Способ изготовления сварных прямошовных труб Советский патент 1993 года по МПК B21C37/08 

способ изготовления сварных прямошов- ных труб, включающий формовку трубной заготовки, нагрев ее кромок, сведение кромок в точке, их осадку и сварку в клети с вертикальным приложением равнодействующей усилия от технологического инструмента (валка). При этом равнодействующую усилия от технологического инструмента к верхней части периметра заготовки прикладывают перед точкой схождения кромок на расстоянии h - k, а равнодействующую усилия от технологического инструмента, контактирующего с нижней частью периметра, прикладывают за точкой схождения кромок на расстоянии k и соотношение между этими величинами устанавливают равным ..-.. ...... . .....

. . 2- 10, где h - расстояние между

точками приложения усилий от валков к верхней и нижней частям заготовки.

При использовании этого способа, принятого за прототип, получение внутреннего грата с регламентированной высотой и стабильной формой обеспечивается на трубах узкого диапазона размерного и марочного сортамента. В частности, если отношение

k .- .

. . устанавливать близким с рекомендуемым малым значениям 2, т. е. если увеличивать расстояние от оси верхнего валка до точки схождения кромок, снимается КПД процесса и степень разогре ва кромок. При выборе значений соотношения

k . , близкими к рекомендуемым большим значениям 10 происходит смещение точки схождения кромок за точку контакта трубы и валков, что ведет к ликвидации искусственной перемычки.

Для пояснения сказанного рассмотрим пример процесса изготовления труб в кл ети с двумя горизонтальными валками при переходе от тонкой стенки на сварку с более толстой стенкой 5 1,5; 2; 3 мм (фиг. 1). Кромки заготовки нагребали ТВЧ. Для б 1,5 мм (фиг. 1а) точка схождения кромок находилась на расстоянии k 40 мм от точки приложения равнодействующей усилия к-нижней части периметра трубной заготовки. Для создания режима сварки с искусственной перемычкой тока верхний валок сместим на L 50.мм,

k

. . 4. Если b - первоначальное расстояние от крап индуктора до осей сварочных валков, то после смещения верхнего валка за точку схождения кромок в направлении, противоположном направлению движения трубы, это расстояние для верхнего валка

уменьшится на A b 50 мм, аналогично для трубы с толщиной стенки (5 2 мм Д b 75 мм (фиг. 16) и для трубы с толщиной стенки (5 3 мм ДЬ 85 мм (фиг. 1 в).

Таким образом, расстояние от края индуктора до оси верхнего сварочного валка равно bi b - 50, b2 b-75, . Это ведет либо к максимальному приближению верхнего сварочного валка к индуктору, либо к его перекрытию валком. При весьма близком расположении индуктора к сварочному валку последний попадает в электромагнитное поле, образуемое индуктором, и часть энергии расходуется на нагрев сварочных валков, что приводит к порче их поверхности, недостаточному разогреву кромок заготовки и снижению качества сварки труб. В случае перекрытия нагревательного устройства (индуктора) валком возникает необходимость перемещения последнего, а это связано с большими трудностями, так как размещение оборудования нагревательного устройства (индуктора) в линии стана выполняется с расчетом пол

учения минимально возможных потерь энергии в токопроводящих проводах и шинах.

Целью изобретения является повышение качества труб за счет создания стабильной формы и снижения высоты внутреннего грата при сварке труб широкого размерного и марочного сортамента, за счет обеспечения одновременного приближения верхнего валка к индуктору (без его перекрытия) и

расширения зоны образования грата.

Цель достигается тем, что при изготовлении сварных прямошовных труб по способу, включающему формовку трубной заготовки, нагрев ее кромок, сварку заготовки в клети с вертикальным приложением равнодействующей усилия от технологического инструмента (валка) к верхней и нижней частям заготовки и перемещение точки приложения усилий к верхней части заготовки в вертикальной плоскости, в отличие от известного процесс сварки ведут со смещением точки приложения равнодействующих усилий относительно точки схождения кромок путем одновременного смещения

валков в противоположных направлениях.

На фиг. 26 показана траектория перемещения кромок относительно точки схождения кромок; на фиг. 2а - схема перемещения валков относительно кромок заготовки.

Сущность предлагаемого способа .заключается в том, что кромки предварительно сформованной заготовки нагревают ТВЧ с использованием индукционного или контактного, подвода тока и сваривают в сварочной клети. Технологический инструмент, взаимодействующий с верхней частью периметра заготовки, и технологический инструмент, взаимодействующей с нижней частью периметра заготовки, смещают одновременно в противоположных направлениях на равные расстояния относительно плоскости, проходящей через точку схождения кромок, Причем усилие, приложенное к верхней части, смещают против движения трубы, а приложенное к нижней части - по направлению движения.

