SU1136864A1 - Способ производства электросварных труб на непрерывных станах - Google Patents

Abstract

1. СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ЭЛЕКТРОСВАРНЫХ ТРУЕ НА НЕПРЕРЫВНЫХ СТАНАХ, включающий формовку трубной заготовки, сварку и деформацию внутреннего грата, отличающийс  тем, что, с целью повыше-ни  качества труб за счет улучшени  геометрических и механических характеристик , одновременно с деформацией грата прижимают кромки заготовки к сварочным валкам на участках, рас-;. положенных по обе стороны от оси Сварного шва на рассто нии 6, определ емом из выражени  9„.-йос В48пл ПГ 8 где ширина зоны разогрева меПА талла до пластического состо ни , мм; заданна  величина осадки ОС кромок при .сварке, мм а между этими участками деформируют внутренний грат до высоты Д, определ емой из выражени  еи-ь «ок а ок скорость образовани  где (Л окисной пленки на поверхности кромок при нагреве, мм/с-, е. - длина очага нагрева кромок ,- мм: V се - скорость сварки, мм/с, Ь - толщина стенки -Грубы, мм. Од О) 2. Способ по п.1,0 т л и ч а ю щ и и с   тем, что внутренний грат деформируют при 900 - 1200 С. 00 О) 4ik

Description

Изобретение относитс  к производ ству электросварньпс пр мошрвных тру примущественно токами высокой часто ты и может быть использовано на тру боэлектросварочных -станах дл  получени  труб с регламентированным ми-минимальным внутренним гратом и повышенными механическими характерист ками. Известен способ обжати  внутренн го грата на оправке, установленной внутри трубы и поджимаемой снаружи, при котором внутренний грат сглаживаетс  ij . Однако этот способ характеризует с  загр знением сварного шва неметаллическими включени ми и образованием задиров на поверхности трубы при прот гивании оправки. Наиболее близким к предлагаемому потехнической сущности и достигаемому эффекту  вл етс  способ деформировани  внутреннего грата с помощью роликового устройства, при кото ром закатку-грата производ т при 500-600°С 2 . Однако известньй способ характеризуетс  тем, что невозможно обеспе чить равномерное закатывание грата (высота остатка грата превьш1ает 0,5 мм и измен етс  по длине трубы) труба с закатанным гратом имеет свар ное соединение с пониженной прочностью , грат содержит неметаллические включени , которые при закатке вдавливаютс  в сварной соединение. Невозможность равномерной закатки объ сн етс  ее низкой температурой, при которой пластичность металла шваи грата недостаточна дл  того, чтобы металл грата вытеснилс  в сва ной шов. Кроме того, имеющее место смещение кромок не позвол ет вытеснить грат полностью. Деформирование грата без его вытеснени  в шов и калибровки приводит к образованию закатов (плен) на внутренней поверх ности трубы вблизи остатков грата, которые  вл ютс  концентраторами напр жени , и следовательно, снижают механические характеристики труб. Стремление полностью, т.е. заподлицо с основным металлом, деформировать внутренний грат приводит к вдавливанию окислов, содержащихс  в грате, в сварной шов, что также понижает его механические характеристики. Цель изобретени  - повышение ка чества труб за счет улучшени геомет рических и механических характеристик . Указанна  цель достигаетс  тем, что согласно способу включающему формовку трубной заготовки, сварку и деформацию внутреннего грата, одновременно с деформацией грата прижимают кромки трубной заготовки к..сварочным валкам на участках, расположенных по обе стороны от оси сварного шва на рассто нии Bj определ емом из выражени  J - ширина зоны разогрева металла До пластического состо ни , мм; заданна  величина осадки кромок при сварке, мм а между этими участкми деформируют внутренний грат до высоты и , определ емой из выражени  св-Впл скорость образовани  окисной пленки на поверхности кромок заготовки при нагреве , мм/с; длина очага нагрева кромок , мм; св скорость сварки, мм/с; h - толщина стенки трубы, мм. Внутренний грат деформируют при 900-1200°С. Максимальный размер остатка грата определ етс  требовани ми ГОСТа, технических условий или технологической инструкции (в случае использовани  труб в качестве заготовки дл  холоднодеформированных труб). Поджатие свариваемых кромок трубкой заготовки к сварочным валкам при высокой температуре шва, когда металл обладает высокой пластичностью , позвол ет устранить смешение кромок относительно друг друга. В результате улучшаютс  услови  нагрева и сварки кромок. Кроме того, создаютс  услови  дл  калибровки остатка грата до требуемых размеров , а также предупреждаетс  такой дефект сварных труб, как утонение стенки при сн тиии наружного грата. Минимальный размер внутреннего грата соответствует объему окислов, вытесн емых в-грат, что гарантирует 31 непопадание неметаллических включений (окислов) в сварной шов при деформировании внутреннего грата. Вследствие того, что окислы железа имеют температуру плавлени  ниже теь пературы плавлени  стали, при нагреве кромок заготовки до температуры сварки 1350-1400 0 образующиес  окис лы стекают вниз и прн вытеснении металла в грат покрывают его. При последующем деформировании грата и вытеснении металла грата в шов окислы не попадают з последний, так как Bej(H4HHa вытеснени  ограничена . Неполное вытеснение внутреннего грата в шов, а именно невытеснение окислов, создает между поверхностью инструмента, деформирующего грат, и сварным швом (остатком грата ) неметаллическую прослойку, кото ра  загцищает инструмент от налипани гор чего металла. Поджатие кромок заготовки к сварочным валкам на рас сто нии, ограниченном размерами ширины зоны металл,а, нагретого до пла тического состо ни , преп тствует образованию закатов. Избыточный металл вытесн етс  в сварной шов вследствие пластической деформации последнего , что обеспечиваетс  достаточно высокой температурой металла шва и грата. На фиг.1 и 2 представлены схемэ реализации предлагаемого способа. Трубную заготовку 1 формируют, кромки ее нагревают токами высокой частоты- с помощью индуктора 2 и сваривают в сварочной клети путем осадки между валками 3 и 4 сварочно клети. В результате образуетс  свар ное соединение с наружным 5 и внутр

