RU2162758C2

RU2162758C2 - Tube production method

Info

Publication number: RU2162758C2
Application number: RU99105193A
Authority: RU
Inventors: М.Я. Бровман; К.Ф. Паученков
Original assignee: Бровман Михаил Яковлевич; Паученков Константин Федорович
Priority date: 1999-03-11
Filing date: 1999-03-11
Publication date: 2001-02-10

Abstract

FIELD: metallurgy, namely, production of different cross section tubes from sheet blanks. SUBSTANCE: method for making tubes comprises steps of forming recesses, for example by rolling along wide edges of sheet blanks before shaping and welding tubes of them. Recesses may have depth equal to 0.5 of sheet thickness value and they may be provided with additional grooves and protrusions. EFFECT: enhanced strength, lowered cost of equipment for making sheet blanks of tubes. 7 cl, 16 dwg

Description

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для изготовления труб различных сечений. The invention relates to metallurgy and can be used for the manufacture of pipes of various sections.

Известен способ изготовления труб с их формовкой из листа и последующей сваркой, см. , например, патент Японии N 61-180613 /М-550/, B 21 C 37/12. Недостатком способа является сложность технологического процесса ввиду необходимости обеспечивать точное совпадение кромок при значительной длине труб, а это требует значительных затрат на оборудование. A known method of manufacturing pipes with their molding from a sheet and subsequent welding, see, for example, Japan patent N 61-180613 / M-550 /, B 21 C 37/12. The disadvantage of this method is the complexity of the process due to the need to ensure exact coincidence of the edges with a significant length of the pipes, and this requires significant equipment costs.

Известен также способ по патенту ФРГ N 3840938, МКИ 5 B 21 D 39/08 от 1990 г. , в котором предусмотрена формовка из листа трубы с последующей сваркой кромок и раздачей труб. There is also known a method according to the patent of Germany N 3840938, MKI 5 B 21 D 39/08 from 1990, which provides for the molding of a sheet of pipe with subsequent welding of the edges and distribution of pipes.

Этот способ не устраняет недостатка, заключающегося в сложности и высокой стоимости оборудования. This method does not eliminate the disadvantage of the complexity and high cost of equipment.

Известен способ изготовления труб по авторскому свидетельству СССР N 1657249, МКИ 5 B 21 C 37/12 от 1991 г., который может быть принят как ближайший аналог /прототип/ изобретения. Способ включает формовку труб из листа пластической деформацией с переменной толщиной и последующей сваркой. В сварочном калибре предусматривают обжатие утолщенных кромок листов, собираемых при формовке с зазором. Однако этот способ не уменьшает существенно стоимости оборудования, требует необходимости использования мощного пресса для обжатия кромок. A known method of manufacturing pipes according to the author's certificate of the USSR N 1657249, MKI 5 B 21 C 37/12 from 1991, which can be adopted as the closest analogue / prototype / invention. The method includes forming pipes from a sheet by plastic deformation with a variable thickness and subsequent welding. In the welding gauge, compression of the thickened edges of the sheets collected during molding with a gap is provided. However, this method does not significantly reduce the cost of equipment, it requires the use of a powerful press for crimping the edges.

В основу изобретения положена задача уменьшения стоимости оборудования при одновременном повышении прочности труб. The basis of the invention is the task of reducing the cost of equipment while increasing the strength of the pipes.

Указанная задача решается тем, что в способе изготовления труб, включающем формовку их из листа пластической деформацией с переменной толщиной листов вблизи их кромок и последующей сваркой кромок, по широким граням листов вблизи их кромок выполняют углубления, углубления могут быть выполнены глубиной 0,5 толщины листа в противоположных направлениях на его широких поверхностях. This problem is solved by the fact that in the method of manufacturing pipes, including forming them from a sheet by plastic deformation with a variable thickness of sheets near their edges and subsequent welding of the edges, recesses are made along the wide faces of the sheets near their edges, the recesses can be made with a depth of 0.5 sheet thickness in opposite directions on its wide surfaces.

