SU1569047A1

SU1569047A1 - Method of high-frequency welding of tubes

Info

Publication number: SU1569047A1
Application number: SU884418652A
Authority: SU
Inventors: Андрей Алексеевич Шабалин; Владимир Иванович Суворов
Original assignee: Уральский научно-исследовательский институт трубной промышленности
Priority date: 1988-03-09
Filing date: 1988-03-09
Publication date: 1990-06-07

Abstract

Изобретение относитс к производству электросварных труб с использованием высокочастотной сварки. Цель изобретени - увеличение номенклатуры свариваемых труб и повышение эффективности процесса сварки. При сварке труб из ферромагнитных и неферромагнитных материалов дополнительное магнитное поле, воздействующее на зону осуществлени сварочных процессов, создают посредством магнитопровода 4, разнополюсные ветви которого наход тс вне зоны свариемых кромок заготовки 1, симметрично продольной плоскости симметрии трубной заготовки. Такое расположение дополнительного магнитного пол измен ет пространственное расположение линий в магнитной индукции тока, стрем щегос шунтироватьс по внутреннему контуру трубной заготовки, уменьшает ток шунтировани , а также концентрирует линии 7 индукции тока, замыкающегос вокруг кромок, что повышает интенсивность процесса сварки. 1 ил.The invention relates to the manufacture of electric welded pipes using high-frequency welding. The purpose of the invention is to increase the range of welded pipes and increase the efficiency of the welding process. When welding pipes made of ferromagnetic and non-ferromagnetic materials, an additional magnetic field affecting the area where the welding processes take place is created by means of a magnetic conductor 4, whose opposite-pole branches are outside the area of the welded edges of the workpiece 1, symmetrically to the longitudinal symmetry plane of the pipe billet. Such an arrangement of the additional magnetic field changes the spatial arrangement of the lines in the magnetic induction current, which shunts along the internal contour of the billet, reduces the shunting current, and also concentrates the current induction lines 7, closing around the edges, which increases the intensity of the welding process. 1 il.

Description

Изобретение относитс к производству электросварных труб с использованием высокочастотной сварки.The invention relates to the manufacture of electric welded pipes using high-frequency welding.

Целью изобретени вл етс увеличение номенклатуры свариваемых труб и повышение эффективности процесса сварки.The aim of the invention is to increase the range of pipes to be welded and to increase the efficiency of the welding process.

Указанна цель достигаетс тем, что при способе высокочастотной сварки труб, заключающемс в наведении тока в трубной заготовке, например из ферромагнитного материала , создании дополнительного посто нного магнитного пол в зоне осуществлени сварочного, процесса и последующем сжатии нагретых кромок, дополнительное магнитное поле создают с помощью магнито- провода, разнополюсные ветви которого охватывают трубную заготовку так, что линии магнитной индукции замыкаютс через трубную заготовку вне свариваемых кромок, а векторы индукции юполнительного пол направлены перпендикул рно оси трубы.This goal is achieved by the fact that with the method of high-frequency pipe welding, which involves injecting current into a pipe billet, for example, from a ferromagnetic material, creating an additional permanent magnetic field in the welding zone, the process and subsequent compression of the heated edges, create an additional magnetic field - wires whose opposite pole branches enclose the tubular billet so that the magnetic induction lines are closed through the tubular billet outside the edges being welded and the induction vectors yupolnitelnogo field directed perpendicular to the pipe axis.

Способ можно использовать также и при сварке неферромагнитных труб, так как в егоThe method can also be used when welding non-ferromagnetic pipes, since

основу положено такое свойство магнитных полей-, как способность линий магнитной индукции никогда не пересекатьс , образу замкнутые контуры вокруг проводника с током, вл ющегос источником магнитного пол Вследствие этого и нагрев материала трубной заготовки не снижает эффективность способаThe basis is such a property of magnetic fields, as the ability of magnetic induction lines never intersect, forming closed circuits around a conductor with a current, being a source of a magnetic field. As a result, the heating of the billet material does not reduce the efficiency of the method

Кроме этого, при использовании изобретени .полюса дополнительного магнитного пол наход тс в менее активных зонах магнитного пол свариваемых кромок , что уменьшает эффект противодействи последнегоIn addition, when using the invention, a pole of an additional magnetic field is located in the less active zones of the magnetic field of the edges being welded, which reduces the effect of the resistance of the latter.

