Rozwiązania do spawania indukcyjnego rur i przewodów rurowych z wysoką częstotliwością

Rozwiązania do spawania indukcyjnego rur i przewodów rurowych z wysoką częstotliwością

Czym jest spawanie indukcyjne?

W przypadku spawania indukcyjnego ciepło jest indukowane elektromagnetycznie w obrabianym przedmiocie. Szybkość i dokładność spawania indukcyjnego sprawia, że idealnie nadaje się ono do spawania krawędzi rur i przewodów rurowych. W tym procesie rury przechodzą przez cewkę indukcyjną z dużą prędkością. Podczas tego procesu ich krawędzie są podgrzewane, a następnie ściskane, tworząc wzdłużny szew spawalniczy. Spawanie indukcyjne jest szczególnie odpowiednie do produkcji wielkoseryjnej. Zgrzewarki indukcyjne mogą być również wyposażone w głowice stykowe, przekształcając je w dwufunkcyjne systemy spawalnicze.

Jakie są zalety spawania indukcyjnego?

Zautomatyzowane indukcyjne spawanie wzdłużne to niezawodny proces o wysokiej wydajności. Niskie zużycie energii i wysoka wydajność Systemy spawania indukcyjnego HLQ obniżają koszty. Ich sterowalność i powtarzalność minimalizują ilość odpadów. Nasze systemy są również elastyczne - automatyczne dopasowanie obciążenia zapewnia pełną moc wyjściową w szerokim zakresie rozmiarów rur. A ich niewielkie rozmiary ułatwiają integrację lub modernizację na liniach produkcyjnych.

Gdzie stosuje się spawanie indukcyjne?

Spawanie indukcyjne jest stosowane w przemyśle rur i przewodów rurowych do spawania wzdłużnego stali nierdzewnej (magnetycznej i niemagnetycznej), aluminium, stali niskowęglowej i niskostopowej o wysokiej wytrzymałości (HSLA) oraz wielu innych materiałów przewodzących.

Spawanie indukcyjne wysokiej częstotliwości

W procesie zgrzewania indukcyjnego rur prąd o wysokiej częstotliwości jest indukowany w rurze z otwartym szwem przez cewkę indukcyjną umieszczoną przed (przed) punktem zgrzewania, jak pokazano na rys. 1-1. Krawędzie rury są oddalone od siebie, gdy przechodzą przez cewkę, tworząc otwartą żyłę, której wierzchołek znajduje się nieco przed punktem spawania. Cewka nie styka się z rurą.

Rys. 1-1

Cewka działa jak uzwojenie pierwotne transformatora wysokiej częstotliwości, a rura z otwartym szwem działa jak jednoobrotowe uzwojenie wtórne. Podobnie jak w ogólnych zastosowaniach nagrzewania indukcyjnego, indukowana ścieżka prądu w obrabianym przedmiocie ma tendencję do dopasowywania się do kształtu cewki indukcyjnej. Większość indukowanego prądu kończy swoją ścieżkę wokół uformowanej taśmy, płynąc wzdłuż krawędzi i tłocząc się wokół wierzchołka otworu w kształcie żyły w taśmie.

Gęstość prądu o wysokiej częstotliwości jest najwyższa na krawędziach w pobliżu wierzchołka i w samym wierzchołku. Następuje szybkie nagrzewanie, powodując, że krawędzie osiągają temperaturę spawania, gdy docierają do wierzchołka. Rolki dociskowe dociskają rozgrzane krawędzie do siebie, kończąc spoinę.

To właśnie wysoka częstotliwość prądu spawania jest odpowiedzialna za skoncentrowane nagrzewanie wzdłuż krawędzi żyłki. Ma to jeszcze jedną zaletę, a mianowicie tylko bardzo niewielka część całkowitego prądu znajduje drogę wokół tylnej części uformowanej taśmy. O ile średnica rury nie jest bardzo mała w porównaniu z długością żyłki, prąd preferuje użyteczną ścieżkę wzdłuż krawędzi rury tworzącej żyłkę.

Efekt skóry

Proces spawania HF zależy od dwóch zjawisk związanych z prądem HF - efektu naskórkowości i efektu zbliżeniowego.

Efekt naskórkowości to tendencja prądu HF do koncentrowania się na powierzchni przewodnika.

