СПОСОБ ОБРАБОТКИ КОЛЬЦЕВЫХ СВАРНЫХ ШВОВ СТЫКОВ ТРУБ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 1995 года по МПК B23K31/02 

Описание патента на изобретение RU2042488C1

Изобретение относится к сварочной технологии и может быть использовано при получении трубопроводных сварочных соединений.

Известны способы деформации материала сварного шва. Один из них заключается в силовом воздействии одной трубы на другую при предварительном подогреве свариваемых зон труб до температуры расплавления их кромочных зон (см.Попков О.С. и Хоменко В.И. Контактные установки для сварки газонефтепродуктов. М. Высшая школа 1989, с.111 р.67а). Однако, обеспечивая создание при остывании металла режима высокого отпуска и позволяя тем самым снять остаточные деформации и напряжение в соединении (за счет стабильности его неустойчивых фазоструктурных составляющих), т. е. позволяя получить в шве деформационную структуру, эквивалентную структуре металла внекромочных зон труб, способ весьма энергоемок.

Наиболее близким техническим решением к изобретению, принятым за прототип, является способ деформации материала сварного шва, заключающийся в силовом воздействии на материал шва в его холодном или подогретом состоянии путем высокоскоростной проковки (см.Сагалович В.М. и Савельев В.Ф. Стабильность сварных соединений и конструкций. М. Машиностроение, 1986, с.198, 9.3.2).

Недостатком известного технического решения, характеризующегося в своем главном экономичном варианте отсутствием необходимости послесварочной термообработки сварного соединения, является, как показали исследования, появление в металле шва уровня его деформативной способности менее 20% что недостаточно для существенного снятия остаточных напряжений в соединении и превращения его литой хрупкой структуры в деформационную структуру, близкую структуре материала свариваемых элементов.

Целью изобретения является превращение литой структуры поперечного шва двух труб в деформационную структуру, близкую структуре металла труб.

Для достижения указанной цели в первом варианте способа деформации материала сварного шва, заключающемся в силовом воздействии на материал шва в его подогретом состоянии, силовое воздействие на материал шва осуществляют осевым поворотом одной трубы относительно другой при температуре в диапазоне 0,5-0,8 Тпл, где Тпл температура плавления материала шва, при этом поворот выполняют на угол, соответствующий величине окружного сдвига трубы на величину (0,5-1,0)B, где B ширина сварного шва.

Кроме того, силовое сдвиговое воздействие осуществляют на материал шва, имеющего толщину, уступающую на 20% толщине стенки трубы, и дополняют одновременно выполняемым осаживанием труб навстречу друг другу до достижения толщиной шва величины, равной толщине стенки труб.

Для достижения той же цели во втором варианте способа деформации материала сварного шва, заключающемся в силовом воздействии материала шва в его подогретом состоянии, сварной шов в расплавленном состоянии поперечно растягивают до утонения на 20% а силовое воздействия выполняют осаживанием труб при температуре в диапазоне (0,5-0,8) Тпл.

Способ деформации материала сварного шва по первому варианту реализуют следующим образом. Материал сварного шва разогревают до температуры в диапазоне (0,5-0,8) Тпл, где Тпл температура плавления материала шва при сварке, и осуществляют осевой поворот одной трубы относительно другой на угол, соответствующий величине окружного сдвига трубы на величину (0,5-0,1) B, где B ширина сварного шва. В результате указанного поворота при указанной температуре возникает уплотнение материала шва, появляется сцепление зерен (кристаллов) структурной решетки между собой за счет взаимовлияния, идет процесс преобразования вытянутой формы зерен в более компактную объемную форму. Все это создает условия для проскальзывания зерен друг относительно друга при нагружении сварочного соединения, устраняет хрупкость, т.е. обеспечивает превращение рыхлой литой структуры шва в деформационную структуру, близкую структуре свариваемых элементов.

Еще большего эффекта можно добиться, если поворотное силовое воздействие осуществить в отношение шва, имеющего толщину, уступающую на 20% толщине стенки трубы, и этот поворот совмещать с осаживанием труб навстречу друг другу до достижения толщиной шва величины, равной толщине стенки труб.

Наиболее эффективно способ реализуется как дополнение к процессу контактной сварки труб, поскольку специального разогрева шва не требуется, а достаточно использовать тепло остывания стыка после его плавления. Достаточно губки контактного механизма, обеспечивающие захват пристыковываемой трубы, оснастить штангами-поворачивателями, а обе свариваемые трубы расположить на ложе, соблюдающем соосность этих труб, чтобы при появлении в процессе остывания стыка указанной выше температуры легко обеспечить реализацию способа.

Таким образом, благодаря использованию для силового воздействия на металл шва осевого поворота одной трубы относительно другой при температуре равной (0,5-0,8) температуры плавления и выполнению поворота на определенный угол обеспечено создание деформации металла шва не менее, чем на 20% что в свою очередь обеспечивает превышение литой структуры поперечного шва двух труб в деформационную структуру, близкую структуре металла этих труб.

Согласно второму варианту способ деформации материала сварного шва реализуют следующим образом, причем наиболее эффективно при контактной сварке труб. Сварной шов в расплавленном состоянии поперечно растягивают до утонения на 20% а затем осуществляют силовое воздействие на сварной шов осаживанием труб при температуре в диапазоне (0,5-0,8) Тпл. Практически осаживание можно выполнить сразу же после прекращения подачи электроэнергии в зону расплава.

