Способ изготовления сварных тонкостенных труб

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик и 990364па Аеаам нзебретеней к РтеРытий(72) Авторы изобретения Ь 1: Государственный научно-исследовательский и йроектный институт сплавов и обработки цветных металлов: ЩЩ% сл(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СВАРНЫХ ТОНКОСТЕННЫХ ТРУБ1Изобретение относится к трубосварочному производству, в частности к способу изготовления тонкостенных труб дуговой сваркой, например аргонодуговой, и может использоваться на трубоэлектросварочных станах при получении труб, широко применяемых в радиотехнике, электронике, приборостроении, электротехнике и др. отраслях народного хозяйства,Известен способ изготовления труб дуговой сваркой в среде защитного газа, который включает формовку исходной ленты в трубу в последовательно расположенных формовочных клетях и далее сварку электрической дугои. Для того, чтобы обеспечить образование прочного сварного соединения и предотвратить появление зазора перед электродом за счет распружинивания металла кромки сформованной трубы в последней клети доводят до соприкосновения и осаживают под давлением 1.Наиболее близким к изобретению решением является способ изготовления сварных тонкостенных труб, включающий формовку исходной ленты в нескольких парах валков формовочного стана и последующую дуговую сварку с неплавящимся электродом всреде защитного газа 2. Известным способом изготавливают трубы с толщиной стенки менее 1,0 - 1,5 мм.Стыковку кромок осуществляют.в специальном сварочном узле с использованием центрирующей штанги и фильеры, а сварку - неплавящимся вольфрамовым електродом диаметром 1 - 1,5 мм с подачей аргона на наружную и внутреннюю поверхность трубы для защиты металла жидкой ванны от окисления. С уменьшением толщины стенки свариваемой трубы усложняк 1 тся условия сборки кромок под сварку, повышаются требования к точности изготовления и настрой ки технологической оснастки трубосварочного автомата к стабильности работы сварочной аппаратуры, к качеству поверхности ленты и подготовке ее к сварке, Вследствие этого качество сварного шва ухудшается, возрастают потери металла из-за прожогов и непроваров, ухудшаются техникоэкономические показатели производства, а скорость сварки не превышает 25 - 30 м/ч на стальных трубах и 60 - 80 м/ч на трубах из медных сплавов.990364 Целью изобретения является повышение качества шва и скорости сварки.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу, включающему формовку исходной ленты в нескольких парах валков формовочного стана и последующую дуговую сварку вольфрамовым неплавящимся электродом непрерывно горящей дугой с подачей защитного газа, например аргона, на наружную и внутреннюю поверхность трубы в месте сварки исходную ленту формуют в последней паре валков с зазором между кромками, величина которого составляет 1/500 - 1/30 отношения диаметра готовой трубы к толщине стенки, а в зоне сварки кромки доформовывают путем теплового расширения сформованной заготовки за счет тепла дуги, а сварку осуществляют электродом, диаметр которого равен 1/50 - 1/10 отношения диаметра готовой трубы к толщине стенки,Отсутствие контакта кро мок трубы в формующем узле предотвращает нарушение стабильности процесса сварки из-за колебаний ширины ленты, свойственных формовке трубы до стыка кромок, проявляющееся в наложении кромок, в скручивании трубы и смещении кромок относительно электрода. Минимальная величина определяется из условия обеспечения схождения кромок в результате теплового расширения трубы в збне сварки,Величина зазора принимается такой, чтобы к моменту расплавления кромок произошло их сближение и физическое контактирование.В этом случае образуется общая для свариваемых кромок ванна расправленного металла, которая при последующем затвердевании превращается в шов с правильной геометрией и хорошего качества. При небольшом диаметре свариваемой трубы лента под действием сварочной дуги нагревается до более высокой температуры, а потери тепла от ленты в окружающую среду - . незначительны, При небольшом диаметре трубы абсолютное тепловое расширение будет небольшим. Поэтому при небольшом диаметре трубы абсолютная величина зазора между кромками принимается небольшой.