Ilustruje to rys. 1-3, który pokazuje prąd HF płynący w izolowanych przewodnikach o różnych kształtach. Praktycznie cały prąd płynie w płytkiej powłoce blisko powierzchni.

Efekt bliskości

Drugim zjawiskiem elektrycznym istotnym w procesie spawania HF jest efekt zbliżeniowy. Jest to tendencja prądu HF w parze przewodów wyjściowych/powrotnych do koncentrowania się w tych częściach powierzchni przewodów, które znajdują się najbliżej siebie. Zjawisko to zilustrowano na rysunkach 1-4 do 1-6 dla okrągłych i kwadratowych przekrojów poprzecznych i odstępów między przewodnikami.

Fizyka stojąca za efektem zbliżeniowym polega na tym, że pole magnetyczne otaczające przewody wyjściowe/powrotne jest bardziej skoncentrowane w wąskiej przestrzeni między nimi niż gdzie indziej (rys. 1-2). Linie sił magnetycznych mają mniej miejsca i są ściśnięte bliżej siebie. Wynika z tego, że efekt zbliżeniowy jest silniejszy, gdy przewodniki znajdują się bliżej siebie. Jest on również silniejszy, gdy boki skierowane do siebie są szersze.

Rys. 1-2

Rys. 1-3

Rys. 1-6 ilustruje efekt przechylenia względem siebie dwóch blisko siebie rozmieszczonych prostokątnych przewodów powrotnych. Koncentracja prądu HF jest największa w narożnikach, które znajdują się najbliżej siebie i stopniowo zmniejsza się wzdłuż rozbieżnych ścian.

Rys. 1-4

Rys. 1-5

Rys. 1-6

Zależności elektryczne i mechaniczne

Istnieją dwa ogólne obszary, które należy zoptymalizować w celu uzyskania najlepszych warunków elektrycznych:

1. Pierwszym z nich jest zrobienie wszystkiego, co możliwe, aby zachęcić jak największą część całkowitego prądu HF do przepływu w użytecznej ścieżce w żyle.
2. Drugim jest zrobienie wszystkiego, co możliwe, aby krawędzie były równoległe, tak aby ogrzewanie było równomierne od wewnątrz do zewnątrz.

Cel (1) wyraźnie zależy od takich czynników elektrycznych, jak konstrukcja i rozmieszczenie styków spawalniczych lub cewki oraz od urządzenia hamującego prąd zamontowanego wewnątrz rury. Na projekt ma wpływ fizyczna przestrzeń dostępna na walcarce oraz rozmieszczenie i rozmiar rolek spawalniczych. Jeśli trzpień ma być używany do wewnętrznego zwijania lub walcowania, ma to wpływ na impeder. Ponadto cel (1) zależy od wymiarów i kąta rozwarcia rowka. Dlatego też, mimo że (1) jest zasadniczo elektryczny, jest on ściśle powiązany z mechaniką walcarki.

Cel (2) zależy całkowicie od czynników mechanicznych, takich jak kształt otwartej rury i stan krawędzi taśmy. Może mieć na nie wpływ to, co dzieje się w przejściach rozpadu walcarki, a nawet na bobiniarce.

Zgrzewanie HF jest procesem elektromechanicznym: Generator dostarcza ciepło do krawędzi, ale to rolki dociskowe wykonują zgrzew. Jeśli krawędzie osiągają odpowiednią temperaturę, a spoiny nadal są wadliwe, istnieje duże prawdopodobieństwo, że problem tkwi w ustawieniach walcarki lub w materiale.

Specyficzne czynniki mechaniczne

W ostatecznym rozrachunku najważniejsze jest to, co dzieje się w spoinie. Wszystko, co się tam dzieje, może mieć wpływ (dobry lub zły) na jakość i szybkość spawania. Niektóre z czynników, które należy wziąć pod uwagę, to:

