Способ изготовления прямошовных сварных труб и трубосварочный стан для его осуществления

Способ изготовления прямошовных сварных труб и трубосварочный стан для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик о в" и;с„А tlt и е о>764766

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 08. 09. 78 (21) 2522477/25-27 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет (51)М. Кл.

В 21 С 37/08

Государственный комитет

СССР. по делам изобретений н открытий

Опубликовано 23,0980. Бюллетень ¹ 35

Дата опубликования описания 25. 09. 80 (53) УДК 621.774.26

:621.771.28 (088.8} (7 2) Авторы изобретения

Ф. С. Лачугин, С. П. Молодчинина и Н. Г. Балашов (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРЯМОШОВНЫХ СВАРНЫХ

ТРУБ И ТРУБОСВАРОЧНЫЙ СТАН ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к изготовлению металлических труб сваркой и может быть использовано при производстве прямошовных труб из алк1миниевых сплавов, упрочняемых закалкой и старением, например Д1, Д16, Д6, Д19 и им подобных °

Известен способ изготовления прямошовных сварных труб из термоупрочняемых алюминиевых сплавов, включающий закалку исходной ленты, свертывание ленты в трубную заготовку, радиочастотную сварку ее кромок, редуцирование, калибровку и старение труб.

Способ осуществляют на стане радиочастотной сварки труб, содержащем последовательно установленные эакалочное устройство, раэматыватель, петлеобразователь, формовочные кле ти, радиочастотный сварочный узел и редуцирующе-калибровочные клети.

Недостаток такого способа заключается в низком качестве шва труб.

Объясняется это тем, что исходным материалом для изготовления труб является холоднокатаная лента. При на:греве под закалку она должна выдерживаться при температуре закалки (около 500оС) не менее 5 мин при нагреве в селитревых ваннах и 10-f5 мин при нагреве в воздушных печах.

Такая выдержка необходима для перевода в твердый раствор крупных выделений стабильных фаэ. В известных эакалочных устройствах — печах с водяным баком может быть произведена закалка ленты, предварительно свернутой в рулоны, до подачи ее на трубосварочный стан. В этом случае закалочный агрегат находится вне стана. Поэтому между операциями закалки исходной ленты на эакалочном агрегате и сварки кромок Трубной заготовкй наблюдается разрыв во времени. A как известно, термоупрочняемые алюминиевые сплавы после закалки подвержены естественному старению и упрочнению вследствие образования и развития зон Гинье-Престона (Г.П.) или .метастабильных выделений фазы 5"(в сплаве Д16). Сколь быстро начинается выделение зон Г.П. видно иэ нижеследующего. В сплавах

Al-Cu образование зон Г.П. наблюдается уже через 4 мин. Еще быстрее старение начийается у ныне наиболее широко применяемого сплава Д-16. Та.

764766 ким образом, лента поступает на стан частично состаренной. И, чем больше время, прошедшее после закалки до сварки, тем больше упрочнение ленты от старения и тем хуже ее свариваемость. При разрыве между закалкой и сваркой в 30 мин появляются эойы с непроваром - нарушение сплошкости шва. Непровары недопустимы, и трубы, в которых они обнаружены, бракуют, в связи с чем выход годного снижается. При четырехчасовом разрыве между указанными операциями лента упрочняется настолько, что ,сварка кромок трубной заготовки становится невозможной.

Целью изобретения является устранение недостатка известного способа и устройства для его осуществления, т.е. повышение качества шва сварных труб.

Это достигается тем, что в известном способе изготовления прямошовных сварных труб из термоупрочняемых алюминистых сплавов, включающем закалку исходной ленты, свертывание ленты в трубную заготовку, радиочастотную сварку ее кромок, редуцирование, калибровку и старение труб, ленту перед свертыванием ее в заготовку подвергают нагреву со скоростью не менее 300 С/сек до температуры 420-470@С, а затем охлаждение со скоростью не менее

250 С/сек до комнатной температуры.

Такой способ может быть осуществлен на трубосварочном стане новой конструкции, содержащем последовательно установленные разматыватель, петлеобраэователь, формовочные клети, узел радиочастотной сварки и редуцнрующе-калибровочные клети.

Отличие стана, позволяющее осуществить предложенный способ, состойт в том, что он снабжен индуктором для нагрева ленты и установкой для ее охлаждения, смонтированными между петлеобразователем и формовочными клетями.

На приведенном чертеже схематически изображен трубосварочный стан дпя осуществления способа.

Стан содержит последовательно установленные консольный кран 1, служащий для подачи предварительно закаленных рулонов исходной ленты 2 на разматыватель 3 рулона, йожницы

4 для обрезки концов рулонов ленты и стыкосварочное устройство 5 для их с арки, снабженное гратоснимателеМ.. За стыкосварочным устройством 5 смонтирован петлеобраэователь

6, индуктор 7 для нагрева ленты, установка 8 для ее охлаждения и формовочные клети 9, служащие для свертывания ленты в трубную заготовку.

За клетями 9 установлены снабженный

;гратоснимателем узел 10 радиочас тотной сварки кромок трубной загобО

t5

ЗО

S5 товки, редуцирующе-калибровочные клети 11, предназначенные для реду цирования и калибровки сваренной трубы, режущий инструмент 12 для, резки сваренных труб в меру, сбрасыватель 13 разрезанных труб и их накопитель 14.

Для перемещения ленты и сваренной трубы в линии стана он снабжен направляющими 15 подающими 16 и тянущими 17 роликами.

