Produktionslinien integrieren oder nachrüsten.

Wo wird Induktionsnahtschweißen eingesetzt?

Das Induktionsschweißen wird in der Rohrindustrie zum Längsschweißen von Edelstahl (magnetisch und nicht magnetisch), Aluminium, kohlenstoffarmen und hochfesten niedriglegierten (HSLA) Stählen und vielen anderen leitfähigen Materialien eingesetzt.

Hochfrequenz-Induktionsnahtschweißen

Beim Hochfrequenz-Induktions-Rohrschweißverfahren wird Hochfrequenzstrom im Rohr mit offener Naht durch eine Induktionsspule induziert, die sich vor (stromaufwärts von) dem Schweißpunkt befindet, wie in Abb. 1-1 gezeigt. Die Rohrkanten sind voneinander beabstandet, wenn sie durch die Spule laufen, und bilden ein offenes V, dessen Scheitel etwas vor dem Schweißpunkt liegt. Die Spule berührt das Rohr nicht.

Abb. 1-1

Die Spule fungiert als Primärwicklung eines Hochfrequenztransformators, und das Rohr mit offener Naht fungiert als Sekundärwicklung mit einer Windung. Wie bei allgemeinen Induktionsheizanwendungen neigt der induzierte Strompfad im Werkstück dazu, sich an die Form der Induktionsspule anzupassen. Der größte Teil des induzierten Stroms vervollständigt seinen Weg um den geformten Streifen herum, indem er entlang der Kanten fließt und sich um die Spitze der V-förmigen Öffnung in dem Streifen drängt.

Die Hochfrequenzstromdichte ist an den Rändern nahe der Spitze und an der Spitze selbst am höchsten. Es findet ein schnelles Aufheizen statt, wodurch die Kanten Schweißtemperatur haben, wenn sie am Scheitel ankommen. Druckrollen zwingen die erwärmten Kanten zusammen und vervollständigen die Schweißnaht.

Es ist die hohe Frequenz des Schweißstroms, die für die konzentrierte Erwärmung entlang der V-Kanten verantwortlich ist. Es hat einen weiteren Vorteil, nämlich dass nur ein sehr kleiner Teil des Gesamtstroms seinen Weg um die Rückseite des geformten Bandes findet. Sofern der Rohrdurchmesser im Vergleich zur V-Länge nicht sehr klein ist, bevorzugt der Strom den nutzbaren Weg entlang der das V bildenden Rohrränder.

Hauteffekt

Der HF-Schweißprozess hängt von zwei Phänomenen ab, die mit HF-Strom verbunden sind – Skin-Effekt und Proximity-Effekt.

Der Skin-Effekt ist die Tendenz des HF-Stroms, sich an der Oberfläche eines Leiters zu konzentrieren.

Dies ist in Abb. 1-3 dargestellt, die einen HF-Strom zeigt, der in isolierten Leitern verschiedener Formen fließt. Nahezu der gesamte Strom fließt in einer flachen Haut nahe der Oberfläche.

Näheeffekt

Das zweite elektrische Phänomen, das beim HF-Schweißprozess wichtig ist, ist der Proximity-Effekt. Dies ist die Tendenz des HF-Stroms in einem Paar von Hin- und Rückleitern, sich in den Abschnitten der Leiteroberflächen zu konzentrieren, die einander am nächsten sind. Dies ist in den Fig. 1 und 4 dargestellt. 1-6 bis XNUMX-XNUMX für runde und quadratische Leiterquerschnittsformen und -abstände.

Die Physik hinter dem Proximity-Effekt beruht auf der Tatsache, dass das Magnetfeld, das die Hin- und Rückleiter umgibt, in dem engen Raum zwischen ihnen stärker konzentriert ist als anderswo (Abb. 1-2). Die magnetischen Kraftlinien haben weniger Platz und werden enger zusammengedrückt. Daraus folgt, dass der Proximity-Effekt stärker ist, wenn die Leiter näher beieinander liegen. Es ist auch stärker, wenn die einander zugewandten Seiten breiter sind.

Abb. 1-2

Abb. 1-3

Abb. 1-6 zeigt den Effekt des Kippens zweier rechtwinkliger Hin- und Rückleiter mit geringem Abstand relativ zueinander. Die HF-Stromkonzentration ist in den am nächsten beieinander liegenden Ecken am größten und wird entlang der divergierenden Flächen zunehmend geringer.