1. Długość wektora
2. Stopień otwarcia (kąt nachylenia)
3. Jak daleko przed linią środkową rolki spoiny krawędzie taśmy zaczynają się stykać.
4. Kształt i stan krawędzi pasków w wee
5. Sposób, w jaki krawędzie taśmy stykają się ze sobą - czy jednocześnie na całej grubości, czy najpierw na zewnątrz, czy wewnątrz, czy przez zadziory lub szczeliny.
6. Kształt uformowanego paska w kształcie litery vee
7. Stałość wszystkich wymiarów żyłki, w tym długości, kąta rozwarcia, wysokości krawędzi, grubości krawędzi
8. Położenie styków spawalniczych lub cewki
9. Rejestracja krawędzi taśmy względem siebie, gdy się łączą
10. Ilość wyciśniętego materiału (szerokość taśmy)
11. Jak duże musi być przewymiarowanie rury lub przewodu rurowego na potrzeby wymiarowania
12. Ile wody lub chłodziwa wlewa się do kanału i jaka jest jego prędkość uderzenia.
13. Czystość chłodziwa
14. Czystość taśmy
15. Obecność ciał obcych, takich jak zgorzelina, wióry, odłamki, wtrącenia
16. Niezależnie od tego, czy stalowy skelp jest wykonany ze stali obrobionej czy zabitej
17. Niezależnie od tego, czy spawanie odbywa się w obręczy stalowej, czy z wielu szczelin skelp
18. Jakość skelpu - czy to ze stali laminowanej, czy ze stali z nadmierną ilością podłużnic i wtrąceń ("brudna" stal)
19. Twardość i właściwości fizyczne materiału taśmy (które wpływają na wymaganą siłę sprężynowania i ściskania)
20. Równomierność prędkości młyna
21. Jakość cięcia

Oczywiste jest, że wiele z tego, co dzieje się w młynie, jest wynikiem tego, co już się wydarzyło - albo w samym młynie, albo jeszcze zanim taśma lub skelp trafią do młyna.

Rys. 1-7

Rys. 1-8

Wysoka częstotliwość Vee

Celem tej sekcji jest opisanie idealnych warunków panujących w żyle. Wykazano, że równoległe krawędzie zapewniają równomierne ogrzewanie wewnątrz i na zewnątrz. W tej sekcji podane zostaną dodatkowe powody, dla których krawędzie powinny być jak najbardziej równoległe. Omówione zostaną inne cechy żyłki, takie jak położenie wierzchołka, kąt otwarcia i stabilność podczas pracy.

Późniejsze sekcje podadzą konkretne zalecenia oparte na doświadczeniach terenowych w celu osiągnięcia pożądanych warunków żyłkowania.

Wierzchołek jak najbliżej punktu spawania

Rys. 2-1 pokazuje, że punkt, w którym krawędzie stykają się ze sobą (tj. wierzchołek), znajduje się nieco przed linią środkową rolki dociskowej. Wynika to z faktu, że podczas spawania wyciskana jest niewielka ilość materiału. Wierzchołek kończy obwód elektryczny, a prąd HF z jednej krawędzi odwraca się i wraca wzdłuż drugiej.

W przestrzeni między wierzchołkiem a linią środkową rolki dociskowej nie ma dalszego ogrzewania, ponieważ nie płynie prąd, a ciepło szybko się rozprasza z powodu wysokiego gradientu temperatury między gorącymi krawędziami a resztą rury. Dlatego ważne jest, aby wierzchołek znajdował się jak najbliżej linii środkowej rolki spawalniczej, aby temperatura pozostała wystarczająco wysoka, aby wykonać dobrą spoinę po przyłożeniu ciśnienia.

To szybkie rozpraszanie ciepła jest odpowiedzialne za fakt, że gdy moc HF jest podwojona, osiągalna prędkość wzrasta ponad dwukrotnie. Większa prędkość wynikająca z wyższej mocy daje mniej czasu na odprowadzenie ciepła. Większa część ciepła, które jest wytwarzane elektrycznie na krawędziach, staje się użyteczna, a wydajność wzrasta.

Stopień otwarcia Vee

Utrzymywanie wierzchołka jak najbliżej linii środkowej docisku spoiny oznacza, że otwór w żyłce powinien być jak najszerszy, ale istnieją praktyczne ograniczenia. Pierwszym z nich jest fizyczna zdolność frezarki do utrzymania otwartych krawędzi bez marszczenia lub uszkodzenia krawędzi. Drugim jest zmniejszenie efektu bliskości między dwiema krawędziami, gdy są one bardziej od siebie oddalone. Zbyt mały otwór na żyłkę może jednak sprzyjać wstępnemu ostrzeniu i przedwczesnemu zamknięciu żyłki, powodując wady spawalnicze.

Bazując na doświadczeniu zdobytym w terenie, otwór spoiny jest ogólnie zadowalający, jeśli odstęp między krawędziami w punkcie 2,0″ przed linią środkową rolki spoiny wynosi od 0,080″ (2 mm) do 0,200″ (5 mm), co daje kąt między 2° a 5° dla stali węglowej. Większy kąt jest pożądany w przypadku stali nierdzewnej i metali nieżelaznych.

