Es gibt mehrere Schweißverfahren für Edelstahlrohre.

Hochfrequenz-Induktionsschweißen 

Sowohl beim Hochfrequenz-Kontaktschweißen als auch beim Hochfrequenz-Induktionsschweißen sind die Vorrichtung, die den Strom liefert, und die Vorrichtung, die die Druckkraft aufbringt, voneinander unabhängig. Darüber hinaus können beide Methoden Magnetstäbe verwenden, die weichmagnetische Bauteile sind, die innerhalb des Rohrkörpers platziert werden. Sie helfen, den Schweißstrom am Rand des Stahlbands zu konzentrieren. 

In beiden Fällen werden die Stahlbänder nach dem Schneiden und Reinigen aufgerollt und zum Schweißpunkt transportiert. Zusätzlich wird ein Kühlmittel verwendet, um die Induktionsspulen zu kühlen, die während des Heizprozesses eingesetzt werden. Schließlich wird ein Teil des Kühlmittels in der Extrusionsphase verwendet. Hier wird eine große Kraft auf die Extrusionsrolle ausgeübt, um Lunker in der Schweißzone zu vermeiden; jedoch führt eine stärkere Extrusionskraft zu mehr Graten (oder Schweißraupen). Daher werden speziell gestaltete Werkzeuge verwendet, um die Grate innen und außen am Rohr zu entfernen. 

Einer der Hauptvorteile des Hochfrequenz-Schweißverfahrens besteht darin, dass es eine Hochgeschwindigkeitsverarbeitung von Stahlrohren ermöglicht. Allerdings besteht in der Regel bei den meisten Festphasen-Schweißverfahren das Problem, dass die Schweißpunkte beim Hochfrequenz-Schweißen mit herkömmlichen zerstörungsfreien Prüfverfahren (NDT) nicht zuverlässig geprüft werden können. Schweißrisse können in den dünnen und flachen Bereichen von Verbindungen mit geringer Festigkeit auftreten, und diese Risse können mit herkömmlichen Methoden nicht erkannt werden, was in einigen anspruchsvollen Anwendungen in der Automobilindustrie an Zuverlässigkeit fehlt. 

2. Wolfram-Inertgasschweißen (GTAW) 

Traditionell wählen Stahlrohrfabrikate, den Schweißprozess mit Wolfram-Inertgasschweißen (GTAW) abzuschließen. Beim GTAW wird ein elektrischer Schweißbogen zwischen zwei nicht abschmelzenden Wolframelektroden erzeugt. Gleichzeitig wird aus der Spritzpistole ein inertes Schutzgas eingebracht, um die Elektroden zu schützen, einen ionisierten Plasmastrom zu erzeugen und den geschmolzenen Schweißpool zu schützen. Dies ist ein etabliertes Verfahren, das von den Menschen verstanden wird und die wiederholte Durchführung von hochwertigen Schweißprozessen ermöglicht. 

Der Vorteil dieses Verfahrens liegt in seiner Wiederholbarkeit, der Abwesenheit von Spritzern während des Schweißprozesses und der Beseitigung von Poren. GTAW wird als ein elektrischer Leitprozess angesehen, daher ist das Verfahren relativ langsam. 

3. Hochfrequenter Lichtbogenpuls 

In den letzten Jahren haben GTAW-Schweißstromquellen, auch als Hochgeschwindigkeitsschalter bekannt, es ermöglicht, dass die Lichtbogenpulse 10.000 Hz überschreiten. Die Kunden von Stahlrohrverarbeitungsbetrieben waren die ersten, die von dieser neuen Technologie profitierten. Die hochfrequenten Lichtbogenpulse führten zu einer fünffachen Erhöhung des Abwärtsdrucks des Lichtbogens im Vergleich zum herkömmlichen GTAW. Zu den repräsentativen Verbesserungsmerkmalen gehören: Die Sprengstärke wird erhöht, die Schweißliniengeschwindigkeit ist schneller und der Abfall wird reduziert. 