Abb. 1-4

Abb. 1-5

Abb. 1-6

Elektrische und mechanische Zusammenhänge

Es gibt zwei allgemeine Bereiche, die optimiert werden müssen, um die besten elektrischen Bedingungen zu erhalten:

1. Die erste besteht darin, alles Mögliche zu tun, um einen möglichst großen Teil des gesamten HF-Stroms dazu zu bringen, in den Nutzpfad im V zu fließen.
2. Die zweite besteht darin, alles zu tun, um die Kanten im V parallel zu machen, damit die Erwärmung von innen nach außen gleichmäßig ist.

Das Ziel (1) hängt eindeutig von solchen elektrischen Faktoren wie der Gestaltung und Anordnung der Schweißkontakte oder -spulen und von einer im Inneren des Rohrs angebrachten Strombehinderungsvorrichtung ab. Das Design wird durch den auf der Mühle verfügbaren physikalischen Platz und die Anordnung und Größe der Schweißrollen beeinflusst. Wenn ein Dorn zum Innenschäften oder Walzen verwendet werden soll, wirkt er auf den Impeder. Außerdem hängt das Objektiv (1) von den V-Abmessungen und dem Öffnungswinkel ab. Obwohl (1) im Grunde elektrisch ist, ist es daher eng mit der Mühlenmechanik verbunden.

Das Ziel (2) hängt vollständig von mechanischen Faktoren ab, wie der Form des offenen Rohrs und der Kantenbeschaffenheit des Bands. Diese können von den Vorgängen in den Walzwerkdurchläufen und sogar am Längsschneider beeinflusst werden.

HF-Schweißen ist ein elektromechanisches Verfahren: Der Generator liefert Wärme an die Kanten, aber die Quetschwalzen stellen die eigentliche Schweißnaht her. Wenn die Kanten die richtige Temperatur erreichen und Sie immer noch fehlerhafte Schweißnähte haben, stehen die Chancen sehr gut, dass das Problem in der Mühleneinrichtung oder im Material liegt.

Spezifische mechanische Faktoren

Entscheidend ist letztlich, was im V passiert. Alles, was dort passiert, kann sich (gut oder schlecht) auf die Schweißqualität und -geschwindigkeit auswirken. Einige der Faktoren, die beim V berücksichtigt werden müssen, sind:

1. Die V-Länge
2. Der Öffnungsgrad (V-Winkel)
3. Wie weit vor der Mittellinie der Schweißrolle beginnen sich die Bandkanten zu berühren
4. Form und Zustand der Bandkanten im V
5. Wie die Bandkanten aufeinander treffen – ob gleichzeitig über ihre Dicke – oder zuerst außen – oder innen – oder durch einen Grat oder Splitter
6. Die Form des geformten Streifens im V
7. Die Konstanz aller V-Abmessungen einschließlich Länge, Öffnungswinkel, Kantenhöhe, Kantendicke
8. Die Position der Schweißkontakte oder Spule
9. Die Registrierung der Bandkanten relativ zueinander, wenn sie zusammenkommen
10. Wie viel Material wird herausgedrückt (Streifenbreite)
11. Wie viel Übermaß muss das Rohr oder Rohr für die Dimensionierung haben
12. Wie viel Wasser oder Mühlenkühlmittel in das V strömt und seine Aufprallgeschwindigkeit
13. Sauberkeit des Kühlmittels
14. Sauberkeit des Streifens
15. Vorhandensein von Fremdmaterial wie Zunder, Späne, Splitter, Einschlüsse
16. Ob Stahlskelp aus umrandetem oder beruhigtem Stahl ist
17. Ob Einschweißen von Felgen aus umrandetem Stahl oder aus mehrfach geschlitzten Bändern
18. Qualität des Skelps – ob aus laminiertem Stahl – oder Stahl mit übermäßigen Stringern und Einschlüssen („schmutziger“ Stahl)
19. Härte und physikalische Eigenschaften des Streifenmaterials (die sich auf die erforderliche Rückfederung und den erforderlichen Quetschdruck auswirken)
20. Gleichmäßigkeit der Mühlengeschwindigkeit
21. Schnittqualität

Es ist offensichtlich, dass vieles, was im V passiert, das Ergebnis dessen ist, was bereits passiert ist – entweder in der Mühle selbst oder sogar bevor das Band oder der Stiel in die Mühle eintritt.

