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Schweißqualitätskontrolle von längsnahtgeschweißten Stahlrohren

Längsgeschweißte Stahlrohre sind eine Art Stahlrohr mit Schweißnähten parallel zur Längsrichtung des Rohrs. Sie werden im Allgemeinen in metrische elektrisch geschweißte Stahlrohre, elektrisch geschweißte dünnwandige Rohre, Transformator-Kühlölrohre usw. eingeteilt. Der Produktionsprozess von längsgeschweißten Stahlrohren ist einfach, mit hoher Produktionseffizienz, niedrigen Kosten und schneller Entwicklung. Obwohl spiralgeschweißte Rohre typischerweise eine höhere Festigkeit aufweisen als längsgeschweißte, können geschweißte Rohre mit größerem Durchmesser aus schmaleren Knüppeln hergestellt werden und Rohre mit unterschiedlichen Durchmessern können mit derselben Knüppelbreite hergestellt werden. Im Vergleich zu Längsrohren gleicher Länge erhöht sich die Schweißnahtlänge jedoch um 30 % bzw. 100 %, was zu einer langsameren Produktionsgeschwindigkeit führt.

Schweißfrequenz

Hochfrequenzstrom (HF) beeinflusst die Gleichmäßigkeit der Stromverteilung innerhalb der Stahlplatte. Bei der Auswahl der HF-Schweißfrequenz sollten sowohl die Wärmeeindringtiefe als auch der Proximity-Effekt berücksichtigt werden. Im Allgemeinen kann eine entsprechende Erhöhung der Stromfrequenz elektrische Energie einsparen, die Schweißqualität verbessern und die Größe der Wärmeeinflusszone (WEZ) verringern. In Bezug auf die Schweißeffizienz sind höhere Frequenzen vorzuziehen. Beispielsweise kann ein HF-Strom von 100kHz 0,1 mm in ferritischen Stahl eindringen, während 400kHz nur 0,04 mm eindringen können, was bedeutet, dass die Stromdichteverteilung auf der Stahlplattenoberfläche für letztere fast 2,5-mal höher ist.

In der Produktionspraxis wird zum Schweißen von unlegiertem Stahl typischerweise ein Frequenzbereich von 350–450 kHz gewählt. Zum Schweißen von legiertem Stahl mit einer Dicke von mehr als 10 mm kann aufgrund der unterschiedlichen Skin-Effekte, die durch in legiertem Stahl vorhandene Elemente wie Chrom, Zink, Kupfer und Aluminium verursacht werden, eine Frequenz von 50–150 kHz gewählt werden.

Schweißleistung

Eine unzureichende Erwärmung der Rohrknüppelnut aufgrund zu geringer Leistung kann zu Schweißfehlern wie unvollständiger Verschmelzung, Ablösung und Einschlüssen führen. Andererseits beeinträchtigt übermäßige Leistung die Schweißstabilität, wodurch die Heiztemperatur der Rohrknüppelnut die erforderliche Schweißtemperatur überschreitet, was zu starker Spritzbildung, Nadellöchern, Schlackeneinschlüssen und anderen Fehlern, den sogenannten Überbrennfehlern, führt. Die Eingangsleistung beim HF-Schweißen sollte basierend auf der Rohrwandstärke und der Umformungsgeschwindigkeit angepasst werden. Unterschiedliche Umformungsmethoden, Gerätekonfigurationen und Stahlsorten müssen durch praktische Experimente optimiert werden.

Neben den oben genannten Faktoren sind Schweißgeschwindigkeit, Schweißmethode, Schweißextrusionskraft und die Verwendung von Impedanzgeräten ebenfalls entscheidende Elemente bei der Kontrolle der Qualität von HF-geschweißten Rohren. Die Beherrschung dieser Qualitätskontrollfaktoren ist für die Herstellung hochwertiger Produkte von entscheidender Bedeutung.