Способ обработки сварного шва Советский патент 1981 года по МПК C21D7/04 B23K11/00 

1

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к прокатному производству, и совершенствует способы обработки сварных швов.

Известен способ обработки сварного шва после стыковой сварки металлических полос при котором со сварного шва удаляют грат с занижением толщины металла в зоне сварки.

При удалении грата по известному способу толщина шва в направ.пении длины полосы, направлении последующей прокатки изменяется по кривой, соответствующей закону изменения предела текучести металла шва в этом же направлении. Аналогичную профилю шва форму должен иметь и резец гратоснимателя l.

Недостаток известного способа состоит в том, что его трудно осуществить, поскольку применению этого способа должна предшествовать длительная процедура набора и статистической обработки экспериментальных данных об изменений свойств швов в направлении прокатки. Кроме того,на существующем оборудовании трудно выдерживать заданную глубину съема в зависимости от толщины полос. Даже назначительное увеличение глубины

съема по сравнению с заданной приводит к ослаблению сечения и обрыву полосы по шву при прокатке. Недостаток известного способа состоит также

в том, что при его применении стабилизируется процесс прокатки лишь в первой клети непрерывного многоклетевого стана. Во второй и последующих клетях различие в механических

свойствах материала шва полосы мало отличается от того, которое имеет место при обычном съеме грата - заподлицо с поверхностями состыкованных полос. В результате сварные швы,обработанные по известному способу,ненадежны при прокатке и количество обрывов по шву остается высоким.

Известен также способ обработки сварного шва после стыковой сварки

металлических полос перед последующей холодной прокаткой, при котором со сварного шва удаляют грат, а затем наносят на шов микрорельеф 2. Однако этот способ не учитывает

направление расположения микронеровностей на шве, что не позволяет достаточно точно выравнить давление металла на валки при прокатке и повысить темсамым надежность соединения.

Цель изобретения - повьяиение надежности сварного соединения путем выравнивания давления металла на ваки при прокатке.

Поставленная цель достигается те что после удаления грата поверхност шва придают однонаправленный микрорельеф, например в виде прямолинейных рисок. При этом, при прочностных свойствах материала шва, превышающих прочностные свойства состыкованных полос, риски наносят вдоль шва (поперек направления прокатки), а при прочностных свойствах материала шва, меньших прочностных свойств полос, риски наносят поперек шва (вдоль оси прокатки).

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

Горячекатанные полосы после разматывания рулона поступают к гильотинным ножницам, где образуются передний и задний концы каждой полосы. Затем, на сварочной машине задний конец предыдущей полосы сваривают встык с передним концом последукяцей полосы. После сварки со сварного шва удаляют грат и зачищенному шву придают однонаправленный микрорельеф, например в виде прямолинейных рисок. При этом, при прочностных свойствах материала шва, превышающих прочностные свойства металлических полос, риски выполняют вдоль шва, а при прочностных свойствах материала шва, меньших прочностных свойств металлических полос, риски выполняют поперек шва (вдоль оси прокатки), В процессе прокатки толщина полосы на выходе из клети определяется уравнением ГолоБИна-Симса

Р N

hn 4 +

где h - толщина полосы на выходе из клети

Ид - зазор между прокатными валиками;

Р - усилие прокатки (полное

давление металла на валки)у

М - модуль жесткости клети. Таким образом, толщина полосы, выходящей из клети, определяется положением нажимных винтов, усилием лрокатки и жесткостью клети. В свою очередь, усилие прокатки зависит от прочностных свойств металла прокатываемых полос и коэффициента трения в очаге деформации. Изменяя коэффициент трения, мохшо добиться выравнивания давления металла на валки,толщины полосы и вытяжки при прокатке участков полосы с различными механическими свойствами. В частности,если прочностные свойства сварного шва превышают прочностные свойства материала полос на их основной длине то для выравнивания и стабилизации

на одном уровне усилия прокатки,толщины полосы и вытяжки необходимо уменьшить коэффициент трения в момент прокатки сварного шва. Коэффициент трения зависит от количества смазки, вовлекаемой в очаг деформации при прокатке. Количество смазки, поступающей в очаг деформации,и коэффициент трения при прокатке зависят от направленности микрорельефа

Q прокатываемого металла, в частности, однонаправленный микрорельеф, состоящий из поперечных рисок, увеличивает толщину смазочной пленки в очаге деформации и, как следствие этого, понижает коэффициент трения и контакт Ире давление в зоне пластической деформации металла. При прокатке стали с микрорельефом поверхности в виде поперечных рисок толщина слоя смазки в очаге деформации получается в 4,30 5,2 раза больше, чем при обычной