Abb. 1-7

Abb. 1-8

Das Hochfrequenz-V

Der Zweck dieses Abschnitts besteht darin, die idealen Bedingungen im V zu beschreiben. Es wurde gezeigt, dass parallele Kanten eine gleichmäßige Erwärmung zwischen Innen und Außen ergeben. In diesem Abschnitt werden weitere Gründe dafür angegeben, die Kanten so parallel wie möglich zu halten. Andere V-Merkmale, wie z. B. die Lage der Spitze, der Öffnungswinkel und die Stabilität beim Laufen, werden besprochen.

Spätere Abschnitte geben spezifische Empfehlungen, die auf Felderfahrungen basieren, um wünschenswerte V-Bedingungen zu erreichen.

Spitze so nahe wie möglich am Schweißpunkt

Abb. 2-1 zeigt den Punkt, an dem sich die Kanten treffen (dh den Scheitel), etwas stromaufwärts von der Mittellinie der Druckwalze. Dies liegt daran, dass beim Schweißen eine kleine Menge Material herausgedrückt wird. Die Spitze vervollständigt den Stromkreis, und der HF-Strom von einer Kante dreht sich um und fließt entlang der anderen zurück.

Im Raum zwischen dem Scheitel und der Mittellinie der Druckwalze findet keine weitere Erwärmung statt, da kein Strom fließt, und die Wärme wird aufgrund des hohen Temperaturgradienten zwischen den heißen Kanten und dem Rest des Rohrs schnell abgeführt. Daher ist es wichtig, dass der Scheitelpunkt so nah wie möglich an der Mittellinie der Schweißrolle liegt, damit die Temperatur hoch genug bleibt, um eine gute Schweißnaht herzustellen, wenn der Druck ausgeübt wird.

Diese schnelle Wärmeabfuhr ist dafür verantwortlich, dass sich bei Verdoppelung der HF-Leistung die erreichbare Geschwindigkeit mehr als verdoppelt. Die aus der höheren Leistung resultierende höhere Geschwindigkeit gibt weniger Zeit für die Wärmeableitung. Ein größerer Teil der in den Kanten elektrisch entwickelten Wärme wird nutzbar und der Wirkungsgrad steigt.

V-Öffnungsgrad

Den Scheitel so nahe wie möglich an der Mittellinie des Schweißdrucks zu halten, bedeutet, dass die Öffnung im V so breit wie möglich sein sollte, aber es gibt praktische Grenzen. Der erste ist die physikalische Fähigkeit des Walzwerks, die Kanten offen zu halten, ohne Faltenbildung oder Kantenbeschädigung. Der zweite ist die Verringerung des Nahbesprechungseffekts zwischen den beiden Kanten, wenn sie weiter voneinander entfernt sind. Eine zu kleine V-Öffnung kann jedoch ein Vorglühen und ein vorzeitiges Schließen des V fördern, was zu Schweißfehlern führt.

Basierend auf Felderfahrungen ist die V-Öffnung im Allgemeinen zufriedenstellend, wenn der Abstand zwischen den Kanten an einem Punkt 2.0″ stromaufwärts von der Mittellinie der Schweißrolle zwischen 0.080″ (2 mm) und 200″ (5 mm) liegt, was einen eingeschlossenen Winkel zwischen 2° und 5° ergibt XNUMX° für Kohlenstoffstahl. Bei Edelstahl und Buntmetallen ist ein größerer Winkel wünschenswert.

Empfohlene V-Öffnung

Abb. 2-1

Abb. 2-2

Abb. 2-3

Parallele Kanten vermeiden Doppel-V

Abb. 2-2 zeigt, dass, wenn die Innenkanten zuerst zusammenkommen, es zwei V gibt – eines außen mit seiner Spitze bei A – das andere innen mit seiner Spitze bei B. Das äußere V ist länger und seine Spitze ist länger näher an der Mittellinie der Druckwalze.

In Abb. 2-2 bevorzugt der HF-Strom das innere V, weil die Kanten näher beieinander liegen. Der Strom dreht sich bei B um. Zwischen B und dem Schweißpunkt gibt es keine Erwärmung und die Kanten kühlen schnell ab. Daher ist es notwendig, das Rohr durch Erhöhen der Leistung oder Verringern der Geschwindigkeit zu überhitzen, damit die Temperatur an der Schweißstelle hoch genug für eine zufriedenstellende Schweißung ist. Dies wird noch weiter verschlimmert, weil die Innenränder heißer erhitzt worden sein werden als die Außenseite.

