ВНУТРЕННЯЯ ОПРАВКА ТРУБОСВАРОЧНОГО СТАНА Российский патент 1996 года по МПК B21C37/08 

Изобретение относится к области производства электросварных труб, а точнее к производству прямошовных труб средних и больших диаметров конечной длины.

Изобретение наиболее эффективно может быть использовано при реконструкции старых и создании новых сборочно-сварочных линий, где используется технологический процесс сварки с применением сборочного технологического шва.

Известна внутренняя оправка для сварки продольных швов труб, содержащая неподвижный в горизонтальном направлении поджимной башмак для рабочего шва, шарнирно связанный с корпусами опорных роликов, кинематически связанными между собой. Корпуса перемещаются в вертикальном направлении, обеспечивая плоскопараллельное движение башмака на выходе и входе из стана [1]
Во время сварки трубная заготовка перемещается относительно неподвижного башмака. Из-за трения, возникающего при этом на трубе, образуются дефекты и происходит износ башмака. Кроме того, в момент зажигания дуги, а также в момент расхождения стыка кромок возможны оплавление и прожог башмака. На пластине при этом образуются навары, т. е. нарушается контакт башмака и внутренней поверхности трубной заготовки, что также приводит к снижению качества свариваемых труб.

Из известных оправок трубосварочных станов наиболее близкой по технической сущности является внутренняя оправка трубосварочного стана [2]
Эта оправка содержит башмак для рабочего сварного шва и опору башмака, выполненную как механизм однонастроечной регулировки положения башмака по высоте. Башмак выполнен в виде непрерывной цепи, состоящей из траков с размещенными на них подушками, один конец каждой из которых шарнирно закреплен на траке, а другой установлен с возможностью перемещения в вертикальной плоскости для устранения осевого смещения стыкуемых кромок.

Использование такой оправки для сварки с применением сборочного технологического шва не обеспечивает качественного ни технологического, ни рабочего швов. Так как на одном башмаке должны будут свариваться сразу два шва, при сварке которых требуются разные усилия поджатия. В данной оправке невозможно обеспечить такие условия, т.к. опора башмака настраивает башмак перед сваркой на высоте в соответствии с типоразмером трубы. Это обеспечивает только одинаковое усилие поджатия по всей поверхности башмака. Однако, возможность регулирования подушек по высоте способствует устранению осевого снижения стыкуемых кромок.

Но отсутствие средств регулирования положения башмака по высоте во время сварки не позволяет учитывать влияние величины зазора между кромками (т.е. криволинейность образующей заготовки в растворе кромок) на величину усилия поджатия башмака при изменении диаметра трубы в месте сварки.

Задачей настоящего изобретения является создание оправки, обеспечивающей улучшение качества труб, свариваемых с применением сборочного технологического шва.

Поставленная задача достигается тем, что во внутренней оправке трубосварочного стана, содержащей подвижный гусеничный башмак для сварочного рабочего шва, выполненный в виде непрерывной цепи из траков с расположенными на них подушками, и опору, выполненную с возможностью регулирования положения башмака по высоте, согласно изобретению, она снабжена башмаком для технологического сварного шва с индивидуальной опорой регулирования его положения по высоте и датчиками измерения зазора между кромками и контроля усилия поджатия башмаков, связанными с упомянутыми опорами, причем последние выполнены с возможностью регулирования положения башмаков по высоте во время сварки.

Кроме того, внутренняя оправка по п. 1, отличающаяся тем, что она снабжена, по крайней мере, одним дополнительным башмаком для рабочего сварного шва с индивидуальной опорой башмака регулирования положения башмака по высоте во время сварки.

При этом внутренняя оправка, отличающаяся тем, что башмаки для технологического и рабочих сварных швов выполнены медными.

Такое конструктивное выполнение внутренней оправки трубосварочного стана позволит регулировать усилия поджатия башмаков при сварке технологического и рабочего швов.

Это достигается за счет снабжения башмаков для технологического и рабочих сварных швов индивидуальными механизмами регулирования их положения по высоте, а также за счет возможности регулирования их положения во время процесса сварки в соответствии с сигналами датчиков измерения зазора между кромками и контроля усилия поджатия башмаков. Это позволит учитывать влияние криволинейности образующей трубной заготовки по всей ее длине, тем самым, повысить качество свариваемых труб.

Кроме того, при сварке толстостенных труб для обеспечения правильного режима тепловложения и заполнения сварочной ванны целесообразно устанавливать сварочные головки на расстоянии друг от друга, под которые требуются дополнительные башмаки для рабочих швов.

При этом, материал (медь) башмаков способствует более плотному контакту подушек башмака, т.к. при прожогах и протеках капли металла не привариваются к медной подушке.