Таким образом, благодаря тому, что сварной шов в расплавленном состоянии поперечно растягивают до утонения на 20% а силовое воздействие выполняют осаживанием труб навстречу друг другу при температуре в диапазоне (0,5-0,8) Тпл, обеспечено создание деформации металла шва не менее, чем на 20% что в свою очередь обеспечивает превращение литой структуры поперечного шва двух труб в деформационную структуру, близкую структуре металла этих труб.

Похожие патенты RU2042488C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ДЕФОРМИРОВАНИЯ КОНЦЕВОГО УЧАСТКА СВАРНОЙ ТРУБЫ 1994
  • Чумадин А.С.
  • Бурштейн Н.М.
  • Архипов В.Н.
RU2104113C1
СПОСОБ ФОРМООБРАЗОВАНИЯ КОНЦЕВОГО УЧАСТКА ТРУБЫ 1994
  • Чумадин А.С.
  • Бурштейн Н.М.
  • Архипов В.Н.
RU2104112C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОРИСТОГО МАТЕРИАЛА 1992
  • Ласанкин Сергей Викторович[By]
RU2044557C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ЕМКОСТЕЙ 1994
  • Золотов М.А.
RU2074038C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ РАЗНОТОЛЩИННЫХ ЛИСТОВЫХ ИЗДЕЛИЙ 2001
  • Бабурин М.А.
  • Сизов Е.С.
  • Сизов В.С.
RU2209702C2
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЛИННОМЕРНЫХ ИЗДЕЛИЙ ИЗ РАЗНОРОДНЫХ МЕТАЛЛОВ 1995
  • Толчинский М.С.
  • Самаров В.Н.
  • Щербель Р.Д.
  • Аргунов В.Н.
  • Бурмистров Ю.А.
  • Кратт Е.П.
RU2096148C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БУРИЛЬНОЙ ТРУБЫ БЕЗЗАМКОВОЙ КОНСТРУКЦИИ ИЗ АЛЮМИНИЕВОГО СПЛАВА 1990
  • Горелов В.И.
  • Субботин С.С.
RU2087289C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРЕЦИЗИОННОЙ ТРУБЫ 1994
  • Алешин В.А.
  • Богатов А.А.
  • Богатов Н.А.
  • Гуревич Е.И.
  • Есин В.И.
  • Зюзев В.М.
  • Моисеев Г.П.
  • Мокроносов Е.Д.
  • Толстиков Р.М.
RU2066578C1
ДЕФОРМАЦИОННЫЙ ШОВ /ЕГО ВАРИАНТЫ/ 1996
  • Акимов М.Б.
  • Акимов Б.Г.
  • Катцын П.А.
RU2119565C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КРУТОИЗОГНУТЫХ ОТВОДОВ 1996
  • Гедеонов В.В.
  • Милосердов А.В.
  • Тассов К.Л.
RU2096113C1

Реферат патента 1995 года СПОСОБ ОБРАБОТКИ КОЛЬЦЕВЫХ СВАРНЫХ ШВОВ СТЫКОВ ТРУБ (ВАРИАНТЫ)

Использование: для изготовления трубопроводов. Сущность изобретения: при обработке кольцевых сварных швов стыков труб осуществляют прогрев сварного шва и его пластическое деформирование. Согласно первому варианту силовое воздействие на материал шва осуществляют осевым поворотом одной трубы относительно другой при температуре в диапазоне (0,5-0,8)Tпл, где Tпл температура плавления материала шва. Согласно второму варианту шов в расплавленном состоянии поперечно растягивают до утонения на 20% а силовое воздействие выполняют осаживанием труб при температуре в диапазоне (0,5-0,8)Tпл. 2 с.1 з.п. ф-лы.

Формула изобретения RU 2 042 488 C1

1. Способ обработки кольцевых сварных швов стыков труб, при котором осуществляют прогрев металла сварного шва и его пластическое деформирование, отличающийся тем, что сварной шов подогревают до температуры от 0,5 до 0,8 температуры плавления металла шва и пластическое деформирование осуществляют путем поворота вокруг оси одной трубы относительно другой на угол, соответствующий величине окружного сдвига трубы, равной от 0,5 до 0,8 ширины сварного шва. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что выполняют пластическое деформирование сварного шва, толщина которого равна 0,2 толщины стенки трубы, при этом дополнительно осаживают трубы навстречу друг другу до получения толщины сварного шва, равного толщине стенки трубы. 3. Способ обработки кольцевых сварных швов стыков труб, при котором осуществляют подогрев металла сварного шва и его пластическое деформирование, отличающийся тем, что сварной шов нагревают до температуры плавления и растягивают в поперечном направлении до утонения, равного 20% толщины сварного шва, а затем осаживают трубы навстречу друг другу при температуре от 0,5 до 0,8 температуры плавления сварного шва.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1995 года RU2042488C1

Сагалович В.М
и Савельев В.Ф
Стабильность сварных соединений и конструкций
- М.: Машиностроение, 1986, с.198, & 9.3.2.

RU 2 042 488 C1

Авторы

Хретинин И.С.

Борисенков И.А.

Бурханов Ю.С.

Климов К.М.

Даты

1995-08-27Публикация

1993-04-06Подача