I soffietti in acciaio inossidabile sono ampiamente utilizzati nella compensazione di tubazioni, sistemi di tenuta, apparecchiature per il vuoto, linee petrolchimiche, apparecchiature elettriche e dispositivi di precisione. Sono apprezzati per la loro resistenza alla corrosione, flessibilità, resistenza alla fatica e capacità di assorbire vibrazioni e spostamenti. Allo stesso tempo, sono parti difficili da saldare.
Il motivo è semplice: la parete è sottile e il corpo è ondulato. Durante la saldatura, l'apporto di calore non può essere troppo elevato e la pressione della ruota di saldatura non può essere eccessiva. La giuntura deve essere continua e a tenuta-a tenuta, ma i picchi, gli avvallamenti e le aree di transizione dell'ondulazione non devono essere schiacciati o fessurati. Se la corrente, la velocità di saldatura, la pressione della ruota, il posizionamento dell'attrezzatura o il metodo di raffreddamento non sono ben controllati, potrebbero verificarsi bruciature-, crepe, danni alle pareti o guasti alle giunzioni. Nei casi più gravi, l'intera parte può essere rifiutata.
UNSaldatrice continua MFDCè adatto per giunzioni circonferenziali, longitudinali e giunti tra sezioni di soffietto e tubi terminali, flange o raccordi. Fornisce un'uscita di corrente stabile, un apporto di calore concentrato e capacità di saldatura continua. Tuttavia, una macchina adatta non garantisce un processo stabile. La vera sfida nella saldatura a soffietto in acciaio inossidabile è mantenere l'apporto di calore, la pressione della mola, il supporto dell'attrezzatura e il ritmo di saldatura entro un intervallo ristretto e ripetibile.
Perché i soffietti in acciaio inossidabile si rompono durante la saldatura continua?
Le pareti sottili hanno poca tolleranza al calore o alla pressione eccessivi
I tubi standard solitamente hanno pareti più spesse e una maggiore tolleranza al processo. I soffietti in acciaio inossidabile sono diversi. Le loro pareti sono sottili e la struttura ondulata rende la distribuzione della forza non uniforme. Quando la ruota di saldatura preme contro la parete del tubo, una pressione leggermente eccessiva può danneggiare le punte della corrugazione. Se la pressione è troppo bassa, il contatto tra la ruota e la parete del tubo diventa instabile, il che potrebbe causare surriscaldamento localizzato o bruciatura-.
Per questo motivo la rottura del soffietto raramente è causata solo da "troppa corrente" o "troppa pressione". Di solito accade quando l'apporto di calore e la forza meccanica non sono controllati insieme. Per ridurre il rischio di fessurazioni sono necessari un apporto di calore stabile e una pressione uniforme delle ruote.
L'acciaio inossidabile non dissipa rapidamente il calore
L’acciaio inossidabile conduce il calore più lentamente dell’acciaio al carbonio. Durante la saldatura, il calore tende a rimanere vicino alla giunzione. Per i soffietti a parete-sottile, ciò crea un chiaro problema: la temperatura locale aumenta rapidamente, la resistenza della parete del tubo diminuisce e durante il raffreddamento si sviluppa uno stress da contrazione.
Se la corrente di saldatura è troppo elevata, la velocità di saldatura è troppo lenta o il raffreddamento non è sufficiente durante la saldatura continua, può accumularsi calore in prossimità della giunzione. Inizialmente, ciò potrebbe apparire solo come uno scolorimento. Il proseguimento della produzione potrebbe causare bruciature-, crepe, infragilimento delle cuciture o scarsa tenuta-delle perdite.
I picchi e le valli dell'ondulazione ricevono la forza in modo diverso
I soffietti non sono tubi lisci. I picchi, le valli e le zone di transizione della ondulazione hanno rigidità diverse. Se il profilo della ruota di saldatura non corrisponde al pezzo da lavorare, la pressione può concentrarsi in una piccola area. L'area del picco rialzato potrebbe essere schiacciata, mentre l'area della valle potrebbe presentare un contatto instabile e un surriscaldamento locale.
Questo è il motivo per cui la saldatura continua a soffietto in acciaio inossidabile non può semplicemente utilizzare i parametri della saldatura di lamiere piane o tubi standard. La stessa corrente e pressione possono funzionare su una parte piatta ma rompere una struttura ondulata sottile.
