RU2070450C1

RU2070450C1 - Inner mandrel of tube welding mill

Info

Publication number: RU2070450C1
Application number: RU93011868A
Authority: RU
Inventors: И.И. Бронфен; В.Н. Ермолаев; Н.Л. Кокорев; В.В. Машечков
Original assignee: Акционерное общество открытого типа "Электростальский завод тяжелого машиностроения"
Priority date: 1993-03-04
Filing date: 1993-03-04
Publication date: 1996-12-20

Abstract

FIELD: tube welding; production of medium and large diameter straight-seamed tubes of final length. SUBSTANCE: inner mandrel has copper shoes 4 and 5 with independent height adjustment mechanisms automatically (electrically) coupled with edge gap pickup 8 and shoe pressure pickup 9 through control devices. Aligned tube blank is delivered by chain pusher into inner mandrel of welding stand where welding of processing seam is done on shoe 4 and welding of outer seam is done on shoe 5. In welding of processing seam, pickup 8 measures gap between edges of tube blank and either lifts or lowers copper shoes by electric ties by means of shoe position adjuster depending on value of butt opening. Pickup 8, in process of outer seam welding, defines value of shoe pressure acting onto shoe position adjuster by means of electric ties, and thus sets required pressure. EFFECT: enlarged operating capabilities. 3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области производства электросварных труб, а точнее к производству прямошовных труб средних и больших диаметров конечной длины. The invention relates to the production of electric welded pipes, and more specifically to the production of longitudinal pipes of medium and large diameters of finite length.

Изобретение наиболее эффективно может быть использовано при реконструкции старых и создании новых сборочно-сварочных линий, где используется технологический процесс сварки с применением сборочного технологического шва. The invention can be most effectively used in the reconstruction of old and the creation of new assembly and welding lines, where a welding process using an assembly process seam is used.

Известна внутренняя оправка для сварки продольных швов труб, содержащая неподвижный в горизонтальном направлении поджимной башмак для рабочего шва, шарнирно связанный с корпусами опорных роликов, кинематически связанными между собой. Корпуса перемещаются в вертикальном направлении, обеспечивая плоскопараллельное движение башмака на выходе и входе из стана [1]
Во время сварки трубная заготовка перемещается относительно неподвижного башмака. Из-за трения, возникающего при этом на трубе, образуются дефекты и происходит износ башмака. Кроме того, в момент зажигания дуги, а также в момент расхождения стыка кромок возможны оплавление и прожог башмака. На пластине при этом образуются навары, т. е. нарушается контакт башмака и внутренней поверхности трубной заготовки, что также приводит к снижению качества свариваемых труб.Known internal mandrel for welding longitudinal seams of pipes, containing stationary in the horizontal direction of the pressure shoe for the working seam, pivotally connected to the housing of the support rollers, kinematically connected to each other. Cases move in the vertical direction, providing plane-parallel movement of the shoe at the outlet and entrance of the mill [1]
During welding, the tube stock moves relative to the fixed shoe. Due to the friction that occurs on the pipe, defects are formed and shoe wear occurs. In addition, at the time of ignition of the arc, as well as at the time of the divergence of the joint of the edges, melting and burning of the shoe are possible. At the same time, buns are formed on the plate, i.e., the contact between the shoe and the inner surface of the pipe billet is broken, which also leads to a decrease in the quality of the pipes being welded.

Из известных оправок трубосварочных станов наиболее близкой по технической сущности является внутренняя оправка трубосварочного стана [2]
Эта оправка содержит башмак для рабочего сварного шва и опору башмака, выполненную как механизм однонастроечной регулировки положения башмака по высоте. Башмак выполнен в виде непрерывной цепи, состоящей из траков с размещенными на них подушками, один конец каждой из которых шарнирно закреплен на траке, а другой установлен с возможностью перемещения в вертикальной плоскости для устранения осевого смещения стыкуемых кромок.Of the known mandrels of pipe welding mills, the closest in technical essence is the inner mandrel of a pipe welding mill [2]
This mandrel contains a shoe for the working weld and shoe support, made as a mechanism for one-adjustment adjustment of the shoe height. The shoe is made in the form of a continuous chain consisting of tracks with pillows placed on them, one end of each of which is pivotally mounted on the track, and the other is mounted with the ability to move in a vertical plane to eliminate axial displacement of the joined edges.

Использование такой оправки для сварки с применением сборочного технологического шва не обеспечивает качественного ни технологического, ни рабочего швов. Так как на одном башмаке должны будут свариваться сразу два шва, при сварке которых требуются разные усилия поджатия. В данной оправке невозможно обеспечить такие условия, т.к. опора башмака настраивает башмак перед сваркой на высоте в соответствии с типоразмером трубы. Это обеспечивает только одинаковое усилие поджатия по всей поверхности башмака. Однако, возможность регулирования подушек по высоте способствует устранению осевого снижения стыкуемых кромок. The use of such a mandrel for welding using an assembly technological seam does not provide high-quality neither technological nor working seams. Since two seams will have to be welded on one shoe at once, the welding of which requires different preload forces. In this mandrel it is impossible to provide such conditions, because the shoe support adjusts the shoe before welding at a height in accordance with the pipe size. This provides only the same preload force over the entire surface of the shoe. However, the possibility of adjusting the pillows in height helps to eliminate the axial reduction of the abutting edges.

