УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОКАТКИ СВАРНЫХ ШВОВ ТРУБ Российский патент 1996 года по МПК B23K28/00 

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

Известно устройство для прокатки, которое содержит систему нагревательных валков, при этом между шейкой и полой насадкой каждого из последних установлена термоизоляционная втулка, а полость насадки содержит токонагревательную обмотку и заполнена высокотемпературным материалом [1]
Однако, обеспечивая достаточно высокую температуру подогрева свариваемых кромок и тем самым обеспечивая возможность диффузионного их сваривания, устройство не надежно в эксплуатации, поскольку предусматривает подачу тока к валкам через торцевые контактные механизмы, склонные к засорению или окислению и утрате тем самым своих токопроводящих функций. Кроме того, устройство не проработано в части возможности прокатки криволинейных профилей труб.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является устройство для прокатки сварного шва, содержащее укрепленные на вилочной раме две пары сопряженных по разные стороны стенки трубы валков и механизм перемещения рамы или трубы [2]
Недостатком известного технического решения, характеризующегося способностью ведения прокатки сварных швов труб, является его высокая материалоемкость, обусловленная тем, что прокатку ведут в холодную, что требует механизмов высокого давления и, следовательно, большой массы. Кроме того, обработанный в холодную материал не обладает необходимым качеством.

Целью изобретения в части устройства является снижение материалоемкости устройства для прокатки сварного шва и улучшение качества сварного шва путем совмещения прокатки с одновременным разогревом сварного шва.

Для достижения указанной цели в устройстве для прокатки сварных швов, содержащем закрепленные на вилочной раме пару сопряженных по разные стороны стенки трубы валков и механизм перемещения рамы, валки выполнены токопроводящими, устройство снабжено гибкой шиной и понижающим трансформатором, причем шейки валков электрически соединены с понижающим трансформатором посредством гибкой шины, которая выполнена в виде его вторичной обмотки.

Для продольной прокатки трубы с двумя швами устройство снабжено второй парой сопряженных токопроводящих валков и дополнительной гибкой шиной, все валки установлены продольными осями в плоскости, перпендикулярной продольной оси трубы, причем шлейки наружных валков соединены между собой гибкой шиной, выполненной в виде вторичной обмотки трансформатора, а шейки внутренних валков дополнительной гибкой шиной. Для прокатки поперечного шва трубы устройство снабжено второй парой сопряженных токопроводящих валков, дополнительным понижающим трансформатором и дополнительной гибкой шиной, выполненной в виде вторичной обмотки дополнительного понижающего трансформатора, при этом продольные оси валков лежат в плоскости продольной оси трубы, а шейки каждой сопряженной пары валков электрически соединены между собой соответствующей гибкой шиной.

Изобретение поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображено устройство для прокатки сварных швов трубы, боковой вид; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 устройство для прокатки поперечного шва трубы (трубопровода) при его размещении в полости трубы, боковой вид; на фиг. 4 разрез Б-Б на фиг. 3.

Устройство для прокатки сварного шва содержит укрепленные на вилочной раме 1 две пары 2-3 и 4-5 сопряженных по разные стороны стенки трубы 6 валков и механизмов перемещения (не показан) трубы или рамы вдоль шва. Каждый из валков 2,3,4,5 выполнен токопроводящим.

В варианте (не показан) наличия у трубы одного продольного шва шейки двух валков 2 и 3 электрически соединены посредством гибкой шины 7 из токопроводящего материала, который вместе с материалом трубы в очаге деформации шва и валков образует вторичную одновитковую обмотку понижающего трансформатора. В варианте наличия у трубы у двух продольных швов (фиг. 1 и 2) валки развернуты, как и ранее, в плоскости образующей трубы, а гибкой шиной 7 соединены наружные валки 2 и 3 каждой пары. При этом соответствующие друг другу концы шеек внутренних валков 4 и 5 каждой пары электрически соединены посредством пары гибких шин 8 и 9 из токопроводящего материала понижающего трансформатора 10.

В варианте прокатки поперечного шва (фиг. 3 и 4) валки развернуты в плоскости сечения трубы, а устройство снабжено (помимо основной 7) дополнительной гибкой шиной 11 вторичной обмотки второго понижающего трансформатора 12.

