Установка для получения биметаллических труб диффузионной сваркой

(51)5 В 23 К 20/2 ЗОБ ТЕНИ ПИ БЬ 1 пЕЛЬСТВУ ВТОРИЧНОМУ С аниюбыть ичес- шлен- сновение хода ного для г. 2 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯБИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ТРУБ ДИффУЗИОННОЙ СВАРКОЙ(57) Изобретение относится к оборудованиюдля диффузионной сварки и может бытьиспользовано для, получения биметаллических труб в металлургической промышленности. ель изобретения - повышение качества соединечия и снижение расхода металла путем обеспечения равномерного нагрева свариваемых труб. Установка содержит герметичную камеру, в которой надиэлектрических опорах расположены два Изобретение относится к оборудовдля диффузионной сварки, можетиспользовано для получения биметаллких труб в металлургической промыности и является дополнительным к оному по авт. св.694325.Целью изобретения является повышкачества соединения и снижение расметалла путем обеспечения ра вномернагрева свариваемых труб.На фиг. 1 изображена установкаполучения биметаллических труб; на фиразрез А - А на фиг. 1; на фиг. 3узел 1 фиг. 1. ЯО 155684 жестких токопровода, контакт одного из которых установлен с возможностью перемещения, натяжное устройство; систему вакуумирования и подачи инертного газа, источник электроконтакного нагрева. Герметичная камера снабжена двумя вертикальными колоннами. Конта кт второго токо- провода установлен неподвижно. Подвижный контакт снабжен изолирующими упорами (в диэлектрической опоре выполнен паз) и гибко связан с соответствующим токопроводом. Контакты выполнены в виде вертикальных цилиндров с разъемом, лежащим в одной плоскости с осями вертикальных колонн. Нагрев под сварку в установке производят прямым пропусканием тока через двухслойную трубную заготовку, установленную в подвижном и неподвижном контактах. На расстоянии от контактов, равном 1,5 - 3,5 ее диаметра, камера выполнена с теплоизоляцией, что позволяет снизить тепловые потери и обеспечить равномерный нагрев трубных заготовок, благодаря чему уменьшаются краевые дефекты. 3 ил. Установка содержит горизонтальную герметичную камеру 1 (фиг. 1 и 2) с кожухом 2 водяного охлаждения, вертикальные цилиндрические колонны 3 и 4, расположенные по ее концам. В вертикальной колонне 3 расположен токопровод 5 с неподвижным контактом б, а в колонне 4 токопровод 7 с гибкой шиной 8 и подвижным конта ктом 9, Оба токочровода выходят из колонн через уплотнения 10, размещенные во фланцах 1 и регулируемые втулками 12.На одном конце горизонтальной камеры установлен уплотняемый лючок 13 для3загрузки двухслойных заготовок и выгрузки сваренных биметаллических труб. На другом конце горизонтальной камеры размещен уплотняемый лючок 15 (фиг. 3) для обслуживания пружинного натяжного устройства. В горизонтальной камере на расстоянии 1,5 - 3,5 ее диаметра от контактов 6 и 9 расположены участки тепловой изоляции 14. В лючке 13 смонтирована термопара 16 с уплотнением 17, соединенная с вторичным прибором 18 для замера температуры трубы.Оба сборных контакта б и 9 установлены на основании 19, выполненном из диэлектрика.На подвижном контакте 9 в местах его возможного касания с вертикальной колонной 4 при перемещении в процессе удлинения трубы-заготовки закреплены диэлектрические упоры 20. На стенках вертикальной колонны 4 в зоне расположения гибкой шины 8 размещены диэлектрические экраны 21, Узел вакуумирования установки служит для откачки воздуха и содержит вакуумный насос 22 с электродвигателем 23, отводящий трубопровод 24 и запорный вентиль 25,Узел подачи инертного газа обеспечивает защиту свариваемых труб от окисления при нагреве и содержит емкость 26 с инертным газом, компрессор 27 высокого давления, вентиль 28, подводящий трубопровод 29, манометр 30 и вентиль 31 сброса давления,Электропитание установки осуществляется с помощью регулируемого трансформатора 32.Болты 33 и гайки 34 (фиг, 2) служат для зажима трубы-заготовки между половинками сборных медных контактов и разведения контактов при извлечении сваренной трубы, а уплотняемые крышки 35 - для доступа к болтам 33 и гайкам 34.Разъем сборного контакта совпадает с осью вертикальных колонн, а ось паза под установку трубы-заготовки, выполненного в каждой половинке контакта, совпадает с осью горизонтальной камеры, что гарантирует определенное положение контактов, создает условия теплоотвода от стенок горизонтальной камеры.В диэлектрическом основании 19 под подвижным контактом 9 выполнен паз, по которому контакт движется в процессе нагрева и связанного с этим удлинения трубы-заготовки. Паз предотвращает возможность случайного смешения контакта 9 в сторону.