シーム溶接機：ベローズ割れを防止

ステンレス鋼ベローズは、パイプライン補償、シーリングシステム、真空装置、石油化学ライン、電力装置、精密機器などで広く使用されています。耐食性、柔軟性、耐疲労性、振動や変位を吸収する能力が高く評価されています。同時に溶接が難しい部品でもあります。

理由は単純で、壁が薄いのと、本体が波形になっているからです。溶接中、入熱が高すぎたり、溶接ホイールの圧力が過剰になってはなりません。継ぎ目は連続していて漏れがない必要がありますが、波形の山、谷、移行領域が潰れたり亀裂が入ったりしてはなりません。-電流、溶接速度、ホイール圧力、治具の位置、冷却方法が適切に制御されていない場合、焼き抜け、亀裂、壁の損傷、または継ぎ目の破損が発生する可能性があります。{4}}ひどい場合には、部品全体が拒否されることもあります。

アンMFDCシーム溶接機円周方向の継ぎ目、縦方向の継ぎ目、およびベローズセクションとエンドチューブ、フランジ、または継手との間のジョイントに適しています。安定した電流出力、集中した入熱、連続シーム溶接能力を提供します。ただし、適切なマシンが安定したプロセスを保証するものではありません。ステンレス鋼ベローズ溶接における本当の課題は、入熱、ホイール圧力、治具サポート、溶接リズムを狭く再現可能な範囲内に維持することです。

壁が薄いため、過度の熱や圧力に対する耐性がほとんどありません

標準的なチューブは通常、壁が厚く、プロセス許容度が高くなります。ステンレス製ベローズは異なります。壁は薄く、波形構造により力の分布が不均一になります。溶接ホイールがチューブの壁に押し付けられるとき、わずかに過剰な圧力がかかると波形の頂点が損傷する可能性があります。圧力が低すぎると、ホイールとチューブ壁の接触が不安定になり、局所的な過熱や焼き付きが発生する可能性があります。-

このため、「電流の過多」や「圧力の過多」だけでジャバラ割れが発生することはほとんどありません。これは通常、入熱と機械的力が同時に制御されていない場合に発生します。亀裂のリスクを軽減するには、安定した入熱と均一なホイール圧力の両方が必要です。

ステンレスは熱をすぐに放散しない

ステンレス鋼は炭素鋼よりもゆっくりと熱を伝えます。溶接中、継ぎ目付近には熱がこもりやすくなります。薄壁ベローズの場合、これは明らかな問題を引き起こします。局部温度が急速に上昇し、チューブ壁の強度が低下し、冷却中に収縮応力が発生します。

溶接電流が高すぎたり、溶接速度が遅すぎたり、連続溶接中に冷却が不十分な場合、継ぎ目付近に熱が蓄積することがあります。最初は変色としてしか見えないかもしれません。生産が続くと、焼き抜け、亀裂、継ぎ目の脆化、または気密性の低下につながる可能性があります。-

波形の山と谷では力の受け方が異なります

ベローズは滑らかな管ではありません。波形の山、谷、移行ゾーンの剛性は異なります。溶接ホイールのプロファイルがワークピースと一致しない場合、圧力が狭い領域に集中する可能性があります。盛り上がった頂点部分は潰れる可能性があり、谷部分では接触が不安定になり局部的に過熱する可能性があります。

このため、ステンレス鋼のベローズシーム溶接では、平板溶接や標準的なチューブ溶接のパラメータを単純に使用することはできません。同じ電流と圧力は平らな部品には作用しますが、薄い波形構造には亀裂が入る可能性があります。

溶接端に沿った細かい亀裂

これらの亀裂は非常に小さい場合があり、溶接直後には目に見えない場合があります。これらは、漏れ試験、静水圧試験、曲げ試験、またはその後の組み立て中に発生する可能性があります。一般的な原因としては、過剰な入熱、不完全な融合、冷却収縮応力、母材の欠陥、溶接前の洗浄が不十分であるなどが挙げられます。-

溶接端に亀裂が集中している場合は、溶接電流、溶接速度、ホイール圧力、溶接部の形成、材料の表面状態を確認してください。

波形の頂点での亀裂

亀裂が主に波形の頂点で発生する場合は、溶接ホイールの圧力、ホイールのプロファイル、内部サポート、および治具のサポートを最初にチェックする必要があります。頂点はベローズの最も露出した部分であり、ホイールの圧力が最も集中しやすい部分です。適切な内部サポートやぴったりフィットする工具がないと、薄い頂点部分が簡単に潰れたり亀裂が入ったりする可能性があります。-