Zalecane otwarcie Vee

Rys. 2-1

Rys. 2-2

Rys. 2-3

Równoległe krawędzie pozwalają uniknąć podwójnego Vee

Rys. 2-2 pokazuje, że jeśli krawędzie wewnętrzne zetkną się jako pierwsze, powstaną dwie wezy - jedna na zewnątrz z wierzchołkiem w punkcie A, a druga wewnątrz z wierzchołkiem w punkcie B. Wezy zewnętrzne są dłuższe, a ich wierzchołek znajduje się bliżej linii środkowej rolki dociskowej.

Na rysunku 2-2 prąd HF preferuje wewnętrzną żyłę, ponieważ krawędzie są bliżej siebie. Prąd zawraca w punkcie B. Pomiędzy punktem B a punktem spawania nie występuje nagrzewanie, a krawędzie szybko stygną. Dlatego konieczne jest przegrzanie rury poprzez zwiększenie mocy lub zmniejszenie prędkości, aby temperatura w punkcie zgrzewania była wystarczająco wysoka do uzyskania zadowalającej spoiny. Sytuację dodatkowo pogarsza fakt, że wewnętrzne krawędzie będą nagrzane bardziej niż zewnętrzne.

W skrajnych przypadkach podwójna żyła może powodować kapanie wewnątrz i zimny spaw na zewnątrz. Można by tego uniknąć, gdyby krawędzie były równoległe.

Równoległe krawędzie redukują wtrącenia

Jedną z ważnych zalet spawania HF jest fakt, że na powierzchni krawędzi topi się cienka warstwa. Umożliwia to wyciśnięcie tlenków i innych niepożądanych materiałów, dając czystą spoinę wysokiej jakości. Przy równoległych krawędziach tlenki są wyciskane w obu kierunkach. Nic nie stoi im na przeszkodzie i nie muszą przemieszczać się dalej niż do połowy grubości ścianki.

Jeśli wewnętrzne krawędzie zetkną się jako pierwsze, trudniej będzie wycisnąć tlenki. Na Rys. 2-2 pomiędzy wierzchołkiem A i wierzchołkiem B znajduje się niecka, która działa jak tygiel zawierający obcy materiał. Materiał ten unosi się na stopionej stali w pobliżu gorących krawędzi wewnętrznych. W czasie, gdy jest wyciskany po przejściu przez wierzchołek A, nie może całkowicie ominąć chłodniejszych krawędzi zewnętrznych i może zostać uwięziony w spoinie, tworząc niepożądane wtrącenia.

Było wiele przypadków, w których wady spawalnicze, spowodowane wtrąceniami w pobliżu zewnętrznej strony, wynikały ze zbyt szybkiego zetknięcia się wewnętrznych krawędzi (np. rura szczytowa). Rozwiązaniem jest po prostu zmiana formowania tak, aby krawędzie były równoległe. Niezastosowanie się do tego zalecenia może uniemożliwić wykorzystanie jednej z najważniejszych zalet spawania HF.

Równoległe krawędzie zmniejszają ruch względny

Rys. 2-3 przedstawia serię przekrojów, które mogły zostać wykonane pomiędzy punktami B i A na Rys. 2-2. Kiedy wewnętrzne krawędzie rury szczytowej po raz pierwszy stykają się ze sobą, sklejają się ze sobą (rys. 2-3a). Wkrótce potem (rys. 2-3b) część, która jest sklejona, ulega zgięciu. Zewnętrzne rogi schodzą się tak, jakby krawędzie były zawiasami od wewnątrz (rys. 2-3c).

To zginanie wewnętrznej części ścianki podczas spawania powoduje mniej szkód podczas spawania stali niż podczas spawania materiałów takich jak aluminium. Stal ma szerszy zakres temperatur plastycznych. Zapobieganie tego rodzaju ruchom względnym poprawia jakość spoiny. Odbywa się to poprzez utrzymywanie równoległych krawędzi.

Równoległe krawędzie skracają czas spawania

Ponownie odnosząc się do rys. 2-3, proces spawania odbywa się na całej drodze od B do linii środkowej rolki spawalniczej. To właśnie na tej linii środkowej wywierany jest maksymalny nacisk i spoina zostaje ukończona.

