Indukcijas priekšsildīšana pirms metināšanas, lai mazinātu stresu

Kāpēc pirms metināšanas izmantot indukcijas priekšsildīšanu?Indukcijas priekšsildīšana var palēnināt dzesēšanas ātrumu pēc metināšanas. Ir izdevīgi izvairīties no izkliedētā ūdeņraža metinātajā metālā un izvairīties no ūdeņraža izraisītām plaisām. Tajā pašā laikā tas samazina arī metināšanas blīvējumu un siltuma ietekmētās zonas sacietēšanas līmeni, uzlabojas metinātā savienojuma plaisu izturība.
Indukcijas priekšsildīšana var samazināt metināšanas stresu. Temperatūras starpību (pazīstama arī kā temperatūras gradients) starp metinātājiem metināšanas zonā var samazināt ar vienmērīgu lokālu vai visu indukcijas priekšsildīšanu. Tādā veidā, no vienas puses, tiek samazināts metināšanas spriegums, no otras puses, tiek samazināts metināšanas deformācijas ātrums, kas ir izdevīgi, lai izvairītos no metināšanas plaisām.

Indukcijas priekšsildīšana var samazināt metināto konstrukciju ierobežojuma pakāpi, īpaši acīmredzami ir samazināt leņķa savienojuma ierobežojumu. Palielinoties indukcijas priekšsildīšanas temperatūrai, plaisu biežums samazinās.
Indukcijas priekšsildīšanas temperatūra un starpslāņu temperatūra (Piezīme: ja metinājumam tiek veikta daudzslāņu un daudzkārtu metināšana, zemāko priekšējās metinājuma temperatūru sauc par starpslāņa temperatūru, kad tiek metināta pēcmetināšana. Materiāliem, kuriem nepieciešama indukcijas priekšsildīšanas metināšana , ja nepieciešama daudzslāņu metināšana, starpslāņu temperatūrai jābūt vienādai ar indukcijas priekšsildīšanas temperatūru vai nedaudz augstākai par to.Ja starpslāņa temperatūra ir zemāka par indukcijas priekšsildīšanas temperatūru, tā atkal jāuzsilda ar indukcijas priekšsildīšanu.
Turklāt indukcijas priekšsildīšanas temperatūras vienmērīgums tērauda plāksnes biezuma virzienā un metināšanas zonā būtiski ietekmē metināšanas spriedzes samazināšanu. Vietējās indukcijas priekšsildīšanas platums jānosaka atbilstoši metinātāja ierobežojumiem, parasti trīs reizes lielāks par sienas biezumu ap metināšanas zonu un ne mazāks par 150-200 mm. Ja indukcijas priekšsildīšana nav vienmērīga, tas ne tikai nesamazinās metināšanas spriegumu, bet arī palielinās metināšanas spriegumu.

Kā atrast piemērotu indukcijas priekšsildīšanas risinājumu?

Izvēloties piemērotu indukcijas priekšsildīšanas iekārtu, galvenokārt jāņem vērā šādi aspekti:

Apsildāmās sagataves forma un izmērs: liela sagatave, stieņa materiāls, ciets materiāls, jāizvēlas relatīvā jauda, zemas frekvences indukcijas sildīšanas iekārta; Ja apstrādājamā detaļa ir maza, caurule, plāksne, zobrats utt., jāizvēlas indukcijas priekšsildīšanas iekārta ar zemu relatīvo jaudu un augstu frekvenci.
Apsildāmais dziļums un platība: Dziļš sildīšanas dziļums, liela platība, kopējā apkure, jāizvēlas liela jauda, zemas frekvences indukcijas sildīšanas iekārta; Sekls sildīšanas dziļums, neliela platība, lokālā apkure, salīdzinoši mazas jaudas izvēle, augstas frekvences indukcijas priekšsildīšanas iekārta.
Nepieciešamais sildīšanas ātrums: ja sildīšanas ātrums ir ātrs, jāizvēlas indukcijas sildīšanas iekārta ar salīdzinoši lielu jaudu un salīdzinoši augstu frekvenci.
Iekārtas nepārtraukta darba laiks: Nepārtraukta darba laiks ir garš, salīdzinoši izvēlieties nedaudz lielākas jaudas indukcijas priekšsildīšanas iekārtas.
Attālums starp indukcijas sildīšanas galvu un indukcijas iekārtu: garam savienojumam, pat izmantojot ūdens dzesēšanas kabeļa savienojumu, jābūt salīdzinoši lielai jaudas indukcijas priekšsildīšanas iekārtai.

