Способ сварки оплавлением стальных рулонных полос



B23K103/04 - Пайка или распаивание; сварка; плакирование или нанесение покрытий пайкой или сваркой; резка путем местного нагрева, например газопламенная резка; обработка металла лазерным лучом (изготовление изделий с металлическими покрытиями экструдированием металла B21C 23/22; нанесение облицовки или покрытий литьем B22D 19/08; литье погружением B22D 23/04; изготовление составных слоистых материалов путем спекания металлического порошка B22F 7/00; устройства для копирования и регулирования на металлообрабатывающих станках B23Q; покрытие металлов или материалов металлами, не отнесенными к другим классам C23C; горелки F23D)
B23K101/16 - Пайка или распаивание; сварка; плакирование или нанесение покрытий пайкой или сваркой; резка путем местного нагрева, например газопламенная резка; обработка металла лазерным лучом (изготовление изделий с металлическими покрытиями экструдированием металла B21C 23/22; нанесение облицовки или покрытий литьем B22D 19/08; литье погружением B22D 23/04; изготовление составных слоистых материалов путем спекания металлического порошка B22F 7/00; устройства для копирования и регулирования на металлообрабатывающих станках B23Q; покрытие металлов или материалов металлами, не отнесенными к другим классам C23C; горелки F23D)

Владельцы патента RU 2295428:

Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" (RU)

Изобретение относится к сварке металлов, а именно к стыковой сварке оплавлением полосовой горячекатаной стали толщиной 1,5-6,0 мм, предназначенной для холодной прокатки. Способ включает установку стыкуемых концов полос под электродами и соединение их путем сварки при заданных параметрах. Основные параметры процесса сварки выбирают в зависимости от номинальной толщины металла Н. Величину оплавления принимают равной , мм. Величину осадки принимают равной δ=2,0·H0,7, мм, а время осадки под током τ=0,33·Н0,45, с. Это позволит повысить производительность, снизить расход металла и повысить качество получаемых сварных швов.

 

Изобретение относится к сварке металлов и может быть использовано при стыковой сварке полосовой горячекатаной стали, предназначенной для холодной прокатки.

Стыковую сварку оплавлением горячекатаных полос осуществляют на непрерывных травильных агрегатах (НТА) непосредственно перед травлением металла. Технология сварки концов рулонных полос, а также особенности стыкосварочных машин (ССМ), устанавливаемых на НТА, достаточно подробно описаны, например, в книге А.И.Целикова и др. «Машины и агрегаты металлургических заводов», т.3, М., «Металлургия», 1988, с.381-382.

Прочность стыкосварочного соединения (шва) должна быть не менее прочности основного металла, что предотвращает разрывы швов при последующих операциях с полосовым прокатом: его холодной прокатке, дрессировке и транспортировке через непрерывные агрегаты типа АНО (агрегаты непрерывного отжига). Высококачественный шов обеспечивает требуемую производительность всех агрегатов цеха холодной прокатки и уменьшает отходы металла, связанные с разрывом швов.

Известен способ сварки горячекатаных полос, отличительной особенностью которого является занижение толщины металла в зоне сварного шва по сравнению с толщиной свариваемых полос, осуществляемое в процессе съема грата и по определенной зависимости (см. а.с. СССР №390884 кл. В 23 К 11/04, В 21 В 1/28, опубл. 13.03.1974). Недостатком этого способа является неопределенность основных параметров процесса сварки, что может привести к получению некачественных швов со всеми отрицательными последствиями.

Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является способ (технология) сварки оплавлением стальных рулонных полос толщиной 2...6 мм на стыкосварочной машине (ССМ), описанный в книге Ю.Д.Железнова и др. «Совершенствование производства холоднокатаной листовой стали», М., «Металлургия», 1982, с.19-24 и табл.6-8.

Эта технология заключается в установке стыкуемых концов полос под электродами ССМ и соединении их путем сварки с заданными параметрами и характеризуется тем, что величина оплавления (Δопл) постоянна для всех толщин полос (см. табл.6 и 7 аналога), а величина осадки (Δос) возрастает с увеличением толщины свариваемых полос.