Im Extremfall kann der Doppel-V innen tropfen und außen eine Kaltverschweißung verursachen. Dies alles würde vermieden, wenn die Kanten parallel wären.

Parallele Kanten reduzieren Einschlüsse

Einer der wesentlichen Vorteile des HF-Schweißens ist die Tatsache, dass eine dünne Haut auf der Stirnseite der Kanten aufgeschmolzen wird. Dadurch können Oxide und andere unerwünschte Materialien herausgedrückt werden, was eine saubere, qualitativ hochwertige Schweißnaht ergibt. Bei parallelen Kanten werden die Oxide in beide Richtungen herausgedrückt. Ihnen steht nichts im Weg und sie müssen nicht weiter als die halbe Wandstärke zurücklegen.

Wenn die Innenkanten zuerst zusammenkommen, können die Oxide schwerer herausgedrückt werden. In Abb. 2-2 befindet sich zwischen Scheitel A und Scheitel B eine Mulde, die wie ein Tiegel zum Auffangen von Fremdmaterial wirkt. Dieses Material schwimmt auf dem geschmolzenen Stahl in der Nähe der heißen Innenkanten. Während es nach Passieren des Scheitelpunkts A zusammengedrückt wird, kann es nicht vollständig über die kühleren Außenkanten hinaus gelangen und kann in der Schweißschnittstelle eingeschlossen werden, wodurch unerwünschte Einschlüsse gebildet werden.

Es gab viele Fälle, in denen Schweißfehler aufgrund von Einschlüssen in der Nähe der Außenseite darauf zurückzuführen waren, dass die Innenkanten zu früh zusammenkamen (z. B. spitzes Rohr). Die Antwort ist einfach, die Umformung so zu ändern, dass die Kanten parallel sind. Andernfalls kann die Verwendung eines der wichtigsten Vorteile des HF-Schweißens beeinträchtigt werden.

Parallele Kanten reduzieren die relative Bewegung

Abb. 2-3 zeigt eine Reihe von Querschnitten, die zwischen B und A in Abb. 2-2 hätten aufgenommen werden können. Wenn sich die Innenkanten eines spitzen Rohrs zum ersten Mal berühren, kleben sie zusammen (Abb. 2-3a). Kurz darauf (Abb. 2-3b) wird der festsitzende Teil gebogen. Die Außenecken kommen zusammen, als wären die Kanten innen angelenkt (Abb. 2-3c).

Dieses Durchbiegen des inneren Teils der Wand beim Schweißen schadet beim Schweißen von Stahl weniger als beim Schweißen von Materialien wie Aluminium. Stahl hat einen breiteren Temperaturbereich für Kunststoffe. Das Verhindern einer relativen Bewegung dieser Art verbessert die Schweißqualität. Dies geschieht, indem die Kanten parallel gehalten werden.

Parallele Kanten reduzieren die Schweißzeit

Unter erneuter Bezugnahme auf Abb. 2-3 findet der Schweißprozess von B bis zur Mittellinie der Schweißrolle statt. An dieser Mittellinie wird schließlich der maximale Druck ausgeübt und die Schweißnaht abgeschlossen.

Wenn sich die Kanten dagegen parallel treffen, beginnen sie sich erst zu berühren, wenn sie mindestens Punkt A erreichen. Fast sofort wird der maximale Druck ausgeübt. Parallele Kanten können die Schweißzeit um bis zu 2.5 zu 1 oder mehr reduzieren.

Das parallele Zusammenführen der Kanten nutzt, was Schmiede schon immer wussten: Zuschlagen, solange das Eisen heiß ist!