W przeciwieństwie do tego, gdy krawędzie schodzą się równolegle, nie zaczynają się stykać, dopóki nie osiągną przynajmniej punktu A. Niemal natychmiast stosowany jest maksymalny nacisk. Równoległe krawędzie mogą skrócić czas zgrzewania nawet o 2,5 do 1 lub więcej.

Równoległe łączenie krawędzi wykorzystuje to, co kowale zawsze wiedzieli: Uderzaj, póki żelazo gorące!

Vee jako obciążenie elektryczne generatora

W procesie HF, gdy impedancje i prowadnice szwu są używane zgodnie z zaleceniami, użyteczna ścieżka wzdłuż krawędzi żyłki obejmuje całkowity obwód obciążenia, który jest umieszczony na generatorze wysokiej częstotliwości. Prąd pobierany z generatora przez żyłkę zależy od impedancji elektrycznej żyłki. Impedancja ta z kolei zależy od wymiarów cewki. Gdy cewka jest wydłużana (styki lub cewka są przesuwane do tyłu), impedancja wzrasta, a prąd ma tendencję do zmniejszania się. Ponadto, zmniejszony prąd musi teraz podgrzać więcej metalu (z powodu dłuższej żyły), dlatego potrzeba więcej mocy, aby przywrócić obszar spawania do temperatury spawania. Wraz ze wzrostem grubości ścianki impedancja maleje, a natężenie prądu wzrasta. Konieczne jest, aby impedancja żyły była dość zbliżona do wartości projektowej, jeśli pełna moc ma być pobierana z generatora wysokiej częstotliwości. Podobnie jak żarnik w żarówce, pobierana moc zależy od rezystancji i przyłożonego napięcia, a nie od wielkości stacji generującej.

Dlatego też ze względów elektrycznych, zwłaszcza gdy pożądana jest pełna moc wyjściowa generatora HF, konieczne jest, aby wymiary vee były zgodne z zaleceniami.

Formowanie narzędzi

Formowanie wpływa na jakość spoiny

Jak już wyjaśniono, sukces spawania HF zależy od tego, czy sekcja formująca zapewnia stabilne, wolne od wyszczerbień i równoległe krawędzie żyłki. Nie próbujemy zalecać szczegółowego oprzyrządowania dla każdej marki i rozmiaru walcarki, ale sugerujemy kilka pomysłów dotyczących ogólnych zasad. Gdy przyczyny zostaną zrozumiane, reszta jest prostym zadaniem dla projektantów rolek. Prawidłowe oprzyrządowanie do formowania poprawia jakość spoin, a także ułatwia pracę operatora.

Zalecane łamanie krawędzi

Zalecamy proste lub zmodyfikowane łamanie krawędzi. Dzięki temu górna część rury uzyskuje swój ostateczny promień w pierwszym lub dwóch przejściach. Czasami cienkościenne rury są nadmiernie formowane, aby umożliwić sprężynowanie. Najlepiej nie polegać na przejściach żeber w celu uzyskania tego promienia. Nie można ich przeformować bez uszkodzenia krawędzi w taki sposób, że nie będą one równoległe. Powodem tego zalecenia jest to, że krawędzie będą równoległe, zanim dotrą do rolek spawalniczych - tj. w łuku. Różni się to od zwykłej praktyki ERW, w której duże okrągłe elektrody muszą działać jako urządzenia stykające się z wysokim prądem i jednocześnie jako rolki do formowania krawędzi w dół.

Edge Break kontra Center Break

Zwolennicy łamania środkowego twierdzą, że rolki łamane środkowo mogą obsługiwać różne rozmiary, co zmniejsza zapasy narzędzi i skraca czas przestojów związanych z wymianą rolek. Jest to ważny argument ekonomiczny w przypadku dużych walcowni, gdzie walce są duże i drogie. Jednak ta zaleta jest częściowo kompensowana, ponieważ często potrzebują one rolek bocznych lub serii płaskich rolek po ostatnim przejściu lamelowym, aby utrzymać krawędzie w dół. Do co najmniej 6 lub 8 ″ OD, łamanie krawędzi jest bardziej korzystne.