多くの場合、根本的な原因は集中した機械的力であるため、この問題は電流を下げるだけでは解決できません。

局所的な焼き付き-または薄い壁の開口部-

局所的な焼き付きは通常、過剰な電流、遅い溶接速度、不安定なホイール接触、または不十分な圧力に関連しています。溶接ホイールがチューブの壁に均一に接触していない場合、電流が非常に狭い領域に集中し、瞬間的な局所的な過熱が発生する可能性があります。

このタイプの欠陥は通常目に見えます。溶接部に黒ずみ、穴、エッジの崩れ、金属の飛び散りが見られる場合があります。

全周シーム溶接後の局部割れ

ベローズをエンド チューブ、フランジ、またはフィッティングに溶接する場合、同心度の不良、アセンブリの隙間が大きすぎる、クランプが不安定、または回転が不均一であると、溶接後に局所的な収縮応力が発生する可能性があります。円周方向の継ぎ目は連続しているように見えますが、冷却または圧力試験中に 1 つのセクションに亀裂が入る可能性があります。

この場合、確認する必要があるのは溶接パラメータだけではありません。組み立て精度と回転安定性も同様に重要です。

過剰な電流や溶接速度が遅いと、焼き抜けが発生する可能性があります。-

MFDC シーム溶接機は安定した電流出力を提供しますが、薄壁ベローズは熱に非常に敏感です。{0}}過剰な電流、パルスエネルギーが多すぎる、または溶接速度が遅いと、継ぎ目部分が長時間高温に保たれる可能性があります。

過熱すると焼き切れ以上の原因となる可能性があります。{0}}また、溶接部の黒ずみの変色、チューブ壁の軟化、溶接端付近の脆化、冷却中の亀裂を引き起こす可能性もあります。シール、耐圧性、または疲労寿命を必要とするベローズにとって、これらの欠陥は長期にわたる重大なリスクとなります。-

セットアップ中は、目に見える溶接または完全に溶けた溶接だけを目指す必要はありません。また、チューブ壁の変形、過熱、溶接の異常な色、リークテストの安定性にも注意してください。

電流が少なすぎたり、溶接速度が高すぎたりすると、亀裂のリスクが発生する可能性があります

オペレータによっては、焼き付きを避けるために電流を減らしたり、速度を上げたりする場合があります。{0}}これにより目に見える熱は軽減されますが、継ぎ目が完全に溶融していない場合、リーク試験、圧力試験、振動、または疲労荷重中に、溶融していない領域が亀裂の開始点になる可能性があります。

クラックの防止は単に熱を下げるだけではありません。適切な融着を達成しながら、継ぎ目は過熱を避ける必要があります。信頼できるアプローチは、サンプルテストを使用して、不必要な入熱を最小限に抑えながら強度とシールの要件を満たす安定したプロセスウィンドウを見つけることです。

連続溶接中に熱が蓄積する

1 つのサンプルが成功したからといって、安定した量産が保証されるわけではありません。連続シーム溶接中、溶接ホイール、電極、ワークピース、導電性部品はすべて加熱されます。冷却が追いつかない場合、後の部品に溶接の色が濃くなったり、スパッタが増えたり、亀裂が増えたり、溶接強度にばらつきが生じたりする可能性があります。

このため、プロセスの検証は単一のサンプルのみに基づいて行うべきではありません。溶接の外観、漏れテストの結果、亀裂、寸法安定性の点で最初の部品と後の部品を比較するには、短い連続溶接テストを行うことをお勧めします。

過度の圧力により、薄肉チューブに亀裂が入る可能性があります-

ベローズの壁は薄いため、単に接触を強制するために強い圧力を使用しないでください。圧力が高すぎると、波形の頂点、端の移行部、および弱い部分が押しつぶされたり、亀裂が入ったりする可能性があります。薄肉ステンレス鋼ベローズの場合、高圧よりも安定した均一な圧力の方が重要です。

波形の山が平らになっている場合、ホイールマークが深すぎる場合、または圧接部分に亀裂が発生している場合は、まず圧力が高すぎないか、ホイール接触面積が小さすぎないか、ワークピースの内部サポートが十分であるかどうかを確認してください。

圧力が低すぎると局所的な過熱が発生する可能性があります

圧力が低すぎると、溶接ホイールとチューブ壁の接触が不安定になります。電流はより小さな接触点に集中します。圧力はより安全であるように見えますが、局所的な温度がさらに高くなり、焼き付き、スパッタ、または亀裂が発生する可能性があります。-

