SU1581403A1 - Способ изготовлени электросварных пр мошовных труб - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к обработке металлов давлением, в частности к технологии изготовлени  сварных труб, преимущественно из высоколегированных сталей и сплавов. Цель изобретени  - повышение производительности и улучшение качества сварных труб. Способ включает гибку полосы в трубную заготовку, сварку кромок трубной заготовки и калибровку сваренной трубы. В процессе гибки полосы формовку по радиусу, меньшему радиуса готовой трубы, чередуют с операци ми расформовки. Формовку срединной части полосы осуществл ют до значени  напр жени  изгиба σ 0=(1,01...1,40)σ тр, где σ тр - напр жение на поверхности заготовки, изогнутой радиусом готовой трубы. При последующей формовке периферийных зон заготовки одновременно расформовывают ее срединную часть, до получени  на ее поверхности заданной величины напр жени  расформовки (разгиба). Приведена математическа  зависимость дл  определени  величины упом нутого напр жени . Способ позвол ет создавать в заготовке услови , исключающие возникновени  напр жений, раст гивающих сварной шов, повысить производительность процесса за счет увеличени  скорости сварки. 5 ил.

Description

щее деформации Јтр(Фиг,1), возникает в начальной- стадии формовки при деформировании срединной части заготовки по радиусу г, равному радиусу готовой трубы ггт(фиг02)о Под срединной частью заготовки понимаетс  участок ее периметра, составл ющий 0,3-0,5 общей ширины полосы перед формовкой,, При последующей операции формовки периферийных зон полосы (фиг„4) по радиусу гп, меньшему радиуса готовой трубы г г т, одновременно расформовывают срединную часть заготовки по радиусу га, большему ра- flrfycy готовой трубы г ()с-При этом в срединной части трубной заготовки возникают напр жени  разгиба:

& ЈЈ

15814034

В Ј&-; m«ln /In -S- , (16) t в 6-г Ь-г

где ор - относительное равномерное удлинение, определ емое в

соответствии с ГОСТ 11701-84; dg,ЈT- соответственно предел прочности и текучести материала трубной заготовки, кг/мм 10 ЈT,&g- соответственно деформаци , при которой наступает текучесть и разрушение материала трубной заготовкио В свою очередь h

15

ТР- 27

г.т

где h - толщина стенки трубы, мм;

г - радиус трубы MMJ Аналогично можно записать

20

, . ,h 4m - В Ј- I

Е -

сответствующие деформации разгиба срединной части полосы ЈрСфиг01)0 В результате при обратном пружинении

Из экспериментальных данных уста новлено, что оптимальное соотношени

Јг-(фиго 1), определ емых соо ветственно радиусами изгиба средин30

ной части заготовки гиг

о Г.Т

записать в виде

г - гт- Г« 1,1-2,5

можн

срединной части заготовки до значени  25 ежду зрени ми напр жений изгиба радиуса изгиба, равного радиусу го- и товой трубы ггт, и одновременном рас- пружинивании периферийных зон от радиуса гп до значени  радиуса изгиба, равного радиусу готовой трубы ггт, обеспечиваетс  получение перед сваркой заготовки без зазора между кромками с радиусом ггт (фиг05)о

В зависимости от типа трубоэлек- тросварочного агрегата (ТЭСА) возможно дополнительно осуществление операции редуцировани  заготовки перед сваркой в дополнительных формовочных клет х с закрытым калибром

Соотношение . 60 (1 ,01-1 ,40) определено по результатам экспериментального моделировани  процесса формовки при деформации образцов в лабораторном гибочном прессе и промышленных испытаний

Прин в степенной закон упрочнени , св зь между напр жени ми и деформаци ми в процессе формоизменени  можно записать в виде

где В,ш - коэффициенты степенной аппроксимации кривой упрочнени , которые определ ютс  иэ диаграммы раст жени 

(3

Объ сн етс  это тем, что при деформировании образцов и труб по радиусу г0 ггт/2,5 возможно получе

,с ние заготовки без зазора между кром ками, однако на образце или трубе в этом случае остаютс  неустранимые в дальнейшем искажени  профил  попере ного сечени  „ Кроме того, така  схе

до ма деформировани  заготовки практически неосуществима на непрерывных трубосварочных станах современных конструкций

I

При значении радиуса гиба средин 45 ной части образцов или труб /1,1 практически не наблюдалось обратного пружинени  заготбвки, т,е0 не удавалось сформовать заготовку без зазора между кромками перед сва 50 кой, так как значительна  часть последующей деформации разгиба заготовки (по радиусу гафиг 4) в этом случае осуществл етс  в упругой .обл сти и исчезает после сн ти  нагруз- 55 ки (усили  деформировани ).

