Способ обработки сварного шва

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскими

Социалистических

Республик

< н796241 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 11. 01. 78 (21) 2666691/22-27 с присоединением заявки № (2Э) Приоритет

Опубликовано 1501.81. Бюллетень ¹ 2

Дата опубликования описания 18. 01. 81 (51)М Кл 3

С 21 0 7/04

В 23 К 11/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621

»02 (088.8) (72) Автор изобретения

B. Л. Иазур (71) Заявитель

Институт черной металлургии (5 4 ) СПОСОБ ОБРАБОТКИ СВАРНОГО ШВА

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к прокатному производству, и совершенствует способы обработки сварных швов.

Известен способ обработки сварного шва после стыковой сварки металлических полос при котором со сварного шва удаляют грат с занижением толщины металла в зоне сварки.

При удалении грата по известному 10 способу толщина шва в направлении длины полосы, направлении последующей прокатки изменяется по кривой, соответствующей закону изменения предела текучести металла шва в этом же 15 направлении. Аналогичную профилю шва форму должен иметь и резец гратоснимателя(1).

Недостаток известного способа состоит в том, что его трудно осу- 30 ществить, поскольку применению этого способа должна предшествовать длительная процедура набора и статистической обработки экспериментальных данных об изменении свойств швов в 25 направлении прокатки. Кроме того,на существующем оборудовании трудно выдерживать заданную глубину съема в зависимости от толщины полос. Даже назначительное увеличение глубины Я0

I съема по сравнению с заданной приводит к ослаблению сечения и обрыву полосы по шву при прокатке. Недостаток известного способа состоит также в том, что при его применении стабидизируется процесс прокатки лишь в первой клети непрерывного многоклетевого стана. Во второй и последующих клетях различие в механических свойствах материала шва полосы мало отличается от того, которое имеет место при обычном съеме грата — заподлицо с поверхностями состыкованных полос. В результате сварные швы,обработанные по известному способу,ненадежны при прокатке и количество обрывов по шву остается высоким.

Известен также способ обработки сварного шва после стыковой сварки металлических полос перед последующей холодной прокаткой, при котором со сварного шва удаляют грат, а затем наносят на шов микрорельеф(2).

Однако этот способ не учитывает направление расположения микронеровностей на шве, что не позволяет достаточно точно выравнить давление металла на валки при прокатке и повысить тем самым надежность соединения.

796241 ции при прокатке. Количество смазки, поступающей в очаг деформации,и коэффициент трения при прокатке зависят от направленности микрорельефа прокатываемого металла. В частности, однонаправленный микрорельеф, состоящий из поперечных рисок, увеличивает толщину смазочной пленки в очаге деформации и, как следствие этого, понижает коэффициент трения и контакт15 ное давление в зоне пластической деформации металла. При прокатке стали с микрорельефом поверхности в виде поперечных рисок толщина слоя смазки в очаге деформации получается в 4,3Щ 5,2 раза больше, чем при обычной изотропной отделке поверхности. Коэффициент трения при прокатке полос из стали 08 КП толщиной 0,6 мм с однонаправленным поперечным микрорельефом р поверхности, состоящем из рисок высотой 4-6,5 мкм, направленных поперек направления прокатки полированными валками со смазкой ПКС получатся в

1,36-1,7 раза меньшим, чем в случае однонаправленного продольного микрорельефа, когда направление рисок совпадают с направлением прокатки. Таким образом, придание поверхности сварного шва однонаправленного микрорельефа например с прямолинейными рисками, приведет к изменению коэффициента трения при прокатке участка шва, что в свою очередь приведет к изменению давления на валки, вытяжки и компенсации различия сопротивления деЩ() формации материала шва и полосы. где h - толщина полосы на выходе из клети;

h — зазор между прокатными 45 валиками;

P — усилие прокатки (полное давление металла на валки);

Hr - модуль жесткости клети.

Таким образом, толщина полосы, rrg выходящей из клети, определяется положением нажимных винтов, усилием ,прокатки и жесткостью клети. В свою очередь, усилие прокатки зависит от прочностных свойств металла прокатываемых полос и коэффициента трения в очаге деформации. Изменяя коэффициент трения, можно добиться выравнивания давления металла на валки,толщины полосы и вытяжки при прокатке участков полосы с различными механи- 60 ческими свойствами. В частности,если прочностные свойства сварного шва превышают прочностные свойства материала полос на их основной длине, то для выравнивания и стабилизации Я

Цель изобретения — повышение надежности сварного соединения путем выравнивания давления металла на валки при прокатке.

Поставленная цель достигается тем, что после удаления грата поверхности шва придают однонаправленный микрорельеф, например в виде прямолинейных рисок. При этом, при прочностных свойствах материала шва, превышающих прочностные свойства состыкованных полос, риски наносят вдоль шва (поперек направления прокатки), а при прочностных свойствах материала шва, меньших прочностных свойств полос, риски наносят поперек шва (вдоль оси прокатки).