Пример. Для трубы 6 - 8 мм будет достаточным зазор 0,2 - 0,3 мм, т. е. выбор зазора производится из расчета примерно 1/30 - . С увеличением диаметра трубы, т. е. отношения происходят два явления увеличивается объем металла (периметр), который должен разогреваться сварочной дугой и одновременно возрастают потери тепла в окружающую среду. Таким образом, средняя температура разогрева ленты снижается. Вместе с тем увеличение периметра трубы приводит к увеличению абсолютного приращения периметра, а зазор между кромками будет сокращаться в большей степени, чем при малом диаметре трубы. При сварке труб большого диаметра необходимо 4формовку ленты закончить при большем зазоре между кромками. Например, при сварке трубы размером 15 Х 0,5 мм формовку ленты можно закончить с зазором 0,5 мм т, е. выбор зазора производится из расчета 1/60 д.Увеличение толщины стенки трубы равноценно уменьшению диаметра ее, в результате сокращения потерь тепла в окружаю щую среду, приводит к повышению средней температуры разогрева ленты, следовательно формовку необходимо закончить при меньшей величине зазора между кромками.Соотношение 1/500 ф принимается привыборе зазора между кромками для сварки тонкостенной трубы, у которой ф 750 - 1000.Диаметр электрода также выбирается взависимости от . При сварке труб небольшого диаметра, например 6 - 8 мм, достаточен электрод диаметром 0,6 - 0,8 мм. В этом случае обеспечивается достаточное 20 тепловложение в сварочную ванну и в тоже время ширина шва небольшая, что сводит к минимуму отрицательное влияние околошовной зоны на прочность сварного соединения. Таким образом, выбор диаметра 25электрода производится из расчета 1/ 10-.ФС увеличением диаметра трубы, возрастает зазор между кромками, резко увеличивается потребность в тепловложении. Для того, чтобы обеспечить высокую стойкость электрода приходится вести сварку электродом 50 большого диаметра. При сварке труб большого диаметра выбор диаметра электрода производится из расчета 1/40 - 1/50.Применение электрода повышенного диаметра позволяет получить дугу с диаметром пятна, перекрывающим возможные сме щения кромок сформованной трубы и исключающим нарушение устойчивости расплавления кромок, повышает тепловложения в ванну жидкого металла за счет значительного (в 3 - 5 раз и более) увеличения сварочного тока, обеспечивает термическую доформовку трубы, стабильный контакт кромок и объем ванны жидкого металла.Способ осуществляют следующим образом.Исходную ленту формуют в валках фор мовочного стана до получения в последнейпаре валков трубной заготовки с зазором между кромками, равным 1/500 - 1/30 отношения диаметра готовой трубы к толщине стенки, затем в зоне сварки кромки доформовывают путем теплового расширения 50 сформованной заготовки за счет тепла дуги и сваривают неплавящимся электродом, диаметр которого равен 1/50 - 1/10 отношения диаметра готовой трубы к толщинестенки, в среде защитного газа.Для изготовления латунных (Л 68 иЛ 63) труб размером 15 Х 0,5 мм непрерывно горящей дугой используют стандартную (ГОСТ 2208-70) мягкую травленую ленту, которую формовали в нескольких .парах вал990364ленты в валках формовочного стана и последующую дуговую сварку неплавящимся электродом в среде защитного газа, отличающийся тем, что, с целью повышения качества шва и скорости сварки, исходную ленту в последней паре валков формуют до получения трубной заготовки с зазором между кромками, равным/500 - 1/30 отношения диаметра готовой трубы к толщине стенки, в зоне сварки кромки доформовывают путем теплового расширения сфор 1 О мованной заготовки за счет тепла дуги, асварку осуществляют электродом, диаметр которого равен 1/50 - 1/10 отношения диаметра готовой трубы к толщине стенки. ков с зазором между кромками в послед ней паре валков равным 0,5 мм - 0,7 мм что составляет (1/44 - 1/60) отношения диаметра готовой трубы к толщине стенки сварку производили вольфрамовым элект родом диаметром 3 мм, что составляет 1/10 отношения диаметра трубы к толщине стен ки, при этом сварочный ток доходил до 140 а а скорость сварки составляла 720 м/ч. Мик роструктурные исследования показали, что поры отсутствуют во время испытаний на раздачу и растяжение полосок, вырезанных из сварной трубы, разрушение происходит по основному металлу.Предлагаемый способ позволяет увели чить скорость сварки тонкостенных труб в 5 - 10 раз и более, заметно снижает тре 15 бования к качеству подготовки ленты и к стабильности работы трубосварочного стана, что обеспечивает достаточно высокое качество шва и отсутствие пор.формуХа изобретенияСпособ изготовления сварных тонкостен ных труб, включающий формовку исходной Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Матвеев Ю. М. Теоретические основы производства сварных труб. М., Металлургия, 1967, с. 87 - 88.2. Дудко Д. А. и др. Сварка особотонкостенных труб. М., Машиностроение, 1977, с. 34 - 39 (прототип).Составитель И. Аржаиова Редактор Г. Ус Техред И. Верес Корректор О. Билак Заказ 11092/14 Тираж Зй Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4