Углубления на широких поверхностях могут быть выполнены шириной, равной 2-4 толщины листов. Для повышения прочности труб на участках углубления вблизи кромок листа выполняют выступы на одном из листов и соответственно впадины на аналогичных участках второго листа. Углубления вблизи кромок листов могут быть выполнены, по крайней мере частично, за счет их пластического изгиба, профилировки. Эти углубления на одном листе и выступы на втором могут быть выполнены после соединения листов их совместной пластической деформацией. Recesses on wide surfaces can be made with a width equal to 2-4 sheet thicknesses. To increase the strength of the pipes in the areas of the recess near the edges of the sheet perform protrusions on one of the sheets and, accordingly, troughs on similar sections of the second sheet. The recesses near the edges of the sheets can be made, at least in part, due to their plastic bending, profiling. These recesses on one sheet and protrusions on the second can be made after the sheets are joined by their joint plastic deformation.

Между отличительными признаками изобретения и достигаемыми результатами имеется причинно-следственная связь. При реализации способа отпадает необходимость точной стыковки кромок, что требует сложных контролирующих устройств. Кроме того, выполнение углублений вблизи кромок листов с выступами и, соответственно, впадинами позволяет повысить прочность труб, разгрузив частично сварные швы. Способ изготовления труб осуществляется в следующей совокупности действий:
- прокатка листа или нескольких листов с выполнением углублений на широких поверхностях листов вблизи их кромок;
- формовка из листа или нескольких листов трубы круглого или прямоугольного сечения;
- сварка листов не по их кромкам, а внакладку.Between the distinguishing features of the invention and the achieved results there is a causal relationship. When implementing the method there is no need for accurate joining of the edges, which requires complex control devices. In addition, the implementation of the recesses near the edges of the sheets with protrusions and, accordingly, hollows can increase the strength of the pipes, partially unloading the welds. A method of manufacturing pipes is carried out in the following set of actions:
- rolling a sheet or several sheets with the implementation of recesses on the wide surfaces of the sheets near their edges;
- molding of a sheet or several sheets of pipe of round or rectangular cross-section;
- welding of sheets not along their edges, but overlay.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где:
- на фиг. 1 - схема прокатки листа с нанесением углублений на широкие грани вблизи кромок листа;
- на фиг. 2 - схема формовки и сварки круглой трубы из одного листа;
- на фиг. 3 - схема формовки трубы спиральной намоткой листа со сваркой его витков;
- на фиг. 4 - схема формовки из листа заготовки для прямоугольной трубы;
- на фиг. 5 - схема сборки и сварки прямоугольной трубы из двух листовых заготовок;
- на фиг. 6 - схема прокатки одной заготовки для прямоугольной трубы с выступами на поверхности углублений;
- на фиг. 7 - схема прокатки второй заготовки прямоугольной трубы;
- на фиг. 8 - деформированная заготовка для прямоугольной трубы;
- на фиг. 9 - вторая деформированная заготовка;
- на фиг. 10 - схема собранной прямоугольной трубы;
- на фиг. 11 - вариант прямоугольной трубы с остроугольными выступами;
- на фиг. 12 - схема реализации процесса сборки трубы;
- на фиг. 13 - схема трубы с выполнением углублений за счет пластического изгиба;
- на фиг. 14 - схема прокатки листа с выполнением углублений вблизи кромок частично за счет пластического изгиба;
- на фиг. 15 - операция совместного пластического деформирования соединяемых заготовок прямоугольной трубы с одной ее стороны;
- на фиг. 16 - операция совместного пластического деформирования частей прямоугольной трубы со второй ее стороны.The invention is illustrated by drawings, where:
- in FIG. 1 is a diagram of rolling a sheet with applying depressions on wide faces near the edges of the sheet;
- in FIG. 2 is a diagram of forming and welding a round pipe from one sheet;
- in FIG. 3 is a diagram of pipe forming by spiral winding of a sheet with welding of its turns;
- in FIG. 4 is a diagram of the molding of a workpiece sheet for a rectangular pipe;
- in FIG. 5 is a diagram of the assembly and welding of a rectangular pipe from two sheet blanks;
- in FIG. 6 is a diagram of rolling one billet for a rectangular pipe with protrusions on the surface of the recesses;
- in FIG. 7 is a diagram of a rolling of a second blank of a rectangular pipe;
- in FIG. 8 - deformed billet for a rectangular pipe;
- in FIG. 9 - the second deformed workpiece;
- in FIG. 10 is a diagram of an assembled rectangular pipe;
- in FIG. 11 is a variant of a rectangular pipe with acute-angled protrusions;
- in FIG. 12 is a diagram of a pipe assembly process;
- in FIG. 13 is a diagram of a pipe with recesses due to plastic bending;
- in FIG. 14 is a diagram of sheet rolling with the implementation of recesses near the edges partially due to plastic bending;
- in FIG. 15 - the operation of joint plastic deformation of the connected blanks of a rectangular pipe from one side;
- in FIG. 16 - operation of joint plastic deformation of parts of a rectangular pipe from its second side.

