Способ высокочастотной сварки труб

Способ высокочастотной сварки труб

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к производству электросварных труб с использованием высокочастотной сварки. Цель изобретения - увеличение номенклатуры свариваемых труб и повышение эффективности процесса сварки. При сварке труб из ферромагнитных и неферромагнитных материалов дополнительное магнитное поле, воздействующее на зону осуществления сварочных процессов, создают посредством магнитопровода 4, разнополюсные ветви которого находятся вне зоны свариемых кромок заготовки 1, симметрично продольной плоскости симметрии трубной заготовки. Такое расположение дополнительного магнитного поля изменяет пространственное расположение линий в магнитной индукции тока, стремящегося шунтироваться по внутреннему контуру трубной заготовки, уменьшает ток шунтирования, а также концентрирует линии 7 индукции тока, замыкающегося вокруг кромок, что повышает интенсивность процесса сварки. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 21 С 37/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЦТИЯ1Л

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4418652/22-27 (22) 09.03.88 (46) 07.06.90. Бюл. № 21 (71) Уральский научно-исследовательский институт трубной промышленности (72) А. А. Шабалин и В. И. Суворов (53) 621.774.21 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 555934, кл. В 21 С 37/08, 1973. (54) СПОСОБ В Ъ1 СО КОЧА СТОТНОЙ

СВАРКИ ТРУБ (5?) Изобретение относится к производству электросварных труб с использованием высокочастотной сварки. Цель изобретения — увеличение номенклатуры свариваемых труб и повышение эффективности процесса сварки. При сварке труб из ферроИзобретение относится к производству электросварных труб с использованием высо коч а стотн ой св а рк и.

Целью изобретения является увеличение номенклатуры свариваемых труб и повышение эффективности процесса сварки.

Указанная цель достигается тем, что при способе высокочастотной сварки труб, заключающемся в наведении тока в трубной заготовке, например из ферромагнитного материала, создании дополнительного постоянного магнитного поля в зоне осуществления сва рочного. процесса и последующем сжатии нагретых кромок, дополнительное магнитное поле создают с помощью магнитопровода, раз нополюсные ветви которого охватывают трубную заготовку так, что линии магнитной индукции замыкаются через трубную заготовку вне свариваемых кромок, а векторы индукции дополнительного поля направлены перпендикулярно оси трубы.

Способ можно использовать также и при сварке неферромагнитных труб, так как в его

„„SU„„1569047 д1

2 магнитных и неферромагнитных материалов дополнительное магнитное поле, воздействующее на зону осуществления сварочных процессов, создают посредством магнитопровода 4, разнополюсные ветви которого находятся вне зоны свари ваемых кромок заготовки 1, симметрично продольной плоскости симметрии трубной заготовки. Такое расположение дополнительного магнитного поля изменяет пространственное расположение линий в магнитной индукции тока, стремящегося шунтироваться по внутреннему контуру трубной заготовки, уменьшает ток шунтирования, а также концентрирует линии 7 индукции тока, замыкающегося вокруг кромок, что повышает интенсивность процесса сварки. 1 ил. основу положено такое свойство магнитных полей, как способность линий магнитной индукции никогда не пересекаться, образуя замкнутые контуры вокруг проводника с током, являющегося источником магнитного © 1 поля. Вследствие этого и нагрев материала трубной заготовки не снижает эффективность способа.

Кроме этого, при использовании изо- 4 бретения .полюса дополнительного магнит- ) ного поля находятся в менее активных зонах магнитного поля свариваемых кромок, что уменьшает эффект противодействия последнего.

Сущность способа заключается в следую- а щем.

Величина напряженности магнитного поля, создаваемого элементом тока в точке пространства, обратно пропорциональна расстоянию до этого элемента тока, то есть принимает наибольшие значения в плоскостях, проходящих через элемент тока в перпендикулярных направлению тока. Су1569047 з ществует и обратная связь. Дополнительное магнитное поле, которое создают в металле и в полости трубной заготовки, или преимущественно в металле, если металл является ферромагнетиком с векторами индукции поля, перпендикулярными продольной оси трубной заготовки при отсутствии посторонних полей, во время сварочного процесса воздействует на магнитные поля, создаваемые сварочным током, и изменяет расположение их линий магнитной индукции из-за отсутствия явления суперпозиции, т.е. наложения линий магнитной индукции, таким образом, что мешает сварочному току шунтироваться как по внутреннему, так и по наружному контурам и концентрирует его в области свариваемых кромок.

Чем больше напряженность дополнительного поля в полости трубной заготовки, тем значительнее проявляется указанный эффект.

На чертеже представлена схема осуществления предлагаемого способа на примере сварки трубы из неферромагнитного материала.