Das Vee als elektrische Last am Generator

Beim HF-Verfahren umfasst der Nutzweg entlang der V-Kanten bei bestimmungsgemäßem Einsatz von Impedanzen und Nahtführungen den gesamten Lastkreis, der auf den Hochfrequenzgenerator aufgesetzt wird. Der Strom, der vom V-Generator gezogen wird, hängt von der elektrischen Impedanz des V ab. Diese Impedanz wiederum hängt von den V-Abmessungen ab. Wenn das V verlängert wird (Kontakte oder Spule zurückbewegt), steigt die Impedanz und der Strom wird tendenziell reduziert. Außerdem muss der reduzierte Strom nun mehr Metall erwärmen (aufgrund des längeren V), daher wird mehr Leistung benötigt, um den Schweißbereich wieder auf Schweißtemperatur zu bringen. Wenn die Wanddicke zunimmt, nimmt die Impedanz ab und der Strom neigt dazu, anzusteigen. Es ist notwendig, dass die Impedanz des Vs einigermaßen nahe am Auslegungswert liegt, wenn die volle Leistung aus dem Hochfrequenzgenerator gezogen werden soll. Wie beim Glühfaden in einer Glühbirne hängt die aufgenommene Leistung vom Widerstand und der angelegten Spannung ab, nicht von der Größe des Kraftwerks.

Aus elektrischen Gründen, insbesondere wenn volle HF-Generatorleistung gewünscht wird, ist es daher erforderlich, dass die empfohlenen V-Abmessungen eingehalten werden.

Umformwerkzeuge

 

Das Umformen beeinflusst die Schweißqualität

Wie bereits erläutert, hängt der Erfolg des HF-Schweißens davon ab, ob die Formierpartie ruhige, splitterfreie und parallele Kanten zum V liefert. Wir versuchen nicht, detaillierte Werkzeuge für jede Mühlenmarke und -größe zu empfehlen, aber wir schlagen einige Ideen zu allgemeinen Prinzipien vor. Wenn die Gründe verstanden sind, ist der Rest eine einfache Aufgabe für Rollendesigner. Die richtige Formgebung verbessert die Schweißqualität und erleichtert auch die Arbeit des Bedieners.

Kantenbruch empfohlen

Wir empfehlen entweder geraden oder modifizierten Kantenbruch. Dadurch erhält die Rohroberseite in den ersten ein bis zwei Durchgängen ihren endgültigen Radius. Manchmal werden dünnwandige Rohre überformt, um eine Rückfederung zu ermöglichen. Man sollte sich vorzugsweise nicht darauf verlassen, dass die Rippenpassagen diesen Radius bilden. Sie können sich nicht überformen, ohne die Kanten zu beschädigen, so dass sie nicht parallel herauskommen. Der Grund für diese Empfehlung ist, dass die Kanten parallel sind, bevor sie die Schweißrollen erreichen – dh im V. Dies unterscheidet sich von der üblichen ERW-Praxis, bei der große kreisförmige Elektroden als Hochstrom-Kontaktvorrichtungen und gleichzeitig als Rollen zum Formen der Kanten nach unten wirken müssen.

Kantenbruch versus Mittelbruch

Befürworter des Mittenbruchs sagen, dass Mittenbruchrollen eine Reihe von Größen handhaben können, was den Werkzeugbestand reduziert und die Ausfallzeiten beim Rollenwechsel verkürzt. Dies ist ein gültiges wirtschaftliches Argument bei einem großen Werk, wo die Rollen groß und teuer sind. Dieser Vorteil wird jedoch teilweise aufgehoben, da sie oft Seitenrollen oder eine Reihe von flachen Rollen nach dem letzten Finnendurchgang benötigen, um die Kanten unten zu halten. Bis mindestens 6 oder 8″ AD ist Kantenbrechen vorteilhafter.

Dies gilt trotz der Tatsache, dass es wünschenswert ist, für dicke Wände andere obere Aufreißwalzen zu verwenden als für dünne Wände. Abb. 3-1a verdeutlicht, dass eine für dünne Wand ausgelegte Oberwalze an den Seiten nicht genügend Platz für dickere Wände lässt. Wenn Sie versuchen, dies zu umgehen, indem Sie eine Oberwalze verwenden, die schmal genug für das dickste Band über einen breiten Dickenbereich ist, werden Sie am dünnen Ende des Bereichs Probleme bekommen, wie in Abb. 3-1b vorgeschlagen. Die Seiten des Streifens werden nicht eingeschlossen und das Kantenbrechen wird nicht vollständig sein. Dies führt dazu, dass die Naht in den Schweißrollen hin und her rollt – höchst unerwünscht für eine gute Schweißung.