На иллюстрациях обозначены: 1 - лист, деформируемый в валках 2, 3; 4, 5 - сварные швы, выполняемые после формовки трубы. The illustrations indicate: 1 - a sheet deformable in rolls 2, 3; 4, 5 - welds performed after the formation of the pipe.

Половины прямоугольной трубы 6 и вторая ее половина 7 могут быть соединены благодаря впадине 8 и выступу 9. Прокладки 10, 11 обеспечивают совместную деформацию, например, штампом 12, а дополнительная прокладка 13 при двухстороннем обжатии - штампами 12 и 14. The halves of the rectangular pipe 6 and its second half 7 can be connected due to the hollow 8 and the protrusion 9. The gaskets 10, 11 provide joint deformation, for example, with a stamp 12, and an additional gasket 13 with two-side compression, with stamps 12 and 14.

Приведем конкретный пример реализации способа при производстве труб прямоугольного сечения размерами из двух листов толщиной 8 мм из углеродистой стали 45. Here is a specific example of the implementation of the method in the production of rectangular pipes with dimensions of two sheets of a thickness of 8 mm from carbon steel 45.

Сначала прокатывают холодной прокаткой, см. фиг. 1, лист 1 в валках 2, 3. При этом, поскольку трубу получают не из одного листа, как по фиг. 2 /где из листа 1 формируют все сечение круглой трубы с швами 4, 5/, и не по схеме винтовой намотки, фиг. 3, с винтовыми швами 4, а по схеме фиг. 4 и 5. Прокатывают лист 1, фиг. 6, шириной 220 мм с нанесением по его краям углублений на длине 20 мм, средней глубиной 0,5 толщины, т.е. 4 мм. Такой же лист прокатывают для второй половины трубы /фиг. 7/. При прокатке на одном листе выполняют, на участках углублений, дополнительные углубления треугольной формы 8, фиг. 8, высотой 2 мм, а на втором листе выступы 9 таких же размеров. First cold rolled, see FIG. 1, sheet 1 in rolls 2, 3. Moreover, since the pipe is obtained from more than one sheet, as in FIG. 2 / where from the sheet 1 the entire cross-section of a round pipe with seams 4, 5 / is formed, and not according to the screw winding scheme, FIG. 3, with screw seams 4, and according to the circuit of FIG. 4 and 5. Roll sheet 1, FIG. 6, with a width of 220 mm with the deposition of recesses along its edges at a length of 20 mm, with an average depth of 0.5 thickness, i.e. 4 mm. The same sheet is rolled for the second half of the pipe / Fig. 7 /. When rolling on one sheet, additional depressions of a triangular shape 8, in FIG. 8, 2 mm high, and on the second sheet, the protrusions 9 are of the same size.

Длина изготавливаемых труб 2 метра и следующей операцией является также прокатка с поворотами полок на 90^o по схеме фиг. 8 и фиг. 9. Размеры первого профиля: ширина стенки - 100 мм, полки постоянной толщины длинами по 40 мм и участки с углублениями шириной 20 мм /т.е. общие размеры 100 х 69 мм/. Второй лист имеет такие же размеры, см. фиг. 10, где показана схема соединения листов 6 и 7, при котором выступ 9 при сжатии двух половин профиля входит во впадину 8. Возможная, несколько иная конфигурация выступа и впадины, показана на фиг. 11. На фиг. 12 показана схема соприкосновения двух половин трубы. При сжатии деталей 6 и 7 происходит упругая деформация их консольных участков и выступы детали 6 входят во впадины детали 7, происходит формирование замкового соединения этих двух деталей.The length of the pipes to be made is 2 meters and the next step is also rolling with rotations of the shelves by 90 ^° according to the scheme of FIG. 8 and FIG. 9. Dimensions of the first profile: wall width - 100 mm, shelves of constant thickness with lengths of 40 mm and sections with recesses with a width of 20 mm / te. overall dimensions 100 x 69 mm /. The second sheet has the same dimensions, see FIG. 10, where a connection diagram of sheets 6 and 7 is shown, in which the protrusion 9, when compressing two profile halves, enters the depression 8. A possible, slightly different configuration of the protrusion and depression is shown in FIG. 11. In FIG. 12 shows a contact circuit of two pipe halves. When parts 6 and 7 are compressed, elastic deformation of their cantilever sections occurs and the protrusions of part 6 enter the depressions of part 7, and a lock connection of these two parts is formed.