ним 6 гратом. Внутрь трубы устанавливают роликовое устройство, и роликом 7 поджимают кромки 8 трубной заготовки к верхнему сварочному валку 3 в клети с горизонтальным верхним валком (к-обоим валкам в случае использовани  вертикальной клети известной конструкции) на рассто нии В от оси сварного шва и калибруют внутренний грат до высоты а и ширины 2В. При поджатии кромок трубной заготовки смещение кромок, имеющее место | после формовки, устран етс . В результате улучшаютс  услови  нагрева и сварки кромок, что приводит к повышению механических характеристик сварного соединени , а кроме того, устран етс  опасность уточнени  крок сварочному валку 3 устран етс  смещение кромок и создаютс  благопри тHwe услови  как дл  сварки, так и дл  калибровки грата.

Прин тый размер калибрующей канавки 0,1x1,6 мм, т.е. площадь поперечнрго сечени  грата меньше, чем канавки. Поэтому уменьЩаетс  по высоте до О,1 мм и увеличиваетс  по

ширине до 1,4 мм (0,7 мм на стороиу. К |давливани  металла грата в шов не происходит.

При увеличении высоты грата до О,А мм, например, из-за увеличени 

осадка до 0,3 мм, площадь поперечного сечени  становитс  равной 0,225 мм. При деформировании такого грата избыток металла (0,085 мм) мок (врезани ) при срезании наружного грата. Рассмотрим процесс сварки труб ,5 из стали 10 на стане 10-76 с горизонтальной сварочной клетью. Кромки 8 заготовки 1 поджимают к верхнему валку 3 роликом 7 диаметром 30 мм и шириной 15 мм с калибрующей канавкой глубиной а и шириной 2В (,фиг.2). О 0,1 ,04 мм. Величина ,j, определена по приведенной формуле. Прн расчете а,ц использовалиь следующие данные: скорость окислени  при средней температуре кромок на участке ц (фиг. 1) Von 0,4 мм/с, длина очага нагрева (рассто ние от оси индуктора 2 до точки 9 схождени  кромок трубной заготовки) 6ц 50 мм (данные ПНТЗ), скорость сварки труб ,5,VcB определ етс  из услови  проникновени  тока при сварке токами высокой частоты, теплопроводности и скорости сварки как граница нагрева металла до . Дл  рассматриваемого случа  ,0 мм (подтверждаетс  данными макроанализа сварного соединени . Отсюда В,8мм, Яиин При сварке без расплавлени  кромок (t° 1350°С)с осадкой 0,2 мм при параллельном схождении кромок внутрь и наружу вытесн етс  полукруглый грат с поперечным сечением 0,14 мм . Калибрующий ролик 7 устанавливают на рассто нии А, 40 мм (liMr.l) от точки схождени  кромок по ходу движени  трубы. При этом температура металла шва и грата становитс  пор дка 1200 С. При поджатии кромок 8 5 вытесн етс  в шов, а остальной грат калибруетс  на размер 0,1x1,6 мм,, причем на дне канавки расположены окислы. Таким образом, при размерах |канавки 0,1/1,6 мм, т.е. при а 0,1 ;И ,8 получаетс  регламентированный по высоте и форме остаток 10 внутреннего грата независимо от величин грата после сварки. При например О 0,03 м к ,8, окислы объемом 0,014 мм вытесн ютс  в сварной шов и механические свойства шва резко понижают.