Способ непрерывного изготовления сварных труб

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

gg 4 В 21 С 37/08

a(r 7 1

71." " -„м

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И ABTGPCHGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 иву с 3 4 (I

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4172053/31-27 (22) 04, 01. 87 (46) 15. 08. 88. Бюл. №- 30 (71) МВТУ им. Н. 3. Баумана (72) А,П.Молчанов, В.И,Пунин, 10.Г.Пеньков, Е,M.Êðè÷åÿñêèé, Г.Г.Поклонов, В.Н.Львов, В.Ф.Евдокимов и В,А. Пелешко (53) 621.774.21(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР №- 1291229, кл. В 21 С 37/08, 1983.

Авторское свидетельство СССР № 1324702, кл. В 21 С 37/08, 1986. (54) СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ

СВАРНЫХ ТРУБ (57) Изобретение относится к производству электросварных прямошовных труб и может быть использовано для получения труб из высоколегированных сталей. Целью является улучшение качества сварного шва при повышении скорости сварки. При сварке кромок трубы за роликовым калибром шов

„„SU,„, 1416230 А 1 удерживается от раскрытия стабилизи рующими роликами 3. Шов поднимается роликами 4, к которым подводятся ультразвуковые колебания. Сварку производят при зазоре между кромками, равном 0,05-0,1 толщины стенки заготовки. В зоне поджима, кроме того, сварной шов охлаждается и защищается инертным газом. Применение ультразвуковых колебаний обеспечивает измельчение и упорядочивание положения зерен B кристаллизующемся сварном шве, Применение в зоне поджима свариваемых кромок дополнительного деформирования в направлении, перпендикулярном основному с одновременным охлаждением и газовой защитой позволяет формировать сварной шов при его кристаллизации, устранить крупнозернистасть структуры нвн, снизить внут- С ренний и наружный граты, предотвратить межкристаллитную коррозию.

1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1416230

Изобретение относится к производству электросварных прямошовных труб и может быть использовано для получения труб из высоколегированных сталей с толщиной стенки трубной заготовки 0,5-4 мм.

Цель изобретения.. — улучшение качества сварного шва при повышении скорости сварки изготавливаемых труб.

Сущность способа заключается в том, что применение ультразвуковых колебаний при сварке кромок трубной заготовки в момент поджима обеспечивает измельчение и упорядочивание 15 положения зерен в кристаллизующемся сварном шве при воздействии на него дополнительного усилия поджима, Поскольку для сварного шва характерна склонность к образованию столбчатой 20 структуры, т е. типичной структуры литого металла, то при наличии подвижного температурного поля скорость кристаллизации равна скорости сварки и с повышением последней рост зерен 25 происходит более интенсивно и наблюдается в направлении, поперечном оси сварного шва. Для устранения крупнозернистого строения литой структуры шва, таким образом, необ" 30 ходимо в процессе его кристаллизации подвергать кромки трубной заготовки поперечным ультразвуковым колебаниям. Это осуществляется в момент поджима, когда влияние инструмента З5 для его осуществления на.сварной шов максимально, и усилие поджима передается также в поперечном направлении. Кроме того, с точки зрения технологического процесса осуществ- <0 лять передачу колебаний и деформирование сварного шва наиболее просто и эффективно можно в зоне поджима через соответствующий. (например, роликовый) инструмент или непосред- 45 ственно к трубной заготовке в зону

1 кристаллизации. Таким образом, применение ультразвуковой обработки сварного шва коррозионностойких труб в момент поджима улучшает 50 механические свойства трубы, повышает плотность шва, его прочность и коррозионную стойкость, что может быть использовано в производстве холоднодеформируемых труб, Р5

Применение в зоне поджима свариваемых кромок (шва) дополнительного поджима (деформирования) в направлении, перпен, вЂ,икулярном основному, с одновременным охлаж;;ением и газовой защитой позволяет проводить более интенсивную сварку кромок, охлаждать и формировать ровный сварной шов при

