Способ обработки сварного шва

Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 280278 (21) 2589531/25-27с присоединением заявки Ио -(51)М, Кл. С 21 07/04// В 23 К 11/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий(53) УДК 621 ф 771.02:621,791015 (0888) Дата опубликования описания 150780 В.Л, Мазур, А,И. Добронравов, Л.Г, Тубольцев, А.В, Ноговицын,В, Е. Злов, И. Н. Шичкин, В. А. Кувшинов, Ю. М.Плетнев,Л. Б, Файнберг и А, В. Галыгин(71) Заявитель Институт черной металлургии(54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ СВАРНОГО ШВА Изобретение относится к прокатномупроизводству и совершенствует способпредварительной подготовки горячекатаных полос под последующую холоднуюпрокатку на непрерывных станах,Известен способ обработки сварного шва при получении подката дляпроизводства холоднокатаных листов,осуществляемый в непрерывных линияхтравления, на укрупнителях рулонови после разматывателей на станахбесконечной прокатки, Этот способвключает в себя обрезку на гильотинных ножницах концов сварив аемыхполос, их сварку и зачистку сварныхшвов на гратоснимателе. Сварка встыкпозволяет значительно увеличитьпроизводительность станов холоднойпрокатки и отделочных агрегатов (1).Однако одновременно с повышениемпроизводительности станов сваркаставит проблему прокатки полос сосварными ывами без обрывов, поскольку пропуск сварных швов через стан 25на высоких скоростях зачастуюприво"дит к обрывам полосы по сварному шву.Эта проблема обусловлена, в основном,Вледующими причинами: различиеммеханических свойств стыкуемых полос ЗО и сварного шва, различной толщиной свариваемых полос, ростом межклетевых натяжений и увеличением неравномерности натяжения при замедлении скорости прокатки во время пропуска с в ар ного с тык а,Наиболее близким техническим решением из известных является способ обработки сварного шва при получении подката для проиэйодства холоднокатанцх лис тов, при котором концы гор ячекатаных полос сваривают встык и со сварного шва удаляют грат с занижением толщины металла сварного шва по сравнению с толщиной свариваемых полос.В данном способе занижение толщи" ны металла сварного шва производят от кромок полосы с равномерным увеличением глубины занижения к ее середине, а толщину металла шва в середине полосы определяют по формулеом ЬоЬм где Ь - толщина металла сварного Ь шва в середине полосы, мм 1 Ьм - предел текучести материала полосы, к гс/мм,Ь - толщина свариваемых полос,ммфЬш - предел текучести материалашва, кгс/мм.Известный способ позволяет компенсиров ать лишь влияни е различий механических свойств сварного шва и основной части полос 2);Однако отрицательное воздействиена прокатываемость швов неодновременного входа шва в очаг деформации навсей ширине полосы в известном спосо бе устранено быть не может. Обработкасварного шва по этому способу повышает величину растягивающих продолььых напряжений и увеличивает их неравномерность распределения по ширинепрокатываемой полосы. Причина состоитв том, что равномерное углубление шва,выполненное по прямой линии, не обеспечивает одновременного захвата шва повсей ширине полосы, поскольку рабочие залки прокатного стана всегдаимеют выпуклость. ПервоНачальный захват шва валком произойдет, лишь в двухточках. В результате, в момент захвата сварного шва возникают усилия,приложенные в указанных точках иизгибающие шов в плоскости прокатки.Это приводит. к -увеличению неравномерности распределения продольных напряжений ло ширине полосы, возрастаниювеличины растягивающих напряженийна отдельных участках шва до значений,равных пределу прочности металла шва,деформированию шва в наиболее опасномнаправлении - в плоскости прокатки и 35обрыву полосы,Цель изобретения - повышение производительности путем стабилизациии увеличения скорости процесса прокатки.Укаэанная цель достигается тем, 40что занижение толщины металла сварного шва производят по кривой эквидистантной линии контура рабочей поверхности бочки прокатного валка в вертикальной плоскости, проходящей черезлинию соприкосновения прокатного валка с полосой на ее входе в валки,На фиг 1 показана схема осуществления способа; на фиг.2 - сечениеА-А Иа фиг.1; на фиг, 3 - вид сварно-ого шва после удаления гратаСпособ осуществляют следующим образом.