Problemi comuni di fessurazione delle pareti dei tubi durante la produzione
Piccole crepe lungo il bordo della saldatura
Queste crepe possono essere molto piccole e potrebbero non essere visibili immediatamente dopo la saldatura. Possono comparire durante le prove di tenuta, le prove idrostatiche, le prove di flessione o il successivo assemblaggio. Le cause più comuni includono un eccessivo apporto di calore, fusione incompleta, stress da contrazione da raffreddamento, difetti del materiale di base o scarsa pulizia pre-della saldatura.
Se le crepe sono concentrate lungo il bordo di saldatura, controllare la corrente di saldatura, la velocità di saldatura, la pressione della ruota, la formazione della saldatura e le condizioni della superficie del materiale.
Screpolature sui picchi delle ondulazioni
Se le crepe si verificano principalmente sui picchi dell'ondulazione, è necessario controllare prima la pressione della ruota di saldatura, il profilo della ruota, il supporto interno e il supporto dell'attrezzatura. Il picco è la parte più esposta del soffietto ed è più probabile che la pressione della ruota si concentri lì. Senza un adeguato supporto interno o strumenti di adattamento-, l'area sottile del picco può essere facilmente schiacciata o fessurata.
Questo problema non può essere risolto riducendo solo la corrente perché la causa principale è spesso la forza meccanica concentrata.
Aperture locali passanti-o su pareti-sottili
Il burn-through locale- è solitamente correlato a corrente eccessiva, velocità di saldatura lenta, contatto instabile della ruota o pressione insufficiente. Quando la ruota di saldatura non entra in contatto uniforme con la parete del tubo, la corrente potrebbe concentrarsi in un'area molto piccola, provocando un surriscaldamento locale istantaneo.
Questo tipo di difetto è solitamente visibile. L'area di saldatura potrebbe presentare annerimenti, buchi, bordi crollati o schizzi di metallo.
Fessurazione locale dopo saldatura continua circonferenziale
Quando i soffietti vengono saldati a tubi terminali, flange o raccordi, una scarsa concentricità, eccessivi spazi di assemblaggio, un bloccaggio instabile o una rotazione irregolare possono causare stress da ritiro locale dopo la saldatura. La giunzione circonferenziale può sembrare continua, ma una sezione potrebbe rompersi durante il raffreddamento o il test di pressione.
In questo caso i parametri di saldatura non sono l’unica cosa da controllare. La precisione dell'assemblaggio e la stabilità rotazionale sono altrettanto importanti.
Problema 1: l'apporto di calore non è adeguatamente controllato
Una corrente eccessiva o una velocità di saldatura lenta possono causare bruciature-through
Una saldatrice continua MFDC fornisce un'uscita di corrente stabile, ma i soffietti a parete-sottile sono altamente sensibili al calore. Una corrente eccessiva, un'energia di impulso eccessiva o una velocità di saldatura lenta possono mantenere l'area di giunzione ad alta temperatura per troppo tempo.
Il surriscaldamento può causare ben più che un semplice burn-through. Potrebbe anche causare uno scolorimento scuro della saldatura, un ammorbidimento delle pareti del tubo, un infragilimento vicino al bordo della saldatura e crepe durante il raffreddamento. Per i soffietti che richiedono tenuta, resistenza alla pressione o resistenza alla fatica, questi difetti rappresentano seri rischi a lungo termine.
Durante la configurazione, non puntare solo a una saldatura visibile o completamente fusa. Prestare attenzione anche alla deformazione della parete del tubo, al surriscaldamento, al colore anomalo della saldatura e alla stabilità del test di tenuta.
Anche una corrente troppo bassa o una velocità di saldatura eccessiva possono creare rischio di fessurazione
Alcuni operatori riducono la corrente o aumentano la velocità per evitare il burn-through. Ciò può ridurre il calore visibile, ma se la giunzione non è completamente fusa, l'area non fusa può diventare un punto di partenza di crepe durante prove di tenuta, prove di pressione, vibrazioni o carichi di fatica.
Prevenire le crepe non significa semplicemente ridurre il calore. La cucitura deve evitare il surriscaldamento pur ottenendo una corretta fusione. Un approccio affidabile consiste nell'utilizzare test a campione per trovare una finestra di processo stabile che soddisfi i requisiti di resistenza e tenuta con il minor apporto di calore non necessario.
Il calore si accumula durante la saldatura continua
Un campione riuscito non garantisce una produzione di massa stabile. Durante la saldatura continua, la ruota di saldatura, gli elettrodi, il pezzo in lavorazione e i componenti conduttivi si riscaldano. Se il raffreddamento non riesce a tenere il passo, le parti successive potrebbero mostrare un colore della saldatura più scuro, più spruzzi, più crepe o variazioni nella resistenza della saldatura.
