Способ высокочастотной сварки прямошовных труб

Союз Советских Социалистических Республик(23) ПриоритетОпубликовано 250680, Бюллетень М 23 В 23 К 13/00 В 21 С 37/08 Государственный комитет СССР оо делам изобретений и открытий(088.8) Дата опубликования описания 280680(72) Авторы изобретения В. Е. Груздов, В. Г. Письменный, ф. ф. Коджеспиров и А. Я. Якунин Днепропетровский ордена Трудового Красного Знаменигосударственный университет им. 300-летия воссоединенияУкраины и России(54) СПОСОБ ВЫСОКОЧАСТОТНОЙ СВАРКИ ПРЯМОШОВНЫЖТРУБ Изобретение относится к производ. с зву сварных труб и может быть использовано на трубоэлектросварочных станах, особенно при высокочастотной сварке прямошовных труб малых диамет 5 ров с высскими скоростями,Известны способы радиочастотной сварки труб, при которых для концентрации электромагнитных полей в очаге сварки, а следовательно, поныше иия КПД сварочного устройства и увеличения скорости сварки внутрь трубной заготовки в очаг сварки вводят ферритоный сердечник (1).Высокочастотные магнитные потоки 15 внутри сердечника распределяются неравномерно, что приводит к неравномерному его разогреву. Наиболее сильно (до 150-190 С) разогреваются участки ферритового сердечника, на О ходящиеся между индуктором и точкой схождения кромок трубной заготовки.Сильная зависимость параметров Ферритов от температуры приводит к значительному уменьшению магниткой прс ницаемости и индукции насыщения феррита на этих участках, а следовательно, к снижению эФфективности тракта передачи высокочастотной мощности к снариваемым кромкам. Охлаждение сер дечников водой или эмульсией оказывается недостаточно эффективным, так как теплопроводность ферркта мала к хорошо охлаждаются только его поверхностные слои, а внутренняя часть охлаждаться не успевает.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является способ высокочастотной сва ки прямошонных труб, при котором внутрь трубной заготовки в зону сварки помещают ферритовый сердечник, прк этом, с целью повышения долговечностиоборудования путем устранения перегрева сердечника, ему сообщают вознратно-поступательное перемещение вдоль оси заготовки 12 .Однако для осуществления такого способа необходимо вводить в зону сварки специальные приспособления для придания сердечнику нозвратно-поступательного движения. Из-за сильной эавкскмости тока в кромках от положения сердечника происходит неравномерный нагрев сваринаемых кромок.Кроме того, необходимо уменьшать диаметр сердечника с целью устранения механкческих захватов к срывов его сваркнаемыми кромками или стенками трубной заготовки в зоне осадки, чтоИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1Головкин Р.В., Лунин И.В, Ра 6 О диочастотная сварка прямошовных труб.М , Металлургиздат, 1961, с, 45.2. Авторское свидетельство СССР9 493316, кл, В 23 К 13/00, 1976,Ти аж 1160 Подписноег, Ужгород, ул. Проектная, 4 ведет к снижению его эффективности, возвратно-поступательное движение сердечника снижает его долговечность из-за увеличения числа механических ударов о стенки трубной заготовки,Цель изобретения - повышение эффективности использования и долговечности ферритового сердечника.Это достигается тем, что для каждого участка сердечника выбирают феррит с магнитной проницаемостью, достигающей оптимального значения при температуре и напряженности высокочастотного магнитного поля на этом участке трубной заготовки в процессе сварки.Сущность предлагаемого способа со- стоит в следующем.Кромки предварительно отформованной трубной заготовки нагревают до температуры сварки охватывающим кольцевым индуктором, подключенным к высокочастотному генератору. Затем труб ную заготовку направляют в шовсжимающие валки, где разогретые кромки обжимают и образуют сварное соединение. Для концентрации тока на свариваемых кромках и, следовательно, интенсификации их нагрева внутрь заготовки вводят ферритовый сердечник, отдельные участки которого находятся в раэ личных по величине высокочастотных магнитных полях при различных температурах.Применяя ферритовый сердечник с неоднородными по его объему магнитными характеристиками, соответствующими на каждом участке температуре сердечника и напряженности высокочас тотного магнитного поля, в процессе сварки достигают самосогласованной коррекции его магнитных характерис.тик к устранению участков сердечника теряющих магнитные свойства. За счет использования на отдельных участках сердечника феррита с магнитной прони цаемостью, достигающей своего оптимального значения при температуре и напряженности высокочастотного магнитного поля на этом участке, в процессе сварки повышают эффективность использования сердечника и его долговечность. Например, при сварке стальных труб размером 13 х 1,5 на тру боэлектросварочном стане 10-60 температура в средней части сердечника достигает 180-190 фС при напряженности высокочастотного магнитного поля в этой части сердечника до 400 а/м. ,На краях температура нагрева не превышает 100 С при напряженности до 300 а/м, Используя в средней части сердечника феррит с пониженным значением магнитной проницаемости, но с повышенным значением температуры Кюри (до 300-400 С) и пониженным уровнем потерь (например, маркаНИИПИ Заказ 3363 11Филиал ППП Патент,100 НН), а на концах - феррит с повышенным значением магнитной проницаемости (например, марки Ф), хотя и с меньшими значениями температурыКюри, достигают самосогласованного повышения общей магнитной проницаемости сердечника в рабочих условиях. Засчет этого повышается интенсивностьнагрева свариваемых кромок, что позволяет на 10-15 повысить скоростьсварки труб. Наиболее целесообразнопредлагаемый способ применять длясварки прямошовных труб малых диаметров, где отдельные участки сердечника работают в режимах, близких к насыщению.15 Предлагаемый способ выгодно отличается от известных, так как позволяет устранить дополнительные операции по созданию возвратно-поступательного перемещения ферритового серу дечника и связанную с ним неравномерность нагрева свариваемых кромок иээа изменения расстояния между точкоасхождения кромок и концом ферритового сердечника. Применение неподвижного магнитопровода позволяет увеличить диаметр сердечника, максимальнОиспользовав полость трубной заготовки. Использование предлагаемого способа позволит повысить КПД передачивысокочастотной мощности от индуктара к свариваемым кромкам и в результате повысить качество и скоростьсварки, а также увеличить долговечность сердечников и уменьшить числопростоев трубоэлектросварочных ста нов, связанных со сменой ферритовыхсердечников.Применение способа на Нижнеднепровском трубопрокатном заводе им.К. Либкнехта позволит увеличить скорость сварки труб, например, размером 12 х 1,5, 13 х 1,5 на,10-15%.Формула изобретенияСпособ высокочастотной сваркй прямошовных труб, преимущественно малого диаметра, при котором внутрь трубной заготовки в зону сварки помещаютферритовый сердечник, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности использования идолговечности ферритового сердечника, для каждого участка сердечникавыбирают феррит с магнитной проницаемостью, достигающей оптимальногозначения при температуре и напряженности магнитного поля на этом участке трубной заготовки в процессе сварки.