シーム溶接では、圧力、電流、溶接速度を合わせて調整する必要があります。圧力を確認せずに電流を下げたり、接触状態を確認せずに圧力を上げたりすると、安定してクラックが解決することはほとんどありません。

不適切な溶接ホイールのプロファイルは局所的な損傷を引き起こす可能性があります

ステンレス製ベローズは特殊な形状をしています。標準の平板シーム溶接ホイールを使用すると、接触幅が狭すぎて、小さな領域に力が集中する可能性があります。チューブの直径、波形の高さ、溶接位置が異なる場合は、ホイールのプロファイルをワークピースに合わせる必要があります。

薄肉ベローズの場合、適切な溶接ホイールとサポート構造を使用すると、パラメータを変更するだけより効果的に結果が向上することがよくあります。{0}}ホイールは安定した接触を提供し、頂点、エッジ、または移行領域に過度の局所的な圧力がかからないようにする必要があります。

ホイールのミスアライメントにより圧力変動が繰り返される

全周シーム溶接中、チューブは回転します。溶接ホイールとチューブの中心線が一致していない場合、回転するたびに圧力が変化します。一部のセクションは過熱する可能性があり、他のセクションは押しつぶされて、局所的な亀裂や継ぎ目の不均一が生じる可能性があります。

溶接前に、ホイールのアライメント、ワークのクランプの同心性、回転の安定性を確認してください。回転中にチューブが跳ねたり偏心したりすると、溶接品質の制御が困難になります。

内部サポートがないと、薄肉チューブが潰れる可能性があります。-

薄肉ベローズを溶接する場合、内部サポートが非常に重要です。{0}適切なマンドレルや内部サポートがないと、ホイールの圧力が薄いチューブ壁に直接作用し、部品が変形したり、平らになったり、亀裂が入ったりする可能性があります。

内部サポートの役割はワークを保持するだけではありません。真円度の維持に役立ち、ホイールの圧力が溶接領域により均一に作用するようになります。これは、ベローズセクションがエンドチューブ、フランジ、または継手に接続されている場合、これらの領域で剛性が急激に変化するため、特に重要です。

クランプが不安定だと溶接中にワークがずれる可能性があります

ジャバラのクランプが確実に行われていないと、溶接中にワークがずれたり、ぐらついたり、振れたりする可能性があります。厚いパーツの場合、この小さな動きはあまり問題にならない場合があります。薄肉ベローズの場合、溶接オフセット、ホイール傷、局所的な亀裂、または接合部の位置ずれが発生する可能性があります。

治具は、過度にクランプしたり溶接領域の外側に跡を残したりすることなく、パーツを安定して保持する必要があります。{0}円周継ぎ目の場合、回転機構もジャンプすることなくスムーズに動作する必要があります。

エンドチューブ、フランジ、ベローズ間の隙間が大きすぎると亀裂のリスクが増加します

ベローズをエンドチューブまたはフランジに接合する場合、端が不均一、過度の不一致、ギャップが不均一であると、シーム溶接中に不均一な力や不均一な熱が発生する可能性があります。冷却後、これらの領域が亀裂の開始点となる可能性があります。

組み立て不良は通常、溶接パラメータだけでは修正できません。溶接前に、溶接中の構造のずれを減らすために、端の平坦度、同心度、取り付け状態、クランプの安定性をチェックしてください。-

母材の欠陥は溶接後に亀裂になる可能性があります

ステンレス鋼ベローズ材料に介在物、微小亀裂、不均一な肉厚、成形損傷、または局所的な疲労欠陥が含まれている場合、溶接の熱サイクルによってこれらの欠陥が悪化する可能性があります。同じパラメータで一部の部品に亀裂が発生し、他の部品は安定している場合は、機械と一緒に搬入される材料をチェックする必要があります。

薄肉ベローズの場合、材料に欠陥が生じる余地はほとんどありません。{0}溶接前に、肉厚、波形形成品質、表面傷、端部品質、バッチの一貫性を検査すると便利です。

溶接領域の油、水分、または酸化物は溶接の形成に影響を与えます

油、湿気、酸化物、塵、機械加工残留物はすべて、ホイールの接触や溶接の形成に影響を与える可能性があります。湿気の多い環境で溶接すると、気孔、汚染、局所的な欠陥が発生する可能性があります。

