Способ изготовления прямошовных электросварных труб

Способ изготовления прямошовных электросварных труб

Реферат

 

Изобретение относится к непрерывному изготовлению электросварных прямошовных труб, преимущественно тонкостенных из высокопрочного упругого материала. Цель - повышение качества шва тонкостенных труб из высокопрочного упругого материала и увеличение скорости сварки. Сущность изобретения: исходную ленту непрерывно формуют в трубную заготовку в ряде последовательно расположенных калибров, сводят кромки и сваривают их, при этом в первом формовочном калибре крайние участки ленты по периметру подгибают. Кроме того, производят разгиб по периметру участка заготовки, расположенного напротив кромок на длине, равной радиусу готовой трубы. Новым в способе является то, что подгиб крайних участков ленты в первом формовочном калибре на длине зоны контакта ленты с калибром, равной радиусу готовой трубы, ведут радиусом (1,05 - 1,1) R_т, а в последнем формовочном калибре на той же протяженности зоны контакта центральный участок заготовки формуют ( изгибают ) радиусом (0,85 - 0,9) R_т, причем разгиб заготовки ведут в сварочном калибре, величина радиуса которого составляет (1,01 - 1,10) R_т, а ось сварочного калибра размещают от оси последнего формовочного на расстоянии (10 - 16) R_т, где R_т - радиус готовой трубы. 5 ил.

Изобретение относится к непрерывному производству электросварных прямошовных труб, преимущественно тонкостенных, из высокопрочного упругого материала.

Известен способ изготовления электросварных прямошовных труб, при котором ленту формуют в трубную заготовку в ряде последовательно расположенных калибрах с подгибом крайних участков полосы радиусом готовой трубы в первом формовочном калибре, затем сводят кромки и сваривают их в сварочном калибре.

Ввиду упругого распружинивания заготовки в этом способе на скорости более 2 м/мин сварочная ванночка не успевает застыть и в шве появляются трещины, что снижает его качество.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому способу является способ изготовления сварных прямошовных труб, включающий формовку ленты в трубную заготовку в ряде последовательно расположенных калибров с подгибом крайних участков ленты в первом формовочном калибре и в последнем формовочном калибре с разгибом по периметру на величину 1,2:2 радиуса трубы участка заготовки, расположенного напротив кромок по длине 0,5-2,0 радиуса готовой трубы, последующее сведение кромок и их сварку в сварочном калибре.

Недостаток этого способа заключается в том, что обжатие по периметру в закрытом последнем формовочном калибре тонкостенной трубной заготовки (d/r > 25) из высокопрочной упругой ленты из-за отсутствия разрезной шайбы с деформацией 2% приводит к потере устойчивости профиля заготовки и скручиванию ее, а это сделает сварку невозможной, особенно тонкостенных высокопрочных трубных заготовок.

Цель изобретения повышение качества шва тонкостенных труб из высокопрочного упругого материала и увеличение скорости сварки путем создания напряженно-деформированного состояния, удерживающего кромки от распружинивания на длине, достаточной для кристаллизации сварочной ванны.

Для этого способ изготовления прямошовных труб включает формовку ленты в трубную заготовку в ряде последовательно расположенных калибров с подгибом крайних участков ленты в первом формовочном калибре, разгиб по периметру участка заготовки, расположенного напротив кромок, на части его длины, сведение кромок и их сварку в сварочном калибре.

Новым в способе является то, что подгиб крайних участков ленты в первом формовочном калибре на длине их зоны контакта с инструментом, равной радиусу готовой трубы, осуществляют радиусом (1,05-1,1)R, в последнем формовочном калибре на той же протяженности его зоны контакта с заготовкой центральный участок последней формуют радиусом (0,85-0,9)R, а разгиб этого участка заготовки осуществляют в сварочном калибре радиусом (0,05-1,10)R, при этом ось сварочного калибра размещают от оси последнего формовочного калибра на расстоянии, составляющем (10-16)R, где R радиус готовой трубы.

Подгиб крайних участков ленты в первом формовочном калибре определенным радиусом, формовка центрального участка ленты на заданной длине периметра и определенным радиусом и последующий разгиб по периметру этого участка в сварочном калибре радиусом определенной величины позволяет взаимокомпенсировать растягивающие и сжимающие напряжения в заготовке и этим самым существенно снизить напряжение в остывшем шве, а следовательно, и вероятность образования трещин в трубах, особенно тонкостенных из высокопрочного упругого материала, при аргонодуговой сварке.

Заданные величины радиусов формовки в последнем формовочном, подгиба крайних участков ленты в первом формовочном калибре и радиуса разгиба в сварочном калибре являются оптимальными с точки зрения увеличения участка трубы, на котором неостывший шов не будет разрываться силами, распружинивающими заготовку в сторону увеличения зазора.

При подгибе крайних участков ленты в первом формовочном калибре радиусом менее 1,05 радиуса готовой трубы и при величине радиуса формовки в последней формовочной клети менее 0,85 радиуса готовой трубы нарушается параллельность кромок, что приводит к ослаблению сварного соединения и тем самым к снижению качества шва.