Indukcijas apkure: kā tā darbojas?

Indukcijas apkures sistēmas izmantojiet bezkontakta apkuri. Tie inducē siltumu elektromagnētiski, nevis izmanto sildelementu, kas saskaras ar daļu, lai vadītu siltumu, kā arī pretestības sildīšana. Indukcijas sildīšana vairāk darbojas kā mikroviļņu krāsns — ierīce paliek vēsa, kamēr ēdiens tiek gatavots no iekšpuses.

Rūpnieciskā piemērā indukcijas apkures, daļā tiek inducēts siltums, novietojot to augstfrekvences magnētiskajā laukā. Magnētiskais lauks rada virpuļstrāvas daļas iekšpusē, aizraujot detaļas molekulas un radot siltumu. Tā kā sildīšana notiek nedaudz zem metāla virsmas, siltums netiek izšķiests.

Indukcijas sildīšanas līdzība ar pretestības sildīšanu ir tāda, ka, lai sildītu cauri sekcijai vai daļai, ir nepieciešama vadītspēja. Vienīgā atšķirība ir siltuma avots un instrumenta temperatūra. Indukcijas process uzsilst daļā, un pretestības process uzsilst uz detaļas virsmas. Sildīšanas dziļums ir atkarīgs no frekvences. Augstfrekvences (piem., 50 kHz) silda tuvu virsmai, savukārt zemfrekvences (piem., 60 Hz) iekļūst dziļāk detaļā, novietojot apkures avotu līdz 3 mm dziļumā, kas ļauj uzsildīt biezākas daļas. Indukcijas spole nesasilda, jo vadītājs ir liels pārvadāmajai strāvai. Citiem vārdiem sakot, spolei nav jāuzsilda, lai uzsildītu apstrādājamo priekšmetu.

Indukcijas apkures sistēmas sastāvdaļas

Indukcijas apkures sistēmas var būt ar gaisa vai šķidruma dzesēšanu atkarībā no pielietojuma prasībām. Galvenā abām sistēmām kopīga sastāvdaļa ir indukcijas spole, ko izmanto siltuma ģenerēšanai daļā.

Sistēma ar gaisa dzesēšanu. Tipiska gaisa dzesēšanas sistēma sastāv no strāvas avota, indukcijas segas un saistītiem kabeļiem. Indukcijas sega sastāv no indukcijas spoles, ko ieskauj izolācija un iešūta augstas temperatūras, maināmā Kevlar uzmavā.

Šāda veida indukcijas sistēma var ietvert kontrolieri, lai uzraudzītu un automātiski kontrolētu temperatūru. Sistēmai, kas nav aprīkota ar regulatoru, ir jāizmanto temperatūras indikators. Sistēmā var būt arī tālvadības ieslēgšanas-izslēgšanas slēdzis. Gaisa dzesēšanas sistēmas var izmantot līdz pat 400 grādiem F, apzīmējot to kā tikai priekšsildīšanas sistēmu.

Šķidruma dzesēšanas sistēma. Tā kā šķidrums atdziest efektīvāk nekā gaiss, šāda veida indukcijas apkures sistēma ir piemērota lietojumiem, kuros nepieciešama augstāka temperatūra, piemēram, augstas temperatūras priekšsildīšanai un stresa mazināšanai. Galvenās atšķirības no gaisa dzesēšanas sistēmas ir ūdens dzesētāja pievienošana un elastīgas, ar šķidrumu dzesētas šļūtenes izmantošana, kurā atrodas indukcijas spole. Šķidruma dzesēšanas sistēmās parasti tiek izmantots arī temperatūras regulators un iebūvēts temperatūras reģistrators, kas ir īpaši svarīgi komponenti stresa mazināšanas lietojumos.

