Способ регулировки теплового режима высокочастотной сварки прямошовных труб Советский патент 1981 года по МПК B23K13/00 

1

Изобретение относится к металлур гии и может быть использовано при производстве прямошовных труб методом высокочастотной сварки.

Известен способ автоматического регулирования процесса высокочастотной сварки, при котором регулирова-. ниа осуществляют путем сравнения сиг нала фотопирометрического датчика с эталонной величиной. Головку фотопирометрического датчика располагают на таком расстоянии от очага расплавления, при котором он при любых изменениях его размеров в области визироваиня, изменяет мощность, подводимую к нагревательному устройству, в зависимости от изменений интегрального потока излучения, пропорционального площади очага расплавления 1j.

Недостатком данного способа (как и других способов, использующих поток излучения из очага сварки, воспринимаемый фотопирометрическим датчиком) является то, что показания фотопирометрического датчика существенно зависят от множества факторов (дым, паpMi воды, выплески металла, заусенцы и выбоины на кромках заготовок и др., не оказываюЕцих заметного влияния на режим сварки. В результате, стабильность температурного режима сварки ухудшается, понижается надежность регулирования и качество шва. Проблема очистки зоны визирования также не

10 решена.

Известен также способ автоматического регулирования процесса высокочастотной сварки, при котором регулирующий сигнал получают путем непосредст15венного измерения отклонения точки схождения кромок от установленного положения f 2 J.

Недостатком этого способа является то, что для его реализации использугается следящее устройство, основная (к тому же подвижная) часть которого Должна располагаться достаточно близко от очага сварки, что неблагоприча- но сказывается на его надежности и ра ботоспособности. Кроме того, способ характеризуется загрязненность зоны визирования парами воды, дымом, вьтле сками металла и т. д. Перечисленные факторы приводят к ухудшению качества регу лирования, а следовательно, к нарушениям теплового режима сварки и к ухудшению качества сварного соединения , Во всех способах, осуществляемых путем воздействия на мощность источника питания нагревательного устройства, в контур регулирования теплового режима входит источник высокочасготной энергии, в значительной мере ограничивая быстродействие системы ав томатического регулирования. Это обст ятельство в ряде конкретнь1х случаев оказывается весьма существенным ограни чением, затрудняющим автоматическое , управление тепловым режимом высокочас тотной сварки, осуществляемой, как известно, на высоких скоростях. Известен еще способ регулирования теплового режима высокочастотной сварки прямошовных труб, при котором шунтируют свариваемые кромки на участке между местом подведения сварочного тока и точкой схождения кромок. При этом сварочный ток протекает по кромкам и шунту, не доходя до точки схождения и так как расстояние до индуктора (или кондуктора) до шунта не меняется, то температура кромок остается постоянной Г 3 . Недостатком зтого решения является то,что за шунтом происходит остывание кромок, расстояние от шунта до точки схождения при колебаниях последней меняется и вследствие этого изменяется время остывания, а следовательно и температура кромок в месте сварки не может быть постоянной, что приводит к понижению стабильности качеств сварного соединения по длине трубы. Цель изобретения - повышение стабильности нагрева свариваемых кромок в точке их схождения. Цель достигается тем, что в спосо бе регулирования теплового режима вы сокочастотной сварки прямошовных тру при котором шунтируют свариваемые кромки на участке меяду местом подве дения сварочного тока и точкой схожд ния кромок, шунтирование )существляю индуктором. На чертеже приведена схема регули рования теплового режима высокочасто ной сварки прямошовных труб по предлагаемому способу. Свариваемая труба 1 движется в направлении,, показанном стрелкой, сварочш 1й ток подводится индуктором 2, вращающиеся контактные ролики 3 установлены на таком расстоянии от индуктора, чтобы точка А схождения кромок при своих перемещениях не доходила до контактов, а сами контакты ие сходили с кромок, 5 и 6 - крайние положения точки схождения кромок, 7 - шунт, выполненный в виде дополнительного индуктора, подключенного к вращающимся контактным роликам 3. В зависимости от условия конкретного агрегата (размеров и положения шовообжимных валков, диаметра трубы и др.) и режима шунтирования точки схождения (полное или частичное) конструкция и расположение (охватывающее или внутреннее) шунта могут быть различными. На чертеже шунт 7 для простоты показан в виде одновиткового охватывающего индуктора. Позицией 8 обозначена кривая нагрева кромок между индуктором 2 и шунтом 7, 9 - кривая остьдаания кромок между шунтом 7 и точкой 4 схождения, кромок 10 кривая нагрева кромок током, наведенным магнитшлм полем шунта 7, между ним и точкой схождения, кромок 4, 11 - кривая остывания кромок между шунтом 7 и точкой схождения 4. Способ регулирования теплового.режима высокочастотной сварки прямошовных труб осуществляется следующим образом. Для простоты рассмотрения предполагаем, что происходит полное шунтнрованне кромок на участке между индуктором 2 и точкой 4. Ток, наводимый индуктором 2 в кромках трубы 1, замьжается через вращающиеся контактные ролики 3 и шунт 7, не доходя до точки 4 схождения кромок, благодаря чему кромкн между индуктором 2 и вращающимися контактными роликами 3 нагреваются на зтом участке 10 по кривой 8 нагрева кромок до Т° не зависимо от смещения точки схождения 4. За шунтом должно произойти остывание кромок по кривой 9 Остывания кромок, из-за чего при смещениях точки 4 схождения кромок из крайнего положения 5 в положение 6 ее температура изменится на величину AT , что приведет к нестабильности теплового режима сварки и к ухудшению качества шва.