SU747899A1 - Способ обработки сварного стыка - Google Patents

Description

Изобретение относится к прокатному производству и совершенствует способы обработки сварных стыков.

Известен способ сварки горячекатаных полос встык с последующей обработкой шва осуществляется на непрерывных агрегатах цехов холодной прокатки. Этот процесс заключается . в обрезке на гильотинных ножницах концов свариваемых полос, их сварке встык и зачистке сварных швов на гратоснимателе. Сварка встык позволяет увеличить вес рулона, значительно повысить производительность сты- 15 ков холодной прокатки и отделочных агрегатов. Однако одновременно с повышением производительности станов сварка полос встык ставит проблему „ щЛэкатки сварного стыка на рабочих *0 скоростях, поскольку пропуск сварных стыков через прокатные валки на высоких скоростях з ачастую приводит к обрывам полосы не сварному шву.’ Эта'проблема обусловлена различием механических свойств стыкуемых полос и сварного шва, разницей толщин стыкуемых полос, ростом межлетевых натяжений и увеличением неравномерности распределения натяжения при ’θ замедлении скорости прокатки во время-пропуска сварного стыка.

При сварке встык соединяют задний конец полосы первого (предыдущего) рулона с передним концом второго (последующего) рулона. Стыкуемые концы полос, как правило, имеют существенную разнотолщинность и значительную разницу в уровне механических свойств. Это обусловлено различием в температурах прокатки и смотки передних и задних концов полос на широкополосных станах горячей прокатки.

Известен способ обработки сварного стыка после контактной стыковой сварки металлических полос перед последующей холодной прокаткой, при котором со сварного шва удаляют грат, а затем шву придают шероховатость. Этот способ позволяет компенсировать негативное влияние на прокатываемость различия механических свойств сварного шва и концов состыкованных полос при условии, что толщина и механичес* кие свойства этих полос одинаковые [1].

Однако при прокатке раэнотолщинных полос появляется возможность возникновения дефектов в эоне стыка.

..... ,. . А

Цель изобретения - повышения надёжности сварного соединения путем уменьшения обрывов при последующей прокатке раэнотолщинных полос.

Поставленная цель достигается тем, что концам сваренных полос придают различную шероховатость, после чего шву придают шероховатость, отличную |от Шёроховатости одного конца состыкованных полос. При этом, шероховатость конца толстой полосы принимают равной 0,03-0,9 шероховатости конца тонкой полосы, а сварному шву придают шероховатость; равную 0,1-8,0 шероховатости конца толстой полосы.

Различие шероховатости поверхности относительно тонкого и толстого концов полос в сварйом стыке приведет к изменению коэффициента трения при прокатке различных участков сварного стыка, что в свою очередь компенсирует разницу в толщине концов состыкованных >полос и стабилизирует величины усилия прокатки и натяжения.

На стане с рабочими валками диаметром 600 мм прокатывают полосы из стали 08 кп начальной толщиной (номинальной) 3,0 мм»шириной 1000 мм.Заднее натяжение Т_3сйи при прокатке равно ' 2 Тс, переднее Т_парейн Збтс.Шероховатость /поверхности полос одинаковая (Ro % ведут с подачей В этих условиях равен после

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

Горячекатаная полоса с разматыва ' тё'Ля поступает к гильотинным ножницам, где образуются оба конца каждого-рулона., затем на сварочной машине осуществляют сварку встык заднего конца предыдущего рулона и переднего конца последующего. После сварки со • сварного шва удаляют грат. Затем поверхностям толстого и тонкого' концов' состыкованных полос придают различную шероховатость таким образом, чтобы шероховатость толстого конца. полосы по величине составляла 0,030,9 отШероховатости тонкого конца . полосы в сварном стыке. После Этого ёварному шву придают шероховатость в 0,1-8,0 раз отличающуюся от шероховатости конца толстой полосы.

Шероховатость поверхности горячекатаных полос, получаемая при горячей прокатке на широкополосном стане, обычно колеблется в пределах от 0,5 до 3,0 мкм Ра . После стыковой сварки на поверхность концов состыкованных полос наносится дополнительная, новая шероховатость.

При необходимости приданий полосе шероховатости меньшей, чем она имела после горячей прокатки, без особых трудностей может быть получена поверхность с шероховатостью меньшей, чем она имела после горячей прокатки, без особых трудностей может быть полу*чёиа поверхность с шероховатостью до 0,3 мкм Ра .С другой стороны при необ*50 ходимости придания полосе большой шеро’ховатости без затруднений может быть достигнута шероховатость 8-10 мкм RaТаким образом, минимальное значение бтношения величин шероховатости может доставлять 0,03.