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

Горячекатанные полосы после разматывания рулона поступают к гильотинным ножницам, где образуются передний и зацний концы каждой полосы. Затем, на сварочной машине задний конец предыдущей полосы сваривают встык с передним концом последующей полосы. После сварки со сварного шва удаляют грат и зачищенному шву придают однонаправленный микрорельеф, например в виде прямолинейных рисок. При этом, при прочностных свойствах материала шва, превышающих прочностные свойства металлических полос, риски выполняют вдоль шва, а при прочностных свойствах материала шва, меньших прочностных свойств металлических полос, риски выполняют поперек шва (вдоль оси прокатки). В процессе прокатки толщина полосы на выходе из клети определяется уравнением Головина-Симса на одном уровне усилия прокатки,толщины полосы и вытяжки необходимо уменьшить коэффициент трения в момент прокатки сварного шва. Коэффициент трения зависит от количества смазки, вовлекаемой в очаг деформаПример . На стане с рабочими валками диаметром 600 мм прокатывают полосы из стали 08 КП толщиной 3,0мм, шириной 1000 мм. Конечная толщина полосы после прокатки равна 2,4 мм.

Заднее натяжение при прокатке составлияет 2 Т, переднее натяжение 36 Т..

Коэффициент трения при прокатке равен 0,08. Предел текучести металла прокатываемых полос равен 25,0 кгс/

/мм, предел текучести материала шва равен 27,8 кгс/мм. Расчет показывает, 2 что усилие прокатки составляет 720 Т при прокатке основной части полос и

780 T при прокатке сварного шва.Для того, чтобы усилие прокатки сварного шва уменьшить до основного уровня

720 Т,коэффициент трения при прокатке шва необходимо понизить до 0,06.

Такое значение коэффициента трения получают в результате нанесения на поверхность шва однонаправленного поперечного микрорельефа с рисками высотой 4 мкм,направленными вдоль сварного шва,поперек направления прокатки.

796241

Формула изобретения

Составитель С. Никулина

Редактор Л. Говхан Техред A. Ач -- Корректор Е. Папп

Заказ 9707/37 Тираж 629 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП"Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4

Для таких же условий прокатки,но при прочностных свойствах металла шва, меньших прочностных свойств металла полос, например при значениях предела текучести металла шва

24,0 кгс/мм, наблюдается иная карти2 на. Усилие прокатки шва с такими свойствами составляет 680 T. Для того, чтобы усилие, прбкатки сварного шва было увеличено до основного уров ня, равного 720 Т, коэффициент трения при прокатке шва увеличивают до

0,094. Такое значение коэффициента трения получают в результате нанесения на поверхность шва однонаправленного продольного микрорельефа с рисками высотой 6,5 мкм,направленными поперек шва — вдоль оси прокатки.

Предлагаемый способ реализуется при помощи устройства, состоящего из металлических щеток> предназначенных 20 для нанесения направленного микрорельефа — рисок на поверхность сварного шва. Ц1етки должны осуществлять возвратно-поступательное движение вдоль или поперек шва в зависимости 25 от того, какую направленность необходимо придать микрорельефу поверуности. Усилие прижатия щеток к обрабатываемым поверхностям шва должно ре" гулироваться. Высота наносимых рисок будет определяться усилием прижатия щеток и временем обработки поверхности шва. Обработка сварного шва по предлагаемому способу наиболее эффективна при прокатке состыкованных полос на непрерывных и бесконеч- ных стенах, поскольку позволит устранить резкий(практически мгновенный) скачок давления на валки из-за изменения сопротивления деформации прокатываемого металла в момент про- 4р. хождения через очаг деформации сварного шва. Это дает существенный положительный эффект, так как нарастание сопротивления деформации металла, прокатываемого в одной иэ клетей, скачок давления, а также изменение вытяжки в этой клети приво» дит к нарушению основного условйя непрерывной прокатки - постоянства секундных объемов, следствием чего является рывок натяжения, приводящий к обрыву полосы по шву.

Предлагаемый способ обработки сварного шва повышает стабильность процесса прокатки и надежность сварного соединения путем уменьшения количества обрывов прокатываемых полос.

1. Способ обработки сварного шва после стыковой сварки металлических полос перед последующей холодной прокаткой, при котором со сварного шва удаляют грат, а затем наносят на шов микрорельеф, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения надежности сварного соединения путем снижения вероятности обрывов полос при холодной прокатке, микрорельеф наносят в виде однонаправленных прямолинейных рисок. 2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что при прочностных свойствах материала шва, превышающих прочностные свойства металлических полос, прямолинейные риски располагают вдоль rasa.

3. Способ и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что при прочностных свойствах материала шва, меньших прочностных свойств металлических полос, прямолинейные риски располагают поперек rasa.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 390884, кл. В 23 К 11/04, 1971 °

2. Авторское свидетельство СССР, Р 651040, кл. В 23 К 11/04, 1976 (прототип).