RU1816525C - Способ изготовлени пр мошовных сварных труб конечной длины - Google Patents

Abstract

Использование:.изготовление сварных пр мошовных труб большого диаметра конечной длины преимущественно лазерной сваркой. Сущность изобретени : способ включает.подачу заготовки с продольным стыком, ориентацию стыка вдоль оси свар- . ки, при которой заготовку поворачивают от- носительно продольной оси и прикладывают сжимающее усилие до обеспечени  контакта торцов кромок с боковыми поверхност ми дисковых ножей. После ориентации стыка-стационарным ножом заготовку останавливают, а в стык ввод т со стороны переднего и заднего концов заготовки дисковые ножи, сжимают кромки до обеспечени  контакта торцов кромок с боковыми поверхност ми дисковых ножей, выполн ют на стыке шов длиной 150 мм, после чего освобождают задний конец стыка от контакта с одним из дисковых ножей. Окончательную сварку ведут с ориентацией стыка одним ножом. 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к области тру- боэ лектросварочного производства и может быть использовано при производстве труб большого диаметра преимущественно лазерной сваркой.

Одним из важнейших условий качественной сварки лазерным лучом  вл етс  высока , точность наведени  луча на стык кромок и его высока  плотность (зазор не более 1 мм). Вместе с тем, в действующих технологических лини х, несмотр  на использование центрирующих устройств как на агрегатах формовки заготовок,так и при их сварке, на заготовках труб большого диаметра практически всегда имеет место винтообразное смещение кромок от образующей. Максимальные значени  таких смещений,измеренные по торцам заготово достигают 40-50 мм, в среднем

±15-20 мм. Лазерные сварочные устройства как правило оснащаютс  прецизионными системами наведени  луча на стык с точностью до сотых или дес тых долей миллиметра в зависимости от толщины свариваемого металла. Такие системы могут эффективно работать, если поле разброса отклонений стыка от оси составл ет не более 1,5-2 мм. Следовательно, об зательным условием применени  высокоэффективного процесса лазерной сварки при производстве труб большого диаметра  вл етс  сведение к необходимому минимуму винтообразного смещени  кромок свариваемых заготовок. Анализ показывает, что основными причинами винтообразного смещени  стыка кромок от образующей цилиндрической заготовки  вл ютс :

.-- неточности установки листа относительно формующего инструмента центрирующими устройствами и смещени  листа в момент начала формовки, когда лист уже освобожден от воздействи  центрирующих устройств, но еще не зафиксирован в формующем инструменте (см.фиг, 1 а, смещение кромок ±А)

- заготовки вследствие несимметричности приложени  к ней усилий заталкивани  в трубоэлектросварочный стан и усилий сопротивлени  ее перемещению со стороны инструмента трубоэлектросварочного стана (см.фиг. 16, смещение кромок ±А+А). Удовлетворительные способы или устройства, полностью устран ющие указанные причины пока не найдены, не решают эту проблему и примен ющиес  на трубосварочных станах способы центрировани  заготовок.

Известные способы центрировани  заготовок перед входом в трубоэлектросварочный стан примен ющиес  на станах, дуговой сварки наружного шва трубоэлект- росварочных агрегатов (ТЭСА 530-820 и ТЭСА 1220 Чел бинскогр трубопрокатного завода, а также ТЭСА 1020 Новомосковско- .го трубного завода)предусматривают разворот заготовки подъемно-поворотными роликами кромками в верхнее положение, опускание трубы на рольганг и подачу ее по рольгангу в стан (например цепным затал- кивателем) .таким образом/чтобы между кромками вошел направл ющий нож, стационарно закрепленный перед входом в стан. При дальнейшем движении заготовки она попадает в валки стана, под действием ко-., торых на участке до сварочной клети кромки постепенно свод тс  встык. .

Недостатком этого способа  вл етс  невозможность как-то повли ть-на винтообразное смещение кромок, полученное при формовке, т.к. заготовка остаетс  свобод- ной.вплоть до входа ее переднего конца в клети стана. Здесь неправильное положение заготовки фиксируетс  валками клетей .стана и при дальнейшем ее продвижении винтообразное смещение кромок вызывает значительные отклонени  стыка от оси свар- . ки. При проектировании станов дл  обеспечени  возможности наведени  электродов на стык в расчет принимают его смещение 150 мм, в обе стороны от центральной оси сварки. Сохран етс  в этом случае и опасность дополнительного к полученному при формовке смещени  кромок, вследствие возникновени  случайных несимметричных усилий сопротивлени  при входе заготовки в валки клетей, а также опасность задиров на торцевых поверхност х кромок при их

трении о нож, что не позвол ет получить стык требуемой плотности.