Per questo motivo, la validazione del processo non dovrebbe basarsi solo su un singolo campione. Si consiglia un breve test di saldatura continuo per confrontare le prime parti con le parti successive in termini di aspetto della saldatura, risultati del test di tenuta, fessurazione e stabilità dimensionale.
Problema 2: la pressione e il contatto della ruota di saldatura sono instabili
Una pressione eccessiva può rompere i tubi-a parete sottile
Le pareti del soffietto sono sottili, quindi una forte pressione non dovrebbe essere utilizzata semplicemente per forzare il contatto. Se la pressione è troppo elevata, i picchi dell'ondulazione, le transizioni terminali e le sezioni deboli potrebbero essere schiacciati o fessurati. Per i soffietti in acciaio inossidabile-con pareti sottili, una pressione stabile e uniforme è più importante di una pressione più elevata.
Se i picchi della ondulazione sono appiattiti, i segni delle ruote sono troppo profondi o compaiono crepe nei punti di contatto della pressione, controllare innanzitutto se la pressione è troppo elevata, se l'area di contatto della ruota è troppo piccola e se il pezzo ha un supporto interno sufficiente.
Una pressione troppo bassa può causare un surriscaldamento locale
Se la pressione è troppo bassa il contatto tra la ruota di saldatura e la parete del tubo diventa instabile. La corrente si concentra quindi in punti di contatto più piccoli. La pressione può sembrare più sicura, ma la temperatura locale può diventare ancora più elevata, causando bruciature, spruzzi o crepe.
Nella saldatura continua, la pressione, la corrente e la velocità di saldatura devono essere regolate insieme. Ridurre la corrente senza controllare la pressione, o aumentare la pressione senza controllare le condizioni di contatto, raramente risolve la rottura in modo stabile.
Un profilo inadeguato della ruota di saldatura può causare danni locali
I soffietti in acciaio inossidabile hanno una geometria speciale. Se si utilizza una ruota per saldatura continua di lamiere piatte-standard, la larghezza di contatto potrebbe essere troppo stretta, concentrando la forza in un'area piccola. Per diversi diametri di tubo, altezze di ondulazione e posizioni di saldatura, il profilo della ruota deve essere adattato al pezzo da lavorare.
Per i soffietti a parete sottile-, la ruota di saldatura e la struttura di supporto giuste spesso migliorano il risultato in modo più efficace rispetto alle sole modifiche dei parametri. La ruota dovrebbe fornire un contatto stabile ed evitare un'eccessiva pressione locale su picchi, bordi o aree di transizione.
Il disallineamento delle ruote crea ripetute variazioni di pressione
Durante la saldatura continua circonferenziale, il tubo ruota. Se la ruota di saldatura e la linea centrale del tubo non sono allineate, la pressione cambia durante ogni rotazione. Alcune sezioni potrebbero surriscaldarsi, mentre altre potrebbero schiacciarsi, provocando crepe locali o cuciture incoerenti.
Prima della saldatura, controllare l'allineamento delle ruote, la concentricità del bloccaggio del pezzo e la stabilità rotazionale. Se il tubo salta o gira in modo eccentrico durante la rotazione, la qualità della saldatura sarà difficile da controllare.
Problema 3: gli strumenti e il supporto interno non sono adeguati
Senza supporto interno, i tubi a parete-sottile possono collassare
Quando si saldano soffietti a parete-sottile, il supporto interno è molto importante. Senza un mandrino adatto o un supporto interno, la pressione della ruota agisce direttamente sulla parete sottile del tubo, che può deformare, appiattire o rompere la parte.
Il ruolo del supporto interno non è solo quello di sostenere il pezzo. Aiuta a mantenere la rotondità e consente alla pressione della ruota di agire in modo più uniforme sull'area di saldatura. Ciò è particolarmente importante quando la sezione del soffietto si collega a un tubo terminale, una flangia o un raccordo, poiché la rigidità cambia bruscamente in quelle aree.
Un bloccaggio instabile può causare lo spostamento del pezzo durante la saldatura
Se il soffietto non è bloccato saldamente, il pezzo potrebbe spostarsi, oscillare o fuoriuscire durante la saldatura. Per le parti più spesse, questo piccolo movimento potrebbe non avere molta importanza. Per i soffietti a parete-sottile, ciò può causare sfalsamenti della saldatura, graffi sulle ruote, crepe locali o disallineamento dei giunti.