Eine andere Methode, die manchmal verwendet wird, die wir jedoch für kleine Mühlen nicht empfehlen, ist die Verwendung einer aufgebauten Unterwalze mit Abstandshaltern in der Mitte. Ein dünnerer mittlerer Abstandshalter und ein dickerer hinterer Abstandshalter werden verwendet, wenn dünnwandig verlegt wird. Das Walzendesign für dieses Verfahren ist bestenfalls ein Kompromiss. Abb. 3-1c zeigt, was passiert, wenn die obere Walze für dicke Wände ausgelegt ist und die untere Walze durch Austausch von Abstandshaltern schmaler wird, um dünnwandig zu laufen. Der Streifen ist an den Rändern eingeklemmt, aber in der Mitte locker. Dies führt tendenziell zu Instabilität entlang des Walzwerks, einschließlich des Schweiß-V.

Ein weiteres Argument ist, dass Kantenbruch zu Knicken führen kann. Dies ist nicht der Fall, wenn der Übergangsabschnitt richtig bearbeitet und eingestellt ist und die Formung richtig entlang des Walzwerks verteilt ist.

Jüngste Entwicklungen in der computergesteuerten Käfigformtechnologie gewährleisten flache, parallele Kanten und schnelle Umrüstzeiten.

Unserer Erfahrung nach zahlt sich der zusätzliche Aufwand für den richtigen Kantenbruch in einer zuverlässigen, konsistenten, einfach zu bedienenden und qualitativ hochwertigen Produktion aus.

Kompatibel mit Finnenpässen

Der Verlauf in den Finnenpassagen sollte fließend in die letzte zuvor empfohlene Finnenpassform übergehen. Jeder Flossendurchgang sollte ungefähr die gleiche Menge an Arbeit leisten. Dadurch wird vermieden, dass die Kanten bei einem überarbeiteten Finnendurchgang beschädigt werden.

Abb. 3-1

Schweißrollen

 

Weld Rolls und Last Fin Rolls Correlated

Um parallele Kanten im V zu erhalten, ist eine Korrelation der Konstruktion der letzten Rippenpassierwalzen und der Schweißwalzen erforderlich. Die Nahtführung sowie evtl. in diesem Bereich eingesetzte Seitenrollen dienen nur der Führung. Dieser Abschnitt beschreibt einige Schweißrollendesigns, die in vielen Installationen hervorragende Ergebnisse erzielt haben, und beschreibt ein letztes Finpass-Design, das zu diesen Schweißrollendesigns passt.

Die einzige Funktion der Schweißrollen beim HF-Schweißen besteht darin, die erhitzten Kanten mit genügend Druck zusammenzudrücken, um eine gute Schweißnaht herzustellen. Das Rippenrollendesign sollte den Skalp vollständig geformt liefern (einschließlich Radius in der Nähe von Kanten), aber oben zu den Schweißrollen offen sein. Die Öffnung ergibt sich so, als ob ein vollständig geschlossenes Rohr aus zwei Hälften besteht, die unten durch ein Klavierband verbunden und oben einfach auseinandergeschwenkt werden (Abb. 4-1). Dieses Flossenrollendesign erreicht dies ohne unerwünschte Konkavität am Boden.

Zwei-Rollen-Anordnung

Die Schweißrollen müssen in der Lage sein, das Rohr mit genügend Druck zu schließen, um die Kanten zu stauchen, selbst wenn das Schweißgerät abgeschaltet und die Kanten kalt sind. Dies erfordert große horizontale Kraftkomponenten, wie durch die Pfeile in Abb. 4-1 angedeutet. Eine einfache und unkomplizierte Möglichkeit, diese Kräfte zu erhalten, besteht darin, zwei Seitenrollen zu verwenden, wie in Abb. 4-2 vorgeschlagen.

Eine Zwei-Rollen-Box ist relativ wirtschaftlich zu bauen. Es gibt nur eine Schraube, die während eines Laufs eingestellt werden muss. Es hat Rechts- und Linksgewinde und bewegt die beiden Rollen zusammen hinein und heraus. Diese Anordnung ist bei kleinen Durchmessern und dünnen Wänden weit verbreitet. Die Zwei-Rollen-Konstruktion hat den wichtigen Vorteil, dass sie die Verwendung der von THERMATOOL entwickelten flachen ovalen Schweißnahtform ermöglicht, um sicherzustellen, dass die Rohrkanten parallel sind.