Контакты 6 и 9 занимают почти все поперечное сечение вертикальных колонн (контакт 9 с учетом перемещения при нагреве трубы), они достаточно массивны, что позволяет отказаться от водяного охлаждения контактов, 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 4Натяжное устройство (фиг. 3) обеспечивает перемещение подвижного контакта 9по мере нагрева и удлинения трубы-заготовки, не давая последней провисать.Контакт 9 и труба-заготовка резьбовымстержнем 36 связаны с натяжной пружиной 37. Элекроизоляция обеспечиваетсядиэлектрическими втулками 38 - 40. Втулка30 является упором для пружиныи фиксирована от смещений винтом 41, ввернутым в корпус 42 натяжного устройствачерез герметичный лючок 43.Установка работает следующим образом,Загрузку трубной заготовки 44 осуществляют при обесточенной установке иснятом лючке 13.Герметизированную по торцам (например, сваркой или специальным высокотемпературным герметиком) двухслойнуютрубу-заготовку 44 вводят в горизонтальную камеру 1 через отверстие, закрываемое лючком 13, и устанавливают в контакты 6 и 9. Через лючки 35 трубызаготовки с помощью специальных ключейзажимаются в контактах. Устанавливаютна место лючки 35 и 13 и монтируют в последнем термопару 16 так,чтобы ее спай вошел в трубную заготовку и обеспечил измерение температуры,внутренней поверхности,С помощью узла вакуумирования (2225) производят откачку воздуха из полостиустановки, а затем внутрь камеры при помощи узла подачи инертного газа (26-29)подают инертный газ под давлением 3 -10 МПа в зависимости от свариваемыхматериалов. Необходимо учитывать, что впроцессе обработки трубы при разогреведавление газа увеличивается в 1,5 - 2,0раза.При достижении в камере заданногодавления прямым пропусканием тока нагревают смонтированную в контактах 6 и 9трубу-заготовку. Удлинение трубы при нагреве компенсируется натяжным устройством,которое с помощью предварительно сжатойнатяжной пружины 37 через резьбовойстержень 36 перемешает подвижный контакт 9.За счет тепловыделения при прохождении по трубе электрического тока трубазаготовка нагревается до температурыдиффузионной сварки. Температура по длинетрубы поддерживается на одном уровне,при этом концевые участки трубы засчет экранирования корпуса теплоизоляцией имеют температуру не ниже минимально допустимой для получения прочногосоединения слоев. В процессе нагревагаз высокого давления, находящийся в камере, воздействует на наружную поверхность внешней трубной заготовки и навнутреннюю поверхность внутренней трубнойзаготовки, сдавливает их, в результатечего осуществляется диффузионная сварка.5Конкретные параметры технологическогопроцесса зависят от размеров и материаласвариваемых заготовок. По завершении процесса сварки источник тока - регулируемый трансформатор 32 - отключают, давление в установке доводят до атмосферного перекачкой газа в емкость 26 или выпуском его через вентиль 31 в атмосферу (в зависимости от степени загрязнения), открывают лючки 13 и 35, через последние разводят контакты и извлекают сваренную биметаллическую трубу из установки.При нагреве и выдержке при постоянной температуре тепловые потери концевых участков трубы, экранированных от корпуса, снижаются, что позволяет повысить температуру эти х участков и одновременно снизить тепловые потери. Таким образом, температура по длине трубы вырав нивается, влияние естественной конвекции в вертикальных колонна.х на теплопотери концевых участков компенсируется уменьшением тепловых потерь к корпусу герметичной камеры и уровень потерь тепла в центральной части и концевых участках выравнивается, что позволяет повысить екачество соединения и снизить расход металла путем уменьшения отходов.При увеличении участков теплоизоляции более 3,5 диаметров камеры наблюдается значительное сокращение энергопотребления с одновременным перегревом теплоизолированных участков трубы, превышающих расстояние, равное 3,5 диаметров камеры от контакта. Перегрев приводит кросту зерна более максимально допустимого уровня, равного 5 баллам, и разбросу свойств по длине трубы. Величина теплоизолированных участков менее 1,5 диаметра камеры приводит к образованию зон низкой температуры и локальному ухудшению прочности сварки, что в итоге не позволяет снизить потери металла в обрезь.формула изобретения Установка для получения биметаллических труб диффузионной сваркой по авт. св.694325, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества соединения и снижения расхода металла путем обеспечения равномерного нагрева свариваемых труб на расстоянии от контактов 1,5 - 3,5 ее диаметра, камера выполнена с теплоизоляцией.1556848 А-А Фиг,НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат Патент, г, Ужгород, ул. Гагарина, 1 О 1Редактор Н. ШвыдкаяЗаказ 682 5 ра 5 ащьйцма эрла Составитель В. ПетросянТехред И. Верее Корректор О ираж 636 Подписное