При радиусах подгиба более 1,1 радиуса трубы в первом формовочном калибре и более 0,9 радиуса трубы в последнем формовочном калибре происходит уменьшение эффекта компенсации распружинивания, что ведет к появлению трещин в сварном шве и разрыву сварочной ванны, а следовательно, к уменьшению скорости сварки.

При величине радиуса разгиба участка ленты в сварочном калибре меньшем чем 1,05 радиуса трубы увеличивается распружинивание кромок, что ведет к появлению трещин в сварочном шве и ослаблению сварного соединения.

При величине радиуса разгиба более чем 1,10 радиуса трубы возможно нарушение параллельности кромок, ведущее к снижению качества шва.

Минимальное расстояние между последним формовочным и сварочным калибрами определяется минимальным диаметром сварочных валков, т.е. расстояние l между осями формовочного и сварного калибров l > 10R трубы.

Размещение оси сварочного калибра от оси последнего формовочного на расстоянии более 16R_тр. ведет к удлинению протяженности участка с минимальным распружиниванием.

На фиг. 1 представлена схема осуществления способа; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1 (первый формовочный калибр); на фиг.3 разрез Б-Б на фиг.1 (последний формовочный калибр); на фиг. 4 разрез В-В на фиг.1 (сварочный калибр); на фиг.5 разрез Г-Г на фиг.1 (калибровочный калибр).

Сущность способа заключается в том, что исходную ленту непрерывно формуют в нескольких последовательно расположенных калибрах, получают трубную заготовку 1, а затем сваривают ее в сварочном калибре, образуемом валками 2.

В первом формовочном калибре, образуемом валками 3 и 4, трубную заготовку формуют, подгибая крайние участки ленты радиусом R₁ (1,05-1,10)R_т на длине их зоны контакта с инструментом, равной радиусу готовой трубы R_т Д_трубы /2 с углом подгибки = 60^о.

В последнем формовочном калибре, образованном валками 5 и 6, трубной заготовке на участке той же протяженности ее зоны контакта с калибром придают форму круга или овала, путем поперечного изгиба (формовки) центрального участка заготовки радиусом R₂ (0,85-0,93)R_т.

Сформованная таким образом заготовка поступает в сварочный калибр, который располагают от последнего формовочного калибра на расстоянии l (10-16)R_т.

В сварочном калибре осуществляют разгиб центрального участка трубной заготовки радиусом R₃ (1,05-1,10)R_т, сведение кромок и их сварку.

Осуществление разгиба центрального участка трубной заготовки в сварочном калибре позволяет увеличить длину участка, где скомпенсировано распружинивание, вследствие того, что разгиб идет на закрытом профиле заготовки.

Сваренная труба далее поступает в калибровочные валки 7 и 8, где калибруется до размера готовой трубы R_т. П р и м е р. При производстве труб размером 43х1,5 мм из стали 08Х18Н10Т на стане АДС-10-60 формуют трубную заготовку из ленты шириной 137 мм и толщиной 1,5 мм. В первом формовочном открытом калибре, образованном валками 3 и 4, осуществляют подгиб крайних участков ленты радиусом R₁ 23 мм (R₁ 1,07521,5). В последнем закрытом формовочном калибре, образованном валками 5 и 6, с разрезной шайбой 9 шириной 0,2 диаметра трубы или 8,5 мм, центральный участок ленты на длине зоны контакта калибра с лентой, равной радиусу готовой трубы, изгибают радиусом R₂ 0,875R трубы, т.е. 0,875 21,5 19 мм. Этот же участок в сварочном калибре, образованном валками 1 и 2, разгибают радиусом R₃ 1,075R_т, т.е. R₃ 1,075 21,5 23 мм. С увеличением радиуса R₂ формовки в последнем формовочном калибре радиус R₃ разгиба труб в сварочном калибре увеличивается.

Ширина направляющей шайбы в последнем формовочном калибре составляет (0,20-0,25) диаметра трубы.

Способ позволяет повысить качество шва тонкостенных высокопрочных труб и увеличить скорость сварки.

Формула изобретения

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРЯМОШОВНЫХ ЭЛЕКТРОСВАРНЫХ ТРУБ, включающий формовку ленты в трубную заготовку в ряде последовательно расположенных калибров с подгибом крайних участков ленты в первом формовочном калибре, разгиб по периметру участка заготовки, расположенного напротив кромок, на части его длины, сведение кромок и их сварку в сварочном калибре, отличающийся тем, что подгиб крайних участков ленты в первом формовочном калибре осуществляют радиусом (1,05 - 1,1) R_т на длине их зоны контакта с инструментом, равной радиусу готовой трубы, в последнем формовочном калибре на той же протяженности его зоны контакта с заготовкой центральный участок последней формуют радиусом (0,85 - 0,9) R_т, а разгиб этого участка заготовки осуществляют в сварочном калибре радиусом (1,05 - 1,1) R_т, при этом ось сварочного калибра размещают от оси последующего формовочного калибра на расстоянии (10 - 16) R_т, где R_т - радиус готовой трубы.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5