L'attrezzatura deve sostenere la parte in modo stabile senza-serrare eccessivamente e lasciare segni all'esterno dell'area di saldatura. Nelle cuciture circonferenziali anche il meccanismo di rotazione deve funzionare in modo fluido e senza salti.
Spazi eccessivi tra il tubo terminale, la flangia e il soffietto aumentano il rischio di rotture
Quando i soffietti vengono uniti a tubi o flange terminali, estremità irregolari, disallineamento eccessivo o spazi inconsistenti possono causare forza e calore irregolari durante la saldatura continua. Dopo il raffreddamento, queste aree possono diventare punti di innesco delle cricche.
Un assemblaggio scadente di solito non può essere risolto solo con i parametri di saldatura. Prima della saldatura, controllare la planarità delle estremità, la concentricità, le condizioni di adattamento-e la stabilità del bloccaggio per ridurre la deviazione strutturale durante la saldatura.
Problema 4: il materiale e la preparazione pre-della saldatura non sono adeguatamente controllati
I difetti del materiale di base possono trasformarsi in crepe dopo la saldatura
Se il materiale del soffietto in acciaio inossidabile contiene inclusioni, microfessure, spessore della parete irregolare, danni da formatura o difetti di fatica locali, il ciclo termico di saldatura può peggiorare questi difetti. Se alcune parti si rompono con gli stessi parametri mentre altre rimangono stabili, è necessario controllare il materiale in entrata insieme alla macchina.
Per i soffietti a parete-sottile, il materiale ha un margine minimo per i difetti. Prima della saldatura, è utile controllare lo spessore della parete, la qualità della formazione dell'ondulazione, i graffi superficiali, la qualità finale e la consistenza del lotto.
Olio, umidità o ossido nell'area di saldatura influiscono sulla formazione della saldatura
Olio, umidità, ossidi, polvere e residui di lavorazione possono influenzare il contatto della mola e la formazione della saldatura. La saldatura in un ambiente umido può anche introdurre pori, contaminazione e difetti locali.
La pulizia pre-della saldatura può sembrare semplice, ma è fondamentale per la sigillatura e la pressione delle parti. L'area di saldatura deve essere asciutta e pulita e le estremità devono essere prive di olio, ossido, acqua e detriti visibili.
Il materiale attaccato alla ruota di saldatura può lacerare la parete del tubo
Se sulla superficie della ruota di saldatura sono presenti aderenze metalliche, graffi, segni di usura o sbavature, potrebbe trascinarsi contro la parete sottile del tubo durante la saldatura. Poiché le pareti del soffietto sono molto sottili, anche una leggera trazione può creare piccoli strappi.
La ruota di saldatura deve essere pulita, rivestita e sostituita regolarmente per mantenere la superficie liscia, il profilo stabile e il raffreddamento efficace. Non attendere la comparsa di difetti di saldatura o danni alle pareti del tubo prima di effettuare la manutenzione della ruota.
Come ridurre le crepe nella saldatura continua a soffietto in acciaio inossidabile?
Costruisci prima una finestra di processo stabile
Durante la configurazione, non regolare solo la corrente. Registra insieme la corrente, la velocità di saldatura, la modalità a impulsi, la pressione della ruota, il tempo di compressione, le condizioni di raffreddamento e i risultati post-della saldatura.
Un buon set di parametri dovrebbe soddisfare tre condizioni: assenza di bruciatura-through, fusione corretta della saldatura e prestazioni stabili del test di tenuta o pressione. Giudicare solo dall’apparenza può facilmente portare a conclusioni errate.
Utilizzare ruote di saldatura e strutture di supporto progettate per soffietti
La saldatura a soffietto deve utilizzare ruote di saldatura adatte al diametro del tubo, all'altezza della corrugazione e alla posizione di saldatura. Se necessario, utilizza un mandrino interno, una ruota di supporto o un dispositivo di adattamento-in modo che la pressione sia distribuita uniformemente nell'area di saldatura.
Non utilizzare una ruota per saldatura continua di lamiere piatte-standard per ogni specifica del soffietto. Spessori delle pareti, altezze delle ondulazioni e strutture dei giunti diversi possono richiedere design di ruote e supporti diversi.
Controlla gli spazi-di adattamento e la concentricità
Prima della saldatura, controllare la planarità delle estremità, il disadattamento, la concentricità e la stabilità del bloccaggio. Nelle cuciture circonferenziali il pezzo deve ruotare dolcemente senza salti o movimenti eccentrici.
