مناقشة حول عيوب اللحام للأنابيب الملحومة بالقوس المغمور ذات التماس المستقيم الرقيق

1. عيوب اللحام في الأنابيب الملحومة بالقوس المغمور ذات التماس المستقيم

1.1 الاحتراق

الاحتراق عبارة عن ثقب يتكون من المعدن السائل المنصهر الذي يتدفق من الجزء الخلفي من اللحام أثناء اللحام. غالبًا ما يحدث الاحتراق أثناء لحام الأنابيب الملحومة ذات الجدران الرقيقة. يمكن التخلص من الاحتراق في عملية إنتاج الأنابيب الفولاذية الملحومة عن طريق تقليل تيار اللحام وزيادة سمك الحافة الحادة.

1.2 تقويض

القطع السفلي هو الأخدود والحشو غير المكتمل الذي يتكون من معدن اللحام على المادة الأم المجاورة لإصبع اللحام. يتم إنشاء قطع سفلية على جانبي اللحام أثناء اللحام عالي السرعة بتيار منخفض، والتي يمكن التخلص منها عن طريق زيادة مدخلات الحرارة؛ يمكن إزالة القطع السفلية الناتجة عن الإزاحة الكبيرة لنقطة اللحام للأنابيب الملحومة بالقوس المغمور ذات الجدران المستقيمة الرقيقة عن طريق ضبط موضع نقطة اللحام في نهاية الأنبوب.

1.3 المسامية

المسام الناتجة عن عملية اللحام للأنابيب الملحومة بالقوس المغمور ذات التماس المستقيم الرقيق هي المسام التي يتكونها غاز ثاني أكسيد الكربون المتولد أثناء التفاعل المعدني، والذي ليس لديه وقت للهروب أثناء عملية التبلور ويبقى داخل اللحام. يمكن إزالة المسام السطحية في عملية إنتاج الأنابيب الفولاذية الملحومة عن طريق زيادة تيار الأسلاك الثلاثة. يمكن إزالة المسام الدودية في عملية إنتاج الأنابيب الفولاذية الملحومة عن طريق تقليل تيار السلكين الأول والثاني وزيادة تيار السلك الثالث. لم يتم العثور على أي مسام عندما تم إنتاج الأنابيب الفولاذية الملحومة باستخدام نفس عملية اللحام.

2. العوامل المؤثرة على التماس المستقيم للأنابيب الملحومة بالقوس المغمور

2.1 تأثير قطر الأنبوب

يرتبط توليد عيوب اللحام بظروف اللحام. التغيرات في الأمور المتعلقة بعملية لحام الأنابيب الملحومة قد تؤدي إلى عيوب اللحام. نظرًا لاختلاف أقطار الأنابيب، فإن حالة الضغط لمعدن المسبح المنصهر في لحام الأنابيب الملحومة، وتأثير 'العبوس' على زاوية الأخدود، وحجم زاوية الحافة الحادة تختلف عن تلك ذات القطر الكبير أنابيب ملحومة. يتدفق المعدن السائل الموجود في البركة المنصهرة تحت تأثير قوى مختلفة. بالإضافة إلى ضغط القوس، يتأثر المعدن السائل أيضًا بالجاذبية والقوة الكهرومغناطيسية والتوتر السطحي وقوة تدفق البلازما والقوة الخارجية. التغييرات في حجم أو اتجاه أي من هذه القوى سوف تسبب تغييرات في نطاق التدفق أو اتجاه التدفق للمعدن السائل، مما يؤدي إلى تغييرات في شكل البركة المنصهرة.

2.2 تأثير سمك الجدار

إن المدخلات الحرارية للأنبوب الملحوم بالقوس المغمور ذو التماس المستقيم يتناسب مع سمك الجدار. مع انخفاض سمك الجدار، تنخفض أيضًا قدرة تحمل الجزء السفلي من حوض السباحة المنصهر، ويكون اللحام عرضة للاحتراق، وبالتالي فإن مدخلات حرارة اللحام تنخفض أيضًا وفقًا لانخفاض سمك الجدار. يرتبط الدخل الحراري بالتوتر السطحي للمعدن السائل في البركة المنصهرة. تسمى القوة الممتدة على طول سطح السائل والتي تجعل السطح يميل إلى الانكماش بالتوتر السطحي للسائل، ويتناقص التوتر السطحي مع زيادة درجة الحرارة. تتناسب درجة حرارة البركة المنصهرة مع مدخلات الحرارة. كلما كانت كمية الحرارة الداخلة أصغر، انخفضت درجة حرارة البركة المنصهرة بشكل أسرع، وزاد التوتر السطحي للبركة المنصهرة. يمنع التوتر السطحي تدفق معدن البركة المنصهر تحت تأثير قوة القوس. كلما زاد التوتر السطحي، قل نطاق تدفق المعدن السائل في البركة المنصهرة، ومن السهل إنتاج لحام ضيق وعالي.

