Способ изготовления сварных тонкостенных труб

Способ изготовления сварных тонкостенных труб

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

«»990364 (61) До пол нительное к авт. с вид- ву— (22) Заявлено 31.05.79 (21) 2764653/25-27 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл з

В 21 С 37/08

Гэе дэястеелльй кеннтет

СССР йо делан лзебретенлй к РтаРытий

Опубликовано 23.01.83. Бюллетень №3

Дата опубликования описания 28.01.83 (53) УДК 621.774..2 (088.8) Ю. Ф. Шевакин, Ф. С. Сейдалиев, В. М. Тюшевский и Ю. В. Красовский (72) Авторы изобретения

I:

Государственный научно-исследовательский и вроектный институт сплавов и обработки цветных металлов: \ (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СВАРНЫХ ТОНКОСТЕННЫХ

ТРУБ

Изобретение относится к трубосварочному производству, в частности к способу изготовления тонкостенных труб дуговой сваркой, например аргонодуговой, и может использоваться на трубоэлектросварочных станах при получении труб, широко применяемых в радиотехнике, электронике, приборостроении, электротехнике и др. отраслях народного хозяйства.

Известен способ изготовления труб дуговой сваркой в среде защитного газа, который включает формовку исходной ленты в трубу в последовательно расположенных формовочных клетях и далее сварку электрической дугои. Для того, чтобы обеспечить образование прочного сварного соединения и предотвратить появление зазора перед электродом за счет распружинивания металла кромки сформованной трубы в последней клети доводят до соприкосновения и осаживают под давлением (1).

Наиболее близким к изобретению решением является способ изготовления сварных тонкостенных труб, включающий формовку исходной ленты в нескольких парах валков формовочного стана и последующую дуговую сварку с неплавящимся электродом в среде защитного газа (2).

Известным способом изготавливают трубы с толщиной стенки менее 1,0 — 1,5 мм.

Стыковку кромок осуществляют в специальном сварочном узле с использованием центрирующей штанги и фильеры, а сварку— неплавящимся вольфрамовым електродом диаметром 1 — 1,5 мм с подачей аргона на наружную и внутреннюю поверхность трубы для защиты металла жидкой ванны от окисления. С уменьшением толщины стенки свариваемой трубы усложняк1тся условия сборки кромок под сварку, повышаются требования к точности изготовления и настрой15 ки технологической оснастки трубосварочного автомата к стабильности работы сварочной аппаратуры, к качеству поверхности ленты и подготовке ее к сварке. Вследствие этого качество сварного шва ухудшается, возрастают потери металла из-за прожогов и непроваров, ухудшаются техникоэкономические показатели производства, а скорость сварки не превышает 25 — 30 м/ч на стальных трубах и 60 — 80 м/ч на трубах из медных сплавов.

990364

Целью изобретения является повышение качества шва и скорости сварки.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу, включающему формовку исходной ленты в нескольких парах валков формовочного стана и последующую дуговую сварку вольфрамовым неплавящимся электродом непрерывно горящей дугой с подачей защитного газа, например аргона, на наружную и внутреннюю поверхность трубы в месте сварки исходную ленту формуют в последней паре валков с зазором между кромками, величина которого составляет 1/500 — 1/30 отношения диаметра готовой трубы к толщине стенки, а в зоне сварки кромки доформовывают путем теплового расширения сформованной заготовки за счет тепла дуги, а сварку осуществляют электродом, диаметр которого равен 1/50—

1/10 отношения диаметра готовой трубы к толщине стенки.

Отсутствие контакта кромок трубы в формующем узле предотвращает нарушение стабильности процесса сварки из-за колебаний ширины ленты, свойственных формовке трубы до стыка кромок, проявляющееся в наложении кромок, в скручивании трубы и смещении кромок относительно электрода. Минимальная величина определяется из условия обеспечения схождения кромок в результате теплового расширения трубы в збне сварки.

Величина зазора принимается такой, чтобы к моменту расплавления кромок произошло их сближение и физическое контактирование.

В этом случае образуется общая для свариваемых кромок ванна расправленного металла, которая при последующем затвердевании. превращается в шов с правильной геометрией и хорошего качества. При небольшом диаметре свариваемой трубы лента под действием сварочной дуги нагревается до более высокой температуры, а потери тепла от ленты в окружающую среду— незначительны. При небольшом диаметре трубы абсолютное тепловое расширение будет небольшим. Поэтому при небольшом диаметре трубы абсолютная величина зазора между кромками принимается небольшой.