Сущность способа заключаетс в следующем .The essence of the method is as follows.

Величина напр женности магнитного пол , создаваемого элементом тока в точке пространства, обратно пропорциональна рассто нию до этого элемента тока, то есть принимает наибольшие значени в плоскост х , проход щих через элемент тока в перпендикул рных направлению тока СуспThe magnitude of the magnetic field created by the current element at a point in space is inversely proportional to the distance to this current element, i.e. it takes the greatest values in planes passing through the current element in perpendicular to the direction of current

о соabout with

ЈьЈ

ществует и обратна св зь. Дополнительное магнитное поле, которое создают в металле и в полости трубной заготовки, или преимущественно в металле, если металл вл етс ферромагнетиком с векторами индукции пол , перпендикул рными продольной оси трубной заготовки при отсутствии посторонних полей, во врем сварочного процесса воздействует на магнитные пол , создаваемые сварочным током, и измен етThere is also feedback. An additional magnetic field that is created in the metal and in the cavity of the billet, or predominantly in the metal, if the metal is a ferromagnet with field induction vectors perpendicular to the longitudinal axis of the billet in the absence of extraneous fields, during the welding process welding current, and changes

Пример. Сварку кабельной оболочки диаметром 13,4 мм с толщиной стенки 1 мм производ т на стане 10-35 с использованием сварочного генератора ВЧС4-160/0,44. В качестве сварочного токоподвода используют охватывающий одновитковый индуктор с У-образным носиком. Между кромками трубной заготовки в области расположени индуктора вставл ют керамический нож с толщиной рабочей части 3 мм. ДиаметрExample. A cable jacket with a diameter of 13.4 mm and a wall thickness of 1 mm is welded on a 10-35 mill using a VCh4-160 / 0.44 welding generator. As a welding current lead use covering single turn inductor with a Y-shaped spout. A ceramic knife with a working section thickness of 3 mm is inserted between the edges of the billet in the area of the inductor. Diameter

расположение их линий магнитной индук- 10 наибольшего сечени сварочного валка ции из-за отсутстви влени суперпозиции,90 мм. Валки изготовлены из бронзы. Раст .е. наложени линий магнитной индукции,сто ние от плоскости, в которой наход тс the location of their magnetic induction lines - 10 of the largest cross section of welding valance due to the absence of superposition, 90 mm. Rolls made of bronze. Grow up superposition of magnetic induction lines, standing from the plane in which

таким образом, что мешает сварочномуоси сварочных валков, до охватывающейin a way that interferes with the welding axis of the welding rollers, to embracing

току шунтироватьс как по внутреннему,части индуктора 60 мм. Среднее рассто так и по наружному контурам и концен- 15 ние от рабочей поверхности индуктора трирует его в области свариваемых кромок.до поверхности трубной заготовки 7 мм.the current is shunted as an internal, part of the inductor 60 mm. The average distance and over the outer contours and the concentration from the working surface of the inductor triple it in the region of the edges being welded. To the surface of the billet 7 mm.

Чем больше напр женность дополнительногоСкорость подачи трубной заготовки черезThe greater the intensity of the additional billet feed rate through

поп в полости трубной заготовки, темсварочный узел 10 м/мин. Мощность, подазначительнее про вл етс указанный эф-ваемую на индуктор, регулируют такимpop in the cavity of the pipe billet, heat welding unit 10 m / min. The power, subordinate to the indicated effect on the inductor, regulates such

фект.образом, чтобы получить удовлетворительноеimage to get satisfactory

На чертеже представлена схема осущест- 20 по качеству сварное соединение. В данном влени предлагаемого способа на примере случае мощность составл ет 32% от мощности сварочного генератора. Постепенно увеличивают скорость подачи трубной заготовки до по влени непровара. Величина ско- роста подачи трубной заготовки в моментThe drawing shows the scheme of implementation of the quality of the welded joint. In this phenomenon of the proposed method, in the case of an example, the power is 32% of the power of the welding generator. Gradually increase the billet feed rate until the appearance of incomplete fusion. The magnitude of the feed rate of the billet at the time of

рочного тока по кромкам, подводимоговозникновени непровара при заданной мощности 13 м/мин.direct current along the edges, the occurrence of incomplete penetration at a given power of 13 m / min.

