Способ производства электросварных труб

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (И) (51)4 В 21 С 37 08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4041395/22-27 (22) 23.01.86 (46) !5.05.87. Бюл. Ф 18 (71) Уральский научно-исследовательский институт трубной промышпенности (72) В.Б.Буксбаум, Е.М.Халамез, Б.Г.Барменков, А.К.Гаврилов, Г.А.Лукиных, В.Д.Трифонов и А.Н.Скрипка (53) 621.774,21(088,8) (56) Матвеев !(),М. и др. Технология производства электросварных труб.

М.: Металлургия, 1967, с. 105-1!О.

Авторское свидетельство СССР

)) 624680, кл. В 21 С 37/06, 1976. (54) СПОСОБ ПРОИЗ ВОДСТВА ЭЛЕКТРОСВАРН1.!Х ТРУБ

;(57) Изобретение относится к производству электросварных труб, преимущественно гаэоэлектрической сваркой, и может быть использовано на трубоэлектросварочных станах аргонодуговой сварки. Цель изобретения — повышение качества труб и скорости сварки эа счет уменьшения тангенциальных (растягивающих) напряжений в шве после сварки. Она достигается созданием в трубной заготовке перед сваркой напряженно-деформированного состояния, удерживающего кромки от распружинивания. Такое состояние возникает в результате обратного пружинения участка заготовки, расположенного напротив кромок, от разгиба величиной I 22,0 радиуса трубы. При этом протяженность контактной эоны разгиба заготовки рабочим. инструментом составляет 0 5-2,0 радиуса трубы. Величина разведения кромок шовнаправляющим устройством перед сварочной клетью составляет 0,02-0,2 радиуса готовой трубы. Это исключает возникновение в полученной заготовке пластических деформаций.

1 1З100

Изобретение относится к производству электросварных труб, преимущественно гаэоэлектрической сваркой, и может быть использовано на трубоэлектросварочных станах аргонно-дуговой сварки для повышения качества сварного шва и увеличения скорости сварки.

Целью изобретения является повышение качества труб и скорости сварки эа счет уменьшения тангенциальных 10 напряжений растяжения в шве после сварки.

Сущность способа состоит в следующем.

При производстве электросварных труб бесконечной длины формуют трубную заготовку со щелью, кромки которой затем сводят в сварочном калибре путем воздействия на заготовку дефор-. мирующим инструментом. После сварки и 20 выхода из клети инструмент не держит заготовку и распружиннванию препятствует сварной шов. Если усилие от тангенциальных растягивающих напряжений в шве в результате распруживания боль25 ше, чем сопротивление шва, возможен

его разрыв. В других случаях возможно появление горячих трещин, Даже если сплошность металла шва не нарушается, растягивающие напряжения в шве уменьшают конструкционную прочность трубы. Применение поддерживающих устройств за выходным сечением сварочного калибра существенно усложняет конструкцию сварочной клети, эксплуата- 35 цию оборудования, увеличивает вероятность появления других дефектов. Кроме того, затруднено удержание кромок непосредственно в зоне за выходным сечением сварочного калибра, где уси- 40 лие пружинения максимально, а прочность шва минимальна.

Сущность способа заключается в том, что на заключительной стадии формовки заготовку обжимают в закрытом калибре без шайбы, сводят ее кромки, а дно разгибают. После снятия нагрузки участок дна пружинит с увеличением кривизны, т,е.: внутрь, и стремится сомкнуть ранее уже све- 50 денные в калибре кромки. Поскольку сведение кромок в калибре производилось за счет изгиба участков, лежащих в зоне разъема калибра, а зти участки при редуцировании деформиро- 55 вали в наибольшей степени, их распружинивание практически отсутствует °

Таким образом, кромки заготовки, вы60 2 ходящей иэ последнего формовочного калибра, сомкнуты внутренним усилием пружинения, Для предотвращения скручивания заготовки и смещения шва используют направляющий нож перед сварочной клетью. Кромки заготовки на ноже разводят, однако разведение кромок осуществляют на величину упругой деформации в заготовке для того, чтобы после схода с ножа кромки сомкнулись без дополнительного усилия (за счет внутренних напряжений).