Unter gewissen Umständen kann die Zwei-Walzen-Anordnung dazu neigen, Wirbelspuren auf dem Rohr zu verursachen. Ein häufiger Grund dafür ist eine unsachgemäße Formung, bei der die Walzenkanten einen höheren Druck als normal ausüben müssen. Wirbelspuren können auch bei hochfesten Materialien auftreten, die einen hohen Schweißdruck erfordern. Häufiges Reinigen der Rollenkanten mit einer Prallplatte oder einem Schleifer trägt dazu bei, die Markierung zu minimieren.

Das Schleifen der Walzen während der Bewegung minimiert die Möglichkeit eines Überschleifens oder Einkerbens der Walze, aber dabei ist äußerste Vorsicht geboten. Lassen Sie im Notfall immer jemanden am E-Stop stehen.

Abb. 4-1

Abb. 4-2

Drei-Rollen-Anordnung

Viele Mühlenbetreiber bevorzugen die in Abb. 4-3 gezeigte Drei-Walzen-Anordnung für kleine Rohre (bis zu etwa 4-1/2″ AD). Sein großer Vorteil gegenüber der Zwei-Walzen-Anordnung besteht darin, dass Drallspuren praktisch eliminiert werden. Es bietet auch eine Anpassung zur Korrektur der Kantenregistrierung, falls dies erforderlich sein sollte.

Die drei Rollen, die um 120 Grad voneinander beabstandet sind, sind in Gabelköpfen auf einem hochbelastbaren Dreibacken-Spiralfutter montiert. Sie können zusammen durch die Spannschraube ein- und ausjustiert werden. Das Spannfutter ist auf einer stabilen, verstellbaren Rückenplatte montiert. Die erste Einstellung wird vorgenommen, wenn die drei Rollen fest auf einem bearbeiteten Stopfen geschlossen sind. Die Rückplatte wird vertikal und seitlich eingestellt, um die untere Walze in präzise Ausrichtung mit der Walzenpassierhöhe und mit der Walzenmittellinie zu bringen. Dann ist die Rückenplatte sicher verriegelt und muss bis zum nächsten Rollenwechsel nicht mehr justiert werden.

Die Gabelköpfe, die die beiden oberen Walzen halten, sind in mit Einstellschrauben versehenen Radialschlitten montiert. Jede dieser beiden Walzen kann individuell eingestellt werden. Dies erfolgt zusätzlich zur gemeinsamen Verstellung der drei Walzen gemeinsam durch das Schneckenspannfutter.

Zwei Rollen – Rollendesign

Für Rohre mit einem Außendurchmesser von weniger als etwa 1.0 und einem Karton mit zwei Rollen wird die empfohlene Form in Abb. 4-4 gezeigt. Dies ist die optimale Form. Es bietet die beste Schweißqualität und höchste Schweißgeschwindigkeit. Oberhalb von etwa 1.0 OD wird der Versatz von 020 unbedeutend und kann weggelassen werden, da jede Walze von einer gemeinsamen Mitte aus geschliffen wird.

Drei Rollen – Rollendesign

Dreirollen-Schweißnähte werden in der Regel rund geschliffen, mit einem Durchmesser DW gleich dem fertigen Rohrdurchmesser D zuzüglich der Maßzugabe a

RW = DW/2

Verwenden Sie wie bei der Zwei-Rollen-Box Abb. 4-5 als Richtlinie für die Auswahl des Rollendurchmessers. Der obere Spalt sollte 050 oder gleich der dünnsten zu durchlaufenden Wand sein, je nachdem, welcher Wert größer ist. Die anderen beiden Lücken sollten maximal 060 betragen und für sehr dünne Wände auf 020 skaliert werden. Hier gilt die gleiche Empfehlung bezüglich Präzision, die für die Zwei-Rollen-Box ausgesprochen wurde.

Abb. 4-3

Abb. 4-4

Abb. 4-5

DER LETZTE FINNENPASS

 

Designziele

Die für den letzten Finnenpass empfohlene Form wurde mit einer Reihe von Zielen ausgewählt:

1. Um das Rohr den Schweißwalzen mit dem gebildeten Kantenradius zu präsentieren
2. Parallele Kanten durch das V haben
3. Für eine zufriedenstellende V-Öffnung
4. Um mit dem zuvor empfohlenen Schweißrollendesign kompatibel zu sein
5. Einfach zu schleifen.