Dzieje się tak pomimo faktu, że w przypadku grubych ścianek pożądane jest stosowanie innych walców górnych niż w przypadku cienkich ścianek. Rys. 3-1a ilustruje, że rolka górna zaprojektowana dla cienkich ścianek nie zapewnia wystarczającej ilości miejsca po bokach dla grubszych ścianek. Jeśli spróbujesz obejść ten problem, używając górnej rolki, która jest wystarczająco wąska dla najgrubszej taśmy w szerokim zakresie grubości, będziesz miał kłopoty na cienkim końcu zakresu, jak sugeruje rys. 3-1b. Boki taśmy nie będą ograniczone, a łamanie krawędzi nie będzie kompletne. Powoduje to, że szew toczy się z boku na bok w rolkach spawalniczych - wysoce niepożądane dla dobrego spawania.

Inną metodą, która jest czasami stosowana, ale której nie zalecamy w przypadku małych młynów, jest użycie zabudowanego dolnego walca z przekładkami pośrodku. Cieńsza przekładka środkowa i grubsza przekładka tylna są stosowane w przypadku cienkich ścianek. Konstrukcja walca dla tej metody jest w najlepszym razie kompromisem. Rys. 3-1c pokazuje, co się dzieje, gdy górna rolka jest zaprojektowana do grubych ścianek, a dolna rolka jest zwężona przez zastąpienie przekładek, aby uzyskać cienkie ścianki. Taśma jest ściśnięta w pobliżu krawędzi, ale luźna w środku. Powoduje to niestabilność wzdłuż walcarki, w tym żyłki spawalniczej.

Innym argumentem jest to, że łamanie krawędzi może powodować wyboczenie. Nie dzieje się tak, gdy sekcja przejściowa jest prawidłowo obrobiona i wyregulowana, a formowanie jest prawidłowo rozłożone wzdłuż walcarki.

Najnowsze osiągnięcia w sterowanej komputerowo technologii formowania klatek zapewniają płaskie, równoległe krawędzie i szybki czas wymiany.

Z naszego doświadczenia wynika, że dodatkowy wysiłek włożony w prawidłowe łamanie krawędzi opłaca się w postaci niezawodnej, spójnej, łatwej w obsłudze i wysokiej jakości produkcji.

Kompatybilność z przepustnicami płetwowymi

Postęp w przejściach płetw powinien płynnie prowadzić do ostatniego zalecanego wcześniej kształtu przejścia płetwy. Każde przejście powinno wykonywać mniej więcej taką samą ilość pracy. Pozwoli to uniknąć uszkodzenia krawędzi przy zbyt intensywnym przejściu.

Rys. 3-1

Rolki spawalnicze

Rolki spawów i ostatnie rolki płetw są ze sobą powiązane

Uzyskanie równoległych krawędzi w żyłce wymaga korelacji konstrukcji rolek ostatniego przejścia lamelowego i rolek zgrzewających. Prowadnica szwu wraz z rolkami bocznymi, które mogą być używane w tym obszarze, służą wyłącznie do prowadzenia. W tej sekcji opisano niektóre konstrukcje rolek spawalniczych, które dały doskonałe wyniki w wielu instalacjach, a także opisano konstrukcję ostatniego przejścia lamelowego pasującą do tych konstrukcji rolek spawalniczych.

Jedyną funkcją rolek spawalniczych w spawaniu HF jest wymuszenie połączenia rozgrzanych krawędzi z wystarczającym naciskiem, aby wykonać dobrą spoinę. Konstrukcja rolek płetwowych powinna zapewniać całkowicie uformowany skelp (w tym promień w pobliżu krawędzi), ale otwarty u góry do rolek spawalniczych. Otwór uzyskuje się tak, jakby całkowicie zamknięta rura została wykonana z dwóch połówek połączonych zawiasem fortepianowym na dole i po prostu rozłożona na górze (rys. 4-1). Ta konstrukcja walca płetwy zapewnia to bez niepożądanej wklęsłości na dole.

Układ z dwoma rolkami

Rolki spawalnicze muszą być w stanie zamknąć rurę z wystarczającym naciskiem, aby spękać krawędzie nawet przy wyłączonej spawarce i zimnych krawędziach. Wymaga to dużych poziomych składowych siły, jak sugerują strzałki na rys. 4-1. Prostym, nieskomplikowanym sposobem uzyskania takich sił jest użycie dwóch rolek bocznych, jak zasugerowano na rys. 4-2.

