SU1073043A1 - Устройство дл спирального оребрени труб - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СПИРАЛЬНОГО ОРЕБРЕНИЯ ТРУБ с помощью высокочастотной сварки давлением, содержащее контакты с токоподводами, один из которых выполнен в виде сппральнонавитого индуктирующего проводника, отличающеес  тем, что с целью повышени  качества сварки , эффективности и увеличени  срока с.чужбы , устройство снабжено установленной внутри спиральнонавитого проводника с возможностью вращательного и поступательного перемещений разрезной электропроводной втулкой, внутренна  поверхность которой выполнена со спиральным выступом д„а  максимального нагрева поверхности трубы по линии приварки ребра. (Л со о со

Description

Изобретение относитс  к высокочастотной сварке металлов и может быть использовано при спиральном оребрении труб или при изготовлении других изделий, например шнеков, сваркой с контактным подводом тока высокой частоты.

При оребрении труб имеет место сварка между собой несимметричных элементов, так как узкие кромки металлической полосы привариваютс  к поверхности трубы. В процессе такой сварки труба недогреваетс  из-за большого теплоотвода в массу металла , а полоса, из которой формируетс  ребро, перегреваетс .

Известно устройство дл  спирального оребрени  труб, содержащее токоподводы Выравнивание температуры нагрева свариваемых элементов производитс  путем некоторого увеличени  рассто ни  от места сварки до расположени  контакта, подвод щего ток к поверхности трубы, по сравнению с аналогичным рассто нием контакта , подвод щего ток к ребру 1.

В известном устройстве неравномерность нагрева трубы и ребра компенсируетс  недостаточно вследствие слабой концентрации тока на участке поверхности трубы между местами расположени  токоподвод щих контактов. Это приводит к низкому качеству сварки и непроизводительному расходу энергии .

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению  вл етс  устройство дл  спирального оребрени  труб с помощью высокочастотной сварки давлением, содержащее контакты с токоподводами, один из которых выполнен в виде спиральновитого индуктирующего проводника. Применение известного устройства позвол ет получать качественное сварное соединение, так как протекание тока по виткам спирали индуктирующего провода вызывает концентрацию нагрева поверхности трубы, главным образом , по линии приварки ребра 2.

Однако, в св зи с те.м, что индуктирующий провод устройства находитс  под напр жением источника тока высокой частоты , при малом зазоре между индуктирующим проводом и поверхностью трубы образуютс  пробои между ними. Это приводит к местным непроварам и к постепенному выходу из стро  самого устройства. К этому же привод т и короткие замыкани  трубы с витками спирали индуктирующего провода , происход щие по причине неровностей трубы в осевом направлении. К коротким замыкани м привод т также биени  трубы , возникающие при увеличении скорости ее вращени . Это обсто тельство не позвол ет достигнуть проектных скоростей сварки . Увеличение же зазора между трубой и спиралью индуктирующего провода ведет к ослаблению действи  эффекта близости и уменьщению предварительного нагрева свариваемой поверхности трубы. Кроме того , при переходе с одного на другой типоразмер оребр емых труб, св занном с изменением диаметра трубы или щага навивки ребра, необходима замена спирали индуктирующего провода. Это усложн ет эксплуатацию устройства и не обеспечивает его универсальности.

Цель изобретени  - повышение качества сварки, повышение эффективности и срока службы.

Поставленна  цель достигаетс  тем. что устройство, содержащее контакты с токоподводами , один из которых выполнен в виде спиральнонавитого индуктирующего проводника, снабжено установленной внутри спиральнонавитого проводника с возможностью вращательного и поступательного перемещений разрезной электропроводной втулкой, внутренн   поверхность которой выполнена со спиральным выступом дл  максимального нагрева поверх„ ности трубы по линии приварки ребра.

На фиг. 1 представлен пример осуществлени  устройства; на фиг. 2 - вид втулки со стороны входного торца.

Один полюс источника тока высокой

5 частоты 1 подключен через контактный токоподвод 2 к полосе 3, из которой формируетс  ребро 4. Второй полюс источника тока высокой частоты 1 через токоподвод 5 подключен к выводу спирали индуктирующего провода 6 от витка 7, ближайшего к

0 месту сварки 8 полосы 3 и трубы 9. Второй вывод индуктирующего провода 6 через контактный токоподвод 10 подключен к трубе 9. Спираль индуктирующего провода 6 охватывает трубу 9. Соединение электрической цепи осуществлено так, что направ5 ление тока в индуктирующем проводе 6 противоположно току на поверхности трубы 9, подведенному токоподводами 2 и 10. Б зазор между индуктирующим проводом 6 и трубой 9 помещена втулка 11 из электроQ проводного материала, например меди, охватывающа  трубу 9. Втулка 11 имеет сквозной разрез 12 стенки по всей длине вдоль ее оси. Втулка 11 на поверхности, обращенной к трубе 9, имеет выступ 13 в форме спирали , шаг которой равен шагу приварива5 емого спирального ребра 4. Выступ 13 в сечении имеет форму трапеции, обращенной малым основанием к поверхности трубы 9. Длина малого основани  превышает толщину привариваемого ребра 4. Втулка 11 выполнена сменной и подбираетс  со спи0 ральным выступом 13, имеющим шаг спирали , равный шагу навивки привариваемого ребра 4. Подбор сменной втулки 11 зависит также от диаметра оребр емой трубы 9. При уменьшении в известнь1х пределах диаметра оребр емой трубы 9 втулка 11