Но отсутствие средств регулирования положения башмака по высоте во время сварки не позволяет учитывать влияние величины зазора между кромками (т.е. криволинейность образующей заготовки в растворе кромок) на величину усилия поджатия башмака при изменении диаметра трубы в месте сварки. But the lack of means for adjusting the position of the shoe in height during welding does not allow one to take into account the influence of the gap between the edges (i.e., the curvature of the forming blank in the solution of the edges) on the magnitude of the compression force of the shoe when the diameter of the pipe changes at the welding site.

Задачей настоящего изобретения является создание оправки, обеспечивающей улучшение качества труб, свариваемых с применением сборочного технологического шва. An object of the present invention is to provide a mandrel for improving the quality of pipes welded using an assembly process seam.

Поставленная задача достигается тем, что во внутренней оправке трубосварочного стана, содержащей подвижный гусеничный башмак для сварочного рабочего шва, выполненный в виде непрерывной цепи из траков с расположенными на них подушками, и опору, выполненную с возможностью регулирования положения башмака по высоте, согласно изобретению, она снабжена башмаком для технологического сварного шва с индивидуальной опорой регулирования его положения по высоте и датчиками измерения зазора между кромками и контроля усилия поджатия башмаков, связанными с упомянутыми опорами, причем последние выполнены с возможностью регулирования положения башмаков по высоте во время сварки. The problem is achieved in that in the inner mandrel of a pipe-welding mill containing a movable track shoe for a welding weld, made in the form of a continuous chain of tracks with pillows located on them, and a support made with the possibility of adjusting the position of the shoe in height, according to the invention, it equipped with a shoe for a technological weld with an individual support for regulating its height position and sensors for measuring the gap between the edges and monitoring the force of the shoes, associated with the aforementioned supports, the latter being configured to adjust the height of the shoes during welding.

Кроме того, внутренняя оправка по п. 1, отличающаяся тем, что она снабжена, по крайней мере, одним дополнительным башмаком для рабочего сварного шва с индивидуальной опорой башмака регулирования положения башмака по высоте во время сварки. In addition, the inner mandrel according to claim 1, characterized in that it is provided with at least one additional shoe for the working weld with an individual support shoe adjusting the position of the shoe height during welding.

При этом внутренняя оправка, отличающаяся тем, что башмаки для технологического и рабочих сварных швов выполнены медными. Moreover, the inner mandrel, characterized in that the shoes for the technological and working welds are made of copper.

Такое конструктивное выполнение внутренней оправки трубосварочного стана позволит регулировать усилия поджатия башмаков при сварке технологического и рабочего швов. Such a constructive implementation of the inner mandrel of the pipe-welding mill will allow you to adjust the efforts of the pressing shoes when welding technological and working seams.

Это достигается за счет снабжения башмаков для технологического и рабочих сварных швов индивидуальными механизмами регулирования их положения по высоте, а также за счет возможности регулирования их положения во время процесса сварки в соответствии с сигналами датчиков измерения зазора между кромками и контроля усилия поджатия башмаков. Это позволит учитывать влияние криволинейности образующей трубной заготовки по всей ее длине, тем самым, повысить качество свариваемых труб. This is achieved by supplying shoes for technological and working welds with individual mechanisms for adjusting their height position, as well as due to the possibility of regulating their position during the welding process in accordance with the signals of the sensors for measuring the gap between the edges and controlling the force of the shoes. This will allow you to take into account the influence of the curvature of the generatrix of the pipe billet along its entire length, thereby improving the quality of the pipes being welded.

Кроме того, при сварке толстостенных труб для обеспечения правильного режима тепловложения и заполнения сварочной ванны целесообразно устанавливать сварочные головки на расстоянии друг от друга, под которые требуются дополнительные башмаки для рабочих швов. In addition, when welding thick-walled pipes to ensure the correct heat input and filling the weld pool, it is advisable to install the welding heads at a distance from each other, under which additional shoes for working seams are required.

При этом, материал (медь) башмаков способствует более плотному контакту подушек башмака, т.к. при прожогах и протеках капли металла не привариваются к медной подушке. At the same time, the material (copper) of the shoes contributes to a more dense contact of the shoe cushions, as with burns and leaks, drops of metal are not welded to the copper cushion.

Для пояснения изобретения ниже приводится конкретный пример выполнения изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
на чертеже изображена внутренняя оправка трубосварочного стана.To explain the invention, a specific embodiment of the invention is given below with reference to the accompanying drawings, in which:
the drawing shows the inner mandrel of the pipe mill.

