RU2393949C2 - Устройство для подготовки торцов тонкостенных оболочек к сварке - Google Patents
Устройство для подготовки торцов тонкостенных оболочек к сварке Download PDFInfo
- Publication number
- RU2393949C2 RU2393949C2 RU2008134621/02A RU2008134621A RU2393949C2 RU 2393949 C2 RU2393949 C2 RU 2393949C2 RU 2008134621/02 A RU2008134621/02 A RU 2008134621/02A RU 2008134621 A RU2008134621 A RU 2008134621A RU 2393949 C2 RU2393949 C2 RU 2393949C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- elements
- group
- deforming
- welding
- rollers
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B39/00—Burnishing machines or devices, i.e. requiring pressure members for compacting the surface zone; Accessories therefor
- B24B39/003—Burnishing machines or devices, i.e. requiring pressure members for compacting the surface zone; Accessories therefor the working tool being composed of a plurality of working rolls or balls
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
- B21C37/00—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
- B21C37/06—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of tubes or metal hoses; Combined procedures for making tubes, e.g. for making multi-wall tubes
- B21C37/30—Finishing tubes, e.g. sizing, burnishing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K31/00—Processes relevant to this subclass, specially adapted for particular articles or purposes, but not covered by only one of the preceding main groups
- B23K31/02—Processes relevant to this subclass, specially adapted for particular articles or purposes, but not covered by only one of the preceding main groups relating to soldering or welding
- B23K31/027—Making tubes with soldering or welding
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B39/00—Burnishing machines or devices, i.e. requiring pressure members for compacting the surface zone; Accessories therefor
- B24B39/06—Burnishing machines or devices, i.e. requiring pressure members for compacting the surface zone; Accessories therefor designed for working plane surfaces
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B9/00—Machines or devices designed for grinding edges or bevels on work or for removing burrs; Accessories therefor
- B24B9/007—Machines or devices designed for grinding edges or bevels on work or for removing burrs; Accessories therefor for end faces of tubes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/47—Burnishing
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Cell Separators (AREA)
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
- Welding Or Cutting Using Electron Beams (AREA)
- Rolling Contact Bearings (AREA)
- Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
- Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
Abstract
Изобретение сможет быть использовано при сварке в среде защитных газов особо тонкостенных оболочек, а также трубных заготовок из нержавеющей стали. Корпус устройства выполнен в виде круглой горизонтальной опорной плиты с размещенным на ней кольцевым сепаратором, снабженным деформирующими элементами. Деформирующие элементы сгруппированы в сепараторе по кольцевой зоне с образованием чередующихся секторов. Каждый сектор включает первую группу элементов, продольная ось которых направлена по радиусу опорной плиты, и вторую группу элементов, продольная ось которых направлена под углом α° к радиусу опорной плиты. Отношение в каждом секторе количества элементов первой группы к количеству элементов второй группы составляет (3-6)/1, а угол α° находится в интервале 35-50°. Изобретение направлено на получение высокой чистоты обработки поверхности торцов деталей, обеспечивающей повышение качества сварки. 8 з.п. ф-лы, 5 ил.
Description
Предлагаемое изобретение относится к сварочному производству, а в частности к области технологии контактной стыковой сварки оплавлением в среде защитных газов с подачей реагентов галогенов в зону сварки, и может быть применено при сварке особо тонкостенных оболочек, трубных заготовок и т.п. из нержавеющих сталей.
Применительно к сварке особо тонкостенных изделий без специальной подготовки деталей не представляется возможным осуществлять качественное оплавление стыкуемых торцов в силу соизмеримости параметров шероховатости и разнотолщинности стыкуемых торцов с их толщиной. Для выполнения сварки особо тонкостенных изделий с большими поперечными сечениями необходимо обеспечить полное совпадение стыкуемых кромок изделий как по толщине, так и по периметру с соблюдением соосности и точности центрирования свариваемых деталей.
Это обусловлено тем, что при стыковой сварке оплавлением вследствие случайного характера образования контактных перемычек по стыкуемых торцам под действием протекающего сварочного тока происходит быстрый перегрев металла перемычек и выброс его из зоны сварки. Кроме того, ввиду специфических особенностей нагрева металла при непрерывном оплавлении не удается получить достаточно широкую зону разогрева, необходимую для качественной сварки изделий с большими сечениями. К отмеченному следует добавить и то, что на деталях с неровностями поверхности происходит адсорбирование различных газов, которое кроме отмеченных выше эффектов приводит к значительным трудностям при сваривании тонких деталей.