Die Kunden der Stahlrohrfabrik stellten bald fest, dass die durch dieses Schweißverfahren erhaltene Schweißform verringert werden musste. Darüber hinaus war die Schweißgeschwindigkeit immer noch relativ langsam. 

4. Laserstrahlschweißen 

Bei allen Stahlrohrschweißanwendungen werden die Kanten des Stahlbands geschmolzen. Wenn eine Klemmhalterung verwendet wird, um die Kanten des Stahlrohrs zusammenzudrücken, erstarren die Kanten. Bei Laserstrahlschweißen jedoch zeichnet es sich durch eine einzigartige Eigenschaft aus, nämlich eine hohe Energiedichte des Lichtstrahls. Der Laserstrahl schmilzt nicht nur die Oberflächenschicht des Materials, sondern erzeugt auch ein Dampfkapillarloch, was zu einer sehr schmalen Schweißnahtform führt. 

Wenn die Leistungsdichte niedriger als 1 MW/cm² ist, wie beispielsweise bei der GTAW-Technologie, kann sie nicht genügend Energiedichte erzeugen, um ein Dampfkapillarloch zu bilden. Infolgedessen ist die durch diesen dampfkapillarlochfreien Prozess erhaltene Schweißnahtform breit und flach. Die hohe Präzision des Laserstrahlschweißens führt zu einer höheren Effizienz bei der Eindringtiefe, was wiederum das Kornwachstum reduziert und zu einer besseren Mikrostrukturqualität führt; andererseits führt die höhere Wärmezufuhr und der langsamere Abkühlprozess der GTAW zu einer rauen Schweißstruktur. 

Allgemein wird angenommen, dass der Laserstrahlschweißprozess schneller ist als die GTAW. Sie haben die gleiche Fehlerrate, aber das erstere bietet bessere Mikrostruktureigenschaften, was zu einer höheren Berstdruckfestigkeit und einer höheren Umformbarkeit führt. Im Vergleich zum Hochfrequenzschweißen unterliegt die Laserbearbeitung des Materials keiner Oxidation, was zu einer niedrigeren Fehlerrate und einer höheren Umformbarkeit führt. 

Der Einfluss der Spotgröße: Beim Schweißprozess in der Edelstahlrohrfabrik wird die Schweißtiefe durch die Rohrdicke bestimmt. Daher besteht das Produktionsziel darin, die Formbarkeit durch die Reduzierung der Schweißbreite zu verbessern und gleichzeitig höhere Geschwindigkeiten zu erreichen. Bei der Auswahl des am besten geeigneten Lasers darf man nicht nur die Strahlqualität berücksichtigen, sondern muss auch die Genauigkeit der Rohrwalzmaschine berücksichtigen. Darüber hinaus müssen die Einschränkungen, die durch die Reduzierung der Spotgröße entstehen, zunächst berücksichtigt werden, bevor der Fehler in der Größe der Rohrwalzmaschine wirksam wird. 

Beim Schweißen von Stahlrohren gibt es viele spezifische größenbezogene Probleme. Der Hauptfaktor, der das Schweißen beeinflusst, ist jedoch die Naht an der Schweißbox (genauer gesagt, die Schweißspirale). Sobald das Stahlband einer Formgebung unterzogen wurde und zum Schweißen bereit ist, umfassen die Eigenschaften der Schweißnaht: Stahlbandspalt, starke/leichte Schweißversatz und Änderungen der Schweißnahtmitte. Der Spalt bestimmt, wie viel Material benötigt wird, um den Schweißpool zu bilden. Übermäßiger Druck führt zu überschüssigem Material an der Rohrspitze oder am Innendurchmesser. Andererseits führt ein starker oder leichter Schweißversatz zu einer unbefriedigenden Schweißform. 