Внутренняя оправка трубосварочного стана включает раму 1, смонтированные на ней опорные валки 2, роликовые проводки 3, подвижные гусеничные выполненные, например, из меди башмаки 4 и 5, опоры башмаков 6 и 7, выполненные с возможностью регулирования положения башмаков по высоте во время сварки, датчик 8 для измерения зазора между кромками (для контроля угла схождения кромок) и датчик 9 для контроля усилия поджатия башмаков к внутренней поверхности трубных заготовок. The inner mandrel of the pipe-welding mill includes a frame 1, support rolls 2 mounted on it, roller wiring 3, movable tracked, for example, shoes 4 and 5 made of copper, shoe supports 6 and 7, configured to adjust the height of the shoes during welding, a sensor 8 for measuring the gap between the edges (to control the angle of convergence of the edges) and a sensor 9 for monitoring the effort of pressing the shoes to the inner surface of the pipe blanks.

Датчики 8 и 9 связаны с упомянутыми опорами через управляющую аппаратуру 10, представляющую собой часть вычислительной машины и блок электрогидравлических преобразователей. Датчик 9 контроля усилия поджатия включает в себя несколько измерительных тензоэлементов, расположенных в районе каждого из башмаков 4 и 5. Sensors 8 and 9 are connected to the said supports through control equipment 10, which is a part of a computer and a block of electro-hydraulic converters. The force control sensor 9 includes several measuring strain gauges located in the area of each of the shoes 4 and 5.

Башмак 4 предназначен для выполнения технологического сварного шва, а башмак 5 для выполнения рабочего сварного шва, который может быть установлен в количестве двух или более в зависимости от количества сварочных аппаратов. The shoe 4 is designed to perform a technological weld, and the shoe 5 to perform a working weld, which can be installed in an amount of two or more, depending on the number of welding machines.

Каждый из башмаков выполнен в виде установленной на башмаке непрерывной цепи, состоящей из траков 11 с размещенными на них подушками 12. Each of the shoes is made in the form of a continuous chain mounted on the shoe, consisting of tracks 11 with pillows 12 placed on them.

Каждая из опор 6 и 7 может быть выполнена или в виде управляемой пары винт-гайка, или в виде управляемого гидроцилиндра. Each of the supports 6 and 7 can be made either in the form of a controlled pair of screw-nut, or in the form of a controlled hydraulic cylinder.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

При сварке трубной заготовки используется технологический процесс сварки с применением сборочного технологического сварного шва. Для чего заготовка направляется в сварочную клеть стана со сварочными аппаратами, где при ее задаче на внутреннюю оправку, происходит сварка сначала технологического, а затем наружного рабочего шва соответствующими аппаратами и башмаками. Перед подачей в клеть опоры выставляют башмаки по высоте в соответствии с толщиной трубы. When welding a pipe billet, a welding process using an assembly process weld is used. For this purpose, the workpiece is sent to the welding stand of the mill with welding machines, where when it is assigned to an internal mandrel, welding of the technological and then the external working seam is carried out with the corresponding machines and shoes. Before feeding into the cage of the support, the shoes are set in height in accordance with the thickness of the pipe.

Перед сваркой технологического шва датчик 8 замеряет зазор между кромками, а датчик 9 определяет величину поджатия башмаков 4 и 5. Before welding the technological seam, the sensor 8 measures the gap between the edges, and the sensor 9 determines the amount of compression of the shoes 4 and 5.

При этом управляющая аппаратура 10 собирает текущую информацию замеров обоих датчиков. ЭВМ сравнивает ее с номинальными значениями и скорректированная информация (сигнал) подается сначала на привод опоры 6 регулирования положения башмака 4 для технологического шва, а затем с выдержкой времени и учетом скорости сварки на привод опоры 7 регулирования положения башмака 5 для рабочего шва. In this case, the control apparatus 10 collects current measurement information of both sensors. The computer compares it with the nominal values and the corrected information (signal) is fed first to the drive of the support 6 for adjusting the position of the shoe 4 for the technological joint, and then with the time delay and taking into account the welding speed to the drive of the support 7 for adjusting the position of the shoe 5 for the working joint.

Таким образом, в зависимости от величины раскрытия стыка опоры 6 и 7 поднимают или опускают башмаки 4 и 5, создавая необходимые усилия поджатия. Thus, depending on the magnitude of the opening of the junction of the support 6 and 7, the shoes 4 and 5 are raised or lowered, creating the necessary preload forces.

Предложенная внутренняя оправка трубосварочного стана по сравнению с известными позволяет улучшить качество сварного соединения за счет возможности регулирования усилия поджатия башмаков для технологического и рабочих швов во время сварки. The proposed internal mandrel of a pipe-welding mill in comparison with the known ones allows to improve the quality of the welded joint due to the possibility of regulating the force of compression of the shoes for technological and working seams during welding.

Claims

1. The inner mandrel of a pipe-welding mill, comprising a frame, a movable track shoe mounted on bearings, support rolls and roller wires, characterized in that it is equipped with an additional movable track shoe with a support and sensors for measuring the gap between the welded pipe edges and monitoring the force of the shoes to the walls of the pipe associated with the supports of the movable track shoes, and the supports are made lifting to regulate the force of compression of the shoes.

2. The inner mandrel according to claim 1, characterized in that it is provided with at least a third movable tracked shoe with a support made lifting for adjusting the force of compression of the shoe.

3. The inner mandrel in paragraphs. 1 and 2, characterized in that the track shoes are made of copper.