Tipiskajai spriedzes mazināšanas procedūrai ir nepieciešams solis līdz 600 līdz 800 grādiem F, kam seko rampa vai kontrolēta temperatūras paaugstināšana līdz mērcēšanas temperatūrai aptuveni 1,250 grādiem. Pēc aizturēšanas laika daļa tiek kontrolēta dzesēšanas režīmā līdz 600–800 grādiem. Temperatūras reģistrators apkopo datus par detaļas faktisko temperatūras profilu, pamatojoties uz termopāra ievadi, kas ir kvalitātes nodrošināšanas prasība spriedzi mazinošiem lietojumiem. Darba veids un piemērojamais kods nosaka faktisko procedūru.

Indukcijas apkures priekšrocības

Indukcijas apkure piedāvā daudzas priekšrocības, tostarp labu siltuma vienmērīgumu un kvalitāti, samazinātu cikla laiku un ilgmūžīgus palīgmateriālus. Indukcijas apkure ir arī droša, uzticama, viegli lietojama, energoefektīva un daudzpusīga.

Vienveidība un kvalitāte. Indukcijas apkure nav īpaši jutīga pret spoles izvietojumu vai atstatumu. Parasti spoles ir jānovieto vienmērīgi un jācentrē uz metinājuma savienojumu. Šādi aprīkotās sistēmās temperatūras regulators var noteikt jaudas pieprasījumu analogā veidā, nodrošinot tikai tik daudz jaudas, lai uzturētu temperatūras profilu. Barošanas avots nodrošina jaudu visa procesa laikā.

Cikla laiks. Indukcijas priekšsildīšanas un spriedzes mazināšanas metode nodrošina salīdzinoši ātru laiku līdz temperatūrai. Biezākām lietojumprogrammām, piemēram, augstspiediena tvaika līnijām, indukcijas karsēšana var samazināt divas stundas pēc cikla laika. Ir iespējams samazināt cikla laiku no kontroles temperatūras līdz mērcēšanas temperatūrai.

Palīgmateriāli. Indukcijas karsēšanā izmantoto izolāciju ir viegli piestiprināt pie sagatavēm, un to var izmantot vairākas reizes. Turklāt indukcijas spoles ir izturīgas un nav nepieciešamas trauslas stieples vai keramikas materiāli. Turklāt, tā kā indukcijas spoles un savienotāji nedarbojas augstā temperatūrā, tie nav pakļauti degradācijai.

Lietošanas ērtums. Galvenā indukcijas priekšsildīšanas un stresa mazināšanas priekšrocība ir tās vienkāršība. Izolācijas un kabeļu uzstādīšana ir vienkārša, parasti tas aizņem mazāk nekā 15 minūtes. Dažos gadījumos indukcijas iekārtas lietošanu var iemācīt vienas dienas laikā.

Enerģijas efektivitāte. Invertora strāvas avota efektivitāte ir 92 procenti, kas ir būtiska priekšrocība strauji pieaugošu enerģijas izmaksu laikmetā. Turklāt indukcijas sildīšanas process ir vairāk nekā 80 procentu efektīvs. Attiecībā uz ievadīto jaudu, indukcijas procesam ir nepieciešama tikai 40 ampēru līnija 25 kW jaudai.

Drošība. Iepriekšēja uzsildīšana un stresa mazināšana, izmantojot indukcijas metodi, ir darbiniekiem draudzīga. Indukcijas apkurei nav nepieciešami karsti sildelementi un savienotāji. Ļoti maz gaisā esošo daļiņu ir saistītas ar izolācijas segām, un pati izolācija nav pakļauta temperatūrai, kas augstāka par 1,800 grādiem, kas var izraisīt izolācijas sadalīšanos putekļos, kurus darbinieki var ieelpot.