В - igCl + J pJm-1 ; + cfp). (1а)

В данном случае используют следующие выражени :

соответствии с ГОСТ 1170 dg,ЈT- соответственно предел пр ности и текучести матери ла трубной заготовки, кг ЈT,&g- соответственно деформаци при которой наступает те честь и разрушение матер ла трубной заготовкио В свою очередь h

ТР- 27

г.т

где h - толщина стенки трубы, мм;

г - радиус трубы MMJ Аналогично можно записать

, . ,h 4m - В Ј- I

&.--Т

2г,

(2)

Из экспериментальных данных установлено , что оптимальное соотношение

Јг-(фиго 1), определ емых соответственно радиусами изгиба средин ежду зрени ми напр жений изгиба и

ной части заготовки гиг

о Г.Т

записать в виде

г - гт- Г« 1,1-2,5

можно

ежду зрени ми напр жений изгиба и

(3)

ежду зрени ми напр жений изгиба и

Объ сн етс  это тем, что при деформировании образцов и труб по радиусу г0 ггт/2,5 возможно получение заготовки без зазора между кромками , однако на образце или трубе в этом случае остаютс  неустранимые в дальнейшем искажени  профил  поперечного сечени  „ Кроме того, така  схе-

ма деформировани  заготовки практически неосуществима на непрерывных трубосварочных станах современных конструкций

I

При значении радиуса гиба средин- ной части образцов или труб /1,1 практически не наблюдалось обратного пружинени  заготбвки, т,е0 не удавалось сформовать заготовку без зазора между кромками перед свар- кой, так как значительна  часть последующей деформации разгиба заготовки (по радиусу гафиг 4) в этом случае осуществл етс  в упругой .области и исчезает после сн ти  нагруз- ки (усили  деформировани ).

Учитыва  экспериментальное соотношение (3), можно записать

к 40Мтр 0,1-.ь)

m

Минимальные и максимальные значени  величин га дл  используемого диапазона марок сталей и сплавов определено путем аппроксимации кривых упрочнени , полученных в результате испытаний образцов на раст жение степенной зависимостью; mw(f(Ј0;l; Ј0,35„

Отсюда К

1, 1,01

2,5

«,ЭЈ

1,40

и, следовательно, 6в(1,01-1,40)Ј трМеньшие значени  диапазона 6„ (1,01-1,2)6Троптимальны дл  наиболее пластических сталей и сплавов,, Большие значени  6в (1,2-1,40)6 целесообразно примен ть при производстве труб из сталей н сплавов с повышенными упругими свойствамио

Напр жение изгиба (у было выбрано в качестве исходного параметра, относительно которого определ етс  текущее значение напр жений 6в вследствие экспериментально установленной тесной взаимосв зи значений 6тр и значени  (f при последующей разгибке Кроме того, значение 6тр с достаточной точностью может быть определено дл  каждого типоразмера трубы и конкретного материала заготовки„

Выражение дл  определени  оптимальных значений разгибки срединной части полосы получено следующим образом

Тогда выражение (4) можно записать в виде

6 6.- 2В (Ц-е-Г. (5)

Уравнение пр мой 3 записываетс  в

виде

Ь- Е(Е- 5тр).

(6)

5

5

Приравнива  выражени  (5) и (6) и подставл   вместо Ј. значение Ј , получаем

60-2 В ()™, Е (Ј-Јгр).

При преобразовании полученного .,, уравнени , предполага  дл  упрощени , что Ј .Ј, возмем в разложении (Ј0- ёр)1 только два члена, тогда получаем выражение дл  Ј,

.р. 6о+ЕЈтр-2

Р ь р)

со

1-т

ВЈ

(7)

В т

Подставл   значение Јр в выражение (6), получаем

V - l - -VC

Е - () - m - В

Ј-6

После несложных преобразований записываем

6, (1-2

1-т

6р ЕЕ--„т2 -т с ч t-rp)

т6°

га - тС-о

Из представленной на фиг01 диаграм мы напр жени  - деформации, описывающей процесс формоизменени  заготовки, следует, что искомое значение оптимальной величины определ ют по точке А,  вл ющейс  местом пересечени  кривой 2, описывающей процесс раз гибки заготовки, и пр мой 3, описывающей процесс пружинени  заготовки.

