SU1353548A1 - Способ производства электросварных труб - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к производству сварных труб преимушественно методом дуговой сварки и может быть использовано при изготовлении труб малых и средних диаметров из легированных сталей на непрерывных трубоэлектросварочных агрегатах . Целью изобретени   влетс  повышение производительности и качества труб за счет уменьшени  в сварном шве раст ги- ваюших напр жений. Сформированную трубную заготовку перед сварочным калибром изгибают в продольном направлении выпуклостью в сторону дна. В плоскости максимального прогиба дно заготовки разгибают и свод т кромки. Следствием пружинени  от такого продольного и поперечного изгибов будут напр жени  в заготовке, привод шие к сведению кромок в сварочной клети и за ней на участке формовани  и охлаждени  шва. Это приводит к тому, что в сварном шве отсутствуют остаточные раст ги- ваюшие напр жени , исключаетс  возможность образовани  гор чих трешин, по вл етс  возможность увеличени  скорости сварки. 4 ил. сл со О1 со 01 4 00

Description

Изобретение относитс  к производству сварных труб преимущественно методом дуговой сварки и может быть использовано при изготовлении труб малых и средних диаметров из легированных сталей на не- нрерывных трубоэлектросварочных агрегатах .

Цель изобретени  - повышение производительности и качества труб за счет уменьшени  в сварном шве раст гивающих напр жений .

На фиг. 1 представлена траектори  движени  дна; на фиг. 2 - траектори  движени  кромок заготовки; на фиг. 3 - трубна  заготовка, поперечное сечение в плоскости максимального прогиба; на фиг. 4 - труба после сварочной клети, поперечное сечение.

При продольном раст жении стержн  он нар ду с раст жением в продольном .направлении деформируетс  (укорачиваетс ) в поперечном направлении. При этом величина поперечной деформации составл ет 30-50% от продольной. Аналогичные  влени  имеют место и при изгибе.

При формовке (изгибе) полосы в трубную заготовку волокна на ее наружной поверхности раст нуты, а на внутренней сжаты (укорочены). При этом в продольном направлении наружные волокна сжаты, а внутренние раст нуты, т.е. заготовка естественным образом должна иметь прогиб выпуклостью на кромки. Данна  ситуаци  имеет место не только в открытых, но и в закрытых калибрах, так как основной изгиб происходит по дну заготовки, а кромки обычно изгибаютс  в первых клет х. Следовательно , при принудительном изгибе заготовки в продольном направлении выпуклостью на кромки увеличиваетс  ее поперечное сворачивание , т.е. изгиб в поперечном направлении .

Изогнута  заготовка после сн ти  нагрузки распружиниваетс . Вследствие этого изгиб трубной заготовки в продольном направлении выпуклостью в сторону кромок приводит после сн ти  нагрузки и распру- жинивани  в продольном направлении к нружинению в поперечном направлении, в результате которого кромки расход тс . Объ сн етс  это тем, что при продольном изгибе выпуклостью на кромки дно заготовки от продольного изгиба на наружной поверхности сжато, а на внутренней раст нуто. Следовательно , в поперечном направлении вследствие поперечной деформации раст нуты наружные , а сжаты внутренние волокна, т.е. кромки сход тс , тогда как при сн тии нагрузки в результате упругого пружинени  все будет наоборот.

Сущность изобретени  состоит в том, что продольным изгибом трубной заготовки до сварочной клети создают такую схему напр женно-деформированного состо ни  в зоне сварки, т.е. на участке совмещени , нагре

0

3

5

0

5

ва .кромок,- их оплавлени  и застывани  сварного шва, при которой в заготовке возникают напр жени  сведени  кромок.

Дл  этого заготовку в продольном направлении изгибают выпуклостью в сторону дна с максимальным прогибом величиной h (0,5-5)Нтр на рассто нии 1 (7 - - 14), где RTP - радиус готовой трубы. В поперечном направлении в плоскости максимального прогиба А-AI разгибают дно и свод т кромки заготовки (фиг. 2). Эти операции производ т непосредственно перед сварочной клетью. Следствием пружинени  от таких продольного и поперечного изгибов  вл ютс  напр жени  в заготовке, привод щие к сведению кромок в сварочной клети и за ней на участке формировани  и охлаждени  шва. Ось сварочных валков В-В| устанавливают перпендикул рно траектории движени  дна заготовки с тем, чтобы не преп тствовать ее пружине- нию при входе в сварочный калибр. Дл  этого ее (ось сварочной клети) наклон ют против движени  трубы к вертикали, перпендикул рной оси стана О-0|. За сварочной клетью заготовки выпр мл ют в группе калибровочных клетей. Таким образом, происходит смена знака кривизны продольного изгиба, что также обеспечивает благопри тную схему напр женно-деформированного состо ни . Кромки удерживаютс  в сведенном состо нии.

Продольный изгиб трубной заготовки осуществл ют с максимальным прогибом величиной h (0,5-5)Нтр в зависимости от механических свойств и типоразмера изготавливаемых труб, в частности показател  носительной тонкостенности , где S - толШ .ина стенки трубы, D - диаметр наружной трубы.

Максимальные значени  h (0,5-2)Нд, соответствуют тонкостенным трубам с показателем - 0,025 и менее. Трубы со

значением показател  0,025 прогибают на величину h (2-5).