Form des letzten Finnenpasses

Die empfohlene Form ist in Abb. 4-6 dargestellt. Die untere Walze hat einen konstanten Radius von einem einzigen Mittelpunkt aus. Jede der beiden oberen Walzenhälften hat ebenfalls einen konstanten Radius. Der Radius RW der oberen Walze ist jedoch nicht gleich dem Radius RL der unteren Walze, und die Mittelpunkte, von denen aus die oberen Radien geschliffen werden, sind seitlich um einen Abstand WGC verschoben. Die Flosse selbst ist schräg zulaufend.

Design-Kriterien

Die Abmessungen werden durch die folgenden fünf Kriterien festgelegt:

1. Die oberen Schleifradien sind die gleichen wie der Schweißrollen-Schleifradius RW.
2. Der Umfang GF ist größer als der Umfang GW in den Schweißrollen um einen Betrag, der gleich der Ausdrückzugabe S ist.
3. Die Rippendicke TF ist so, dass die Öffnung zwischen den Kanten in Übereinstimmung mit Abb. 2-1 ist.
4. Der Rippenkegelwinkel a ist so, dass die Rohrkanten senkrecht zur Tangente stehen.
5. Der Abstand y zwischen den oberen und unteren Walzenflanschen ist so gewählt, dass er den Streifen ohne Markierung enthält, während gleichzeitig ein gewisses Maß an Betriebseinstellung bereitgestellt wird.

 

 

 

Technische Merkmale des Hochfrequenz-Induktionsnahtschweißgenerators:

 

 

1. Echte All-Solid-State-IGBT-Leistungsanpassung und variable Stromsteuerungstechnologie, die einzigartiges IGBT-Soft-Switching-Hochfrequenz-Chopping und amorphes Filtern für die Leistungsregelung, schnelle und präzise Soft-Switching-IGBT-Wechselrichtersteuerung verwendet, um 100-800 kHz zu erreichen / 3 -300KW Produktanwendung.
2. Importierte Hochleistungs-Resonanzkondensatoren werden verwendet, um eine stabile Resonanzfrequenz zu erhalten, die Produktqualität effektiv zu verbessern und die Stabilität des Schweißrohrprozesses zu realisieren.
3. Ersetzen Sie die herkömmliche Thyristor-Leistungsanpassungstechnologie durch eine Hochfrequenz-Chopping-Leistungsanpassungstechnologie, um eine Mikrosekunden-Pegelsteuerung zu erreichen, die schnelle Anpassung und Stabilität der Ausgangsleistung des Schweißrohrprozesses zu realisieren, die Ausgangswelligkeit ist extrem gering und der Oszillationsstrom ist stabil. Die Glätte und Geradheit der Schweißnaht sind garantiert.
4. Sicherheit. Das Gerät enthält keine Hochfrequenz und Hochspannung von 10,000 Volt, wodurch Strahlung, Interferenzen, Entladungen, Zündungen und andere Phänomene wirksam vermieden werden können.
5. Es hat eine starke Fähigkeit, Netzspannungsschwankungen zu widerstehen.
6. Es hat einen hohen Leistungsfaktor im gesamten Leistungsbereich, wodurch effektiv Energie gespart werden kann.
7. Hohe Effizienz und Energieeinsparung. Das Gerät verwendet eine Hochleistungs-Soft-Switching-Technologie vom Eingang bis zum Ausgang, die den Leistungsverlust minimiert und einen extrem hohen elektrischen Wirkungsgrad erzielt, und hat einen extrem hohen Leistungsfaktor im gesamten Leistungsbereich, wodurch effektiv Energie gespart wird, was sich von herkömmlichen unterscheidet Verglichen mit der Röhre Geben Sie Hochfrequenz ein, es kann 30-40% des Energiespareffekts einsparen.
8. Die Ausrüstung ist miniaturisiert und integriert, was viel Platz einspart. Das Gerät benötigt keinen Abwärtstransformator und keine große Induktivität für die Netzfrequenz zur SCR-Einstellung. Die kleine integrierte Struktur bietet Komfort bei Installation, Wartung, Transport und Einstellung.
9. Der Frequenzbereich von 200-500 kHz ermöglicht das Schweißen von Stahl- und Edelstahlrohren.
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Hochfrequenz-Induktionsschweißlösungen für Rohre und Rohre