Skrzynka z dwoma rolkami jest stosunkowo ekonomiczna w budowie. Jest tylko jedna śruba do regulacji podczas pracy. Ma ona gwinty prawo- i lewoskrętne i przesuwa obie rolki razem. Układ ten jest szeroko stosowany w przypadku małych średnic i cienkich ścianek. Konstrukcja z dwoma walcami ma tę ważną zaletę, że umożliwia zastosowanie płaskiego, owalnego kształtu gardzieli walca spawalniczego, który został opracowany przez THERMATOOL, aby zapewnić równoległość krawędzi rury.

W pewnych okolicznościach układ dwóch rolek może powodować powstawanie śladów zawirowań na rurze. Częstym tego powodem jest niewłaściwe formowanie, wymagające od krawędzi walców wywierania większego niż normalnie nacisku. Ślady zawirowań mogą również występować w przypadku materiałów o wysokiej wytrzymałości, które wymagają wysokiego ciśnienia zgrzewania. Częste czyszczenie krawędzi walców za pomocą ściernicy listkowej lub szlifierki pomoże zminimalizować powstawanie śladów.

Szlifowanie rolek podczas ruchu zminimalizuje możliwość nadmiernego szlifowania lub nacięcia rolki, ale należy przy tym zachować szczególną ostrożność. Zawsze należy mieć kogoś przy wyłączniku E-Stop na wypadek sytuacji awaryjnej.

Rys. 4-1

Rys. 4-2

Układ z trzema rolkami

Wielu operatorów frezarek preferuje układ trójwalcowy pokazany na Rys. 4-3 dla małych rur (do około 4-1/2″O.D.). Jego główną zaletą w porównaniu z układem dwuwalcowym jest to, że ślady zawirowań są praktycznie wyeliminowane. Zapewnia również regulację w celu skorygowania rejestracji krawędzi, jeśli zajdzie taka potrzeba.

Trzy rolki, oddalone od siebie o 120 stopni, są zamontowane w knagach na wytrzymałym trójszczękowym uchwycie spiralnym. Można je regulować do wewnątrz i na zewnątrz za pomocą śruby uchwytu. Uchwyt jest zamontowany na solidnej, regulowanej płycie tylnej. Pierwszą regulację przeprowadza się przy trzech rolkach zamkniętych szczelnie na obrobionym korku. Płyta tylna jest regulowana w pionie i na boki, aby doprowadzić dolny walec do precyzyjnego wyrównania z wysokością przejścia frezarki i z linią środkową frezarki. Następnie płyta tylna jest bezpiecznie blokowana i nie wymaga dalszej regulacji aż do następnej wymiany walców.

Knagi przytrzymujące dwie górne rolki są zamontowane w prowadnicach promieniowych wyposażonych w śruby regulacyjne. Każda z tych dwóch rolek może być regulowana indywidualnie. Jest to dodatek do wspólnej regulacji trzech rolek za pomocą uchwytu spiralnego.

Dwie rolki - konstrukcja rolki

W przypadku rury o średnicy zewnętrznej mniejszej niż około 1,0 i skrzynki z dwoma zwojami zalecany kształt pokazano na rys. 4-4. Jest to optymalny kształt. Zapewnia najlepszą jakość spoiny i najwyższą prędkość spawania. Powyżej około 1,0 średnicy zewnętrznej przesunięcie o 0,020 staje się nieistotne i można je pominąć, szlifując każdą rolkę od wspólnego środka.

Trzy rolki - konstrukcja rolki

Trójwalcowe gardziele spawalnicze są zwykle szlifowane na okrągło, a ich średnica DW jest równa średnicy gotowej rury D plus naddatek na wymiar a

RW = DW/2

Podobnie jak w przypadku skrzynki dwuwalcowej, przy wyborze średnicy walca należy kierować się rys. 4-5. Górna szczelina powinna wynosić 0,050 lub być równa najcieńszej ściance, która ma być obrabiana, w zależności od tego, która wartość jest większa. Pozostałe dwie szczeliny powinny wynosić maksymalnie 0,060, a w przypadku bardzo cienkich ścianek nawet 0,020. W tym przypadku obowiązują te same zalecenia dotyczące precyzji, co w przypadku skrzynki dwuwalcowej.