Darüber hinaus werden die Stahlrohre nach dem Schweißen einer weiteren Veredelung unterzogen. Dies umfasst Größenanpassungen und Formänderungen. Andererseits kann zusätzliche Arbeit einige schwere oder leichte Schweißfehler beseitigen, aber es kann sein, dass sie diese nicht vollständig eliminieren kann. Natürlich streben wir nach Null Fehlern. Allgemein gesprochen ist die Faustregel, dass Schweißfehler nicht mehr als fünf Prozent der Materialdicke betragen sollten. Wenn dieser Wert überschritten wird, wird die Stärke des geschweißten Produkts beeinträchtigt. 

Schließlich ist die Anwesenheit der Schweißmittellinie für die Herstellung von hochwertigen Edelstahlrohren von entscheidender Bedeutung. Da der Automarkt zunehmend auf Umformbarkeit Wert legt, führt dies direkt zu der Notwendigkeit, eine kleinere Wärmeeinflusszone (HAZ) und eine Verringerung des Schweißprofils zu haben. Dies wiederum fördert die Entwicklung der Lasertechnologie, die die Verbesserung der Strahlqualität zur Verringerung der Spotgröße umfasst. Wenn die Spotgröße weiter abnimmt, muss mehr auf die Genauigkeit beim Scannen der Mittellinie der Fuge geachtet werden. Im Allgemeinen werden Rohrhersteller versuchen, diese Abweichung so gering wie möglich zu halten, aber in der Realität ist es sehr schwierig, eine Abweichung von 0,2 mm (0,008 Zoll) zu erreichen. 

Dies führte zur Notwendigkeit der Verwendung eines Schweißnahtverfolgungssystems. Die zwei am häufigsten verwendeten Verfolgungstechniken sind mechanisches Scannen und Laserscannen. Einerseits verwendet das mechanische System eine Sonde, um die stromaufwärts gelegene Seite der Schweißnaht zu berühren, und diese werden staubig, abgenutzt und vibrieren. Die Genauigkeit dieser Systeme beträgt 0,25 mm (0,01 Zoll), was für Laserstrahlschweißen mit hoher Strahlqualität nicht genau genug ist. 

Andererseits kann die Laserschweißnahtverfolgung die erforderliche Genauigkeit erreichen. Allgemein gesprochen wird der Laserstrahl oder der Laserfleck auf die Oberfläche der Schweißnaht projiziert, und das resultierende Bild wird an die CMOS-Kamera zurückgesendet. Die Kamera verwendet dann Algorithmen, um die Positionen der Schweißnaht, fehlerhafte Fügungen und Spalten zu bestimmen. 

Obwohl die Bildaufnahmegeschwindigkeit wichtig ist, muss der Laserschweißnahtverfolger, wenn er die erforderliche Regelungsschleife zur direkten Bewegung des Laserfokussierkopfes entlang der Naht bereitstellt, einen schnell genug arbeitenden Controller haben, um die Position der Schweißnaht genau zu berechnen. Daher ist die Genauigkeit der Schweißnahtverfolgung wichtig, und die Reaktionszeit ist ebenso wichtig. 

Insgesamt ist die Schweissnahtverfolgungstechnologie vollständig entwickelt und ermöglicht es Stahlrohrfabrikationsanlagen, höherwertige Laserstrahlen einzusetzen, um Edelstahlrohre mit besserer Umformbarkeit herzustellen. 

Daher hat das Laserstrahlschweissen seine Anwendung gefunden. Es wird eingesetzt, um die Porosität der Schweissnaht zu verringern, die Schweissnahtform zu minimieren, während die Schweissgeschwindigkeit aufrechterhalten oder erhöht wird. Lasersysteme, wie diffusionsgekühlte Streifenlaser, haben die Strahlqualität verbessert und die Umformbarkeit weiter erhöht, indem sie die Schweissbreite verringert haben. Diese Entwicklung hat in Stahlrohrfabriken zu einer strengeren Grössenkontrolle und der Notwendigkeit der Laser-Schweissnahtverfolgung geführt.