Способ высокочастотной сварки труб Советский патент 1990 года по МПК B21C37/08 

Изобретение относится к производству электросварных труб с использованием высокочастотной сварки.

Целью изобретения является увеличение номенклатуры свариваемых труб и повышение эффективности процесса сварки.

Указанная цель достигается тем, что при способе высокочастотной сварки труб, заключающемся в наведении тока в трубной заготовке, например из ферромагнитного материала, создании дополнительного постоянного магнитного поля в зоне осуществления сварочного, процесса и последующем сжатии нагретых кромок, дополнительное магнитное поле создают с помощью магнито- провода, разнополюсные ветви которого охватывают трубную заготовку так, что линии магнитной индукции замыкаются через трубную заготовку вне свариваемых кромок, а векторы индукции юполнительного поля направлены перпендикулярно оси трубы.

Способ можно использовать также и при сварке неферромагнитных труб, так как в его

основу положено такое свойство магнитных полей-, как способность линий магнитной индукции никогда не пересекаться, образуя замкнутые контуры вокруг проводника с током, являющегося источником магнитного поля Вследствие этого и нагрев материала трубной заготовки не снижает эффективность способа

Кроме этого, при использовании изобретения .полюса дополнительного магнитного поля находятся в менее активных зонах магнитного поля свариваемых кромок, что уменьшает эффект противодействия последнего

Сущность способа заключается в следующем.

Величина напряженности магнитного поля, создаваемого элементом тока в точке пространства, обратно пропорциональна расстоянию до этого элемента тока, то есть принимает наибольшие значения в плоскостях, проходящих через элемент тока в перпендикулярных направлению тока Сусп

о со

Јь

ществует и обратная связь. Дополнительное магнитное поле, которое создают в металле и в полости трубной заготовки, или преимущественно в металле, если металл является ферромагнетиком с векторами индукции поля, перпендикулярными продольной оси трубной заготовки при отсутствии посторонних полей, во время сварочного процесса воздействует на магнитные поля, создаваемые сварочным током, и изменяет

Пример. Сварку кабельной оболочки диаметром 13,4 мм с толщиной стенки 1 мм производят на стане 10-35 с использованием сварочного генератора ВЧС4-160/0,44. В качестве сварочного токоподвода используют охватывающий одновитковый индуктор с У-образным носиком. Между кромками трубной заготовки в области расположения индуктора вставляют керамический нож с толщиной рабочей части 3 мм. Диаметр

расположение их линий магнитной индук- 10 наибольшего сечения сварочного валка ции из-за отсутствия явления суперпозиции,90 мм. Валки изготовлены из бронзы. Раст.е. наложения линий магнитной индукции,стояние от плоскости, в которой находятся

таким образом, что мешает сварочномуоси сварочных валков, до охватывающей

току шунтироваться как по внутреннему,части индуктора 60 мм. Среднее расстоятак и по наружному контурам и концен- 15 ние от рабочей поверхности индуктора трирует его в области свариваемых кромок.до поверхности трубной заготовки 7 мм.

Чем больше напряженность дополнительногоСкорость подачи трубной заготовки через

попя в полости трубной заготовки, темсварочный узел 10 м/мин. Мощность, подазначительнее проявляется указанный эф-ваемую на индуктор, регулируют таким

фект.образом, чтобы получить удовлетворительное

На чертеже представлена схема осущест- 20 по качеству сварное соединение. В данном вления предлагаемого способа на примере случае мощность составляет 32% от мощности сварочного генератора. Постепенно увеличивают скорость подачи трубной заготовки до появления непровара. Величина ско- роста подачи трубной заготовки в момент

рочного тока по кромкам, подводимоговозникновения непровара при заданной мощности 13 м/мин.

сварки трубы из неферромагнитного материала.

На участке трубной заготовки 1, ограниченном по длине зоной прохождения свапосредством контактов 2, создают дополнительное постоянное магнитное поле с помощью катушки 3 и магнитопровода 4 таким образом, что линии 5 его магнитной

В промежуток между охватывающей частью индуктора и сварочными валками

индук-ции располагаются преимущественно в Зо вводят рабочие ветви магнитного провода

плоскостях, перпендикулярных продольной оси трубной заготовки, т.е. векторы индукции преимущественно перпендикулярны этой оси.