подбираетс  с выступом 13, имеющим большую высоту, с условием сохранени  установленной величины зазора 14 между трубой 9 и выступом 13. Длина (число витков) и внутренний диаметр спирали индуктирующего провода 6 завис т от размеров и сортамента свариваемых элементов. Все токоведущие части устройства снабжены системой охлаждени . Перед началом работы втулку 11 путем поворота вокруг ее оси и перемещени  вдоль нее привод т в положение, при котором выступ 13 охватывает трубу 9 строго по той спиральной линии на ее поверхности, по которой навиваетс  и привариваетс  полоса 3, и фиксируют. При сварке полоса 3 и труба 9 подаютс  в сварочный узел (не показан) и сход тс  в месте сварки 8. Труба 9 поступает к сварочному узлу вдоль своей оси, одновременно враща сь вокруг нее так, чтобы полоса 3 навивалась на трубу 9 и приваривалась к ней с заданным щагом. Ток высокой частоты, мгновенное направление которого показано стрелками. от источника тока высокой частоты 1 подаетс  через контактный токоподвод 2 к полосе 3 и далее к месту сварки 8. От места сварки 8 ток течет по поверхности трубы 9 через контактный токоподвод 10, индуктирующий провод 6 и токоподвод 5, замыка сь на источник тока высокой частоты 1. Под действием магнитного пол  индуктирующего провода 6 в теле втулки 11 индуцируетс  ток 15, который под действием поверхностного эффекта замыкаетс  по наружной поверхности втулки 11 и по ее внутренней поверхности, причем максимальна  плотность тока приходитс  на поверхность выступа 13, обращенную к трубе 9. Ток 15, индуцированный во втулке 11, по выступу 13 протекает в направлении, противоположном току на поверхности трубы 9, передаваемому контактными токоподводами 2 и 10. Поэтому под действием эффекта близости ток на поверхности трубы ст гиваетс  на участок, обращенный к выступу 13. Этот участок поверхности трубы 9, повтор ющий форму спирального выступа, оказываетс  под максимальной плотностью тока и при движении трубы к моменту подхода к месту сварки 8 нагреваетс  до сварочной температуры . Кромка полосы 3 при подходе к месту сварки 8 также нагреваетс  до сварочной температуры. При наличии достаточного сварочного давлени  в месте сварки 8 полоса привариваетс  к трубе, образу  спирально оребренную трубу. Использование предлагаемого устройства , позвол ет повысить производительность установки дл  спирального оребрени  труб, улучшить качество сварного соединени  и расширить сортамент оребр емых труб, в частности, за счет использовани  дл  оребрени  тонкостенных труб. Втулка, имеюща  спиральный выступ и наход ща с  внутри витков индуктирующего провода, помещена вблизи трубы без опасени  электрического пробо  между ними, так как она не находитс  под напр жением источника тока. Это позвол ет получить предварительный подогрев более узкой спиральной „, „ поверхности трубы, что уменьг . j шает непроизводительный расход энергии и увеличивает эффективность устройства. Касани  поверхности трубы и втулки между собой не привод т к искрению, постепенно вывод щему устройство из стро , как это происходит в базовом варианте при соприкосновени х трубы с индуктирующим проводом . А исключение искрений ведет к улучшению качества сварного соединени , так как в моменты искрений возникают местные непровары (из-за утечки энергии). Кроме того, полностью исключить подачу труб, имеющих продольную кривизну (горбы) не представл етс  возможным. Устройство позвол ет оребр ть такие трубы, так как касани  трубы и втулки не ведут к искрению. Это же обсто тельство позвол ет увеличить скорость вращени  трубы, т. е. скорость сварки. Биени , сопровождающиес  касани ми трубы и втулки, не столь опасны . Определенный подбор соотношений длины втулки и спирального выступа позвол ет добитьс  интенсивного нагрева на коротком участке трубы, что в совокупности с увеличением скорости сварки позвол ет оребр ть тонкостенные трубы. При изменении щага навивки ребер или диаметра трубы в сторону его уменьшени  (в определенных пределах), замены требует только втулка со спиральным выступом, что не приводит к сложному перемонтажу устройства в процессе эксплуатации, как это происходит при использовании базового варианта . Это обсто тельство делает устройство более универсальным.

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ СПИРАЛЬНОГО ОРЕБРЕНИЯ ТРУБ с помощью высокочастотной сварки давлением, содержащее контакты с токоподводами, один из которых выполнен в виде спиральнонавитого индуктирующего проводника, отличающееся тем, что с целью повышения качества сварки, эффективности и увеличения срока службы, устройство снабжено установленной внутри спиральнонавитого проводника с возможностью вращательного и поступательного перемещений разрезной электропроводной втулкой, внутренняя,поверхность которой выполнена со спиральным выступом для максимального нагрева поверхности трубы по линии приварки ребра.