Известен способ подготовки кромок труб под сварку по (RU 2288827 С1, 10.12.2006), включающий токарную обработку и холодную деформацию торца трубы с образованием на его верхней кромке присадочного выступа, в котором торец одной из свариваемых труб торцуют резцом под углом 90° к ее оси, а торец второй трубы обрабатывают изнутри также резцом под 90°, оставляя в верхней части торца кольцевой выступ толщиной и длиной не более 4 мм, затем раскатным роликом этот кольцевой выступ отгибают наружу под углом от 45 до 90° по отношению к оси трубы, а полученный отогнутый выступ протачивают, придавая ему в поперечном сечении форму присадочного выступа в виде равнобедренного треугольника или равнобедренной трапеции, или прямоугольника, после чего в торце под присадочным выступом протачивают цилиндрическую полость с внутренним диаметром, равным наружному диаметру торца первой трубы.
Для реализации данного способа используют стандартные приспособления механообработки, такие как отрезные резцы и деформируемые ролики, жестоко устанавливаемые в резцодержателях токарных станков. Реализация данного способа с использованием стандартных устройств может быть реализована только при толщинах стенки свариваемых оболочек больше 3 мм. Кроме того, к недостаткам известных устройства для реализации рассматриваемого способа следует отнести невозможность получения требуемой чистоты обработки поверхностного слоя деталей перед сваркой.
Решения по известным способам вообще не применимы для случая сварки особо тонкостенных конструкций, так как использование стандартных устройств типа резца или ролика и приспособлений для их крепления не позволяет реализовать данный способ в случае подготовки торцов тонкостенных оболочек.
В настоящее время общепризнанным является факт влияния качества подготовки поверхностного слоя (шероховатость, волнистость, износостойкость, микротвердость, остаточные напряжения) деталей на их свариваемость.
Задачей настоящего изобретения является создание универсального устройства, позволяющего реализацию способа подготовки деталей под сварку кольцевых стыков различных емкостей и конструкций.
Техническим результатом изобретения является высокая чистота обработки поверхности детали под сварку, простота реализации устройства.
Технический результат достигается тем, что устройство для подготовки торцов преимущественно нежестких тонкостенных оболочек к сварке содержит корпус, выполненный в виде круглой горизонтальной опорной плиты с размещенным на ней кольцевым сепаратором, снабженной деформирующими элементами, при этом в сепараторе по кольцевой зоне выполнены чередующиеся секторы с группой деформирующих элементов, продольная ось которых направлена по радиусу опорной плиты, и секторы с группой деформирующих элементов, продольная ось которых направлена под углом α° к радиусу опорной плиты, причем отношение количества элементов первой группы к количеству элементов второй группы составляет (3-6)/1, а угол α° находится в интервале 35-50°.
Деформирующие элементы могут быть выполнены в виде игольчатых роликов. Устройство может дополнительно содержать цилиндрический сепаратор с роликами, ось которых направлена по оси устройства, при этом цилиндрический сепаратор установлен за кольцевым сепаратором.
Диаметр деформирующих игольчатых роликов не превышает (3-5) толщин торца заготовки.
Параметр шероховатости деформирующих игольчатых роликов Ra≤0,16 мкм.
Параметр твердости материала деформирующих игольчатых роликов HRc>65.
Диаметр элементов первой группы меньше диаметра элементов второй группы на 0,02-0,03 мм.
Параметр шероховатости опорной плиты в зоне контакта с деформирующими элементами Ra≤0,32 мкм.
Каждый сектор с радиально установленными роликами выполнен с возможностью охвата 5-12% поверхности деформируемого торца заготовки.
На фиг.1 представлено предложенное устройства.
На фиг.2 показана схема расположения и установки деформирующих роликов.
На фиг.3 - вид по А-А фиг.2.
На фиг.4 показан вариант исполнения устройства с одновременной обкаткой внешней поверхности.
На фиг.5 - вид А-А фиг.4.