|с . При уменьшении рассто ни  В от ;оси шва до места поджати  кромок также имеет место вытеснение части :окисл6в в сварной шов. Кроме- того, при этом увеличиваетс  опасность :налипани  металла шва на ролик. При увеличении рассто ни  от оси шва до места поджати  кромок, напри мер до В-1,0 мм и высоте грата 0,4 м Часть избытка грата расплюпщваетс  ;На участке кромок с температурой ниже теьтературы пластического состо ни , а.потому образует закаты Плены), снижающие механические характеристики трубы. .При температуре обжати ,кромок ;HiiKe пластичность металла шва недостаточна дл  образовани  мо нолитного соединени  с металлом гра 646 , та, вытесн емым в сварной шов.при деформировании и калибровке (из опыта кузнечной сварки . При температуре выше 1200°С поджимающее устройство располагаетс  близко к точке схождени  кромок, перегреваетс  и увеличиваетс  опасность налипани  металла на инструмент. Преимущества предлагаемого способа заключаютс  в том, что одновременно с деформацией грата устран етс  смещение кромок, что позвол ет предупредить утонение стенки труб при удалении наружного грата; создаютс  условил дл  получени  калиброванного внутреннего грата малой величины, причем устран етс  опасность загр знени  сварного шва неметаллическими включени ми , предупреждаетс  образование закатов плен на внутренней поверхности шва, следовательно,уменьшаетс  концентраци  напр жени  и повышаютс  механические характеристики труб. В результате повышаетс  качество труб. Трубы с улучшенной геометрией (малый, калиброванный грат , отсутствие утонений стенки в районе шва) и повьш1енными механическими характеристиками могут использоватьс  как заготовки дл  холоднодеформированных труб, а в р де случаев взамен бесшовных,,

Claims (2)

1. СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ЭЛЕКТРОСВАРНЫХ ТРУБ НА НЕПРЕРЫВНЫХ СТАНАХ, включающий формовку трубной заготовки, сварку и деформацию внутреннего грата, отличающийся тем, что, с целью повышения качества труб за счет улучшения геометрических и механических харак- теристик, одновременно с деформацией грата прижимают кромки заготовки к сварочным валкам на участках, рас·;. положенных по обе стороны от оси сварного шва на расстоянии 6, определяемом из выражения где В_пл — ширина зоны разогрева металла до пластического состояния, мм;

&_ос - заданная величина осадки кромок при сварке, мм, а между этими участками деформируют внутренний грат до высоты а, определяемой из выражения „ _у^ок‘н‘Ь где М_ок — скорость образования окисной пленки на поверхности кромок при нагреве, мм/с·,

- длина очага нагрева кромок, мм;

- скорость сварки, мм/с, h - толщина стенки Трубы, мм.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю · щ и й с я тем, что внутренний грат деформируют при 900 - 1200°С.

SU,,. 1136864