сварки трубы из неферромагнитного материала .welding pipe of non-ferromagnetic material.

На участке трубной заготовки 1, ограниченном по длине зоной прохождени свапосредством контактов 2, создают дополнительное посто нное магнитное поле с помощью катушки 3 и магнитопровода 4 таким образом, что линии 5 его магнитнойOn the section of the billet 1, limited in length by the passage zone through the contacts 2, an additional constant magnetic field is created with the help of the coil 3 and the magnetic core 4 in such a way that the lines 5 of its magnetic

В промежуток между охватывающей частью индуктора и сварочными валкамиIn between the covering part of the inductor and welding rollers

индук-ции располагаютс преимущественно в Зо ввод т рабочие ветви магнитного проводаinduction are located mainly in Zo introduced working branches of the magnetic wire

плоскост х, перпендикул рных продольной оси трубной заготовки, т.е. векторы индукции преимущественно перпендикул рны этой оси.planes perpendicular to the longitudinal axis of the billet, i.e. induction vectors are predominantly perpendicular to this axis.

Во врем сварочного процесса из-за отсутстви влени суперпозиции дополни- 35 подключенной к сети посто нного тока нательное магнитное поле измен ет простран-пр женности 220 В. Площадь сечени магнитопровода , набранного из трансформаторного железа, 400 мм2. К магнитопроводуDuring the welding process, due to the absence of a superposition of an additional 35 direct-current network, the carrying magnetic field changes the space of 220 V. The cross-sectional area of the magnetic core assembled from transformer iron is 400 mm2. To magnetic circuit

с катушкой с целью создани дополнительного посто нного магнитного пол . Поле создают посредством одетой на П-образный магнитопровод катушки, имеющей 14400 витков с активным сопротивлением 1476 Ом,with a coil to create an additional constant magnetic field. The field is created by means of a coil dressed on a U-shaped magnetic core, which has 14400 turns with an active resistance of 1476 Ohms,

ственное расположение линии 6 магнитной индукции тока, стрем щегос шунтироватьс , например, по внутреннему контуру трубной заготовки, вынуждает их располагатьс в плоскост х, перпендикул рных оси трубы . Таким образом, дополнительное магнитное поле ориентирует высокочастотный ток параллельно оси трубы, метает шунтированию , а с усилением эффекта близко40The actual arrangement of the magnetic current induction line 6, which tends to be shunted, for example, along the internal contour of the tubular billet, forces them to be located in planes perpendicular to the axis of the pipe. Thus, an additional magnetic field orients the high-frequency current parallel to the axis of the pipe, throws a shunting, and with an amplification effect close to 40

примыкают рабочие магнитопровод щие ветви с площадью сечени 170 мм2, набранныеadjacent working magnetic conductor branches with a cross section of 170 mm2, dialed

кажда из одного ферритового стержн диаметром 10 мм и двух ферритовых пластин сечением 16X4 мм. Все элементы катушки с магнитопроводами экранированы листовой медью толщиной 0,5 мм, покрытойeach of one ferrite rod with a diameter of 10 mm and two ferrite plates with a cross section of 16X4 mm. All elements of the coil with magnetic cores are shielded with copper sheet 0.5 mm thick, covered

действи по мере приближени к точке 45 кремнийорганическим лаком. Рассто ние от сварки вовлекает его в процесс нагревакаждой ветви до поверхности трубной засвариваемых кромок. Дл ферромагнитныхготовки 4 мм. Средн длина магнитоматериалов вление взаимодействи допол-провода с ветв ми 240 мм.action as you approach the point 45 silicone lacquer. The distance from the welding involves him in the process of heating each branch to the surface of the pipe with welded edges. For ferromagnetic preparation 4 mm. The average length of the magnetic material is the interaction of the auxiliary wire with the branches of 240 mm.