Конструкция устройства содержит корпус 1 (см. фиг.3) с профилированной кольцевой дорожкой, в которой установлен кольцевой сепаратор 2, содержащий радиально ориентированные ролики 4 и ролики 6, ориентированные под углом к радиусу. Сепаратор с роликами зафиксирован в корпусе посредством крышки 3 и фиксирующего кольца 5. В другом варианте исполнения (см. фиг.5) в корпус 1 дополнительно установлен цилиндрический сепаратор 7 с роликами 8, ориентированными в осевом направлении.
Добиться высокой чистоты обработки торцов свариваемых деталей возможно путем обработки их поверхности методами пластического деформирования с использованием роликов. В результате пластического деформирования обрабатываемой поверхности происходит сглаживание исходных неровностей и образование нового микрорельефа поверхности со значительно меньшей высотой неровностей RZ.
Формирование поверхностного слоя при деформационном выглаживании происходит вследствие пластического деформирования обрабатываемой поверхности. Под действием радиальной силы, действующей на поверхность контакта деформирующего инструмента с деталью, возникают контактные давления. Если их величина превышает предел текучести, возникает пластическая деформация тонких поверхностных слоев. При пластической деформации поверхностный слой имеет специфическое волокнистое строение (текстуру) с искаженной исходной кристаллической решеткой.
Функционирование устройства осуществляется следующим образом. Устройство устанавливается в станок, обеспечивающий его вращательное движение. Обрабатываемая оболочка своим торцом подводится к деформирующим роликам устройства и поджимается с определенным усилием. При вращении устройства радиально ориентированные ролики пластически деформируют торец оболочки, а ролики, ориентированные под углом к радиусу, сдвигают образующийся при пластическом деформировании материал в сторону внутренней или наружной поверхности обрабатываемой оболочки, формируя на ней буртик. В зависимости от количества оборотов формируются требуемые размеры образующегося буртика. При этом чистота поверхности обрабатываемого торца оболочки соответствует чистоте поверхности деформирующих роликов. Из практических положений требуемое усилие на ролик должно составлять 100-200 N. В силу этого и исходя из требования получения пластических деформаций в материале обрабатываемой оболочки деформирующие игольчатые ролики выбираются с диаметром, не превышающим 5 толщин торца оболочки заготовки, а твердость материала их должна составлять HRc>65 и параметр шероховатости поверхности Ra≤0,16 мкм. Из практических положений наиболее целесообразно сгруппировать радиально ориентированные ролики и ролики, расположенные под углом к радиусу, в отдельные секторы, симметрично охватывающие весь торец обрабатываемой оболочки. При этом каждый сектор с радиально установленными роликами выполняется с возможностью охвата 5-12% поверхности деформируемого торца заготовки.
Технический результат изобретения достигается в диапазонах указанных соотношений, полученных экспериментальным путем.
Использование данного решения позволяет достаточно качественно подготавливать торцы тонкостенных оболочек для проведения операции сварки.
С использованием предложенного устройства появилась реальная возможность получать сварные конструкции типа замкнутых сосудов в виде тонкостенных замкнутых оболочек-лейнеров. Использование предлагаемого решения проверено на примерах сварки оболочек с толщиной стенки 0.5 мм и с диаметрами 213 и 322 мм. Изготовление и испытание этих тонкостенных оболочек-лейнеров, изготовленных с использованием предлагаемого решения, подтвердило их высокую надежность и эффективность.
Предлагаемое изобретение находит широкое применение при сварке тонкостенных труб, ресиверов, расширительных емкостей, баллонов и других изделий в авиационной, космической, химической областях техники.
Claims (9)
1. Устройство для подготовки торцов тонкостенных оболочек к сварке, характеризующееся тем, что оно содержит корпус, выполненный в виде круглой горизонтальной опорной плиты с размещенным на ней кольцевым сепаратором, снабженным деформирующими элементами, при этом в сепараторе по кольцевой зоне сгруппированы деформирующие элементы, образующие чередующиеся секторы, каждый из которых включает первую группу элементов, продольная ось которых направлена по радиусу опорной плиты, и вторую группу элементов, продольная ось которых направлена под углом α° к радиусу опорной плиты, причем отношение в каждом секторе количества элементов первой группы к количеству элементов второй группы составляет (3-6)/1, а угол α° находится в интервале 35-50°.
