Soldadura por indução para tubos e canos

Soluções de soldadura por indução de alta frequência de tubos e canos

O que é a soldadura por indução?

Com a soldadura por indução, o calor é induzido electromagneticamente na peça de trabalho. A velocidade e a precisão da soldadura por indução tornam-na ideal para a soldadura de bordos de tubos e canos. Neste processo, os tubos passam por uma bobina de indução a alta velocidade. Ao fazê-lo, os seus bordos são aquecidos e depois apertados para formar um cordão de soldadura longitudinal. A soldadura por indução é particularmente adequada para a produção de grandes volumes. As máquinas de soldar por indução também podem ser equipadas com cabeças de contacto, transformando-as em sistemas de soldadura de dupla finalidade.

Quais são as vantagens da soldadura por indução?

A soldadura longitudinal por indução automatizada é um processo fiável e de elevado rendimento. O baixo consumo de energia e a alta eficiência da Sistemas de soldadura por indução HLQ reduzem os custos. A sua controlabilidade e repetibilidade minimizam o desperdício. Os nossos sistemas também são flexíveis - o ajuste automático da carga garante uma potência de saída total numa vasta gama de tamanhos de tubos. E o facto de ocuparem pouco espaço facilita a sua integração ou adaptação às linhas de produção.

Onde é utilizada a soldadura por indução?

A soldadura por indução é utilizada na indústria de tubos para a soldadura longitudinal de aço inoxidável (magnético e não magnético), alumínio, aços de baixo carbono e de baixa liga de alta resistência (HSLA) e muitos outros materiais condutores.

Soldadura por indução de alta frequência

No processo de soldadura de tubos por indução de alta frequência, a corrente de alta frequência é induzida no tubo de costura aberta por uma bobina de indução localizada à frente (a montante) do ponto de soldadura, como se mostra na Fig. 1-1. Os bordos do tubo são afastados quando passam pela bobina, formando um véu aberto cujo vértice está ligeiramente à frente do ponto de soldadura. A bobina não entra em contacto com o tubo.

Fig 1-1

A bobina actua como o primário de um transformador de alta frequência, e o tubo de costura aberta actua como um secundário de uma volta. Como nas aplicações gerais de aquecimento por indução, o trajeto da corrente induzida na peça de trabalho tende a conformar-se com a forma da bobina de indução. A maior parte da corrente induzida completa o seu trajeto em torno da tira formada, fluindo ao longo dos bordos e aglomerando-se em torno do vértice da abertura em forma de véu na tira.

A densidade da corrente de alta frequência é mais elevada nos bordos próximos do vértice e no próprio vértice. Ocorre um aquecimento rápido, fazendo com que os bordos estejam à temperatura de soldadura quando chegam ao vértice. Os rolos de pressão forçam os bordos aquecidos a juntarem-se, completando a soldadura.

É a alta frequência da corrente de soldadura que é responsável pelo aquecimento concentrado ao longo dos bordos dos veios. Tem outra vantagem, nomeadamente que apenas uma parte muito pequena da corrente total encontra o seu caminho na parte de trás da tira formada. A menos que o diâmetro do tubo seja muito pequeno em comparação com o comprimento do veio, a corrente prefere o caminho útil ao longo dos bordos do tubo que forma o veio.

Efeito de pele

O processo de soldadura HF depende de dois fenómenos associados à corrente HF - Efeito de Pele e Efeito de Proximidade.

O efeito de pele é a tendência da corrente HF para se concentrar na superfície de um condutor.

Isto é ilustrado na Fig. 1-3, que mostra a corrente HF a fluir em condutores isolados de várias formas. Praticamente toda a corrente flui numa pele pouco profunda perto da superfície.

Efeito de proximidade

O segundo fenómeno elétrico que é importante no processo de soldadura HF é o efeito de proximidade. Este é a tendência da corrente HF num par de condutores de ida/retorno para se concentrar nas porções das superfícies dos condutores que estão mais próximas uma da outra. Isto é ilustrado nas Figs. 1-4 a 1-6 para formas e espaçamentos de secções transversais de condutores redondos e quadrados.