На промышленных станах различие в величинах контактного трения в очаге деформации заметно проявляется ’ при разнице в шероховатости прокатываемых полос, составляющей 10% от “абс^лютйой вёЛН^ЯньГ шёрожЗв^ости (при прочих равных условиях прокатки) .’ Следоватёльно, максимальное Эйакейие отношения величин шероховатости должно быть принято равным 0,9 ¢ .

;1,5 мкм.) . Прокатку на валки эмульсии.

. коэффициент трения ная толщина полосы 2,4 мм.

В сварном стыке различную толщину, 3,0 мм толстый h_TA сварного шва равна толщине толстого конца полосы. Концы полос в стыке имеют также различные механические свойства: предел текучести 6_ТНтонкого конца составляет 25,0 кгс/мм в то врёмя как Другого, конца ό_ΤΛ 27,8 кгс/мм?

Предел Текучести сварного шва <Ь равен 29 кгс/мм?'

Расчеты показывают, что полное давление Р металла на валки (усилие прокатки) составляет 960 тс при прокатке участка стыка, соответствующего толстому (3,2 мм) концу полосы, 1000 тс при прокатке сварного шва и 72 0 при прокатке участка тонкой (3,0 мм) пол осы. Т.е. имеем Р_тд-960 тс; Р_т-1000 тс, Р_тн-720 тс, где Р_гл Р_ш ^и Ртн ~ усилие прокатки участков толстого конца, сварного шва, тонкого конца в сварном стыке соответственно.

Для того, чтобы при прокатке различных по толщине и с равными свойствами участков сварного стыка давление металла на валки составляло одну и ту же величину (960 тс) коэффициент трения в очаге деформации при прокатке участка сварного шва необходимо уменьшить до 0,07, а коэффициент трения в очаге деформации при прокатке участка меньшей толщины (3,0 мм), увеличить до 0,16.

Следовательно, для соблюдения одинакового усилия прокатки при прохождении через очаг деформации сварного стыка шероховатость участка, соответствующего толстому концу полосы, остается без изменения и составляет 1,5 мкм Ra , участку тонкого ' конца полосы придают шероховатость 5,0 мкм Rd , участку сварного шва Придают шероховатость 1,0 мкм Κά. Отношение величины шероховатости участка толщиной 3,2 мм, оставляющей

0,08. Конечпрокатки

полос имеют концы тонкий конец h_TH 3,2 мм, толщина

1,5 мкм Ra к величине шероховатости участка толщиной 3,0 мм, равной 5,0 мкм Ra будет 0,33. Отношение шерохс ватости сварного шва (1,0 мкм Ra ) к шероховатости толстого конца полоса (1,5 мкм Ra ) составляет 0,66.

Выровнять усилие прокатки при прохождении через очаг деформации различных участков сварного стыка можно и другим путем. Например, можно добиться того, чтобы усилие составляло 1000 тс или 780 тс прокатке всего стыка. В первом случае необходимо увеличить одновременно шероховатость поверхности толстого и тонкого концов (шероховатость тонкого кон- . _ ца в большой степени) для увеличения ¹³ •усилия прокатки до 1000 тс. Во втором ^случае необходимо уменьшить шероховатость толстого конца и сварного шва (шероховатость шва в большой степени) для уменьшения усилия прокатки до 720 тс. Однако оба эти случая требуют большего изменения шероховатости отдельных участков сварного стыка, чем если стабилизировать усилие прокатки по среднему из трех величин значению (960 тс).

Шероховатость поверхности одного или обоих концов полос в сварном сты- 3Q ке целесообразно изменять пропорционально их толщинам до величины исходной поверхности на расстоянии от шва не менее, длины очага деформации и не более ширины прокатываемых по- 35 лос. Изменять шероховатость на участ ке короче длины очага деформации нельзя, так как при попадании в очаг деформации непосредственно сварного шва наблюдают скачки усилия прокатки.

Данный способ позволяет уменьшить число обрывов в зоне сварного шва и тем самым повысить надежность прохождения сварного соединения через очаг деформации при прокатке.