Более близким по своей технической сущности предлагаемому,  вл етс  способ, заключающийс  в центрировании кромок перед входом в стан в двух точках, одной из которых  вл етс  направл ющий нож, аналогичный описанному выше, а второй - вращающийс  дисковый нож, дополнительно

размещенный между клетью стана и на5

правл ющим ножом. Этот способ, используемый на стане дл  сборки заготовок и сварки технологического шва вТЭСЦ №2 на ТЭСА 1220-1420 Харцызского трубного за5 вода, выбран нами в качестве прототипа. Краткие описани  элементов этого способа имеютс  в технологической инструкции (см., например, Инструкци  технологическа  по производству электросварных труб в ТЭСЦ0 2 Харцызского трубного завода 1976 г.) При этом способе заготовку удаетс  частично раскрутить в обратную сторону, т.е. уменьшить примерно на 30-40% смещение кромок по винтовой линии, однако полностью устранить практически не удаетс  (см.фиг.1б). Это вызвано тем, что, как и в предыдущем случае, заготовка вплоть до входа ее переднего конца в валки клетей стана остаетс  свободной и наличие двух

0 ножей никак не исправл ет винтообраз- ность кромок, полученную при формовке. После входа переднего конца заготовки в валки клети стана положение заготовки оказываетс  зафиксированным (права ,

5 см.фиг. 16) кромка прижимаетс  к ножам или к одному из них, по вл ютс  усили  раскручивани  заготовки в сторону устранени  винтообразности кромок, вследствие малого рассто ни  между ножами и клетью, а

0 также жесткой фиксации переднего конца заготовки в валках стана, усили  прижати  кромок к ножам (или к одному из них) резко возрастают, что сопровождаетс  искривлением кромок и их задирами особенно при

5 трении о неподвижный нож. Оба эти  влени  крайне нежелательны при дуговой сварке под флюсом и исключают полностью возможность сварки лазерным лучом, т.к. неплотности стыка (зазор между кромками)

0 часто превышают диаметр луча.

Целью изобретени   вл етс  устранение винтообразного смещени  кромок от образующей заготовки, их задиров и искривлений дл  получени  плотного стыка и

5 возможности точного наведени  лазерного луча на стык, что в комплексе позволит использовать при .производстве труб большого диаметра высокоэффектинный процесс лазерной сварки.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в известном способе, включающем разворот заготовки кромками в верхнее положение , ее подачу в клети сварочного стана так, чтобы последовательно установленные перед клет ми неподвижный направл ющий и вращающийс  дисковый ножи, стационарно выставленные в одной вертикальной плоскости с осью сварки, располагались в зазоре между кромками, заготовку, после ее разворота кромками в верхнее положение и полного прохождени  через направл ющий нож, останавливают перед входом в клети стана, ввод т в зазоры между кромками два разнесенных по длине заготовки дисковых ножа, после чего эти ножи возвращают в фиксированное положение соосное с осью сварки, к ним синхронно с двух сторон специальными роликами прижимают кромки так, чтобы зазор между ними был минимальным и соответствовал толщине дискового ножа и располагалс  симметрично относительно вертикальной плоскости, проход щей через ось сварки, и в таком заневоленном положении заготовку подают в т нущую, а затем и сварочную клети стана. При этом заневоленное в двух центрирующих устройствах положение заготовки сохран ют до тех пор.пока не будет сварено около 150 мм стыка, после чего конец заготовки может выйти из зоны действи  первого из них по ходу заготовки.

В результате проведенных патентных исследований технических решений, имеющих признаки, сходные с оптимальными признаками формулы, не обнаружено. Поэтому полагаем, что предложенный способ соответствует критерию существенные отличи .