A física subjacente ao efeito de proximidade depende do facto de o campo magnético que rodeia os condutores de ida/retorno estar mais concentrado no espaço estreito entre eles do que noutros locais (Fig. 1-2). As linhas de força magnética têm menos espaço e são espremidas mais próximas umas das outras. Por conseguinte, o efeito de proximidade é mais forte quando os condutores estão mais próximos uns dos outros. É também mais forte quando os lados opostos são mais largos.

Fig. 1-2

Fig. 1-3

A Fig. 1-6 ilustra o efeito da inclinação de dois condutores rectangulares de ida/retorno, espaçados entre si, relativamente um ao outro. A concentração de corrente HF é maior nos cantos mais próximos e torna-se progressivamente menor ao longo das faces divergentes.

Fig. 1-4

Fig. 1-5

Fig. 1-6

Inter-relações eléctricas e mecânicas

Há duas áreas gerais que devem ser optimizadas para se obterem as melhores condições eléctricas:

1. A primeira é fazer tudo o que for possível para encorajar a maior parte possível da corrente HF total a fluir no caminho útil no veio.
2. A segunda é fazer tudo o que for possível para tornar os bordos paralelos no veio, de modo a que o aquecimento seja uniforme de dentro para fora.

O objetivo (1) depende claramente de factores eléctricos como a conceção e a colocação dos contactos ou bobinas de soldadura e de um dispositivo de impedimento de corrente montado no interior do tubo. A conceção é afetada pelo espaço físico disponível no laminador e pela disposição e dimensão dos rolos de soldadura. Se for necessário utilizar um mandril para a escarificação ou laminação interna, isso afecta o impeder. Além disso, o objetivo (1) depende das dimensões do veio e do ângulo de abertura. Por conseguinte, embora (1) seja basicamente elétrico, está estreitamente ligado à mecânica do laminador.

O objetivo (2) depende inteiramente de factores mecânicos, tais como a forma do tubo aberto e o estado do bordo da tira. Estes factores podem ser afectados pelo que acontece nas passagens de desagregação do laminador e mesmo na cortadora.

A soldadura HF é um processo eletromecânico: O gerador fornece calor aos bordos, mas são os rolos de aperto que fazem a soldadura. Se os bordos atingirem a temperatura adequada e ainda assim houver soldaduras defeituosas, é muito provável que o problema esteja na configuração da máquina ou no material.

Factores mecânicos específicos

Em última análise, o que acontece no veio é muito importante. Tudo o que aí acontece pode ter um efeito (bom ou mau) na qualidade e na velocidade da soldadura. Alguns dos factores a ter em conta no veio são:

1. O comprimento do veio
2. O grau de abertura (ângulo em V)
3. A que distância da linha central do rolo de soldadura os bordos da tira começam a tocar-se
4. Forma e estado dos bordos das tiras em véu
5. Como é que os bordos das tiras se encontram - se simultaneamente ao longo da sua espessura - ou primeiro no exterior - ou no interior - ou através de uma rebarba ou fita
6. A forma da tira formada no veio
7. A constância de todas as dimensões do veio, incluindo o comprimento, o ângulo de abertura, a altura dos bordos, a espessura dos bordos
8. A posição dos contactos de soldadura ou da bobina
9. O registo dos bordos das tiras em relação uns aos outros quando se juntam
10. Quanto material é espremido (largura da tira)
11. Qual o tamanho do tubo ou cano para o dimensionamento
12. Quanta água ou líquido de arrefecimento do moinho está a entrar no veio, e a sua velocidade de impacto
13. Limpeza do líquido de refrigeração
14. Limpeza da faixa
15. Presença de materiais estranhos, tais como incrustações, aparas, lascas, inclusões
16. Se o aço skelp é de aço com aros ou de aço morto
17. Quer se trate de soldadura no aro de aço com aro ou de escumadeira de fendas múltiplas
18. Qualidade do skelp - quer se trate de aço laminado - ou de aço com excesso de longarinas e inclusões (aço "sujo")
19. Dureza e propriedades físicas do material da tira (que afectam a quantidade de retorno da mola e a pressão de aperto necessária)
20. Uniformidade da velocidade do moinho
21. Qualidade do corte

É óbvio que muito do que acontece no veio é o resultado do que já aconteceu - quer no próprio moinho, quer mesmo antes de a tira ou o skelp entrarem no moinho.