Claims (2)

1. Изобретение относитс  к прокатно му производству и совершенствует способы обработки сварных стыков. Известен способ сварки гор чекатаных полос встык с последующей обработкойшва осуществл етс  на непрерывных агрегатах цехов холодно прокатки. Этот процесс заключаетс  в обрезке на гильотинных ножницах концов свариваемых полос, их сварке встык и зачистке сварных швов на гратоснимателе. Сварка встык позвол ет увеличить вес рулона, значител но повысить производительность стыков холодной прокатки и отделочных агрегатов. Однако одновременно с повышением пС оизводительности стано сварка полосе встык ставит проблему п 6катки св арного стыка на рабочих скорост х, поскольку пропуск сварных стыков через прокатные валки на высоких,скорост х зачастуюприводит к обрывам полосы не сварному шву. Эта проблема обусловлена различием механических свойств стыкуемых поло и :;вармого шва, разницей толщин сты куемых полос, ростом ме;клетевых нат жений и увеличением неравномерности распределени  нат жени  при замедлении скорости прокатки во врем -пропуска сварного стыка. При сварке встык соедин ют защний конец полосы первого (предыдущего) рулона с передним концом второго (последующего) рулона. Стыкуемые концы полос, как правило, имеют существенную разнотолщиннос.ть и значительную разницу в уровне механических свойств. Это обусловлено различием в температурах прокатки и смотки передних и задних концов полос на широкополосных станах гор чей прокатки. Известен способ обработки сварного стыка после контактно стыковой сварки металлических полос перед последующей холодной прокаткой, при котором со сварного шва удал ют грат, а затем шву придают шероховатость. Этот способ позвол ет компенсировать негативное вли ние на прокатываемость различи  механических свойств сварного шва и концов состыкованных полос при условии, что толщина и механичес кие свойства этих полос одинаковые 11. Однако при прокатке разнотолщинных полос по вл етс  возможность воз никновени  дефектов в зоне стыка. Цель изоб ретёни  - повышени  наДёжйостисйарногбсаедйнени  путём уменьшени  обрывов при последующей прокатке раэнотолщинных полос. Поетавленна  цель достигаетс  тем что концам сваренньм полос придают различную шероховатость, после чего шву придают шероховатость, отл.ичную JOT шероховатости одного конца состыкованных полос . При этом, шероховатость конца толстой полосы принимают равной 0,03-0,9 шероховатости конца тонкой полосы, а сварному шву придают шероховатость; равную 0,1-8,0 ваероховатости конца толстой полосы. Предлагаемый способ осуществл етс  следующим образом. Гор чекатана  полоса с раэматыватёйЯ поступает к ГИЛЬОТИННБМ ножницам , где образуютс  оба конца каждого-рулона ., затем на сварочной машине осуществл ют сварку встык заднего конца предыдущего рулона и переднего конца последующего. После сварки со сварного шва удал ют грат. Затем поверхност м толстого и тонкого концовсостыкованных полос придают различную шероховатость таким образом, чтобы шероховатость толстого конца, полосы по величине составл ла 0,030 ,9 6т Ьаёррховатости тонкого конца . полосы в сварном стыке. После итого Товарному шву придают шероховатость в 0,1-8,0 раз отличающуюс  от шеро хЬватости конца толстой полосы. ИЗерОХОватость поверхности гор чё гата;ных полое, получаема  при гор чей прбкатке на широкополосном стане , обычно колеблетс  в пределах от 0,5 до 3,0 мкм Ра . После стыковой сварки на поверхность концов состы кбвайных полос наноситс  дополнитель на , шероховатость. При необходимости приданий полос шероховатости меньшей, чем она имела после гор чей прокатки, без особах трудностей может быть получена поверхность с шероховатостью меньше чем она имела после гор чей прокатк без особых трудностей может быть пр чёна поверхность с шероховатостью д 0,3 мкм Ра .С ДРУГОЙ стороны при не ходимости придани  полосе большой ш ховатости без. затруднений может быт достигнута шероховатость 8-10 мкм К Таким образом, минимальное значение бтнЪШёни  величин шероховатости может Ьоставл ть 0,03. На йромйюлёйнйзсбтгйнах различие в вёличййах контактного трени  1В очаге деформации заметно про  вл етс разнИЦё в шероховатости прокаты BjigvHX полос, составл ющей 10% от аЬсодатйой вё МЩШшёро й 5тгости .(при прочих равных услови х прокатки ) ,Следоватёльйо, макЬймаль нОё 9йе1 1ёййё ОтйОШёйн  величин шерохова тости должно быть прин то равным 0, Различие шероховатости поверхности относительно тонкого и толстого концов полос в сварйом стыке приведет к изменению коэффициента трени  при прокатке различных участков сварного стыка, что в свою очередь компенсирует разницу в толщине концов состыкованных полос и стабилизирует величины усили  проКатки и нат жени . На стане с рабочими валками диаметром 600 мм прокатывают полосы из стали 08 кп начальной толщиной (номинальной ) 3,0 ммушириной 1000 мм.