Лекція 21. Тема 6.7. Індукційний безконтактний метод зварювання труб.

Лекція 21. Тема 6.7.  Індукційний безконтактний метод зварювання труб.

      Індукційно-пресове зварювання здійснюється індукованим змінним струмом і пресуванням нагрітого металу. Індуктор являє собою інструмент у вигляді металевого кільця, що надівається на стик труб, які підлягають зварюванню. Під впливом високочастотного струму, що проходить по індуктору, утворюється високочастотне магнітне поле. Це поле створює в металі індукований струм, щільність якого регулюється частотою струму в індукторі. Застосування струму радіочастотного діапазону (300000 - 500000 Гц) дозволяє отримувати більш високу концентрацію енергії, ніж при контактному і дуговому зварюванні. Струмами підвищених частот зварюють більш тонкий метал.

      За допомогою індуктора виконують також термічну обробку зварних з'єднань. Індукційно-пресове зварювання застосовують не тільки для з'єднання тонкостінних труб, але і для виготовлення тонкостінних балок. 

 Рисунок 1.Схема індукційного зварювання труб: 1- труба; 2- індуктор; 3-сердечник; 4- обтискні ролики.

      Індукційним зварюванням виготовляють водо, газопровідні труби діаметром від 21 до 165 мм, а також труби які використовують для будівництва магістральних трубопроводів газу і нафти діаметром до 426 мм. Для нагрівання трубної заготовки використовують прямолінійні індуктори з магнітопроводом, які призначені для концентрації магнітного потоку. Крайки трубної заготовки проходять в безпосередній близькості до індуктора і нагріваються до зварювальної температури.

     Магнітний потік, який утворюється струмом індуктору , перетинає трубну заготовку перпендикулярно її поверхні. Струм, який накопичується в трубній заготовці, протікає вздовж її крайок. Нагріті крайки за допомогою зварювальних валків зближаються під тиском, достатнім для того щоб здійснити зварювання і витиснути окисли металу в грат. Грат видаляють механічним шляхом. Кількість індукторів обирають в залежності від необхідної швидкості зварювання. На одній станині послідовно можуть бути встановлені один або два і три індуктори.

Робочу частоту струму встановлюють в відповідності з матеріалом штрипсу і його товщиною так, щоб забезпечити проникнення струму по всьому перерізу товщини штрипсу. Для індукційного зварювання зазвичай застосовують наступні частоти зварювального струму:

   Відмінною особливістю процесу формовки при індукційному зварюванню є необхідність отримання суто циліндричної заготовки. Це можливо при застосуванні спеціального калібрування валків формувального стану.

     Застосування струму високої частоти (1000 – 8000 Гц) забезпечує рівномірне прогрівання крайок по всій довжині ділянки заготовки, яка знаходиться під індуктором. Це дає можливість уникнути структури шва у вигляді стрічок. Якісний шов при індукційному зварюванню труб із низько вуглецевих сталей отримується при температурі нагрівання крайок заготовки 1380 – 1450⁰С; величина осадки кромок  (від товщини стінки труби ) 0,5 – 1,3; напруга осадки 40 -90 Мпа.

      Схема технологічного процесу  виготовлення труб індукційним зварюванням аналогічна схемі виробництва труб контактним електрозварюванням методом опору.

      Часто в лінії станів для індукційного зварювання труб встановлюють редукційні стани, це дозволяє розширити діапазон виготовляємих труб та значно підвищити їх якість. При індукційному зварюванні завдяки безконтактному способу нагрівання якість зварювання не залежить від фізичного стану крайок трубної заготовки. Тому гарячекатаний штрипс , який використовують в якості вихідної заготовки , не потребує попереднього очищення від окалини і спеціальної обробки торців заготовки. Крім цього є ще одна перевага – не відбувається зносу струмопровідних пристроїв. Тому до складу лінії зварювання не входять дискові ножиці і установки для очищення окалини.

Контрольні питання.

1.Поясніть суть індукційного зварювання труб.

2.Для чого застосовують труби зварені індукційним способом?

3.На що впливає підвищена частота струму?

4.Назвіть основні операції технологічного процесу отримання труб індукційним зварюванням.

5.Назвіть переваги цього способу зварювання. У чому його унікальність?