Недостатком известной технологии является невозможность получения «прокатываемости» швов (она определяется в % по отношению числа разорванных швов к их общему количеству для прокатанной партии полос), близкой к 100%, в особенности для полос из конструкционных марок стали и толщиной менее 2 мм.

Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение производительности и сокращение отходов металла при производстве холоднокатаной полосовой стали за счет повышения качества швов.

Для решения этой задачи в способе сварки оплавлением стальных рулонных полос, преимущественно толщиной 1,5...6,0 мм, на ССМ, заключающемся в установке стыкуемых концов полос под электродами и соединении их путем сварки с заданными параметрами, основные параметры процесса выбирают в зависимости от номинальной толщины металла Н, при этом величина оплавления принимается равной мм, величина осадки δ=2H0,7, мм, а время осадки под током τ=0,33Н0,45, с.

Сущность найденного технического решения заключается в оптимизации основных параметров процесса сварки концов полос оплавлением, что обеспечивает высокое качество полученных при этом швов с практически полным отсутствием их разрывов при дальнейших операциях с полосовой углеродистой и конструкционной сталью. Кроме того, появляется возможность качественной сварки концов предельно тонкой (Н=1,5 мм) горячекатаной стали.

В результате этого не только уменьшаются отходы металла, но и повышается производительность всех непрерывных агрегатов цеха холодной прокатки, прежде всего за счет повышения прокатываемости швов.

При реализации предлагаемого способа вышеназванные параметры процесса сварки на ССМ определяются (Δ и δ - с точностью до 0,1 мм, а τ - с точностью до 0,05 с) для каждого узкого диапазона толщин (например, 1,5...1,8 мм; 1,9...2,1 мм; 2,2...2,3 мм и т.д.), причем за номинальную толщину Н принимается средняя величина толщины в каждом диапазоне. Полученные величины Δ, δ и τ вводятся в систему автоматического управления данной ССМ.

Опытную проверку заявляемого технического решения осуществляли на ССМ, установленной в линии НТА листопрокатного цеха №5 ОАО «ММК», предназначенной для сварки встык рулонных горячекатаных полос толщиной 1,5...6,0 мм из углеродистой и конструкционной стали шириной 1000...2350 мм.

С этой целью при стыковой сварке полос всего сортамента варьировали основные параметры процесса: величины оплавления (Δ) и осадки (δ), а также время осадки под током (τ). Результаты опытов оценивали по прокатываемости швов на стане холодной прокатки 2500, так как возникающие при этом нагрузки на стыковосварочные соединения являются максимальными.

Наилучшие результаты (прокатываемость швов 99,8...100% при максимальной производительности и минимальных отходах металла) получены при реализации заявляемого способа. Отклонения от рекомендуемых величин параметров как в сторону их увеличения, так и в сторону их уменьшения ухудшали достигнутые результаты.

Так, при величинах и прокатываемость швов снизилась до 92...98%, причем, она была тем ниже, чем больше фактическая величина оплавления отличалась от оптимальной. При величинах осадки δ=(1,2...1,9)·Н0,7 и δ=(2,1...2,5)·Н0,7 прокатываемость составила 93...95%, а при τ=(0,20...0,32)·H0,45 и τ=(0,34...0,50)·Н0,45 она была в пределах 90...97%.

Производительность стана 2500 при этом не превысила 97% от максимально достигнутой, а отходы металла возросли на 15...23%.

Сварка полос с параметрами, рекомендуемыми в технологии, выбранной в качестве ближайшего аналога (см. выше), ˜ дала прокатываемость швов не более 98,5%, при соответствующем снижении производительности и росте отходов.

Таким образом, опытная проверка подтвердила приемлемость найденного технического решения для достижения поставленной задачи.

По данным Центральной лаборатории контроля ОАО «ММК» использование заявляемой технологии сварки рулонных горячекатаных полос при производстве холоднокатаного углеродистого и конструкционного листа толщиной 1,5...6,0 мм на комбинате позволит увеличить производительность не менее чем на 3% с одновременным снижением расхода металла в пределах 15...20%.