3. تحليل أسباب عيوب الأنابيب الملحومة بالقوس المغمور ذات التماس المستقيم

3.1 الاحتراق

أثناء اللحام، تتجاوز كتلة المعدن السائل في البركة المنصهرة قدرة تحمل المعدن في الجزء السفلي من البركة المنصهرة، مما يؤدي إلى الاحتراق. ترتبط كتلة المعدن السائل في البركة المنصهرة بإدخال الحرارة. كلما زاد الدخل الحراري، زادت كتلة المعدن المنصهر. تتأثر قدرة تحمل المعدن الموجود في قاع البركة المنصهرة بعدة عوامل: كلما زاد التيار، ارتفعت درجة الحرارة في قاع البركة المنصهرة، وانخفضت قوتها، وصغرت قدرتها على التحمل؛ كلما كانت سماكة الجدار في قاع البركة المنصهرة أصغر، كلما قلت قدرتها على التحمل؛ كلما كانت فجوة الأخدود أكبر، كلما كانت قدرتها على التحمل أصغر؛ كلما زاد عمق الأخدود أو الزاوية على الجزء الخلفي من اللحام، كلما كانت قدرة تحمله أصغر؛ كلما كان اللحام المسبق أرق، كلما كانت قدرة تحمله أصغر. عند إنتاج الأنابيب الملحومة بالقوس المغمور ذات الجدران الرفيعة والمستقيمة، لتجنب الاحتراق، يجب اختيار مدخلات الحرارة المناسبة وتيار اللحام وحجم الأخدود.

3.2 المسامية

مدخلات حرارة اللحام صغيرة، ويتجمد المجمع المنصهر بسرعة، ويتم تقصير الوقت اللازم لخروج غاز ثاني أكسيد الكربون من المجمع المنصهر، ويكون اللحام عرضة للمسام؛ يكون اختراق اللحام كبيرًا أو اللحام مرتفعًا، وتصبح مسافة خروج غاز ثاني أكسيد الكربون من المجمع المنصهر أطول، ويكون اللحام أيضًا عرضة للمسام. العوامل التي تؤدي إلى انخفاض مدخلات حرارة اللحام، أو زيادة الاختراق، أو زيادة ارتفاع اللحام الزائد قد تؤدي إلى وجود مسام في اللحام: تيار اللحام صغير جدًا أو كبير جدًا، وعمق الأخدود كبير جدًا، وفجوة الحافة الحادة كبيرة جدًا، ' العبوس خارج الأنبوب الفولاذي كبير جدًا، وسيولة التدفق ضعيفة. عند إنتاج أنابيب ملحومة بالقوس المغمور ذات الجدران الرفيعة والمستقيمة، تحت تأثير الجاذبية، تكون الزيادة في ارتفاع اللحام الداخلي وانخفاض مدخلات الحرارة عرضة للمسام السطحية؛ عندما يكون 'العبوس' الخارجي كبيرًا، يزداد تأثير الجاذبية، وتزداد احتمالية حدوث عيوب في المسام. عند لحام الأنابيب الملحومة بالقوس المغمور ذات التماس المستقيم الرقيق، لمنع تكوين مسام ثاني أكسيد الكربون في اللحام، يجب التحكم في قيمة 'العبوس' اللحام، ويجب أن يكون هناك مدخلات حرارة كافية، كما يجب التحكم في ارتفاع اللحام .

3.3 تقويض

يحدث عيب القطع السفلي بسبب تغير في حجم أو اتجاه القوة المؤثرة على البركة المنصهرة أثناء اللحام، مما يتسبب في تغيير اتجاه أو نطاق تدفق المعدن في البركة المنصهرة، ولا تكون حافة البركة المنصهرة مليئة بالمعدن. عندما يكون هناك إزاحة نقطة لحام، يتأثر المعدن المنصهر بالجاذبية لإنتاج تدفق متحيز، مما يجعل من السهل إنتاج تقويض فوق اللحام. عندما يكون مدخل الحرارة صغيرًا جدًا، تكون درجة حرارة حوض السباحة المنصهر منخفضة، ويكون معدل التبريد سريعًا، ويزداد التوتر السطحي لحوض السباحة المنصهر بشكل حاد، وينخفض ​​نطاق تدفق معدن حمام السباحة المنصهر، ومن السهل إنتاج تقويض على جانبي اللحام. عندما تكون سرعة تغذية السلك غير مستقرة، يتقلب تيار اللحام أو الجهد بشكل كبير، ويتقلب أيضًا ضغط القوس على معدن المسبح المنصهر، ويتقلب نطاق تدفق المعدن، وتكون حافة اللحام عرضة للتقويض. عند إنتاج أنابيب ملحومة ذات جدران رقيقة، يجب التحكم في إزاحة اللحام، ويجب ألا يكون مدخل الحرارة صغيرًا جدًا، ويجب تعديل سرعة تغذية السلك لتكون مستقرة لمنع اللحام من التقويض.

التدابير الموصى بها

عند إنتاج أنابيب ملحومة بالقوس المغمور ذات الجدران المستقيمة الرقيقة، من الضروري منع عيوب اللحام مثل الاحتراق والمسام والقطع السفلية. يجب التحكم بشكل صارم في العوامل التي تؤثر على توليد عيوب اللحام، مثل التحكم في مدخلات حرارة اللحام، وحجم الأخدود ودقة المعالجة، واختيار زاوية حافة حادة مناسبة، والتحكم في 'العبوس' بعد اللحام المسبق، وضمان استقامة أخدود اللحام، مما يزيد من عرض اللحام الداخلي، واختيار تدفق مع سيولة جيدة، وتقليل الفرق الحالي بين أسلاك اللحام الداخلية.