На участке трубной заготовки 1, ограниченном по длине зоной прохождения сварочного тока по кромкам, подводимого посредством контактов 2, создают дополнительное постоянное магнитное поле с помощью катушки 3 и магнитопровода 4 таким образом, что линии 5 его магнитной индукции располагаются преимущественно в плоскостях, перпендикулярных продольной оси трубной заготовки, т.е. векторы индукции преимущественно перпендикулярны этой оси.

Во время сварочного процесса из-за отсутствия явления суперпозиции дополнительное магнитное поле изменяет пространственное расположение линии 6 магнитной и ндукци и тока, стрем ящегос я шунтироваться, например, по внутреннему контуру трубной заготовки, вынуждает их располагаться в плоскостях, перпендикулярных оси трубы. Таким образом, дополнительное магнитное поле ориентирует высокочастотный ток параллельно оси трубы, мешает шунтированию, а с усилением эффекта близкодействия по мере приближения к точке сварки вовлекает его в процесс нагрева свариваемых кромок. Для ферромагнитных материалов явление взаимодействия дополнительного поля и полей сварочного тока происходит на границе двух сред: металла и воздуха. Кроме помехи шунтированию дополнительное магнитное поле ориентирует плоскости с линиями 7 индукции, замыкающимися вокруг свариваемых кромок, сходящихся под углом, перпендикулярно оси трубы. Таким образом, вынуждает располагаться линии индукции ближе к свариваемым кромкам, т.е. концентрирует ток в более узкой зоне и по вы ша ет и нте нси вность нагрева.

Пример. Сварку кабельной оболочки диаметром 13,4 мм с толщиной стенки 1 мм производят 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 расположения индуктора вставляют керамический нож с толщиной рабочей части 3 мм. Диаметр

10 наибольшего сечения сварочного валка

90 мм. Валки изготовлены из бронзы. Расстояние от плоскости, в которой находятся оси сварочных валков, до охватывающей части индуктора 60 мм. Среднее расстояние от рабочей поверхности индуктора до поверхности трубной заготовки 7 мм.

Скорость подачи трубной заготовки через сварочный узел 10 м/мин. Мощность, подаваемую на индуктор, регулируют таким образом, чтобы получить удовлетворительное

20 по качеству сварное соединение. В данном с;учае мощность составляет 32/> от мощности сварочного генератора. Постепенно увеличивают скорость подачи трубной заготовки до появления непровара. Величина скорости подачи трубной заготовки в момент возникновения непровара при заданной мощности 13 м/мин.

В промежуток между охватывающей частью индуктора и сварочными валками вводят рабочие ветви магнитного провода с катушкой с целью создания дополнительного постоянного магнитного поля. Поле создают посредством одетой на П-образный магнитопровод катушки, имеющей 14400 витков с активным сопротивлением 1476 Ом, подключенной к сети постоянного тока напряженности 220 В. Площадь сечения магнитопровода, набранного из трансформаторного железа, 400 мм . К магнитопроводу примыкают рабочие магнитопроводящие ветви с площадью сечения 170 мм, набранные каждая из одного ферритового стержня диаметром 10 мм и двух ферритовых пластин сечением 16<4 мм. Все элементы катушки с магнитопроводами экранированы листовой медью толщиной 0,5 мм, покрытой кремнийорганическим лаком. Расстояние от каждой ветви до поверхности трубной заготовки 4 мм. Средняя длина магнитопровода с ветвями 240 мм.

При той же заданной мощности, подаваемой на индуктор от сварочного генератора, между кромками трубной заготовки возникает сварное соединение. Постепенно увеличивают скорость. Значение скорости, соответствующее появлению непровара, 18 м/мин. Это свидетельствует, с учетом погрешности измерений, об увеличении производительности процесса сварки на 35Я.

Об изменении производительности судят по значениям скорости трубной заготовки в момент появления непровара при задан1569047

5 ной мощности сварочного тока, подаваемого на индуктор.

Кроме того, размер грата при использовании способа сварки уменьшается на

10о . Грат имеет форму нити — исчезает каплевидность, что свидетельствует о стабилизации процесса сварки.

Изобретение может быть эффективно реализовано на станах высокочастотной сварки труб в случаях, когда использование магнитопровода, с помощью которого создают дополнительное магнитное поле, конструктивно не влияет на длину свариваемых кромок.

Формула изобретения

Способ высокочастотной сварки труб, заключающийся в наведении тока в трубной заготовке, создании дополнительного постоянного магнитного поля в зоне осуществления сварочного процесса посредством катушки постоянного тока с магнитопроводом и последующем сжатии нагретых кромок, отличающийся тем, что, с целью повышения качества сварки и увеличения номенклатуры свариваемых труб, полюса магнитопровода располагают RO периметру трубной заготовки вне зоны свариваемых кромок симметрично относительно продольной плоскости ее симметрии.

Составитель И. Фелицина

Редактор И. Шмакова Техред И. Верее Корректор М. Шароши

Заказ 1411 Тираж 483 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101