Сварочный узел стана для изготовления сварных прямошовных труб Советский патент 1982 года по МПК B21C37/08 

(54) СВАРОЧНЫЙ УЗЕЛ СТАНА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СВАРНЫХ

ПРЯМОШОВНЫХ, ТРУБ

1

Изобретение относится к производству прямошовных труб и может быть использовано при производстве труб любого сортамента из различных марок стали.

По основному авт. св. № 707643 известен сварочный узел стана для изготовления сварных прямошовных труб, содержащий шовонаправляющие и шовообжимные валки, а также стабилизирующие валки, установленные за шовообжимными валками с возможностью перемещения в плоскости, перпендикулярной оси трубы, при этом первая пара стабилизирующих валков установлена за шовообжимными валками на расстоянии 2-10 диаметров трубы, а средние части калибрующей поверхности стабилизирующих валков выполнены с радиуссш, равным 1,1-2,5 радиуса калибрующей поверхности шовообжимного валка 1.

Недостатком сварочного узла является то, что рабочая поверхность шовосжимающих валков образует круглый калибр, не обеспечивающий ни стабильного заполнения последнего трубной заготовкой, ни качественного сведения кромок, обеспечивающих в дальнейшем качественное наложение сварного соединения. Рабочие поверхности

стабилизирующих роликов выполнены с постоянно увеличивающейся овализацией в сторону большей вертикальной оси.

Таким образом, эти недостатки не позволяют повысить качество и скорость сварки.

Целью изобретения является повышение скорости сварки и качества выпускаемых труб.

Поставленная цель достигается тем, что в сварочном узле стана для изготовления сварных прямошовных труб замкнутый калибр, образованный шовообжимными валками, представляет собой овал с малой вертикальной осью, равной 0,8-0,95 диаметра готовой трубы, а калибр, образованный стабилизирующими валками, овал, малая вертикальная ось которого меньше соответствующей оси калибра, образованного шовообжимными валками, на 5-10°/о.

Такое конструктивное выполнение сварного узла обеспечивает наиболее благоприятное заполнение трубной заготовкой сварочного калибра, что позволяет регулировать в процессе работы характер соприкосновения кромок, который зависит от радиуса верхней части сварочного калибра. т. е. точное совмещение кромок, их устойчивое (без гофрообразования) положение в зоне сварки. Кроме этого, конструктивное выполнение калибра стабилизирующих валков с малой осью вала, меньщей малой оси овала калибра шовообразных валков на 5-10°/о, позволяет регулировать натяжение кромок, а точнее создать натяжение, компенсирующее тепловое ущирение кромок и значительно уменьщающее распружинивание трубной заготовки. Причем, по экспериментальным данным, полученным при формовке с применением данного устройства, можно сказать, что при разнице величин малых осей указанных овалов меньшей, чем 5%, эффект натяжения кромок слишком незначителен. При разнице этой величины, превышающей 10°/о, возникают впоследствии трудности в получении круглой трубы из трубы с ярковыраженной овальностью на традиционных калибровочных стенах. Для качественной калибровки в этом случае необходимо было бы создавать дополнительные дорогостоящие устройства, что значительно снизило бы технико-экономический эффект от применения предлагаемого устройства в целом. Все выще перечисленные характеристики предлагаемого изобретения вытекают из создания сварочного узла, который в зоне доформовки сварочного калибра обеспечивает получение качественно сформованной трубной заготовки. В зоне деформации от начала- соприкосновения валков с заготовкой до полной стыковки кромок происходит упругий и пластический изгиб холодной заготовки. С точки зрения образования горячих трещин в щве, опасные контурные напряжения при выходе трубы из очага деформации будут тем больше, чем больше овальность калибровки. Теоретический анализ напряженно-деформированного состояния в сварочном калибре приводит к выводу, что одним из основных факторов, влияющих на качество сварного шва, является характер соприкосно вения кромок, который зависит от радиуса верхней части сварочного калибра. Для получения необходимого соприкосновения кромок применяют двухрадиусные овальные калибры. Изменяя соотнощение между калибрующими радиусами сварочных валков (увеличивая или уменьщая подгибку кромок), можно регулировать процесс образования шва и величину внутреннего грата. Применение шовообжимных валков, образующих замкнутый калибр в виде овала с малой вертикальной осью, равной (0,8- 0,95) диаметра готовой трубы, как пока зали результаты экспериментов, позволит наиболее качественно проводить процесс деформовки и этим повысить качество выпускаемых труб и скорость сварки. Величина малой вертикальной оси выбиралась (0,8-0,95) диаметра готовой трубы из анализа экспериментальных данных. Величина, большая 0,95 диаметра готовой трубы, практически приближается к традиционным круглым калибрам шовосжи мающих валков с потерей преимуществ деформовки, указанных выше. Величина малой вертикальной оси менее, чем 0,8 готовой трубы, связана с последуюЩи и технологическими трудностями. Для получения в конечном итоге круглой трубы при неизменной длине трубоэлектросвароч «о стана овальную заготовку пришлось постепенно калибровать в круг сразу же за опорно-сварочным узлом. Так как расплавленный металл шва не успевал полностью рекристаллизоваться, то возникавшие при этом напряжения редуцирования приводили к получению трубы с трещинами в сварочном шве. ,, , , На фиг. 1 изображен предлагаемый сварочный узел; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1. Сварочный узел трубоэлектросварочного стана содержит шовообжимные валки 1, в которые поступает из трубоформовочного стана окончательно сформованная трубная заготовка. Причем, щовообжимные валки, предназначенные для сжатия расплавленных кромок с целью их сварки, образуют замкнутый калибр в виде овала с малой вертикальной осью, равной (0,8-0,95) диаметра готовой трубы. Пары стабилизирующих валков 2 выполнены вертикальными с возможностью перемещения относительно друг друга в плоскости, перпендикулярной сваренной трубной заготовке, и также образуют замкнутый калибр в виде овала. малая ось которого меньше соответствующей оси калибра, образованного шовообжимны.ми валками на 5-10%Предлагаемое устройство работает следующим образом. Из трубоформовочного стана окончательно сформованная трубная заготовка направляется в калибр, образованный шовообраз,- , ми валками 1, где она постепенно калибруется и сваривается. Стабилизирующие валки 2, установленные на определенном расстоянии L от шовосжимающих, изменяя обжатие сваренной трубной заготовки, позволяют регулировать точное схождение кромок, их устойчивое положение в зоне сварки, устранить спиральное скручивание и распружинивание свариваемой трубной заготовки. Применение данного устройства обеспечивает необходимое натяжение в кромках, устраняющее тепловое уширение последних, а также приведет к созданию ниспадающей траектории движения кромок, а

значит и к минимальному распружиниванию. трубной заготовки.

Кроме того, фиксация полосы в шовообжимных и стабилизирующих валках, образующих калибры в виде овала с малой вертикальной осью, гарантирует ее устойчивое состояние по сечению и отсутствие спирального скручивания в динамике движения полосы вдоль всего трубоэлектросварного стана.

Формула изобретения

Сварочный узел стана -для изготовления сварных прямощовных труб по авт. св. № 707643, отличающийся тем, что, с целью

повыщения скорости сварки и качества изготавливаемых труб, замкнутый калибр, образованный шовообжимными валками, представляет собой овал с малой вертикальной осью, равной 0,8-0,95 диаметра готовой трубы, а калибр, образованный стабилизирующими валками, овал, малая вертикальная ось которого меньще соответствующей оси калибра, образованного щовообжимными валками, на 5-10°/о.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 707643, кл. В 21 С 37/08, 1977 (прототип) ф1/г.г f/.