изотропной отделке поверхности. Коэффициент трения при прокатке полос из стали 08 КП толщиной 0,6 мм с однонаправленным поперечным микрорельефом

5 поверхности, состоящем из рисок высотой 4-6,5 мкм, направленных поперек направления прокатки полированными валками со смазкой ИКС получается в 1,36-1,7 раза меньшим, чем в случае

однонаправленного продольного микрорельефа, когда направление рисок совп.адают с направлением прокатки. Таким образом, придание поверхности сварного шва однонаправленного микрорельефа например с прямолинейными рисками, приведет к изменению коэффициента трения при прокатке участка шва, что в свою очередь приведет к изменению давления на валки, вытяжки и компенсации различия сопротивления деформации материала шва и полосы.

Пример . На стане с рабочими валками диаметром 600 мм прокатывают полосы из стали 08 КП толщиной 3,0мм,

5 шириной 1000 мм. Конечная толщина полосы после прокатки равна 2,4 мм. Заднее натяжение при прокатке составлияет 2 Т, переднее натяжение 36 Т. . Коэффициент -трения при прокатке рал вен 0,08. Предел текучести металла прокатываемых полос равен 25,0 кгс/ /мм, предел текучести материала шва равен 27,8 кгс/мм. Расчет показывает, что усилие прокатки составляет 720 Т при прокатке основной части полос и

.780 Т при прокатке сварного шва.Для того,чтобы усилие прокатки сварного шва уменьшить до основного уровня . 720 Т,коэффициент трения при прокатке шва необходимо понизить до 0,06.

0 Такое значение коэффициента трения получают в результате нанесения на поверхность шва однонаправленного поперечного микрорельефа с рисками высотой 4 мкм,направленными вдоль сварного шва,поперек направления прокатки. Для таких же условий прокатки,но при прочностных свойствах металла шва, меньших прочностных свойств ме талла полос, например при значениях предела текучести металла шва 24,0 кгс/мм наблюдается иная картина. Усилие прокатки шва с такими свойствами составляет 680 т. Для того, чтобы усилиеч проЛатки сварног шва было увеличено до основного уро ня, равного 720 Т, коэффициент трения при прокатке щва увеличивают до 0,094. Такое значение коэффициента трения получают в результате нанесения на поверхность шва однонаправленного продольного микрорельефа с рисками высотой л/6,5 мкм,направленными поперек шва - вдоль оси прокатки. Предлагаемый способ реализуется при помощи устройства, состоящего из металлических щеток, предназначенных для нанесения направленного микрорельефа - рисок на поверхность сварного шва. Щетки должны осуществлять возвратно-поступательное движение вдоль или поперек шва в зависимости от того, какую направленность необходимо придать микрорельефу повер ;но сти. Усилие прижатия щеток к обрабатываемым поверхностям шва должно регулироваться. Высота наносимых рисок будет определяться усилием прижатия щеток и временем обработки поверхности шва. Обработка сварного шва по предлагаемому способу наиболее эффективна при прокатке состыкованных полос на непрерывных и бесконечных стенах, поскольку позволит у т- раийть резкий(практически мгновенный) скачок давления на валки из-за изменения сопротивления деформации прокатываемого металла в момент прохождения через очаг деформации сварного шва. Это дает существенный положительный эффект, так как нарастание сопротивления деформации металла , прокатываемого в одной из клетей, скачок давления, а также изменение вытяжки в этой клети приводит к нарушению основного условия непрерывной прокатки - постоянства секундных объемов, следствием чего является рывок натяжения, приводящий к обрыву полосы по шву. Предлагаемый способ обработки сварного шва повышает стаб.ильность процесса прокатки и надежность сварного соединения путем уменьшения количества обрывов прокатываемых полос . Формула изобретения 1. Способ обработки сварного шва после стыковой сварки металлических полос перед последующей холодной прокаткой, при котором со сварного шва удаляют грат, а затем наносят на шов микрорельеф, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности сварного соединения путем снижения вероятности обрывов полос при холодной прокатке, микрорельеф наносят в виде однонаправленных прямолинейных рисок. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при прочностных свойствах материала шва, превышающих прочностные свойства металлических полос, прямолинейные риски располагают вдоль шва. 3. Способ п.1, отличающий с я тем, что при прочностных свойствах материала шва, меньших прочностных свойств металлических полос, прямолинейные риски располагают поперек шва. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 390884, кл. В 23 К 11/04, 1971. 2.Авторское свидетельство СССР, № 651040, кл. В 23 К 11/04, 1976 (прототип),