Пример. Для трубы 6 — 8 мм будет достаточным зазор 0 2 — 0 3 мм, т. е. выбор зазора производится из расчета примерно

1/30 —. С увеличением диаметра трубы, т. е. отношения происходят два явления увеличивается объем металла (периметр), который должен разогреваться сварочной дугой и одновременно возрастают потери тепла в окружающую среду. Таким образом, средняя температура разогрева ленты снижается. Вместе с тем увеличение периметра трубы приводит к увеличению абсолютного приращения периметра, а зазор между кромками будет сокращаться в большей степени, чем при малом диаметре трубы. При сварке труб большого диаметра необходимо

4 формовку ленты закончить при большем зазоре между кромками. Например, при сварке трубы размером 15 Х 0,5 мм формовку ленты можно закончить с зазором 0,5 мм т. е. выбор зазора производится из расчета 1/60 t.

Увеличение толщины стенки трубы равноценно уменьшению диаметра ее, в результате сокращения потерь тепла в окружаю щую среду, приводит к повышению средней температуры разогрева ленты, следовательно формовку необходимо закончить при меньшей величине зазора между кромками.

Соотношение 1/500ф принимается при выборе зазора между кромками для сварки тонкостенной трубы, у которой 750—

1000.

Диаметр электрода также выбирается в зависимости от . При сварке труб небольшого диаметра, например 6 — 8 мм, достаточен электрод диаметром 0,6 — 0,8 мм. В этом случае обеспечивается достаточное

20 тепловложение в сварочную ванну и в то же время ширина шва небольшая, что сводит к минимуму отрицательное влияние околошовной зоны на прочность сварного соединения. Таким образом, выбор диаметра

25 электрода производится из расчета 1/ 10- .

C увеличением диаметра трубы, возрастает зазор между кромками, резко увеличивается потребность в тепловложении. Для того, чтобы обеспечить высокую стойкость электрода приходится вести сварку электродом зо большого диаметра. При сварке труб большого диаметра выбор диаметра электрода производится из расчета 1/40 — 1/50 -.

Применение электрода повышенного диаметра позволяет получить дугу с диаметром пятна, перекрывающим возможные сме35 щения кромок сформованной трубы и исключающим нарушение устойчивости расплавления кромок, повышает тепловложения в ванну .жидкого металла за счет значительного (в 3 — 5 раз и более) увеличения сварочного тока, обеспечивает термическую доформовку трубы, стабильный контакт кромок и объем ванны жидкого металла.

Способ осуществляют следующим образом.

Исходную ленту формуют в валках фор45 мовочного стана до получения в последней паре валков трубной заготовки с зазором между кромка ми, равны м 1/500 — 1/30 отношения диаметра готовой трубы к толщине стенки, затем в зоне сварки кромки доформовывают путем теплового расширения сформованной заготовки за счет тепла дуги и сваривают неплавящимся электродом, диаметр которого равен 1/50 — 1/10 отношения диаметра готовой трубы к толщине стенки, в среде защитного газа.

Для изготовления латунных (Л 68 и

Л 63) труб размером 15Х0,5 мм непрерывно горящей дугой используют стандартную (ГОСТ 2208-70) мягкую травленую ленту, которую формовали в нескольких .парах вал990364 ленты в валках формовочного стана и последующую дуговую сварку неплавящимся электродом в среде защитного газа, отличающийся тем, что, с целью повышения качества шва и скорости сварки, исходную ленту в последней паре валков формуют до получения трубной заготовки с зазором между кромками, равным 1/500 — 1/30 отношения диаметра готовой трубы к толщине стенки, в зоне сварки кромки доформовывают путем теплового расширения сфор10 мованной заготовки за счет тепла дуги, а сварку осуществляют электродом, диаметр которого равен 1/50 — 1/10 отношения диаметра готовой трубы к толщине стенки. ков с зазором между кромками в послед ней паре валков равным 0,5 мм — 0,7 мм что составляет (1/44 — 1/60) отношения диаметра готовой трубы к толщине стенки сварку производили вольфрамовым элект родом диаметром 3 мм, что составляет 1/10 отношения диаметра трубы к толщине стен ки, при этом сварочный ток доходил до! 40 а а скорость сварки составляла 720 м/ч. Мик роструктурные исследования показали, что поры отсутствуют во время испытаний на раздачу и растяжение полосок, вырезанных из сварной трубы, разрушение происходит по основному металлу.

Предлагаемый способ позволяет увели чить скорость сварки тонкостенных труб в 5 — 10 раз и более, заметно снижает тре15 бования к качеству подготовки ленты и к стабильности работы трубосварочного стана, что обеспечивает достаточно высокое качество шва и отсутствие пор.

ФормуХа изобретения

Способ изготовления сварных тонкостен- 20 ных труб, включающий формовку исходной

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Матвеев Ю. М. Теоретические основы производства сварных труб. М., «Металлургия», 1967, с. 87 — 88. 2. Дудко Д. А. и др. Сварка особотонкостенных труб. M., «Машиностроение», 1977, с. 34 — 39 (прототип).

Составитель И. Аржаиова

Редактор Г. Ус Техред И. Верес Корректор О. Билак

Заказ 11092/14 Тираж Зй Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, ж — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4