Во время сварочного процесса из-за отсутствия явления суперпозиции дополни- 35 подключенной к сети постоянного тока нательное магнитное поле изменяет простран-пряженности 220 В. Площадь сечения магнитопровода, набранного из трансформаторного железа, 400 мм2. К магнитопроводу

с катушкой с целью создания дополнительного постоянного магнитного поля. Поле создают посредством одетой на П-образный магнитопровод катушки, имеющей 14400 витков с активным сопротивлением 1476 Ом,

ственное расположение линии 6 магнитной индукции тока, стремящегося шунтироваться, например, по внутреннему контуру трубной заготовки, вынуждает их располагаться в плоскостях, перпендикулярных оси трубы. Таким образом, дополнительное магнитное поле ориентирует высокочастотный ток параллельно оси трубы, метает шунтированию, а с усилением эффекта близко40

примыкают рабочие магнитопроводящие ветви с площадью сечения 170 мм2, набранные

каждая из одного ферритового стержня диаметром 10 мм и двух ферритовых пластин сечением 16X4 мм. Все элементы катушки с магнитопроводами экранированы листовой медью толщиной 0,5 мм, покрытой

действия по мере приближения к точке 45 кремнийорганическим лаком. Расстояние от сварки вовлекает его в процесс нагревакаждой ветви до поверхности трубной засвариваемых кромок. Для ферромагнитныхготовки 4 мм. Средняя длина магнитоматериалов явление взаимодействия допол-провода с ветвями 240 мм.

нительного поля и полей сварочного токаПри той же заданной мощности, подапроисходит на границе двух сред: металлаваемой на индуктор от сварочного генераи воздуха. Кроме помехи шунтированию 50 тора, между кромками трубной заготовки дополнительное магнитное поле ориентируетвозникает сварное соединение. Постепенно

плоскости с линиями 7 индукции, замы-увеличивают скорость. Значение скорости,

кающимися вокруг свариваемых кромок,соответствующее появлению непровара,

сходящихся под углом, перпендикулярно18 м/мин. Это свидетельствует, с учетом

оси трубы. Таким образом, вынуждаетпогрешности измерений, об увеличении прорасполагаться линии индукции ближе к сва- 55 изводительности процесса сварки на 35%. риваемым кромкам, т.е. концентрирует токОб изменении производительности судят

в более узкой зоне и повышает интенсив-по значениям скорости трубной заготовки

ность нагрева.в момент появления непровара при заданПример. Сварку кабельной оболочки диаметром 13,4 мм с толщиной стенки 1 мм производят на стане 10-35 с использованием сварочного генератора ВЧС4-160/0,44. В качестве сварочного токоподвода используют охватывающий одновитковый индуктор с У-образным носиком. Между кромками трубной заготовки в области расположения индуктора вставляют керамический нож с толщиной рабочей части 3 мм. Диаметр

наибольшего сечения сварочного валка 90 мм. Валки изготовлены из бронзы. РасВ промежуток между охватывающей частью индуктора и сварочными валками

подключенной к сети постоянного тока напряженности 220 В. Площадь сечения магнитопровода, набранного из трансформаторного железа, 400 мм2. К магнитопроводу

с катушкой с целью создания дополнительного постоянного магнитного поля. Поле создают посредством одетой на П-образный магнитопровод катушки, имеющей 14400 витков с активным сопротивлением 1476 Ом,

примыкают рабочие магнитопроводящие ветви с площадью сечения 170 мм2, набранные

каждая из одного ферритового стержня диаметром 10 мм и двух ферритовых пластин сечением 16X4 мм. Все элементы катушки с магнитопроводами экранированы листовой медью толщиной 0,5 мм, покрытой

ной мощности сварочного тока, подаваемого на индуктор

Кроме того, размер грата при использовании способа сварки уменьшается на 10%. Грат имеет форму нити-исчезает каплевидность, что свидетельствует о стабилизации процесса сварки.

Изобретение может быть эффективно реализовано на станах высокочастотной сварки труб в случаях, когда использование магнитопровода, с помощью которого создают дополнительное магнитное поле, конструктивно не влияет на длину свариваемых кромок.

Формула изобретения

Способ высокочастотной сварки труб, заключающийся в наведении тока в трубной заготовке, создании дополнительного постоянного магнитного поля в зоне осуществления сварочного процесса посредством катушки постоянного тока с магнито- проводом и последующем сжатии нагретых кромок, отличающийся тем, что, с целью повышения качества сварки и увеличения номенклатуры свариваемых труб, полюса магнитопровода располагают по периметру трубной заготовки вне зоны свариваемых кромок симметрично относительно продольной плоскости ее симметрии.

Изобретение относится к производству электросварных труб с использованием высокочастотной сварки. Цель изобретения - увеличение номенклатуры свариваемых труб и повышение эффективности процесса сварки. При сварке труб из ферромагнитных и неферромагнитных материалов дополнительное магнитное поле, воздействующее на зону осуществления сварочных процессов, создают посредством магнитопровода 4, разнополюсные ветви которого находятся вне зоны свариемых кромок заготовки 1, симметрично продольной плоскости симметрии трубной заготовки. Такое расположение дополнительного магнитного поля изменяет пространственное расположение линий в магнитной индукции тока, стремящегося шунтироваться по внутреннему контуру трубной заготовки, уменьшает ток шунтирования, а также концентрирует линии 7 индукции тока, замыкающегося вокруг кромок, что повышает интенсивность процесса сварки. 1 ил.

Y-(it