Пределы изменения параметров приняты на основании результатов экспериментальных исследований, согласно которым при радиусе разгиба меньше, чем 1,2 радиуса готовой трубы, не обеспечивается минимально необходимая величина пружинения, поскольку деформация близка к упругой. При радиусе разгиба большем, чем 2,0 радиуса готовой трубы, величина радиуса дна заготовки после пружинения значительно отличается от величины радиуса остальной части заготовки, что затрудняет процесс сварки (существенно искажается форма заготовки перед сваркой).

Аналогично обосновывается длина разгибаемого участка, Если она меньше 0,5 радиуса готовой трубы, угол поворота профиля и горизонтальное смещение кромки недостаточны для получения после выхода заготовки иэ калибра без зазора между кромками. Если длина разгибаемого участка больше

2 радиусов готовой трубы, отличие формы заготовки перед сварочным калибром от требуемой недопустимо.

Разведение кромок на направляющем ноже больше, чем на 0,2 радиуса готовой трубы, приводит к пластическим деформациям, появлению зазора значительной величины после схода с ножа и к .необходимости существенного деформирования кромок в сварочном калибре, т.е. к пружинению на выходе из калибра, Минимальная толщина направляющего ножа (или шайбы) ограничивается его прочностью и должны быть близка к толщине стенки трубы (для тонкостенных труб), Поскольку основной сортамент выпускаемых труб ограничивается отношением диаметра трубы к толщине стенки, равным 100, минимальная толщина ножа принята равной

0,02 радиуса последнего калибра, ко060 4 мации, что н обеспечивает смыкание кромок при сходе их с ножа за счет внутренних усилий пружинения, Далее кромки нагревают, например, дугой, которую зажигают между электродом и свариваемыми кромками. Кромки сплавляются и образуется сварной шов без внутренних напряжений растяжения. Сварочный калибр при этом направляет и поддерживает кромки °

Пример. Производство труб

Р 38 2,0 мм иэ нержавеющей стали

ГОХ18Н1ОТ на стане АДС.

Плоскую ленту шириной 115,0 мм изгибают в последовательно установленных трех клетях с открытыми калибрами радиусами 54, 31,4 и 24,0 мм.

Затем заготовку иэгибают в трех клетях с раэрезными шайбами: в 4-й клети радиус 21,4 мм, толщина разрезной шайбы 10,6 мм; в 5-й клети радиус

20,7 мм, толщина разрезной шайбы

7,2 мм; в 6-й клети заготовку овалиэнруют (ей /придают форму овала с большей вертикальной осью), радиус дна

16,7 мм, в зоне разъема 23,3 мм, толщина шайбы 3,5 мм, вертикальная ось 42,7 мм, горизонтальная ось

37,3 мм, овальность 1,15. Овалиэация трубы не является обязательной операцией, но повышает эффективность процесса при усложнении изготовления калибров, Затем заготовку сдают в закрытый калибр беэ разрезной шайбы с радиусом дна 28,3 мм, т.е. 1,47 радиуса трубы (19,3 мм) и длиной участка 19,0 мм, т.е. 0,98 радиуса трубы.

Заготовку в калибре обжимают на величину 0,57 (обжатие возможно и в предыдущих клетях), при этом сводят кромки заготовки. При выходе из калибра дно заготовки пружинит внутрь.

Радиус дна после пружинения равен

26,6 мм. За счет такого пружинения дна внутрь заготовки ранее сведенные в калибре кромки также стремятся переместиться навстречу друг другу (если бы перемещение кромок могло осуществиться, каждая иэ них сместилась бы в горизонтальном направлении на 0,8 мм, т.е. наложение поставило бы 1,6 мм). Этим в заготовке создается напряженное состояние, которое стремится свести кромки.

Затем кромки заготовки разводят на направляющем ноже толщиной 2,0 мм, т.е. 0,1 радиуса трубы. Разведение кромок производят в пределах упругой

3 1310 торый практически равен половине диаметра трубы.

Способ осуществляется следующим образом.