нительного пол и полей сварочного токаПри той же заданной мощности, подапроисходит на границе двух сред: металлаваемой на индуктор от сварочного генераи воздуха. Кроме помехи шунтированию 50 тора, между кромками трубной заготовки дополнительное магнитное поле ориентируетвозникает сварное соединение. Постепенноfield and welding current fields. At the same given power, occurs at the boundary between two media: metalled to the inductor from the welding air generation. In addition to interference with the shunting of the torus 50, between the edges of the billet an additional magnetic field orients the welded joint. Gradually

плоскости с лини ми 7 индукции, замы-увеличивают скорость. Значение скорости,planes with 7 induction lines, zami-increase speed. Speed value

кающимис вокруг свариваемых кромок,соответствующее по влению непровара,round around the edges to be welded, corresponding to the appearance of incomplete fusion,

сход щихс под углом, перпендикул рно18 м/мин. Это свидетельствует, с учетомconverging at an angle perpendicular 18 m / min. This is evidence given

оси трубы. Таким образом, вынуждаетпогрешности измерений, об увеличении прорасполагатьс линии индукции ближе к сва- 55 изводительности процесса сварки на 35%. риваемым кромкам, т.е. концентрирует токОб изменении производительности суд тpipe axis. Thus, forcing measurement errors, an increase in the proposition of the induction line closer to the welding process efficiency by 35%. the edges, i.e. concentrates current

в более узкой зоне и повышает интенсив-по значени м скорости трубной заготовкиin a narrower zone and increases the intensity of billet speed

ность нагрева.в момент по влени непровара при заданПример . Сварку кабельной оболочки диаметром 13,4 мм с толщиной стенки 1 мм производ т на стане 10-35 с использованием сварочного генератора ВЧС4-160/0,44. В качестве сварочного токоподвода используют охватывающий одновитковый индуктор с У-образным носиком. Между кромками трубной заготовки в области расположени индуктора вставл ют керамический нож с толщиной рабочей части 3 мм. Диаметрheating at the time of the occurrence of lack of penetration when an example is set. A cable jacket with a diameter of 13.4 mm and a wall thickness of 1 mm is welded on a 10-35 mill using a VCh4-160 / 0.44 welding generator. As a welding current lead use covering single turn inductor with a Y-shaped spout. A ceramic knife with a working section thickness of 3 mm is inserted between the edges of the billet in the area of the inductor. Diameter

наибольшего сечени сварочного валка 90 мм. Валки изготовлены из бронзы. РасВ промежуток между охватывающей частью индуктора и сварочными валками the largest cross section of the welding roll is 90 mm. Rolls made of bronze. The gap between the covering part of the inductor and welding rollers

подключенной к сети посто нного тока напр женности 220 В. Площадь сечени магнитопровода , набранного из трансформаторного железа, 400 мм2. К магнитопроводуconnected to the network of direct current with a voltage of 220 V. The area of the cross section of the magnetic circuit, made up of transformer iron, 400 mm2. To magnetic circuit

ной мощности сварочного тока, подаваемого на индукторNoah power welding current supplied to the inductor

Кроме того, размер грата при использовании способа сварки уменьшаетс на 10%. Грат имеет форму нити-исчезает каплевидность, что свидетельствует о стабилизации процесса сварки.In addition, the size of the bur when using the welding method is reduced by 10%. The bur has the form of a filament-drop drop, which indicates the stabilization of the welding process.

Изобретение может быть эффективно реализовано на станах высокочастотной сварки труб в случа х, когда использование магнитопровода, с помощью которого создают дополнительное магнитное поле , конструктивно не вли ет на длину свариваемых кромок.The invention can be effectively implemented in high-frequency pipe welding mills in cases where the use of a magnetic core, with which an additional magnetic field is created, does not structurally affect the length of the edges being welded.

Claims

Invention Formula

The method of high-frequency pipe welding, which involves injecting current in the billet, creating an additional permanent magnetic field in the area of the welding process by means of a DC coil with a magnetic conductor and subsequent compression of the heated edges, in order to improve the quality of welding and increasing the range of welded pipes, the poles of the magnetic circuit are placed around the perimeter of the tube blank outside the area of the welded edges symmetrically relative to the longitudinal plane of its symmetry.

Y- (it