Уравнение кривой 1, соответствующей процессу изгиба заготовки, в координатах &-Ј записываютс  в виде . Em.

Уравнение кривой 2 в координатах 6 Ј с учетом принципа Мазинга записываетс  в виде

(V

6 2В (f-)m

Дл  перевода уравнени  кривой 2 в систему координат 6- Јв выражение (4) подставл ют значени  S 6 ; I ee- E.

II р и м е р„ При изготовлении труб 60x2 мм из стали Х18Н10Т на опытно- промытленном стане 10-60 МТЗ методом аргонно-дуговой сварки срединную часть заготовки в .клет х с открытым калибром формовали по радиусу готовой трубы до достижени  значений напр жений гиба, равных 6,

тр

ве:в;

Јтр 2

30

0,033,

тр тр

Дл  стали Х18Н10Т:

,6 кг/мм1; ,131; кг/мм2; ,40; Ът. 30 кг/мм1; Јт 0,002.

Таким образом, значение б-составл ет ,3 0,033°1 31 43,2кг/ммг Затем в клет х с закрытым калибром (возможно использование также калибров с открытым профилем) срединную часть заготовки шириной 0,4 ширины исходной полосы формовали до достнжени  значени  напр жени  гиба 60 6тр , т0е. ,5„ При этом радиус формовки срединной части заготовки г, составл л 17,5 мм„

При осуществлении операции формовки периферийных зон заготовки радиуo ,g«5

., о,8«Э 2 0,131 0,033 ,

47,5 С1-2 + - ---- -----А-.-J.

21000- + 0,|31- 57о57

При этом радиус расформовки г7 срединной части составл л 31,8 мм.

При последующем обратном упругом пружинении заготовки на участке между последними формовочными клет ми и сварочным узлом отсутствовал зазор между кромками за счет внутренних напр жений в заготовке.

Последнее позволило подн ть скорость сварки до 5 м/мин0 Качество сварного шва при этом удовлетвор ло существующим требовани ми

Изобретение позвол ет за счет оптимального выбора параметров деформации заготовки гарантированно создавать в последней услови , исключающие возникновение раст гивающих сварной шов напр жений и повысить производительность процессао Кроме того, полученные оптимальные соотношени  параметров операций деформировани  и их последовательность позвол ет производить за вленным способом практически весь диапазон размерного и марочного сортамента высоколегированных труб, так как в необходимых дл 

1&Д

+( т

Е - модуль упругости материала трубы, кг/мм ;

m посто нна  величина дл  заданного материала заготовки, определ ема  по диаграмме раст жени ;

напр жение изгиба в заготовке , деформированной по радисом гп, меньшим значени  радиуса го товой трубы и составившим г ,3, одновременно производили разгибку в последних клет х с закрытым калибром срединной части заготовки., Разгибку (расформовку) осуществл ли до достижени  значени  6Р :

расчетов технологического инструмента за вленных соотношени х могут быть однозначно учтены все характеристики требуемого типа изготовл емых труб„

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ изготовлени  электросварных пр мошовных труб, включающий гиб- ку полосы в трубную заготовку, в процессе которой операции формовки по радиусу, меньшему радиуса готовой трубы на центральных и периферийных участках, чередуют попеременно с операци ми расформовки, сварку кромок трубной заготовки и последующую калибровку трубы, отличающий- с   тем, что, с целью повышени  производительности и улучшени  качества, формовку срединной части полосы осуществл ют до достижени  напр жени  изгиба &„(,01-1,40) 6„ ,а при последующей формовке периферийных зон трубной заготовки одновременно рас- формовывают ее центральную часть до достижени  значени  напр жени 

   ЈTp)Ej/E-2-m-m 6./Ј.)j

   усу, соответствующему радиусу готовой трубы, кг/мм2;

   Ј„ - деформаци  изгиба, соответствующа  напр жению изгиба;

   Јтр- деформаци  изгиба заготовки, сформованной по радиусу готовой трубы.

   А(6р,6р)

   Фиг. 2

   б

   Фиг.1

   Фиг.З

   Фиг А

   Фиг. 5