Quanto più stabile è l'assemblaggio, tanto più facile sarà mantenere costanti i parametri di saldatura. Se l'adattamento- presenta deviazioni importanti, una saldatura stabile è difficile, indipendentemente da come vengono regolati i parametri.
Controllare il ritmo di saldatura per evitare l'accumulo di calore
Durante la produzione continua, monitorare la temperatura della ruota di saldatura, la temperatura del pezzo e le variazioni di colore della saldatura. Se le crepe aumentano nelle parti successive, il problema potrebbe non essere un cambiamento improvviso dei parametri. Potrebbe trattarsi di accumulo di calore o raffreddamento insufficiente.
Ciò può essere migliorato ottimizzando il tempo di ciclo, rafforzando il raffreddamento e controllando regolarmente le condizioni della ruota di saldatura. Per la produzione in batch, registra le modifiche della saldatura durante il funzionamento continuo, non solo il risultato del primo-pezzo.
Pulire prima della saldatura e raffreddare sotto controllo dopo la saldatura
Rimuovere olio, umidità e ossidi prima della saldatura. Dopo la saldatura, evitare un raffreddamento forzato improvviso e uno spostamento anticipato del pezzo. Per i prodotti con requisiti elevati-, eseguire test di tenuta, pressione o non{3}}distruttivi in base allo standard del cliente.
Questi passaggi possono sembrare semplici, ma per i soffietti in acciaio inossidabile a pareti sottili- spesso hanno un impatto diretto sulla resa.
Domande frequenti
D: Una saldatrice continua MFDC è adatta per soffietti in acciaio inossidabile?
R: Sì, ma sono necessari la ruota di saldatura, l'attrezzatura, il supporto interno e i parametri corretti. I soffietti hanno pareti sottili, pertanto le impostazioni standard per la saldatura continua di lamiere piatte-non devono essere applicate direttamente.
D: Perché i soffietti in acciaio inossidabile si rompono durante la saldatura?
R: Le cause più comuni includono apporto di calore eccessivo o insufficiente, pressione irregolare della ruota, supporto inadeguato dell'attrezzatura, disallineamento della ruota, difetti del materiale, scarsa pulizia pre-saldatura e raffreddamento post-saldatura inadeguato.
D: Abbassare la corrente può prevenire le fessurazioni?
R: Non sempre. Una corrente eccessiva può causare bruciature-, ma una corrente troppo bassa può causare una fusione incompleta, che può rompersi durante i test di tenuta o pressione. Una finestra di processo stabile deve essere confermata attraverso test a campione.
D: Una pressione inferiore della ruota di saldatura è sempre più sicura?
R: No. Una pressione eccessiva può rompere la parete del tubo, ma una pressione troppo bassa può causare un contatto instabile e un surriscaldamento locale. La pressione deve corrispondere allo spessore della parete, alla geometria dell'ondulazione, al profilo della ruota e al metodo di supporto.
Conclusione
La rottura delle pareti dei tubi nelle saldature continuative a soffietto in acciaio inossidabile solitamente non è causata da un solo parametro. I fattori reali da controllare sono l'apporto di calore, la pressione della ruota di saldatura, il supporto dell'attrezzatura, la precisione dell'assemblaggio, le condizioni del materiale e il raffreddamento post-saldatura.
Ridurre la corrente da sola non è sufficiente e il semplice aumento della pressione può creare nuovi problemi. Un approccio più affidabile consiste nel costruire una finestra stabile del processo di saldatura, quindi utilizzare ruote di saldatura, supporto interno, dispositivi e metodi di raffreddamento controllato che si adattino alla struttura del soffietto. Per applicazioni di tenuta, pressione o alta-affidabilità, è necessario utilizzare prove di tenuta, prove idrostatiche o prove non-distruttive per confermare la qualità della saldatura.
Se hai a che fare con crepe, bruciature-, scarsa tenuta- dei soffietti in acciaio inossidabile o guasti alle giunzioni, puoi inviare a Haifei il materiale del soffietto, lo spessore delle pareti, le dimensioni dell'ondulazione, la posizione della saldatura, la struttura del giunto, i requisiti di test e l'obiettivo di produzione. Possiamo aiutarvi a valutare una saldatrice continua MFDC, un'attrezzatura per ruote di saldatura e una soluzione di saldatura continua automatizzata adatta in base al vostro pezzo reale.