Для пояснения изобретения ниже приводится конкретный пример выполнения изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
на чертеже изображена внутренняя оправка трубосварочного стана.

Внутренняя оправка трубосварочного стана включает раму 1, смонтированные на ней опорные валки 2, роликовые проводки 3, подвижные гусеничные выполненные, например, из меди башмаки 4 и 5, опоры башмаков 6 и 7, выполненные с возможностью регулирования положения башмаков по высоте во время сварки, датчик 8 для измерения зазора между кромками (для контроля угла схождения кромок) и датчик 9 для контроля усилия поджатия башмаков к внутренней поверхности трубных заготовок.

Датчики 8 и 9 связаны с упомянутыми опорами через управляющую аппаратуру 10, представляющую собой часть вычислительной машины и блок электрогидравлических преобразователей. Датчик 9 контроля усилия поджатия включает в себя несколько измерительных тензоэлементов, расположенных в районе каждого из башмаков 4 и 5.

Башмак 4 предназначен для выполнения технологического сварного шва, а башмак 5 для выполнения рабочего сварного шва, который может быть установлен в количестве двух или более в зависимости от количества сварочных аппаратов.

Каждый из башмаков выполнен в виде установленной на башмаке непрерывной цепи, состоящей из траков 11 с размещенными на них подушками 12.

Каждая из опор 6 и 7 может быть выполнена или в виде управляемой пары винт-гайка, или в виде управляемого гидроцилиндра.

Устройство работает следующим образом.

При сварке трубной заготовки используется технологический процесс сварки с применением сборочного технологического сварного шва. Для чего заготовка направляется в сварочную клеть стана со сварочными аппаратами, где при ее задаче на внутреннюю оправку, происходит сварка сначала технологического, а затем наружного рабочего шва соответствующими аппаратами и башмаками. Перед подачей в клеть опоры выставляют башмаки по высоте в соответствии с толщиной трубы.

Перед сваркой технологического шва датчик 8 замеряет зазор между кромками, а датчик 9 определяет величину поджатия башмаков 4 и 5.

При этом управляющая аппаратура 10 собирает текущую информацию замеров обоих датчиков. ЭВМ сравнивает ее с номинальными значениями и скорректированная информация (сигнал) подается сначала на привод опоры 6 регулирования положения башмака 4 для технологического шва, а затем с выдержкой времени и учетом скорости сварки на привод опоры 7 регулирования положения башмака 5 для рабочего шва.

Таким образом, в зависимости от величины раскрытия стыка опоры 6 и 7 поднимают или опускают башмаки 4 и 5, создавая необходимые усилия поджатия.

Предложенная внутренняя оправка трубосварочного стана по сравнению с известными позволяет улучшить качество сварного соединения за счет возможности регулирования усилия поджатия башмаков для технологического и рабочих швов во время сварки.

Изобретение относится к области трубосварочного производства, а точнее к производству прямошовных труб конечной длины средних и больших диаметров. Сущность изобретения: внутренняя оправка содержит медные башмаки 4 и 5, имеющие индивидуальные механизмы регулирования положения по высоте, автоматически (электрически) связанные через управляющую аппаратуру с датчиком 8 измерения зазора между кромками и датчиком 9 контроля усилия поджатия башмаков. Сориентированная трубная заготовка цепным заталкивателем подается на внутреннюю оправку сварочной клети, где на башмаке 4 производится сварка технологического шва, а на башмаке 5 - сварка наружного рабочего шва. В процессе сварки технологического шва датчик 8 замеряет зазор между кромками трубной заготовки и в зависимости от величины раскрытия стыка с помощью электрических связей поднимает или опускает медные башмаки посредством механизма регулирования положения башмака. Датчик 8 в процессе сварки наружного рабочего шва определяет величину усилия поджатия башмаков, воздействуя на механизмы регулирования положения башмаков при помощи электрических связей, устанавливает необходимое усилие поджатия. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Внутренняя оправка трубосварочного стана, содержащая раму, подвижный гусеничный башмак, установленный на опорах, опорные валки и роликовые проводки, отличающаяся тем, что она снабжена дополнительным подвижным гусеничным башмаком с опорой и датчиками измерения зазора между свариваемыми кромками трубы и контроля усилия поджатия башмаков к стенкам трубы, связанными с опорами подвижных гусеничных башмаков, причем опоры выполнены подъемными для регулирования усилия поджатия башмаков. 2. Внутренняя оправка по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена по крайней мере третьим подвижным гусеничным башмаком с опорой, выполненной подъемной для регулирования усилия поджатия башмака. 3. Внутренняя оправка по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что гусеничные башмаки выполнены медными.