При этом шейки каждой из двух пар 2-3 и 4-5, сопряженных по разные стороны стенки трубы валков, электрически соединены основной 7 или дополнительной 11 гибкой шиной. Гибкие шины 7 и 11 укреплены в держатель 13, трансформаторы 10 и 12 имеют первичные обмотки 14.

Работает устройство для прокатки сварного шва следующим образом.

При включении механизма перемещения рамы 1 вдоль трубы или трубы вдоль рамы в варианте устройства для прокатки одного продольного шва одновременно питают понижающий трансформатор 10. В результате этого в его вторичной одновитковой обмотке-шине 7 возникает электрический ток, который замыкается через входящие в эту обмотку электропроводящие валки 2 и 3 и материал трубы 6 в очаге деформации шва. От циркуляции электрического потока в обмотке возникает тепловой эффект в сварном шве, приводящий к его размягчению и тем самым к снижению необходимого усилия для деформации шва при его прокатке.

В варианте прокатки одновременно двух продольных швов трубы в работу вторичной одновитковой обмотки-шины 7 понижающего трансформатора 10 включаются помимо валков 2 и 3 и материала трубы 6 (в очаге деформации шва между ними) также и шины 8 и 9 между парами 2-3 и 4-5 валков, сами валки 4 и 5 и материал трубы 6 в очаге деформации шва между ними. В процессе перемещения трубы 6 или рамы 1, по мере вращения шеек валков происходит выворачивание первичной обмотки 14 за счет ее упругости (гибкости) без выскальзывания сплетенного концевика 15 из трансформатора 10.

В варианте прокатки поперечного шва работают обе вторичные одновитковые обмотки-шины 7 и 11 понижающих трансформаторов соответственно 10 и 12, при этом обмотки замыкаются через входящие в них соответствующие валки 2-3 и 4-5 и материал трубы в очагах деформации шва между валками каждой из пар.

Таким образом, благодаря выполнению валков электропроводящими и соединению шеек двух валков электрически посредством гибкой выворачивающейся петли из токопроводящего материала, который вместе с материалом трубы в очаге деформации шва и валков образует вторичную одновитковую обмотку понижающего трансформатора, обеспечено совмещение прокатки с одновременным разогревом сварного шва, и в результате чего снижена материалоемкость устройства для прокатки сварного шва.

Изобретение относится к сварке, в частности к устройству для прокатки сварного шва, и может найти применение в сварочной технологии для создания малонапряженного шва. Сущность изобретения: осуществляют формирование шва толщиной, превышающей толщину стенки свариваемых элементов, и его осаживают прокаткой до устранения превышения. Для этого в устройстве имеются укрепленные на вилочной раме две пары сопряженных по разные стороны стенки трубы валков и механизм перемещения рамы или трубы вдоль шва. Каждый из валков выполнен электропроводящим. Шейки двух валков электрически соединены посредством гибкой шины из токопроводящего материала, который вместе с материалом трубы в очаге деформации шва и валков образует вторичную одновитковую обмотку понижающего трансформатора. 2 з. п. ф-лы, 4 ил.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОКАТКИ СВАРНЫХ ШВОВ ТРУБ, содержащее закрепленные на вилочной раме пару сопряженных по разные стороны стенки трубы валков и механизм перемещения рамы, отличающееся тем, что валки выполнены токопроводящими, устройство снабжено гибкой шиной и понижающим трансформатором, причем шейки валков электрически соединены с понижающим трансформатором посредством гибкой шины, которая выполнена в виде его вторичной обмотки. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено второй парой сопряженных токопроводящих валков и дополнительной гибкой шиной, все валки установлены продольными осями в плоскости, перпендикулярной продольной оси трубы, причем шейки наружных валков соединены одной гибкой шиной, выполненной в виде вторичной обмотки трансформатора, а шейки внутренних валков - дополнительной гибкой шиной. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено второй парой сопряженных токопроводящих валков, дополнительным понижающим трансформатором и дополнительной гибкой шиной, выполненной в виде вторичной обмотки дополнительного понижающего трансформатора, при этом продольные оси валков лежат в плоскости продольной оси трубы, а шейки каждой сопряженной пары валков электрически соединены между собой соответствующей гибкой шиной.