溶接前の洗浄は簡単に思えるかもしれませんが、シールや圧力部品にとっては非常に重要です。{0}}溶接部分は乾燥していて清潔である必要があり、端には目に見える油、酸化物、水、破片がないことが必要です。

溶接ホイールに材料が付着すると、チューブの壁が裂ける可能性があります

溶接ホイールの表面に金属の付着、傷、磨耗、バリがあると、溶接時に細い管の壁に引きずられる可能性があります。ベローズの壁は非常に薄いため、少し引っ張っただけでも小さな破れが生じる可能性があります。

表面を滑らかに保ち、プロファイルを安定させ、冷却を効果的に保つために、溶接ホイールは定期的に清掃、ドレッシング、交換する必要があります。ホイールのメンテナンスを行う前に、溶接欠陥やチューブ壁の損傷が現れるまで待ってはいけません。

最初に安定したプロセスウィンドウを構築する

セットアップ時に電流のみを調整しないでください。電流、溶接速度、パルスモード、ホイール圧力、絞り時間、冷却条件、溶接後の結果をまとめて記録します。-

適切なパラメータ セットは、焼き抜けがないこと、適切な溶接融解、安定した漏れまたは圧力試験のパフォーマンスの 3 つの条件を満たしている必要があります。-見た目だけで判断すると、誤った結論に陥りやすいです。

ベローズ用に設計された溶接ホイールと支持構造を使用する

ベローズ溶接では、管径、波形の高さ、溶接位置に合わせた溶接ホイールを使用してください。必要に応じて、内部マンドレル、サポート ホイール、またはフォームフィッティング治具を使用して、溶接領域に圧力が均等に分散されるようにします。-

すべてのベローズ仕様に標準の平板シーム溶接ホイールを使用しないでください。-壁の厚さ、波形の高さ、接合構造が異なると、異なるホイールとサポートの設計が必要になる場合があります。

フィットギャップと同心性を制御-

溶接前に、端部の平坦度、不一致、同心度、クランプの安定性を確認してください。円周継ぎ目の場合、ワークピースはジャンプや偏心運動をせずにスムーズに回転する必要があります。

アセンブリが安定するほど、溶接パラメータの一貫性を維持することが容易になります。フィッティング自体に大きなずれがあると、パラメータをいくら調整しても安定した溶接が困難になります。{1}

溶接リズムを制御して熱の蓄積を回避

連続生産中、溶接ホイールの温度、ワークピースの温度、溶接の色の変化を監視します。後の部分で亀裂が増加する場合、問題は急激なパラメータの変更ではない可能性があります。熱の蓄積または冷却不足の可能性があります。

これは、サイクルタイムの最適化、冷却の強化、溶接ホイールの状態の定期的なチェックによって改善できます。バッチ生産の場合、最初の部品の結果だけでなく、連続運転中の溶接の変化を記録します。-

溶接前に洗浄し、溶接後は制御下で冷却します

溶接前に油分、水分、酸化物を除去してください。溶接後は、急激な強制冷却や部品の早期移動を避けてください。要件の高い製品の場合は、顧客の基準に従って漏れ、圧力、または非破壊検査を実行します。-

これらの手順は単純に見えるかもしれませんが、薄肉ステンレス鋼ベローズの場合、多くの場合、歩留まりに直接影響します。{0}

結論

ステンレス鋼のベローズシーム溶接における管壁の亀裂は、通常、1 つのパラメータだけによって引き起こされるわけではありません。実際に制御すべき要素は、入熱、溶接ホイールの圧力、治具のサポート、組み立て精度、材料の状態、溶接後の冷却です。-

電流を減らすだけでは十分ではなく、圧力を増やすだけでは新たな問題が発生する可能性があります。より信頼性の高いアプローチは、安定した溶接プロセス ウィンドウを構築し、ベローズ構造に適合する溶接ホイール、内部サポート、固定具、および制御された冷却方法を使用することです。シーリング、圧力、または高信頼性の用途では、溶接品質を確認するために漏れ試験、水圧試験、または非破壊試験を使用する必要があります。-

ステンレス鋼ベローズの亀裂、焼き付き、漏れ気密性の低下、または継ぎ目の破損に対処している場合は、ベローズの材質、肉厚、波形の寸法、溶接位置、接合構造、テスト要件、生産目標を Haifei に送信してください。実際のワークピースに基づいて、適切な MFDC シーム溶接機、溶接ホイール ツール、自動シーム溶接ソリューションの評価をお手伝いします。

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