Uzticamība. Viens no svarīgākajiem faktoriem, kas ietekmē produktivitāti stresa mazināšanā, ir nepārtraukts cikls. Vairumā gadījumu cikla pārtraukums nozīmē, ka termiskā apstrāde būs jāatkārto, kas ir būtiski, ja termiskā cikla pabeigšana var aizņemt vienu dienu. Indukcijas apkures sistēmas komponenti padara cikla pārtraukumus maz ticamus. Indukcijas kabeļi ir vienkārši, tāpēc ir mazāka iespēja, ka tā neizdosies. Tāpat netiek izmantoti kontaktori, lai kontrolētu siltuma ievadi daļā.

Daudzpusība. Papildus izmantošanai indukcijas apkures sistēmas lai uzsildītu un atbrīvotu cauruli no stresa, lietotāji ir pielāgojuši procesu metinātājiem, līkumiem, vārstiem un citām daļām. Viens no indukcijas sildīšanas aspektiem, kas padara to pievilcīgu sarežģītām formām, ir iespēja regulēt spoles sildīšanas procesā, lai pielāgotos unikālajām daļām un siltuma izlietnēm. Operators var sākt procesu, noteikt sildīšanas procesa ietekmi reāllaikā un mainīt spoles pozīciju, lai mainītu rezultātu. Indukcijas kabeļus var pārvietot, negaidot gaisa dzesēšanu cikla beigās.

Indukcijas karsēšana pirms metināšanas

Šī tehnoloģija ir sevi pierādījusi vairākos projektos, tostarp naftas un gāzes cauruļvados, smagās tehnikas būvniecībā un kalnrūpniecības iekārtu apkopē un remontā.

Naftas cauruļvads. Ziemeļamerikas naftas cauruļvada apkopes operācija, kas nepieciešama, lai uzsildītu cauruli pirms cauruļvada 48 collu apņemšanas remonta uzmavu vai veidgabalu metināšanas. apkārtmērs. Lai gan strādnieki varēja veikt daudzus remontdarbus, neapturot eļļas plūsmu vai neizvadot to no caurules, pašas jēlnaftas klātbūtne kavēja metināšanas efektivitāti, jo plūstošā eļļa absorbēja siltumu. Propāna degļiem bija nepieciešams pastāvīgs metināšanas pārtraukums, lai uzturētu siltumu, un pretestības sildīšana, vienlaikus nodrošinot nepārtrauktu siltumu, bieži nevarēja sasniegt nepieciešamo metināšanas temperatūru.

Strādnieki izmantoja divas 25 kW sistēmas ar paralēlām segām, lai iegūtu 125 grādu priekšsildīšanas temperatūru, veicot apņemšanas uzmavu remontu. Rezultātā tie samazināja cikla laiku no astoņām līdz 12 stundām līdz četrām stundām uz vienu apkārtmēra metinājumu.

Iepriekšēja sildīšana STOPPLE savienotājelementa (T savienojuma ar vārstu) remontam bija vēl grūtāka, jo armatūrai ir lielāks sienu biezums. Tomēr ar indukcijas apkuri uzņēmums izmantoja četras 25 kW sistēmas ar paralēlu segumu. Viņi izmantoja divas sistēmas katrā T pusē. Viena sistēma tika izmantota galvenajā līnijā, lai uzsildītu eļļu, bet otra tika izmantota, lai uzsildītu T apkārtmēra metināšanas savienojumā. Uzsildīšanas temperatūra bija 125 grādi. Tas samazināja metināšanas laiku no 12 līdz 18 stundām līdz septiņām stundām uz vienu apkārtmēra metinājumu.