Далее по всей длине труб наносят сварные швы A и B, фиг. 10, 11, с катетами швов 3 мм, что при наличии замка достаточно. Прочность и жесткость обеспечиваются не только за счет сварных швов, но и за счет соединения выступов и, соответственно, впадин на участках соединения деталей. При толщине листов 8 мм средняя оптимальная величина углубления, равная 4 мм, т.е. 0,5 толщины листа. Это обеспечивает постоянство толщины по периметру формируемой трубы. При глубине, большей 0,5 толщины, будут утоненные участки, а при меньшей глубине утолщенный участок периметра. Ширина участка углубления в данном случае 20 мм, т.е. 20/8 = 2,5 толщины листов, из которых формуют трубы. В общем случае ширина этого участка равна 2-4 толщины, что является оптимальным интервалом. При меньшей ширине не будет достаточного места для выполнения соединения, т.е. выступов и впадин, а превышение верхнего предела излишне увеличивает работу деформации при нанесении впадин. Further along the entire length of the pipes, welds A and B are applied, FIG. 10, 11, with leg joints of 3 mm, which, if there is a lock, is enough. Strength and rigidity are provided not only due to welds, but also due to the connection of the protrusions and, accordingly, the depressions in the areas of connection of parts. With a sheet thickness of 8 mm, the average optimal recess value is 4 mm, i.e. 0.5 sheet thickness. This ensures a constant thickness around the perimeter of the formed pipe. With a depth greater than 0.5 thickness, there will be thinned sections, and with a shallower depth a thickened section of the perimeter. The width of the recess section in this case is 20 mm, i.e. 20/8 = 2.5 the thickness of the sheets from which the pipes are formed. In the general case, the width of this section is 2-4 thicknesses, which is the optimal interval. With a smaller width there will not be enough space to make the connection, i.e. protrusions and depressions, and exceeding the upper limit unnecessarily increases the work of deformation when applying depressions.

Приведенный пример не исчерпывает возможностей реализации способа. Углубления можно выполнять не прокаткой, а выдавливанием, например, изготовляя трубы в малых цехах, где нет прокатных станов, но есть пресс. Можно изготовлять трубы в различных условиях из различных металлов, сплавов или из полимерных материалов. The given example does not exhaust the possibilities of implementing the method. Deepening can be performed not by rolling, but by extrusion, for example, making pipes in small workshops where there are no rolling mills, but there is a press. It is possible to manufacture pipes in various conditions from various metals, alloys or from polymeric materials.

Claims

1. A method of manufacturing pipes, including forming them from a sheet by plastic deformation with a variable thickness of sheets near their edges and subsequent welding of the edges, characterized in that recesses are made along the wide faces of the sheets near their edges.

2. The method according to claim 1, characterized in that the recesses in opposite directions on both wide surfaces of the sheet near their edges perform a depth equal to 0.5 of the sheet thickness.

3. The method according to PP.1 and 2, characterized in that the recesses are applied on opposite wide edges of the sheets.

4. The method according to PP.1 to 3, characterized in that the recesses on the surfaces of the sheets perform a width equal to 2 to 4 thickness of the sheets from which the pipe is formed.

5. The method according to PP. 1 to 4, characterized in that in the areas of the recesses near the edges of the sheet perform protrusions on one of the sheets and, accordingly, depressions on similar sections of the second sheet.

6. The method according to claims 1 to 4, characterized in that the process of making recesses along the edges of the sheets is performed, at least in part, due to their plastic bending-profiling.

7. The method according to claims 1 to 6, characterized in that the protrusions in the recess along the edges of one sheet and troughs in similar sections of the second sheet are performed after the said sheets are joined by simultaneous plastic deformation by local bending.