Способ высокочастотной сварки прямошовных труб

 

Союз Советских

Социалистических

Республик ( ( ( ( (53)РА. Кл. (6f ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 240578 (21) 2619780/25-27 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 250680, Бюллетень Н 23

В 23 К 13/00

В 21 С 37/08

Государственный комитет

СССР оо делам изобретений и открытий (5З) УДК 621. 791. 77 (088.8) Дата опубликования описания 280680 (72) Авторы изобретения

B. Е. Груздов, В. Г. Письменный, Ф. Ф. Коджеспиров и A. Я. Якунин

Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени государственный университет им. 300-летия воссоединения

Украины и России (71) Заявитель (5 4 ) СПОСОБ ВЫСОКОЧАСТОТНОЙ С BAP KH ПР ЯМОШОВ НЫЖ

ТРУБ

Изобретение отно ится к производствуу сварных труб и может быть использовано на трубоэлектросварочных станах, особенно при высокочастотной сварке прямошовных труб малых диамет. 5 ров с высокими скоростями.

Известны способы радиочастотной сварки труб, при которых для концентрации электромагнитных полей в оча-. ге сварки, а следовательно, поныше- 10 иия КПД сварочного устройства и увеличения скорости сварки внутрь трубной заготовки в очаг сварки вводят ферритоный сердечник (1).

Высокочастотные магнитные потоки 15 внутри сердечника распределяются неравномерно, что приводит к .неравномерному его разогреву. Наиболее сильно (до 150-190 С) разогреваются участки ферритового сердечника, на- 20 ходящиеся между индуктором и точкой схождения кромок трубной заготовки.

Сильная зависимость параметров ферритов от температуры приводит к значительному уменьшению магниткой прс- 25 ницаемости и индукции насыщения феррита на этих участках, а следовательно, к снижению эффективности тракта передачи высокочастотной мощности к снариваемым кромкам. Охлаждение сер- Зр дечников водой или эмульсией оказывается недостаточно эффективным, так как теплопроводность ферркта мала и хорошо охлаждаются только его поверхностные слои, а внутренняя часть охлаждаться не успевает.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является способ высокочастотной сва ..и прямошонных труб, при котором внутрь трубной заготовки в зону сварки помещают ферритовый серде-вник, прк этом, с целью повышения долговечности оборудования путем устранения перегрева сердечника, ему сообщают вознратно-поступательное перемещение вдоль оси заготовки (2) .

Однако для осуществления такого способа необходимо вводить в зону сварки специальные приспособления для придания сердечнику нозвратно-поступательного движения. Из-за сильной эавкскмости тока в кромках от положения сердечника происходит неравномерный нагрев сваринаемых кромок °

Кроме того, необходимо уменьшать диаметр сердечника с целью устранения механкческих эахнатон к срывон его сваркнаемыми кромками или стенками трубной заготовки в зоне осадки, что

742074

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 ° Головкин P.Â., Лунин И.В. Pa4Q диочастотная сварка прямошовных труб.

М, Металлургиздат, 1961, с, 45.

2. Авторское свидетельство СССР

М 493316, кл. В 23 К 13/00, 1976.

Ти аж 1160 Подписное

r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ведет к снижению его эффективности, возвратно-поступательное движение сердечника снижает его долговечность из-за увеличения числа механических ударов о стенки трубной заготовки.

Цель изобретения — повышение эффективности использования и долговечности ферритового сердечника.

Это достигается тем, что для каждого участка сердечника выбирают феррит с магнитной проницаемостью, достигающей оптимального значения при температуре и напряженности высокочастотного магнитного поля на этом участке трубной заготовки в процессе сварки.

Сущность предлагаемого способа со- стоит в следующем.

Кромки предварительно отформованной трубной заготовки нагревают до температуры сварки охватывающим кольцевым индуктором, подключенным к высокочастотному генератору. Затем труб ную заготовку направляют в шовсжимающие валки, где разогретые кромки обжимают и образуют сварное соединение.

Для концентрации тока на свариваемых кромках и, следовательно, интенсификации их нагрева внутрь заготовки вводят ферритовый сердечник, отдельные участки которого находятся в раэ личных по величине высокочастотных магнитных полях при различных температурах.

Применяя ферритовый сердечник с неоднородными по его объему магнитными характеристиками, соответствующими на каждом участке температуре сердечника и напряженности высокочас тотного магнитного поля, в процессе сварки достигают самосогласованной коррекции его магнитных характерис.тик к устранению участков сердечника теряющих магнитные свойства. 3а счет использования на отдельных участках сердечника феррита с магнитной прони цаемостью, достигающей своего оптимального значения при температуре и напряженности высокочастотного магнитного поля на этом участке, в процессе сварки повышают эффективность использования сердечника и его долговечность. Например, при сварке стальных труб размером 13х1,5 на тру боэлектросварочном стане 10-60 температура в средней части сердечника достигает 180-190 С при напряженности высокочастотного магнитного поля в этой части сердечника до 400 а/м. .На краях температура нагрева не превышает 100 С при напряженности до

300 а/м. Используя в средней части сердечника феррит с пониженным значением магнитной проницаемости, но с повышенным значением температуры

Кюри (до 300-400 С) и пониженным уровнем потерь (например, марка

НИИПИ Заказ 3363 11

Филиал ППП Патент, 100HH), а на концах — феррит с повышенным значением магнитной проницаемости (например, марки Ф-600), хотя и с меньшими значениями температуры

Кюри, достигают самосогласованного повышения общей магнитной проницаемос ти сердечника в рабочих условиях. За счет этого повышается интенсивность нагрева свариваемых кромок, что позволяет на 10-15% повысить скорость сварки труб. Наиболее целесообразно предлагаемый способ применять для сварки прямошовных труб малых диаметров, где отдельные участки сердечника работают в режимах, близких к насыщению.

15 Предлагаемый способ выгодно отличается от известных, так как позволяет устранить дополнительные операции по созданию возвратно-поступательного перемещения ферритового серу дечника и связанную с ним неравномерность нагрева свариваемых кромок иээа изменения расстояния между точкоа схождения кромок и концом ферритово го сердечника. Применение неподвижного магнитопровода позволяет увели» чить диаметр сердечника, максимально использовав полость трубной заготов» ки. Использование предлагаемого способа позволит повысить КПД передачи высокочастотной мощности от индуктора к свариваемым кромкам и в результате повысить качество и скорость сварки, а также увеличить долговечность сердечников и уменьшить число простоев трубоэлектросварочных ста35 нов, связанных со сменой ферритовых сердечников.

Применение способа на Нижнеднепровском трубопрокатном заводе им.

К. Либкнехта позволит увеличить скорость сварки труб, например, размером 12х1,5, 13х1,5 на .10-15%.

Формула изобретения

Способ высокочастотной сваркй прямошовных труб, преимущественно малого диаметра, при котором внутрь трубной заготовки в зону сварки помещают ферритовый сердечник, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности использования и долговечности ферритового сердечника, для каждого участка сердечника выбирают феррит с магнитной проницаемостью, достигающей оптимального значения при температуре и напряженности магнитного поля на этом участке трубной заготовки в процессе сварки.