Предлагаемый способ, схема которого приведена на рис.2,осуществл етс  следующим образом:

Поступающую к стану заготовку (останавливают на последнем участке транспортного рольганга (2) с помощью подъемно- поворотных роликов (3),поворачиваюткром- ками в верхнее положение и опускают на рольганг (2). В конце рольганга (2) установлена станина, на которой закреплен направл ющий нож (4)f  вл ющийс  одновременно опорой дл  штанги, несущей внутреннюю оправку . Повернутую заготовку подают вперед так, чтобы направл ющий нож (4) вошел в зазор между кромками. После того как за- дний конец заготовки (1) минует направл ющий нож (4) заготовку (1) останавливают на участке центрировани  выдвижным упором (на рис. не показан который вслед за этим убирают. Участок центрировани  оснащен двум  П-образными станинами, разнесенными по длине заготовки на рассто ние не менее 0,6 ее длины, кажда  из которых снабжена в верхней части дисковыми ножами (5)

5 имеющими возможность перемещатьс  по вертикали и по горизонтали (поперек оси заготовки)и двум  парами боковых роликов (6), имеющих возможность перемещатьс  по горизонтали (поперек оси заготовки) син10 хронно навстречу друг другу и наоборот. Дисковые ножи (5), использу  их горизонтальное и вертикальное перемещение, ввод т в зазор и возвращают в фиксированное поло жение в вертикальную плоскость, проход - 15 щую через ось сварки,при необходимости дополнительно поворачива  заготовку. Вслед за этим синхронно сближа  боковые ролики (6), воздействующие на заготовку (1), кромки прижимают с обеих сторон к диско0 вым ножам (5),фиксиру  зазор между ними, равный толщине ножа не более 10 мм. При этом винтообразное смещение кромок устран етс , т.к. они располагаютс  строго по образующим цилиндра-заготовки, симметрично

5 относительно вертикальной плоскости, проход щей через ось сварки (7). В таком заневоленном состо нии заготовку подают сначала в приводную т нущую клеть (8), з затем с помощью т нущей клети со ско ростью свар0 ки в сварочную клеть (9), где кромки свод тс  в стык и свариваютс .

Процесс подачи заготовки (Т) под сварку в заневоленном отцентрированном состо нии продолжаетс  до тех пор,пока в свароч5 ной клети (9) не окажетс  проваренным стык кромок длиной около 150 мм, после чего кромки заднего конца заготовки могут сойти с первого дискового ножа (5), так как упругий возврат заготовки к винтообразному

0 смещению кромок, неизбежно сопровождающимс  их смещением друг относительно друга в продольном направлении, уже невозможен . Учитыва , что заданное правильное положение переднего конца заготовки

5 зафиксировано в варочной клети (9), а задний конец удерживаетс  в требуемом положении вторым дисковым ножом (5), невозможны и какие-либо дополнитель- ные смещени  кромок от воздействи  инс0 трумента стана. Очевидно, что на участке центрировани  заготовки все ролики, соприкасающиес  с заготовко должны обеспечивать ее свободное поворачивание, т.е. вращатьс  вокруг осей параллельно оси за5 готовки, а при подаче заготовки в стан в

- заневоленном состо нии, необходимо чтобы ролики вращались вокруг осей, лежащих в плоскост перпендикул рной оси заготовки (1), В данном случае наиболее просто эта задача решаетс  путем попеременного вво- да в контакт с заготовкой роликов (10. и 11

а также 6 и 12) соответствующего направлени  вращени .

Из приведенного описани  следует, что практически все узлы, необходимые дл  реализации предложенного способа,вход т в число используемых в трубосварочном производстве , и хорошо зарекомендовали себ  в эксплуатации, Потребуетс  лишь повышенна  точность их изготовлени  и монтажа.

Таким образом, применение предлагаемого способа по сравнению с известным, позвол ет устранить винтообразное смещение кромок от образующей и их повреждени  (задиры и искривлени );вследствие чего будут созданы все необходимые услови  дл  использовани  высокопроизводительного и эффективного процесса лазерной сварки при производстве сварных труб большого диаметра .

Ф о р м у л а и зо б р е т е н и   Способ изготовлени  пр мощовных сварных труб конечной длины, включающий подачу трубной заготовки с продольным

стыком на сварку, ориентацию стыка вдоль оси сварки посредством стационарного и двух дисковых ножей, при которой заготовку поворачивают относительно продольной

оси и сближают кромки, прикладыва  сжимающее усилие, в направлении, перпендикул рном плоскости ножей, и сварку стыка, отличающийс  тем, что, с целью повышени  качества труб и возможности

использовани  высокоэффективных процессов сварки преимущественно лазерного , при производстве труб большего диаметра путем исключени  дефектов винтообразного смещени  кромок и задиров на

их поверхности, перед сваркой заготовку останавливают, ввод т в стык со стороны переднего и заднего концов дисковые ножи coocrfo с осью сварки, прикладывают сжимающее усилие с обеспечением контакта

кромок с боковыми поверхност ми дисковых ножей, сваривают стык длиной 150 мм и последующую сварку провод т с ориентацией стыка одним дисковым ножом.

Г

-Г S

/

о

J