Fig. 1-7

Fig. 1-8

O Vee de alta frequência

O objetivo desta secção é descrever as condições ideais no veio. Foi demonstrado que os bordos paralelos proporcionam um aquecimento uniforme entre o interior e o exterior. Nesta secção serão apresentadas outras razões para manter os bordos tão paralelos quanto possível. Outras caraterísticas do veio, tais como a localização do vértice, o ângulo de abertura e a estabilidade durante o funcionamento, serão discutidas.

Em secções posteriores serão dadas recomendações específicas baseadas na experiência de campo para alcançar as condições desejáveis do veio.

Ápice o mais próximo possível do ponto de soldadura

A Fig. 2-1 mostra que o ponto onde os bordos se encontram (ou seja, o vértice) se situa um pouco a montante da linha central do rolo de pressão. Isto deve-se ao facto de uma pequena quantidade de material ser espremida durante a soldadura. O vértice completa o circuito elétrico, e a corrente de alta frequência de um bordo dá a volta e regressa ao longo do outro.

No espaço entre o vértice e a linha central do rolo de pressão não há mais aquecimento porque não há corrente a fluir, e o calor dissipa-se rapidamente devido ao elevado gradiente de temperatura entre as arestas quentes e o resto do tubo. Por conseguinte, é importante que o vértice esteja o mais próximo possível da linha central do rolo de soldadura, para que a temperatura permaneça suficientemente elevada para fazer uma boa soldadura quando a pressão é aplicada.

Esta rápida dissipação de calor é responsável pelo facto de que quando a potência HF é duplicada, a velocidade atingível mais do que duplica. A maior velocidade resultante da maior potência dá menos tempo para o calor ser conduzido. Uma maior parte do calor que é desenvolvido eletricamente nos bordos torna-se útil e a eficiência aumenta.

Grau de abertura em V

Manter o vértice o mais próximo possível da linha central de pressão da soldadura implica que a abertura no véu deve ser o mais larga possível, mas existem limites práticos. O primeiro é a capacidade física do laminador para manter os bordos abertos sem enrugar ou danificar os bordos. O segundo é a redução do efeito de proximidade entre os dois bordos quando estes estão mais afastados. No entanto, uma abertura demasiado pequena do veio pode promover a pré-articulação e o fecho prematuro do veio, causando defeitos de soldadura.

Com base na experiência no terreno, a abertura do veio é geralmente satisfatória se o espaço entre os bordos num ponto 2,0″ a montante da linha de centro do rolo de soldadura se situar entre 0,080″(2mm) e .200″(5mm), o que dá um ângulo incluído entre 2° e 5° para o aço-carbono. É desejável um ângulo maior para o aço inoxidável e os metais não ferrosos.

Abertura em V recomendada

Fig. 2-1

Fig. 2-2

Fig. 2-3

Arestas paralelas evitam o duplo V

A Fig. 2-2 ilustra que, se as arestas interiores se juntarem primeiro, existem dois veios - um no exterior com o seu vértice em A - e outro no interior com o seu vértice em B. O véu exterior é mais comprido e o seu vértice está mais próximo da linha central do rolo de pressão.

Na Fig. 2-2, a corrente HF prefere o veio interior porque os bordos estão mais próximos. A corrente inverte em B. Entre B e o ponto de soldadura, não há aquecimento e os bordos arrefecem rapidamente. Por conseguinte, é necessário sobreaquecer o tubo, aumentando a potência ou diminuindo a velocidade, para que a temperatura no ponto de soldadura seja suficientemente elevada para uma soldadura satisfatória. Esta situação é ainda mais agravada pelo facto de os bordos interiores terem sido aquecidos a uma temperatura superior à dos bordos exteriores.

Em casos extremos, o duplo veio pode causar gotejamento no interior e uma soldadura fria no exterior. Tudo isto seria evitado se os bordos fossem paralelos.

As arestas paralelas reduzem as inclusões

Uma das vantagens importantes da soldadura HF é o facto de ser fundida uma fina camada na face dos bordos. Isto permite que os óxidos e outros materiais indesejáveis sejam espremidos, dando origem a uma soldadura limpa e de alta qualidade. Com arestas paralelas, os óxidos são espremidos em ambas as direcções. Não há nada no seu caminho e não têm de se deslocar para além de metade da espessura da parede.