Заготовку нзгибают в клетях с от5 крытыми, а затем в клетях с закрытыми калибрами с раэреэными шайбами и без шайбы. При этом в закрытом калибре без шайбы заготовку обжимают по периметру. Затем кромки заготовки 1О разводят на направляющей шайбе или ноже и сводят в сварочном калибре, получая сварной шов. Подвод энергии для нагрева кромок осуществляют с помощью индуктора (при сварке ТВЧ), 15 токопроводящим роликом (при сварке постоянным током) или неплавящимся электродом (при аргонно-дуговой сварке).

Перед входом заготовки в закрытый 20 калибр без шайбы, который устанавливают последним или предпоследним, ее овализируют с большей вертикальной осью. Данная операция желательна для увеличения степени последующего пру.жинения после раэгибания дна заготовки в калибре беэ шайбы, однако ее может и не быть. Затем в закрытом калибре без шайбы дно заготовки на длине 0,5-2,0 радиуса готовой трубы раз-30 гибают радиусом величиной 1 2-2,0 радиуса трубы.. При этом сводят кромки заготовки за счет подгибки прикормочных участков и участков, лежащих в зоне разъема калибра. Одновременно с 35 этим заготовку обжимают. При формовке жестких (упругих) заготовок обжатие достигает 2Х для уменьшения пружинения участков, лежащих в зоне раэьема. Если же формуются заготовки 40 из пластичных материалов, величина обжатия равняется 0-0,57 для улучшения выформовки профиля °

После выхода из калибра кромки заготовки разводят направляющим ножом 45 или диском, но вследствие пружинения дна заготовки с уменьшением кривизны они упираются в нож с усилием, достаточным для их сведения в том случае, если нож будет убран.- 50

Далее заготовку снимают с ножа и задают в сварочный калибр, при этом действием внутренних усилий кромки сводятся в зоне сварочного калибра без силового воздействия на заготовку валками сварочной клети. Разведение кромок направляющим ножом осуществляют на величину упругой дефор131006

Формула изобретения

Составитель Э.Ветрова

Редактор Н.Швыдкая Техред B.Kàäàð КорректорЛ.Пилипенко

Заказ 1820/7 Тираж 733 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва,Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 деформации, поэтому схема Ьапряженного состояния в заготовке, которая создается в процессе разгибки, сохраняется.

После схода с ножа перед входом в сварочный калибр кромки под действием этих внутренних усилий смыкаются.

На входе в сварочный калибр кромки нагревают дугой, которую создают 10 с помощью неплавящегося вольфрамового электрода; под действием внутреннего усилия, которое сводит кромки, образуется сварной шов. При этом валки сварочного калибра играют роль поддер.15 живающего инструмента, Поскольку в сварочном калибре заготовку не сжимали, в ней (в сварном шве) не возникают напряжения растяжения.

Поскольку после выхода трубы из 20 сварочного калибра в еще недостаточно затвердевшем, а значит и прочном сварном шве, практически отсутствуют тангенциальные растягивающие напряжения, возможно увеличение скорости сварки, т.е. производительность агрегата. Качество сварного шва также выше, так как уменьшается вероятность образования трещин, повышается прочность шва ° 30

Ввод заготовки в стан в процессе заправки ленты осуществляют без изгиба в предпоследней и разгиба в послед0 6 ней клети. При этом между кромками заготовки перед направляющим ножом сохраняется зазор и ввод заготовки иа нож осуществляется свободно.

По сравнению с известными способами производства труб на непрерывных станах предложенный позволяет соединить свариваемые кромки беэ создания в сварном шве напряжений растяжения, что предотвращает разрыв шва, появление трещин, ослабление шва, что в конечном счете повышает качество труб.

Способ производства электросварных труб, включающий изгиб заготовки, ее обжатие по периметру в закрытом калибре без шайбы, разведение кромок заготовки, их сведение, сварку и калибровку трубы, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повышения качества труб и скорости сварки эа счет уменьшения тангенциальных напряжений растяжения в шве после сварки, при обжатии в закрытом калибре участок заготовки длиной 0,5-2,0 радиуса готовой трубы, расположенный напротив шва, разгибают на величину, равную 1,2-2,0 радиуса готовой трубы, а последующее разведение кромок осуществляют на величину 0,02-0,2 радиуса готовой трубы.