2. Устройство по п.1, в котором деформирующие элементы выполнены в виде игольчатых роликов.
3. Устройство по п.2, в котором диаметр деформирующих игольчатых роликов не превышает (3-5) толщин торца заготовки.
4. Устройство по п.2, в котором деформирующие игольчатые ролики выполнены из материала, имеющего параметр твердости HRc>65.
5. Устройство по п.2, в котором поверхность деформирующих игольчатых роликов имеет параметр шероховатости Ra≤0,16 мкм.
6. Устройство по п.2, в котором каждый сектор с радиально установленными роликами выполнен с возможностью охвата 5-12% поверхности деформируемого торца заготовки.
7. Устройство по п.1, в котором диаметр деформирующих элементов первой группы меньше диаметра деформирующих элементов второй группы на 0,02-0,03 мм.
8. Устройство по п.1, в котором поверхность опорной плиты в зоне контакта с деформирующими элементами имеет параметр шероховатости Ra≤0,32 мкм.
9. Устройство по п.1, которое дополнительно содержит установленный за кольцевым сепаратором цилиндрический сепаратор с роликами, оси которых направлены по оси устройства.
Priority Applications (8)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008134621/02A RU2393949C2 (ru) | 2008-08-27 | 2008-08-27 | Устройство для подготовки торцов тонкостенных оболочек к сварке |
ES09778126.4T ES2655658T3 (es) | 2008-08-27 | 2009-08-26 | Método de soldadura por fusión de cubiertas de paredes finas |
EP09778125A EP2328717B1 (de) | 2008-08-27 | 2009-08-26 | Vorrichtung zur vorbereitung der stirnseiten dünnwandiger ummantelungen zum schweissen |
US13/059,326 US8245903B2 (en) | 2008-08-27 | 2009-08-26 | Fusion welding method for connecting thin-walled casings |
PCT/EP2009/006185 WO2010022931A1 (de) | 2008-08-27 | 2009-08-26 | Verfahren zum verbindungsschmelzschweissen von dünnwandigen ummantelungen |
EP09778126.4A EP2328708B1 (de) | 2008-08-27 | 2009-08-26 | Verfahren zum verbindungsschmelzschweissen von dünnwandigen ummantelungen |
PCT/EP2009/006184 WO2010022930A1 (de) | 2008-08-27 | 2009-08-26 | Vorrichtung zur vorbereitung der stirnseiten dünnwandiger ummantelungen zum schweissen |
US13/059,281 US8621733B2 (en) | 2008-08-27 | 2009-08-26 | Device for preparing the end faces of thin-walled jackets for welding |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008134621/02A RU2393949C2 (ru) | 2008-08-27 | 2008-08-27 | Устройство для подготовки торцов тонкостенных оболочек к сварке |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2008134621A RU2008134621A (ru) | 2010-03-10 |
RU2393949C2 true RU2393949C2 (ru) | 2010-07-10 |
Family
ID=41268381
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008134621/02A RU2393949C2 (ru) | 2008-08-27 | 2008-08-27 | Устройство для подготовки торцов тонкостенных оболочек к сварке |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8621733B2 (ru) |
EP (1) | EP2328717B1 (ru) |
RU (1) | RU2393949C2 (ru) |
WO (1) | WO2010022930A1 (ru) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109176386B (zh) * | 2018-10-12 | 2020-05-22 | 广州增立钢管结构股份有限公司 | 一种输电线路钢管塔k型相贯管拼装方法 |
CN109623210A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-04-16 | 重庆鑫劲宏景机械有限公司 | 摩托车车架焊接用设备 |
CN111266979B (zh) * | 2020-03-19 | 2022-04-01 | 郭宗超 | 一种水利施工管道外表面除锈装置及使用方法 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US172443A (en) * | 1876-01-18 | Improvement in machines for welding the ends of tubes | ||
US1312333A (en) * | 1919-08-05 | Device fob | ||