Se os bordos interiores se juntarem primeiro, é mais difícil espremer os óxidos para fora. Na Fig. 2-2 existe uma calha entre o vértice A e o vértice B que actua como um cadinho para conter material estranho. Este material flutua no aço derretido perto das arestas interiores quentes. Durante o tempo em que está a ser espremido depois de passar pelo vértice A, não consegue passar completamente pelos bordos exteriores mais frios e pode ficar preso na interface da soldadura, formando inclusões indesejáveis.

Houve muitos casos em que os defeitos de soldadura, devidos a inclusões perto do exterior, foram atribuídos ao facto de os bordos interiores se terem juntado demasiado cedo (ou seja, tubo com picos). A resposta é simplesmente alterar a conformação de modo a que os bordos fiquem paralelos. Se não o fizermos, podemos perder a utilização de uma das vantagens mais importantes da soldadura HF.

As arestas paralelas reduzem o movimento relativo

A Fig. 2-3 mostra uma série de secções transversais que poderiam ter sido tiradas entre B e A na Fig. 2-2. Quando os bordos interiores de um tubo com pico entram em contacto, colam-se uns aos outros (Fig. 2-3a). Pouco tempo depois (Fig. 2-3b), a parte que está colada sofre uma flexão. Os cantos exteriores juntam-se como se as arestas estivessem articuladas no interior (Fig. 2-3c).

Esta curvatura da parte interior da parede durante a soldadura causa menos danos na soldadura do aço do que na soldadura de materiais como o alumínio. O aço tem uma gama de temperaturas plásticas mais alargada. Evitar este tipo de movimento relativo melhora a qualidade da soldadura. Isto é conseguido mantendo os bordos paralelos.

Os bordos paralelos reduzem o tempo de soldadura

Mais uma vez, referindo-se à Fig. 2-3, o processo de soldadura está a decorrer desde B até à linha central do rolo de soldadura. É nesta linha central que a pressão máxima é finalmente exercida e a soldadura é concluída.

Em contrapartida, quando os bordos se juntam paralelamente, só começam a tocar quando atingem, pelo menos, o ponto A. Quase imediatamente, é aplicada a pressão máxima. Os bordos paralelos podem reduzir o tempo de soldadura em 2,5 para 1 ou mais.

Unir as extremidades em paralelo utiliza o que os ferreiros sempre souberam: golpear enquanto o ferro está quente!

O Vee como uma carga eléctrica no gerador

No processo HF, quando os impedidores e as guias de costura são utilizados como recomendado, o caminho útil ao longo dos bordos do veio compreende o circuito de carga total que é colocado no gerador de alta frequência. A corrente retirada do gerador pelo veio depende da impedância eléctrica do veio. Esta impedância, por sua vez, depende das dimensões do veio. Quando o veio é alongado (contactos ou bobina recuados), a impedância aumenta e a corrente tende a ser reduzida. Além disso, a corrente reduzida tem agora de aquecer mais metal (devido ao veio mais longo), pelo que é necessária mais potência para levar a área de soldadura à temperatura de soldadura. À medida que a espessura da parede aumenta, a impedância diminui e a corrente tende a aumentar. É necessário que a impedância do veio seja razoavelmente próxima do valor de projeto para que seja extraída a potência total do gerador de alta frequência. Tal como o filamento de uma lâmpada, a potência extraída depende da resistência e da tensão aplicada, e não do tamanho da estação geradora.

Por conseguinte, por razões eléctricas, especialmente quando se pretende uma saída total do gerador de alta frequência, é necessário que as dimensões do veio sejam as recomendadas.

Ferramentas de conformação

A conformação afecta a qualidade da soldadura

Como já foi explicado, o sucesso da soldadura HF depende do facto de a secção de formação fornecer arestas estáveis, sem fendas e paralelas ao veio. Não tentamos recomendar ferramentas detalhadas para cada marca e tamanho de laminador, mas sugerimos algumas ideias relativamente aos princípios gerais. Quando as razões são compreendidas, o resto é um trabalho simples para os projectistas de cilindros. As ferramentas de conformação corretas melhoram a qualidade da soldadura e também facilitam o trabalho do operador.