Нагрев естественно состаренной исходной ленты со скоростью не мео нее ЗООС/сек до температуры

420-470 С, а затем охлаждение ее со скоростью не менее 250 С/сек до комнатной температуры позволяет восста-. йовить свойства ленты до свойства в свежезакаленном состоянии.

Это объясняется тем,,что зоны

Г.П. представляют собой субмикроскопические области, обогащенные легн-рующим компонентом, имеющие кристаллическую решетку матрицы и когерентно связанные с ней. Выделения метастабильной фазы S s сплаве Д16 получаются из структуры матрицы путем незначительного смещения атомов и также когерентно сопряжены с ней.

Верхний предел укаэанного температурного интервала, равный 470 С, ниже температур нагрева под закалку, что является гарантийной того, что при быстром, почти мгновенном, нагреве сплав не будет перегрет. Нижний предел температурного интервао ла режима нагрева выбран равным 420 С потому, что более низкая температура нагрева при отсутствии выдержки при этой температуре не обеспечивает рассасывания зон Г.П., имеющихся в естественно-состаренном материале, т.е. полного возврата сплава в све1 жезакаленное состояние.

Г

Скорость нагрева ленты выбрана не менее 300 С/сек, что при скорости сварки 100м/мин обеспечивается длиной нагревательного устройства не более 2 м. При меньшей скорости нагрева нагревательное устройство потребовалось бы делать значительно большей длины.

Скорость охлаждения нагретой ленты выбрана равной не менее 250 C/ñåê для того, чтобы зафиксировать твердый раствор с максимальным содержанием легирующих компонентов. При меньшей скорости охлаждения в сплаве будет происходить распад твердого раствора в процессе охлаждения и гомогенного состояния, свойственного свежезакаленному состоянию, не получится..

Пример.Проводят изготовление ° прямошовных сварных труб 16х1,2 мм иэ алюминиевого сплава марки Д16 на трубосварочном радиочастотном стане. для этого холоднокатаную исходную ленту размером 51х1,2 мм в рулонах

764766 закаливают на закалочном агрегате, расположенном вне линии трубосварочного стана, и после естественного старения, которое проводили в течение суток, подают при помощи крана 1 стана на разматыватель 3.

С разматывателя конец ленты 2 направляют к ножницам .4, которыми его обрезают, затем лента проходит через стыкосварочное устройство 5, (которое в данном случае — при подаче первого рулона - бездействовало), петлаобразователь 6 и перемещается в индуктор 7, где подвергается нагреву со скоростью 300 С/сек до температуры 450 С. Из индуктора

7 лента поступает в установку 8, в которой она охлаждалась, например, водой со скоростью 300 С/сек до комнатной температуры. В результате такого нагрева и охлаждения структура и свойства ленты соответ ствуют свежезакаленному состоянию, и в таком состоянии лента подается в формовочные клети 9, где происходит свертывание ее в трубную заготовку. Иэ формовочных клетей 9 заготовка поступает в сварочный узел

10, в котором производится сварка ее кромок токами высокой частоты и снятие образовавшегося при этом грата со шва. Затем сваренная труба направляется в редуцирующе-калибровочные клети 11, в которых она. подвергается редуцированию и калибровке, и к режущему инструменту 12, ° осуществляющему резку готовых труб в меру. Разрезанные трубы сбрасывателем 13 перемещаются в копильник, 14.

При полном сматывании рулона ленты с разматывателя 3 на него подают следующий рулон. Задний конец предыдущего и передний конец последующего рулонов подравнивают на ножницах 4 и сваривают их в стыкосварочном устройстве 5,в котором cHHMBfoT и грат со шва.Далее ранее описанные операции повторяются. Сваренные трубы подвергаются естественному старению, после чего производят визуальный осмотр их швов и контроль механических свойств. Швы на всех трубах и их механические свойства удовлетворяют требованиям технических усло- вий, непровары отсутствуют. Короткая печь с устройством для охлажде-, ния водой удлиняет линию трубосварочного стана не более чем на 3 м.

При этом производительность стана уменьшается и трудоемкость изготов- ления труб не возрастает. Затраты на нагрев и охлаждение увеличивают себестоимость изготовления труб не более 1%. Однако это небольшое уве- личение себестоимости окупается отсутствием брака по непровару, высоким качеством и надежностью сварного шва и повышением выходного годного.

Ожидаемый экономический эффект от использования предложенного способа для одного трубосварочного стана должен составить около 50 ты20 сяч рублей в год.

Формула изобретения

1. Способ изготовления прямошовных сварных труб из термоупрочняемых алюминиевых сплавов, включающий закалку исходной лентй, свертывание ленты в трубную заготовку, сварку ее кромок, редуцирование, калиб-. ровку и старение труб, о т л и ч а- ю шийся тем, что, с целью повышения качества сварного шва, ленту перед свертыванием ее в заготовку подвергают нагреву со скоростью не менее 300ОС/сек до температуры

420-470 С, а затем охлаждению со скоростью не менее 250 С/сек до комнатной температуры.

2. Трубосварочный стан для осу-, 40 ществления способа по п. 1, содержащий последовательно установленные закалочное устройство, раэматыватель, петлеобраэователь, формовочные клети, узел радиочастотной сварки и редуцирующе-калибровочные клети, отличающийся тем, что он снабжен индуктором для нагрева ленты и установкой для ее охлаждения, смонтированными между петлеобразователем и формовочными, клетями.

764766

И 1Z

Тираж 986 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 6392 8

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель С. Никулина

Редактор В. Фельдман Техред A.Áîéêàñ Корректор М. Шароши