Rys. 4-3

Rys. 4-4

Rys. 4-5

OSTATNI PRZELOT PŁETWY

Cele projektowe

Kształt zalecany dla ostatniego przejścia płetwy został wybrany w oparciu o szereg celów:

1. Aby umieścić rurę na rolkach spawalniczych z uformowanym promieniem krawędzi
2. Aby mieć równoległe krawędzie przez vee
3. Aby zapewnić satysfakcjonujące otwarcie
4. Zgodność z zalecaną wcześniej konstrukcją rolki zgrzewającej
5. Łatwość szlifowania.

Kształt ostatniego przelotu płetwy

Zalecany kształt przedstawiono na Rys. 4-6. Dolna rolka ma stały promień od jednego środka. Każda z dwóch połówek górnego walca również ma stały promień. Jednak promień górnego walca RW nie jest równy promieniowi dolnego walca RL, a środki, z których szlifowane są górne promienie, są przesunięte w bok o odległość WGC. Samo żebro jest zwężone pod kątem.

Kryteria projektowe

Wymiary są ustalane na podstawie następujących pięciu kryteriów:

1. Górny promień szlifowania jest taki sam jak promień szlifowania walca spawalniczego RW.
2. Obwód GF jest większy niż obwód GW w walcach spawalniczych o wartość równą naddatkowi na wyciskanie S.
3. Grubość żeber TF jest taka, że otwór między krawędziami będzie zgodny z rys. 2-1.
4. Kąt stożka żebra a jest taki, że krawędzie rury będą prostopadłe do stycznej.
5. Przestrzeń y między górnym i dolnym kołnierzem rolki jest tak dobrana, aby taśma nie była znakowana, a jednocześnie zapewniała pewien stopień regulacji roboczej.

Cechy techniczne indukcyjnego generatora spawalniczego wysokiej częstotliwości:

1. Prawdziwa w pełni półprzewodnikowa regulacja mocy IGBT i technologia sterowania zmiennym prądem, wykorzystująca unikalne łagodne przełączanie IGBT o wysokiej częstotliwości i amorficzne filtrowanie do regulacji mocy, szybkie i precyzyjne sterowanie falownikiem IGBT z łagodnym przełączaniem, w celu osiągnięcia zastosowania produktu 100-800KHZ / 3 -300KW.
2. Importowane kondensatory rezonansowe o dużej mocy są wykorzystywane do uzyskania stabilnej częstotliwości rezonansowej, skutecznej poprawy jakości produktu i zapewnienia stabilności procesu spawania rur.
3. Zastąpienie tradycyjnej technologii tyrystorowej regulacji mocy technologią regulacji mocy z siekaniem o wysokiej częstotliwości w celu uzyskania kontroli na poziomie mikrosekund, w znacznym stopniu realizuje szybką regulację i stabilność mocy wyjściowej procesu spawania rur, tętnienie wyjściowe jest niezwykle małe, a prąd oscylacyjny jest stabilny. Gwarantowana jest gładkość i prostoliniowość spoiny.
4. Bezpieczeństwo. W urządzeniu nie ma wysokiej częstotliwości i wysokiego napięcia 10 000 woltów, co pozwala skutecznie uniknąć promieniowania, zakłóceń, wyładowań, zapłonu i innych zjawisk.
5. Charakteryzuje się dużą odpornością na wahania napięcia sieciowego.
6. Charakteryzuje się wysokim współczynnikiem mocy w całym zakresie mocy, co pozwala skutecznie oszczędzać energię.
7. Wysoka wydajność i oszczędność energii. Sprzęt wykorzystuje technologię miękkiego przełączania o dużej mocy od wejścia do wyjścia, która minimalizuje straty mocy i uzyskuje wyjątkowo wysoką sprawność elektryczną, a także ma wyjątkowo wysoki współczynnik mocy w pełnym zakresie mocy, skutecznie oszczędzając energię, co różni się od tradycyjnego W porównaniu z wysoką częstotliwością typu lampowego, może zaoszczędzić 30-40% efektu oszczędzania energii.
8. Urządzenie jest zminiaturyzowane i zintegrowane, co znacznie oszczędza zajmowaną przestrzeń. Urządzenie nie wymaga transformatora obniżającego i nie potrzebuje dużej indukcyjności częstotliwości zasilania do regulacji SCR. Niewielka zintegrowana struktura zapewnia wygodę instalacji, konserwacji, transportu i regulacji.
9. Zakres częstotliwości 200-500 kHz umożliwia spawanie rur stalowych i ze stali nierdzewnej.
10. 

Indukcyjne rozwiązania do spawania rur i przewodów rurowych z wysoką częstotliwością