Quebra de borda recomendada

Recomendamos o corte de arestas reto ou modificado. Isto dá ao topo do tubo o seu raio final nas primeiras uma ou duas passagens. Por vezes, os tubos de parede fina são sobreformados para permitir o retorno elástico. De preferência, não se deve contar com as passagens de aletas para formar este raio. Não é possível sobreformar sem danificar os bordos de tal forma que estes não saiam paralelos. A razão para esta recomendação é para que os bordos fiquem paralelos antes de chegarem aos rolos de soldadura - ou seja, no veio. Isto difere da prática ERW habitual, em que os eléctrodos circulares grandes devem atuar como dispositivos de contacto de corrente elevada e, ao mesmo tempo, como rolos para formar os bordos para baixo.

Quebra de borda versus quebra de centro

Os defensores da quebra central dizem que os rolos de quebra central podem lidar com uma gama de tamanhos, o que reduz o inventário de ferramentas e diminui o tempo de paragem para troca de rolos. Este é um argumento económico válido para as grandes fábricas, onde os rolos são grandes e caros. No entanto, esta vantagem é parcialmente compensada pelo facto de necessitarem frequentemente de rolos laterais ou de uma série de rolos planos após a última passagem da aleta para manter os rebordos baixos. Até pelo menos 6 ou 8″ de diâmetro externo, a quebra de arestas é mais vantajosa.

Isto é verdade apesar do facto de ser desejável utilizar rolos de desagregação de topo diferentes para paredes grossas e para paredes finas. A Fig. 3-1a ilustra que um cilindro superior concebido para paredes finas não deixa espaço suficiente nos lados para as paredes mais grossas. Se tentar contornar este problema utilizando um cilindro de topo suficientemente estreito para a tira mais grossa numa vasta gama de espessuras, terá problemas na extremidade fina da gama, tal como sugerido na Fig. 3-1b. Os lados da tira não serão contidos e a quebra dos bordos não será completa. Isto faz com que a costura role de um lado para o outro nos rolos de soldadura - altamente indesejável para uma boa soldadura.

Outro método que é por vezes utilizado, mas que não recomendamos para moinhos pequenos, é utilizar um rolo inferior construído com espaçadores no centro. Um espaçador central mais fino e um espaçador traseiro mais grosso são usados quando se trabalha com paredes finas. O design do rolo para este método é, na melhor das hipóteses, um compromisso. A Fig. 3-1c mostra o que acontece quando o cilindro superior é concebido para paredes espessas e o cilindro inferior é estreitado através da substituição de espaçadores, de modo a utilizar paredes finas. A tira é comprimida perto das bordas, mas é solta no centro. Isto tende a causar instabilidade ao longo do laminador, incluindo o veio de soldadura.

Outro argumento é o facto de a quebra de arestas poder causar encurvadura. Tal não acontece quando a secção de transição é corretamente trabalhada e ajustada e a enformação é adequadamente distribuída ao longo da fresa.

Os recentes desenvolvimentos na tecnologia de formação de gaiolas controlada por computador asseguram arestas planas e paralelas e tempos de mudança rápidos.

De acordo com a nossa experiência, o esforço adicional para utilizar uma quebra de arestas adequada compensa com uma produção fiável, consistente, fácil de operar e de alta qualidade.

Passes de aleta compatíveis

A progressão das passagens das alhetas deve conduzir suavemente à forma da última passagem das alhetas recomendada anteriormente. Cada passo de aleta deve fazer aproximadamente a mesma quantidade de trabalho. Isto evita danificar as arestas numa passagem de aleta demasiado trabalhada.

Fig. 3-1

Rolos de soldadura

Correlação entre os rolos de soldadura e os últimos rolos de aleta

A obtenção de arestas paralelas no veio requer a correlação do desenho dos rolos do último passe de aleta e dos rolos de soldadura. A guia de costura, juntamente com quaisquer rolos laterais que possam ser utilizados nesta área, servem apenas para orientação. Esta secção descreve alguns designs de rolos de soldadura que deram excelentes resultados em muitas instalações e descreve um design de último passe de aleta para corresponder a estes designs de rolos de soldadura.