его кристаллизации и одновременно устранять крупнозернистую литую структуру шва, внутренний и наружный грат, предотвращать межкристаллитную коррозию. Дополнительный поджим обеспечивает предотвращение горячих трещин, удержание свариваемых кромок от раскрытия (особенно для труб большого диаметра и толщиной стенки) и значительно снижает наружный и внутренний грат, а в совокупности с одновременным охлаждением и защитой инертным газом сварного шва способствует образованию прочного сварного соединения. Улучшается структура, физико-механические свойства и в целом качество сварного шва. Кроме того, поступление охладителя в зону поджима значительно улучшает условия работы инструмента для его ocvществления — повышается его работоспособность, долговечность при повышении скорости сварки. С другой стороны, при повышенной скорости охлаждения сварного шва в нем повышается содержание 3 -феррита, в связи с чем также уменьшается склонность шва к образованию горячих трещин. Помимо того, увеличение скорости охлаждения шва и околошовных участков (зоны термического. влияния) обеспечивает быстрое прохождение металла этих участков через интервал опасных температур (450-850 С)э в котором интенсивно идет процесс образования и роста зерен (а также карбидов хрома — для хромоникелевых сталей), а следовательно, увеличивается опасность межкристаллитной коррозии. В этом интервале согласно изобретению находится зона поджима свариваемой заготовки, Деформирование кромок наружного и внутреннего грата с охлаждением (например, водоохлаждаемыми роликами) также способствует повышению прочности и коррозионной стойкости сварного шва, качества трубы, Для снижения величины грата, который образуется при выдавливании с помощью инструмента расплавленного металла на внутреннюю и наружную

2. Способ по п. 1, отличаюшийся тем, что сваренные кромки цодвергают дополнительному поджиму в направлении, перпендикулярном основному, с одновременным их охлаждением и газовой защитой. з 14162 поверхности трубы, и при провисании

\ сварочной ванны внутрь трубы (особенно при повышении скорости сварки) сварку кромок необходимо проводить при образовании зазора между ними, величина которого определяется в зависимости от толщины свариваемой трубной заготовки. В результате этого расплавленный металл шва не испытывает нежелательного воздействия инструмента, а качественному образованию сварного соединения способствуют силы поверхностного натяжения в момент сварки, и в дальнейшем осуществ- 18 ляется основной и дополнительный поджим свариваемых кромок, их интенсивное охлаждение, газовая защита и ультразвуковое воздействие. Оптимальной величиной зазора между кромками является значение, равное О, 1 от толщины стенки трубы для труб со стенкой

О",5-2 мм и 0,05 соответственно для труб со стенкой 2-4 мм. При этом обеспечивается минимальный наружный и внутренний грат, качественный сварной шов трубы при увеличении скорости сварки. Разведение кромок на величину. большую чем 0,1 толщины стенки приводит к прожогам сварного шва, когда происходит несплавление кромок при недостаточном влиянии инструмента и сил поверхностного натяжения. При зазоре меньшем чем 0,05 толщины стенки трубы начинается интенсивное образо" вание наружного и особенно внутреннего грата, а горение дуги становит ся неустойчивым.

На фиг. 1 изображено устройство для осуществления способа, вид сверху; на фиг, 2 — разрез А-А на фиг.:l

40 вариант выполнения.

Сформированная трубная заготовка

1 диаметром d = 38 мм и толщиной стенки t = 1,5 мм из стали 09Х18Н10Т обжимается в роликовом калибре 2. На

45 расстоянии от его центра, составляющем 2 диаметра трубной заготовки, т.е. 7б мм, происходит сварка ее кромок, которые разведены на рассто30

4 яние 0,1 t = 0,15 мм (что замеряется перед началом сварки щупом) .

Далее свариваемая трубная заготовка поступает в стабилизирующие роли— ки 3, осуществляющие их основной поджим. 8 этом же месте снаружи и изнутри (на оправке) производится дополнительный поперечный поджим кромок, например, роликами 4, к которым (верхнему) через магнитострикционный вибратор (типа ПМС-15) подводятся ультразвуковые колебания (основная резонансная частота 18-19 кГц, мощность 3-4 кВт). Охлаждение сваренных кромок осуществляется, например, водоохлаждаемыми роликами 4, а также поступающим вдоль сварного шва в момент поджима аргоном, который обеспечивает газовую защиту кристаллизующего металла шва. При этом скорость сваркй составляет 3,5 м/мин.

Использование данного способа позволяет повысить прочность сварного шва на 20 и его качество при повышении скорости сварки на 257..

Формула из обре те ния

1. Способ непрерывного изготовле- ния сварных труб, включающий фор/ мовку трубной заготовки, обжатие в роликовом калибре, сварку ее кромок эа роликовым калибром и последующий ее поджим, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества сварного шва при повышении скорости, в момент. поджима сваренные кромки подвергают поперечным ультразвуковым колебаниям, а сварку за роликовым калибром производят при зазоре между кромками, составляющем 0,05-0,1 толщины стенки заготовки.

Составитель Э. Ветрова

Редактор М. Недолуженко Техред Л. Олийнык Корректор В ° Васильева

Заказ 4011/9

Тираж 709 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4