Пример конкретного выполнения

Полосовая горячекатаная рулонная сталь марки 08Ю размером 1500·3,8 мм сваривается встык на ССМ при травлении в цехе холодной прокатки.

Основные параметры сварки:

величина оплавления

величина осадки δ=2,0·Н0,7=2,1·3,80,7˜5,1 мм

время осадки под током τ=0,33·H0,45=0,33·3,80,45˜0,6 с.

Прокатываемость полученных швов на стане составляет 100%.

Способ сварки оплавлением стальных рулонных полос, преимущественно толщиной 1,5...6,0 мм, включающий установку под электроды стыкосварочной машины стыкуемых концов полос и их соединение путем сварки с заданными основными параметрами, отличающийся тем, что основные параметры процесса сварки выбирают в зависимости от номинальной толщины металла Н, при этом величину оплавления принимают равной мм, величину осадки δ=2,0·Н0,7, мм, а время осадки под током τ=0,33·Н0,45, с.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к сварке металлов и может быть использовано при стыковой сварке оплавлением горячекатаных стальных полос, предназначенных для последующей холодной прокатки.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к контактно-стыковой сварке трубы с заглушкой при герметизации тепловыделяющих элементов атомных станций. .

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при изготовлении устройства для контактной стыковой сварки трубы с заглушкой при герметизации стержневых тепловыделяющих элементов ядерных реакторов.

Изобретение относится к области сварки, а именно к контактной стыковой сварке оплавлением деталей с неравномерным поперечным сечением. .

Изобретение относится к области контактной стыковой сварки оплавлением и может быть использовано при соединении деталей большого сечения. .

Изобретение относится к контактной стыковой сварке оплавлением, а именно к оборудованию для соединения длинномерных изделий. .

Изобретение относится к области контактной стыковой сварки оплавлением и может быть использовано при сварке деталей с большим поперечным сечением. .

Изобретение относится к атомной энергетике, а именно к установкам контактно-стыковой сварки стержневых тепловыделяющих элементов (ТВЭЛов) ядерных реакторов. .

Изобретение относится к атомной энергетике и может найти применение для герметизации контактно-стыковой сваркой стержневых тепловыделяющих элементов ядерных реакторов.

Изобретение относится к области сварки, а именно к способам автоматической аргонодуговой сварки труб из сталей аустенитного класса при изготовлении ответственных конструкций, например трубопроводов высокого давления, эксплуатирующихся на атомных станциях.

Изобретение относится к области сварки, а именно к способам автоматической аргонодуговой сварки труб из сталей аустенитного класса при изготовлении ответственных конструкций, например трубопроводов высокого давления, эксплуатирующихся на атомных станциях.

Изобретение относится к сварке, а именно к способам защиты внутренней поверхности сварного шва деталей, имеющих внутреннее многослойное защитное покрытие с хрупкими слоями, от коррозионного воздействия агрессивной среды.

Изобретение относится к диффузионной сварке в вакууме коротких труб из разнородных материалов методом роликовой раскатки охватываемой трубы при температуре диффузионной сварки.
Изобретение относится к сварке металлов и может быть использовано при стыковой сварке оплавлением горячекатаных стальных полос, предназначенных для последующей холодной прокатки.
Изобретение относится к сварке металлов и может быть использовано при стыковой сварке оплавлением горячекатаных стальных полос, предназначенных для последующей холодной прокатки.
Изобретение относится к сварочному производству, а именно к способу сварки стальных деталей с последующей защитой сварных швов и околошовных зон от интенсивной коррозии.

Изобретение относится к области сварки и может быть использовано для многодуговой сварки под флюсом труб большого диаметра. .

Изобретение относится к области производства высокопрочных многослойных металлических труб с прослойками из легкоплавких металлов. .

Изобретение относится к области трубосварочного производства, а именно к стану для сварки продольных швов труб большого диаметра конечной длины. .

Изобретение относится к области сварки, а именно к способам автоматической аргонодуговой сварки труб из сталей аустенитного класса при изготовлении ответственных конструкций, например трубопроводов высокого давления, эксплуатирующихся на атомных станциях.
Наверх