A única função dos rolos de soldadura na soldadura HF é forçar os bordos aquecidos em conjunto com pressão suficiente para fazer uma boa soldadura. O desenho do rolo de aletas deve fornecer a escumadeira completamente formada (incluindo o raio perto dos bordos), mas aberta no topo para os rolos de soldadura. A abertura é obtida como se um tubo completamente fechado tivesse sido feito de duas metades ligadas por uma dobradiça de piano na parte inferior e simplesmente separadas na parte superior (Fig. 4-1). Esta conceção de rolo de aleta permite obter este resultado sem qualquer concavidade indesejável na parte inferior.

Arranjo de dois rolos

Os rolos de soldadura devem ser capazes de fechar o tubo com pressão suficiente para perturbar os bordos, mesmo com a máquina de soldar desligada e os bordos frios. Isto requer grandes componentes horizontais de força, como sugerido pelas setas na Fig. 4-1. Uma forma simples e direta de obter estas forças é utilizar dois rolos laterais, como sugerido na Fig. 4-2.

Uma caixa de dois rolos é relativamente económica de construir. Há apenas um parafuso para ajustar durante uma corrida. Tem roscas à direita e à esquerda, e move os dois rolos para dentro e para fora em conjunto. Esta disposição é muito utilizada para pequenos diâmetros e paredes finas. A construção de dois rolos tem a vantagem importante de permitir a utilização da forma oval plana da garganta do rolo de soldadura, que foi desenvolvida pela THERMATOOL para ajudar a assegurar que os bordos do tubo são paralelos.

Nalgumas circunstâncias, a disposição de dois rolos pode ser propensa a causar marcas de redemoinho no tubo. Uma razão comum para isto é a conformação incorrecta, exigindo que os bordos dos rolos exerçam uma pressão superior à normal. As marcas de redemoinho também podem ocorrer com materiais de elevada resistência, que requerem uma pressão de soldadura elevada. A limpeza frequente dos rebordos do rolo com uma roda de flapper ou uma rebarbadora ajudará a minimizar as marcas.

A retificação dos rolos em movimento minimiza a possibilidade de retificação excessiva ou de corte do rolo, mas deve ter-se extremo cuidado ao fazê-lo. Em caso de emergência, deve ter sempre alguém junto ao E-Stop.

Fig. 4-1

Fig. 4-2

Arranjo de três rolos

Muitos operadores de moinhos preferem o arranjo de três rolos mostrado na Fig. 4-3 para tubos pequenos (até cerca de 4-1/2″O.D.). A sua principal vantagem sobre a disposição de dois rolos é que as marcas de turbilhão são praticamente eliminadas. Também permite um ajuste para corrigir o registo dos bordos, caso seja necessário.

Os três rolos, espaçados 120 graus entre si, são montados em clivagens num mandril de três mandíbulas para trabalhos pesados. Podem ser ajustados para dentro e para fora em conjunto através do parafuso do mandril. O mandril está montado numa placa traseira robusta e ajustável. O primeiro ajuste é efectuado com os três rolos bem fechados num tampão maquinado. A placa traseira é ajustada vertical e lateralmente de modo a alinhar o rolo inferior com precisão com a altura de passagem da fresa e com a linha central da fresa. Em seguida, a placa traseira é bloqueada de forma segura e não necessita de mais ajustes até à próxima mudança de rolo.

As forquilhas que seguram os dois rolos superiores estão montadas em corrediças radiais munidas de parafusos de regulação. Qualquer um destes dois rolos pode ser ajustado individualmente. Isto para além do ajuste comum dos três rolos em conjunto pelo mandril de rolos.

Dois rolos - Design do rolo

Para tubos com diâmetro externo inferior a 1,0 e uma caixa de dois rolos, a forma recomendada é mostrada na Fig. 4-4. Esta é a forma óptima. Proporciona a melhor qualidade de soldadura e a maior velocidade de soldadura. Acima de cerca de 1,0 DE, o desvio de .020 torna-se insignificante e pode ser omitido, sendo cada rolo rectificado a partir de um centro comum.

Três rolos - Design do rolo

As gargantas de soldadura de três rolos são normalmente esmeriladas, com um diâmetro DW igual ao diâmetro D do tubo acabado mais a margem de dimensionamento a

RW = DW/2

Tal como na caixa de dois rolos, utilize a Fig. 4-5 como guia para escolher o diâmetro do rolo. A folga superior deve ser de .050 ou igual à parede mais fina a ser trabalhada, o que for maior. As outras duas folgas devem ser de .060 no máximo, podendo chegar a .020 para paredes muito finas. A mesma recomendação relativa à precisão que foi feita para a caixa de dois rolos aplica-se aqui.