US2843918A (en) * | 1956-08-14 | 1958-07-22 | Madison Faessler Tool Company | Burnishing tool |
US3307254A (en) * | 1965-04-05 | 1967-03-07 | O K Tool Co Inc | Cutting and burnishing tool |
GB1401916A (en) * | 1972-02-26 | 1975-08-06 | Hegenscheidt Gmbh Wilhelm | Precision boring and smooth rolling apparatus |
US4133089A (en) * | 1977-11-16 | 1979-01-09 | Wilhelm Hegenscheidt Gmbh | Combined precision boring and burnishing tool |
JPS58167037A (ja) * | 1982-03-29 | 1983-10-03 | Agency Of Ind Science & Technol | 管端加工用工具 |
US6497022B1 (en) * | 2001-05-15 | 2002-12-24 | Sam W. Carter | Pipe end burnishing tool with floating surfaces technical field |
US7905001B2 (en) * | 2006-03-27 | 2011-03-15 | Belvac Production Machinery, Inc. | Finishing/burnishing tool |
-
2008
- 2008-08-27 RU RU2008134621/02A patent/RU2393949C2/ru active IP Right Revival
-
2009
- 2009-08-26 EP EP09778125A patent/EP2328717B1/de active Active
- 2009-08-26 US US13/059,281 patent/US8621733B2/en active Active
- 2009-08-26 WO PCT/EP2009/006184 patent/WO2010022930A1/de active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP2328717A1 (de) | 2011-06-08 |
RU2008134621A (ru) | 2010-03-10 |
US8621733B2 (en) | 2014-01-07 |
US20110131775A1 (en) | 2011-06-09 |
WO2010022930A1 (de) | 2010-03-04 |
EP2328717B1 (de) | 2013-03-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2393949C2 (ru) | Устройство для подготовки торцов тонкостенных оболочек к сварке | |
RU2567421C1 (ru) | Способ изготовления тонкостенных осесимметричных сварных оболочек с концевыми утолщенными кольцами | |
CN112404894B (zh) | 大长径比、小口径、超薄铂或铂铑合金坩埚制备方法 | |
RU2510784C1 (ru) | Способ изготовления сварных сосудов высокого давления | |
RU2502576C1 (ru) | Способ изготовления ротационной вытяжкой тонкостенных крупногабаритных обечаек | |
CN113319527A (zh) | 一种大直径陆上风电塔架制造工艺 | |
CN105817780B (zh) | 一种控制双金属复合管管端堆焊尺寸的方法 | |
RU2562200C1 (ru) | Способ изготовления осесимметричных сварных оболочек, работающих под высоким давлением | |
RU2613256C1 (ru) | Способ изготовления сварных титановых труб | |
WO2010024706A1 (ru) | Устройство для подготовки торцов тонкостенных оболочек к сварке | |
RU2584622C1 (ru) | Способ изготовления сварных осесимметричных корпусов сосудов, работающих под высоким давлением | |
JP4192970B2 (ja) | 金属管の冷間圧延方法 | |
JP2004174608A (ja) | ラインパイプ用鋼管の製造方法及び端部加工装置 | |
AU2006246465B2 (en) | Pipe forming apparatus and method | |
JPH0139849B2 (ru) | ||
CN102380529A (zh) | 一种尿素级不锈钢管的弯制设备及弯制方法 | |
RU2605877C1 (ru) | Способ изготовления сварных корпусов сосудов высокого давления из высокопрочных легированных сталей | |
KR20180007997A (ko) | 산업용 후육 강관의 제조방법 | |
RU2620539C1 (ru) | Способ изготовления тонкостенных сварных корпусов с концевыми утолщениями из разнородных алюминиевых сплавов | |
RU2393946C2 (ru) | Способ дуговой сварки кольцевых стыков тонкостенных оболочек | |
JP2006292088A (ja) | 管端部耐座屈変形特性に優れた鋼管 | |
CN110455700B (zh) | 小直径薄壁管氢致开裂试验方法与评价方法 | |
CN111889983B (zh) | 一种带螺纹的卡压式钢制管件制造方法 | |
RU2167019C1 (ru) | Способ изготовления металлических баллонов | |
RU2695095C1 (ru) | Способ изготовления тонкостенных осесимметричных корпусов сосудов из легированных сталей, работающих под высоким давлением |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FZ9A | Application not withdrawn (correction of the notice of withdrawal) |
Effective date: 20100119 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180828 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20190710 |