Стабильность формы грата (отсутствие выплесков)и стабильность величины осадки определяются технологическим инструментом, взаимодействующим с верхней частью .периметра заготовки, т. е, с той частью, где расположен сварной шов. Поэтому для обеспечения стабильности грата верхний технологический инструмент выполняют в виде одного валка с пазом в верхней части калибра и с осью, расположенной горизонтально,

Технологический инструмент, контактирующий с нижней частью периметра заготовки, непосредственно на грат не влияет и может поэтому иметь различную форму и конструкцию в зависимости от конкретных условий производства, диаметра и толщины стенки трубы, марки стали, технических требований к готовой продукции и условий дальнейшего предела, конструкции стана и т. п.

Например, нижний технологический инструмент (валок) может быть выполнен в виде одного валка с горизонтальной осью, Далее для простоты технологический инструмент, контактирующий с верхней частью периметра заготовки, будем называть верхним валком, а с нижней - нижним валком.

Таким образом, верхний валок смещен относительно плоскости, проходящей через точку схождения кромок так, что точка приложения равнодействующей его усилия к заготовке находится перед точкой схождения кромок по ходу движения заготовки; нижний валок смещен относительно плоскости, проходящей через точку схождения кромок так, что точка приложения равнодействующей его усилия и заготовке находится за точкой схождения кромок по ходу движения трубы.

Верхний и нижний валки обеспечивают создание такой схемы деформации заготовки в зоне сварки, при которой (фиг. 26) кромки заготовки движутся по вогнутой и. выпуклой частям кривой линии,

Смещение верхнего и нижнего валков относительно точки схождения кромок позволяет независимо от изменения геометрических (толщина стенки, периметр заготовки) и деформационных (зависящих, в частности, от марки стали заготовки и калибровки технологического инструмента

5 сварочной и формовочной клетей) периметров процесса сварки гарантированно осуществлять искусственное перемыкание кромки заготовки перед точкой схождения кромок. Последнее позволяет стабилизиро0 вать образование внутреннего грата независимо от размерного и марочного сортамента труб, свариваемых с помощью одного и того же комплекта технологического инструмента.

5 Кроме того, при движении сваренных кромок по выпуклой части траектории I (фиг, 26), являющейся зоной образования грата, на грат воздействуют центробежные силы, дополнительно стабилизирующие форму и

0 снижающие высоту внутреннего грата. Это особенно важно для дальнейшей обработки труб или в случае прямого (без обработки) их использования в специальных областях техники. В зависимости от степени обжатия,

5 например, при сварке труб одного и того же диаметра, которое определяется толщиной стенки заготовки, точка схождения кромок перемещается вдоль оси трубы. При этом при сварке наиболее толстостенных труб

0 точка схождения кромок перемещается на максимальное расстояние в направлении, противоположном направлению движения трубы. Поэтому именно при сварке наиболее толстостенных труб, когда в сварочной

5 клети величина обжатия кромок и, следовательно, величина образующего грата макси- мальна, устанавливают наибольшим расстояние между верхним и нижним валками сварочной клети. Смещая одновременно

0 верхний и нижний валки в противоположных направлениях на расстояние а (фиг. 3) относительно точки схождения кромок, получаем расстояние между валками 2а (фиг. 3). Таким образом, при этом и протяженность

5 зоны образования грата увеличивается, что приводит к повышению эффективности стабилизирующего воздействия на внутренний грат.

Кроме того, при повышении обжатия

0 кромок для устранения их перегрева необходимо уменьшать температуру. Это также достигается максимальным смещением обоих валков в противоположных направлениях относительно точки схождения кро5 мок.. .

Расход электроэнергии, необходимой для сварки, существенно зависит от расстояния между индуктором (или контактами) и точкой схождения кромок. При увеличении этого расстояния увеличивается время нагрева и, следовательно, потери мощности за счет теплопередачи от нагретых кромок в соседние слои металла. Это приводит к снижению скорости сварки. Для уменьшения внутреннего грата необходимо повышать скорость сварки и, значит, уменьшать расстояние от индуктора до места схождения кромок. Все это достигается одновременным смещением валков в противоположных направлениях относительно точки схождения кромок.

Параметры предлагаемого способа, осуществленного в линии стана 10-60 Московского трубного завода, приведены в таблице .

Внедрение предлагаемого способа осуществлено на МТЗ в декабре 1990 года.

Формула изобретения Способ изготовления сварных прямо- шовных труб, включающий формовку трубной заготовки, нагрев ее кромок, сведение

кромок в точке и сварку с приложением сжимающих усилий к сформованной заготовке верхним и нижним профилированными валками при смещении верхнего валка относительно точки сведения кромок, отличающ и и с я тем, что, с целью повышения качества труб путем обеспечения стабильной формы и снижения высоты внутреннего грана при сварке труб в широком диапазоне их размерного и марочного сортамента, одновременно со смещением верхнего валка относительно точки сведения дополнительно смещают нижний валок в противоположном направлении.

Направление педене(ц е.ния оермего дама

ось &eaxMP3Q

/

6QJX&.

Напраёленае. педешще.. ни$ rtes&vfeso балхо.

ось нижлезо

ЪпЛНЛ ; .

Фиг г

B&jfHtlu UOJIOtf

Точка схождении КРонок нижний бсиюк

Фиг.З