Диапазон значений величины прогиба h (0,5-5)Rip обеспечивает остаточные продольные и поперечные пластические деформации в трубе, в зоне сварки, устранимые вне этой зоны в группе калибровочных клетей и достаточные дл  сведени  кромок в зоне сварки напр жени  от распружинивани  заготовки после продольного изгиба.

При значени х h 2Нтр и более дл 

тонкостенных труб с соотношением -4- 0,025, а также при. значени х h 5Ry

дл  труб с показателем - , 0,025 происходит потер  устойчивости профил  трубы, на ее поверхности по вл ютс  неустранимые дефекты (местные искривлени , гофры). При величинах прогиба h 0,5Rjpn h соответственно дл  указанных групп размеров

не происходит пластической деформации трубной заготовки. Это приводит к тому, что после упругого пружинени  от продольного изгиба и в поперечном направлении в зоне сварки у трубной заготовки между кромками образуетс  зазор, а при последующей сварке в сварном шве возникают раст гивающие напр жени , привод щие к гор чим трещинам.

Расположение максимального прогиба на рассто нии 1 (7-14) Rj от оси сварочных валков, расположен-ной в плоскости смены знака кривизны продольного изгиба заготовки , обеспечивает осуществление в зоне за сварочной клетью в трубе продольного изгиба выпуклостью на кромки. Такой изгиб обеспечивает создание в свариваемой трубе напр жений, стрем щихс  удержать кромки. Это приводит к тому, что в сварном щве отсутствуют остаточные раст гивающие напр жени  и, следовательно, исключаетс  возможность образовани  гор чих трещин, а также по вл етс  возможность увеличени  скорости сварки без ухудщени  качества шва трубы.

Длина выпуклой зоны выбираетс  из услови  обеспечени  затвердевани  сварного щва при заданной скорости сварки. Диапазон 1 (7-14)RTp в значительной степени зависит от рассто ни  между осью последней формовочной клети и осью сварочных валков L. Значение L обычно посто нно на определенном трубоэлектросварочном агрегате и назначаетс  в соответствии с конструкторскими и технологическими требовани ми . При расположении плоскости максимального прогиба на рассто нии 1 (7- -12)RTp от оси сварочной клети ось последней располагаетс  в плоскости смены знака продольной кривизны заготовки.

Пример. Из исходной ленты 10Х18Н10Т шириной 150 мм и толщиной 2 мм в 12-клете- вом формовочном стане формуют трубную заготовку диаметром 5J мм. Выход ща  из последней горизонтальной клети с разрезной щайбой формовочного стана заготовка рас- пружиниваетс  в поперечном сечении вследствие повышенной упругости нержавеющей стали. С помощью дополнительной клети с горизонтальными валками, опуска  ось калибра этой клети относительно оси стана на величину 60 мм (2,4RTp), осуществл ют продольный изгиб заготовки выпуклостью на дно. Клеть дл  прогиба заготовки располагают на рассто нии 300 мм (12Йтр от сварочной клети. При этом кромки заготовки свод т до соприкосновени .

Кроме того, вследствие овальности калибра дополнительной клети (горизонтальна  ось калибра больще вертикальной) дно

заготовки разгибают, а периферийные зоны периметра заготовки изгибают с кривизной, большей кривизны профил  готовой трубы. Возможно и сведение кромок в дополнительной клети без соприкосновени . В этом случае используют обычную щовонаправл ю- щую клеть с разрезной щайбой.

Вследствие пружинени  от продольного изгиба заготовка распружиниваетс  и в поперечном направлении, что приводит к све дению кромок. Возникновение тангенциальных напр жений, стрем щихс  удержать кромки, обуславливаетс  и упругим пружи- нением дна и периферийных зон заготовки от деформации (овализации) поперечного

5 сечени  в дополнительной клети. Дл  того, чтобы не мещать продольному пружинению заготовки, ось сварочной клети наклон ют под углом 9° к вертикали. За сварочной клетью измен ют знак кривизны продольного изгиба, изгиба  заготовку выпуклос0 тью на кромки, что обусловливает удержание кромок от распружинивани , в результате чего становитс  возможным осуществл ть процесс сварки на скорости 3,5-5 м/мин вместо обычной дл  этого ти5 поразмера скорости 1,5-2 м/мин с хорощим качеством сварного соединени .

Использование способа позволит значительно повысить производительность при изготовлении электросварных труб из легированных сталей и сплавов и обеспечить хо0 рощее качество сварного соединени  за счет создани  благопри тного напр женного состо ни  в трубной заготовке при сварке, кристаллизации и охлаждении сварного шва.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ производства электросварных труб, включающий формовку полосы в трубную заготовку, продольный изгиб в зоне сварки, сварку кромок в сварочной клети и калибровку, отличающийс  тем, что, с целью

   повышени  производительности и качества труб за счет уменьщени  раст гивающих напр жений в сварном шве, продольный изгиб заготовки осуществл ют перед сварочной клетью выпуклостью в сторону дна заготовки , максимальную величину прогиба выбирают в пределах 0,5-5 радиусов готовой трубы, сечение максимальной величины прогиба располагают на рассто нии, равном 7-14 радиусов готовой трубы, от сварочной клети, кромки заготовки свод т до соприкосновени  в плоскости максимального

   прогиба, а ось сварочной клети наклон ют к вертикали в направлении против движени  трубы и располагают в плоскости изменени  знака кривизны продольного прогиба заготовки.

   ,

   0.

   фиг 2

   иг.З

   ФигЛ