Dabasgāzes cauruļvads. Dabasgāzes cauruļvada būvniecības projekts paredzēja 36 collu diametra un 0.633 collu bieza cauruļvada izbūvi no Albertas, Kanādā, uz Čikāgu. Vienā šī cauruļvada posmā metināšanas darbuzņēmējs izmantoja divus 25 kW barošanas avotus, kas uzstādīti uz traktora ar indukcijas segām, kas piestiprinātas pie stieņiem ātrumam un ērtībai. Strāvas avoti iepriekš uzsildīja abas caurules savienojuma puses. Šim procesam izšķiroša nozīme bija ātrumam un uzticamai temperatūras kontrolei. Tā kā sakausējuma saturs materiālos palielinās, lai samazinātu svaru un metināšanas laiku, kā arī palielinātu daļas kalpošanas laiku, priekšsildīšanas temperatūras kontrole kļūst arvien svarīgāka. Šim indukcijas karsēšanas pielietojumam bija vajadzīgas mazāk nekā trīs minūtes, lai iegūtu 250 grādu priekšsildīšanas temperatūru.

Smagais aprīkojums. Smagās tehnikas ražotājs bieži metināja adaptera zobus uz iekrāvēja kausa malām. Līmmetinātais mezgls tika pārvietots uz priekšu un atpakaļ uz lielu krāsni, tāpēc metināšanas operatoram bija jāgaida, kamēr daļa tika atkārtoti uzsildīta. Ražotājs izvēlējās izmēģināt indukcijas sildīšanu, lai uzsildītu komplektu, lai novērstu produkta kustību.

Materiāls bija 4 collas biezs ar augstu nepieciešamo priekšsildīšanas temperatūru sakausējuma satura dēļ. Pielāgotas indukcijas segas tika izstrādātas, lai atbilstu pielietojuma prasībām. Izolācija un spoles dizains nodrošināja papildu priekšrocības, pasargājot operatoru no daļas izstarotā siltuma. Kopumā darbības bija ievērojami efektīvākas, samazinot metināšanas laiku un saglabājot temperatūru visā metināšanas procesā.

Kalnrūpniecības aprīkojums. Raktuvēs bija radušās aukstās plaisāšanas problēmas un priekšsildīšanas neefektivitāte, izmantojot propāna sildītājus kalnrūpniecības iekārtu remonta operācijās. Metināšanas operatoriem bija bieži jānoņem parastā izolācijas sega no biezās daļas, lai pielietotu siltumu un uzturētu daļu pareizā temperatūrā.

Indukcijas priekšsildīšanas sega uztur kausa malas temperatūru zobu piestiprināšanas laikā.
Raktuves izvēlējās izmēģināt indukcijas sildīšanu, izmantojot plakanas, ar gaisu dzesētas segas, lai pirms metināšanas uzsildītu detaļas. Indukcijas process detaļai ātri pielika siltumu. To var arī izmantot nepārtraukti metināšanas procesa laikā. Metināšanas remonta laiks tika samazināts par 50 procentiem. Turklāt barošanas avots bija aprīkots ar temperatūras regulatoru, lai daļa noturētu mērķa temperatūru. Tas gandrīz novērsa pārstrādi, ko izraisīja aukstā plaisāšana.

Elektrostacija. Elektrostacijas celtnieks Kalifornijā būvēja dabasgāzes spēkstaciju. Katlu ražotāji un cauruļu montieri bija saskārušies ar būvniecības aizkavēšanos priekšsildīšanas un stresa mazināšanas metožu dēļ, ko viņi izmantoja rūpnīcas tvaika līnijās. Uzņēmums ieviesa indukcijas sildīšanas tehnoloģiju, lai palielinātu efektivitāti, jo īpaši darbam ar vidējām un lielām tvaika līnijām, jo šo gabalu termiskā apstrāde aizņem visvairāk laika, kas nepieciešams darba vietā.

Vienkārša indukcijas segu ietīšana ap sarežģītām formām, piemēram, šajā dabasgāzes spēkstacijā, var samazināt termiskās apstrādes laiku.
Uz parastā 16 collu. metinātājs ar 2 collu. sieniņu biezums, indukcijas karsēšana spēja samazināt laiku līdz temperatūrai (600 grādi) divas stundas un vēl vienu stundu sasniegt mērcēšanas temperatūru (600 grādi līdz 1,350 grādi), lai mazinātu stresu.