Заднее нат жение при прокатке равно 2 Тс, переднее Збтс,Шероховатость поверхности полос одинакова  {Ra 1,5 мкм.). Прокатку ведут с подачей на валки эмульсии. В этих услови х коэффициент трени  равен 0,08. Конечна  толщина полосы после прокатки 2, 4 мм. В сварном стыке концы полос имеют различную толщину, тонкий конец 3,0 мм толстый 3,2 мм, толщина сварного шва равна толщине толстого конца полосы. Концы полос в стыке имеют также различные механические свойства: предел текучести 6,- тонкого конца составл ет 25,0 кгс/мм в то врем  как другого, конца 6,. 27,8 кгс/мм . Предел Текучести сварного шва Ь равен 29 кгс/мм Расчетйпоказывают , что полное давление Р меташла на валки (усилие прокатки) составл ет 960 тс при прокатке участка стыка, соответствующего толстому (3,2 мм) концу полосы, 1000 тс й1)и прокатке сварного шва и 72 О ПОЙ прокатке участка тонкой (3,0 мм) пол осы. Т.е. имеем Е.д-9бО тс; PT-IOOO TC, Ег„-720 тс, где „ in1 л pyj и - усилие прокатки участков толстого конца, сварного шва, тонкого конца в сварном стыке соответственно . Дл  того, чтобы при прокатке различных по толщине и с равными свойстйами y abfkoB сварного стыка давление металла на валки составл ло одну и ту же величину (960 тс) коэффициент трени  is очаге деформации при прокатке участка сварного шва необходимо уменьшить до 0,07, а коэффициент трени  в очаге деформации при прокатке участка меньшей толщины (3,0 мм), увеличить до О,16. Следовательно, дл  соблюдени  Одинакового усили  прокатки при прохождении через очаг деформации сварного стыка йероховатрсть участка, соответствующего толстому концу полосы , остаетс  без изменени  и составл ет 1,5 мкм Rpi , участку тонкого 1(оНДа полосы придают Шероховатость 5,0 мкм йа , участку сварного шва Придают iiiepQxofeatocTb 1,0 мкм Ra. Отношение величины шероховатости участка толщиной 3,2 мм, оставл ющей 1,5 мкм Ra к величине шероховатости участка толщиной 3,0 мм, равной 5,0 мкм fid будет 0,33. Отношение шерохо ватости сварного шва (1,0 мкм Rcn ) к шероховатости толстого конца полоса (1,5 мкм Ra ) составл ет 0,66. Выровн ть усилие прокатки при прохождении через оч.аг деформации различных участков сварного стыка можно и другим путем. Например, можно добитьс  того, чтобы усилие составл ло 1000 тс или 780 тс прокатке всего стыка, в первом случае необходимо увеличить одновременно шерюховатость поверхности толстого и тонко го концов (шероховатость тонкого кон ца в большой степени) дл  увеличени  усили  прокатки до 1000 тс. Во BTCipO ( случае необходимо уменьшить шероховатость толстого конца и сварного шва (шероховатость шва в большой сте пени) дл  уменьшени  усили  прокатки до 720 тс. Однако оба эти случа  тре буют большего изменени  шероховатости отдельных участков сварного стыка чем если стабилизировать усилие прокатки по среднему из трех величин значению (960 тс). Шероховатость поверхности одного или обоих концов полос в сварном сты ке целесообразно измен ть пропорционально их толщинам до величины исходной поверхности на рассто нии от шва не менее, длины очага деформации и не более ширины прокатываемых полос . Измен ть шероховатость на участ кё короче длины очага деформации нельз , так как при попадании в очаг деформации непосредст венно сварного шва наблюдают скачки усили  прокатки. Данный способ позвол ет уменьшить число обрывов в зоне сварного шва и тем самым повысить надежность прохождени  сварного соединени  через очаг деформации при прокатке. Формула изобретени  1.Способ обработки сварного стыка после контактной, стыковой сварки разнотолщинных металлических ПОлйс перед последующей холодной прокаткой, при котором со сварного шва удал ют грат, а затем щву придают шероховатость , отличающийс  тем, что, с целью пов.ьашени  надежности сварного соединени  путем уменьшени  обрывов при последующей прокатке, после удалени  грата со сварного, шва концам сваренных полос придают различную шероховатость.
2. 2.Способ по п. 1, отличающ и и с   тем, что концу толстой полосы придают шероховатость равную 0,03 - 0,9 шероховатости конца тонкой полосы, а сварному шву придают шероховатость равную 0,1-8,0 шероховатости , конца толстой полосы. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР по за вке № 2396675/25-27, кл. С 21 D 7/04, 1976.