Fig. 4-3

Fig. 4-4

Fig. 4-5

A ÚLTIMA PASSAGEM DA BARBATANA

Objectivos da conceção

A forma recomendada para a última passagem da barbatana foi escolhida com um certo número de objectivos:

1. Para apresentar o tubo aos rolos de soldadura com o raio do bordo formado
2. Para ter arestas paralelas através do veio
3. Para obter uma abertura em V satisfatória
4. Para ser compatível com a conceção do rolo de soldadura recomendada anteriormente
5. Para ser simples de triturar.

Forma da última barbatana

A forma recomendada é ilustrada na Fig. 4-6. O rolo inferior tem um raio constante a partir de um único centro. Cada uma das duas metades do cilindro superior também tem um raio constante. No entanto, o raio do cilindro superior RW não é igual ao raio do cilindro inferior RL e os centros a partir dos quais os raios superiores são retificados são deslocados lateralmente por uma distância WGC. A própria aleta é cónica em ângulo.

Critérios de conceção

As dimensões são fixadas de acordo com os cinco critérios seguintes:

1. Os raios de retificação superiores são os mesmos que os raios de retificação do rolo de soldadura RW.
2. A circunferência GF é maior do que a circunferência GW nos rolos de soldadura numa quantidade igual à margem de compressão S.
3. A espessura da alheta TF é tal que a abertura entre os bordos estará de acordo com a Fig. 2-1.
4. O ângulo de conicidade da alheta a é tal que os bordos do tubo serão perpendiculares à tangente.
5. O espaço y entre os flanges superior e inferior do rolo é escolhido de modo a conter a tira sem marcação e, ao mesmo tempo, proporcionar um certo grau de ajuste operacional.

Caraterísticas técnicas do gerador de soldadura por indução de alta frequência:

1. Verdadeiro ajuste de potência IGBT totalmente em estado sólido e tecnologia de controlo de corrente variável, utilizando o exclusivo corte de alta frequência de comutação suave IGBT e filtragem amorfa para regulação de potência, controlo de inversor IGBT de comutação suave de alta velocidade e precisão, para alcançar a aplicação do produto 100-800KHZ/3 -300KW.
2. Os condensadores de ressonância de alta potência importados são utilizados para obter uma frequência de ressonância estável, melhorar efetivamente a qualidade do produto e realizar a estabilidade do processo de tubos soldados.
3. Substituir a tecnologia tradicional de ajuste de potência do tiristor pela tecnologia de ajuste de potência de corte de alta frequência para obter um controlo de nível de microssegundos, realizar o ajuste rápido e a estabilidade da potência de saída do processo de soldadura do tubo, a ondulação de saída é extremamente pequena e a corrente de oscilação é estável. A suavidade e a retidão da costura de solda são garantidas.
4. Segurança. Não há alta frequência e alta tensão de 10.000 volts no equipamento, o que pode evitar eficazmente a radiação, interferência, descarga, ignição e outros fenómenos.
5. Tem uma forte capacidade de resistir às flutuações de tensão da rede.
6. Tem um elevado fator de potência em toda a gama de potência, o que permite poupar energia de forma eficaz.
7. Elevada eficiência e poupança de energia. O equipamento adopta a tecnologia de comutação suave de alta potência da entrada para a saída, que minimiza a perda de energia e obtém uma eficiência eléctrica extremamente elevada, e tem um fator de potência extremamente elevado em toda a gama de potência, poupando efetivamente energia, o que é diferente do tradicional Comparado com o tipo de tubo de alta frequência, pode poupar 30-40% do efeito de poupança de energia.
8. O equipamento é miniaturizado e integrado, o que economiza muito o espaço ocupado. O equipamento não precisa de um transformador abaixador e não precisa de uma indutância grande de frequência de energia para o ajuste do SCR. A pequena estrutura integrada traz conveniência na instalação, manutenção, transporte e ajuste.
9. A gama de frequências de 200-500KHZ permite a soldadura de tubos de aço e de aço inoxidável.
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Soluções de soldadura de tubos e canos por indução de alta frequência