После обрезки кромок полос на ножницах производят их сварку в стыкосварочной машине непрерывным оплавлением и затем удаляют образовавшийся грат в гратоснимателе. При съеме грата производят углубление сварного шва от кромок полосы к середине, напри мер, путем придания режущему элементу гратоснимателя перемещения в вертикальной плоскости одновременно с поступательным его движением в горизонтальной плоскости. 65 Кривизна линии а - с определяетсякривизной режущего элемента гратосни"мателя, а кривизна линии а - в определяется характером перемещения режущего элемента в вертикальной плоскости при его поступательном движениив горизонтальной плоскости. Причемсоотношение перемещения режущегоэлемента в вертикальной и горизонтальной плоскостях выбирается таким образом, чтобы кривизна линии а - бсварного шва в вертикальной плоскости была эквидистантна проекции образующей рабочего валка в сечении углазахвата шва на вертикальную плоскость.В этом случае будет обеспечен одновременный захват валком сварного швапо всей ширине полосы. На кромкахполосы шов по своей оси должен иметь толщину, отличающуюся оттолщины полосы, на величину закругления реЗца гратоснимателя (с обеихпов ерх нос т ей полосы),Углубление сварного шва по ширинеполосы должно выполняться по кривой,описываемой следующим уравнением .д(х) = у(х).соби,где сГ(Х)- профиль образующей углубления по ширине полосы;Х - координата в направлении ширины полосы;Ях)- уравнение образующей профилявалков;Ф - угол захвата.Для определения кривой, по которой производится занижение толщинысварного шва, рассматривается сече"ние бочки рабочего валка плоскостьюА-А, перпендикулярной плоскости прокатываемых полос и оси прокатки (направлению прокатки) и проведеннойчерез образующую, соответствующуюуглу захвата а (см. фиг, 1). То есть,рассматривается входное сечение очага деформации вертикальной (перпендикулярной плоскости полосы и осипрокатки) плоскостью А-А, Если завыходное сечение очага деформациипринимать сечение 0-0 плоскостью,проходящей через оси вращения верхнего и нижнего валков, то входноесечение располагается от него нарасстоянии длины очага деформации ГдЕ,:/Рй -н,),где 1 - длина очага деформации;- радиус валка;Но и Н - толщина полосы перед ипосле прокаткиВходное сечение очага деформациисоответствует углу контакта (углузахвата) сК прокатываемой полосы сТаким образом, занижение толщиныметалла сварного шва производят покривой, эквидистантной линии контура рабочей поверхности бочки валка в сечения его вертикальной плоскостью А-А, расположенной на входе полосы в валки. Эта же форма кривой получает. ся в случае, если секущую плоскость В-В провести через ось вращения , валка ось вращения должна лежать в плоскости сечения) под углом к вертикальной оси, равном углу захвата, а линию контура рабочей поверхности бочки валка (образующую) спроектировать на плоскость А-А, перпендикулярную плоскости полосы и оси прокатки (вертикальную плоскость).После обрезки кромок производят сварку полос размером Зх 1500 мм на стыкосварочной машине, а затем со шва удаляют грат.Профиль валка с учетом шлифовочной и тепловой выпуклости выполняют в соответствии с уравнением 20 формула изобретения 1. Каб анов Н, С . и др . Техноло ги я(прототип),40 У(х) =С (2 х/1.) ,где С - величина выпуклости, мм;П - длина бочки валка, мм,25При таком проФиле валка профильуглубления шва описываетс я уравнениемд(х) -СРА) соз30Длину бочки валка принимают равной2500 мм, .выпуклость валка 0,3 мм,СОВА =0,94.После подстановки исходных данных,выражение для расчета профиля углубления можно представить в виде(Йх). = 0,3 (2 х/2500) 0,94,Максимальная глубина углубленияшва в данном случае составляет д= С СОВА =О,Ъф 004 = О,ДЬ мм,а толщина шва посередине полосы равна 3-2 х 0,28 = 2,44 мм. Предлагаемый способ обработки сварного шва позволяет уменьшить число обрывов сварного шва при прохождении через стан и, тем самым, повысить стабильность процесса прокатки и производительность стана, Уменьшение числа обрывов достигается эа счет обеспечения одновременного входа сварного шва в очаг деформации на всей ширине и уменьшения натяжения по краям полосы. Способ обработки сварного шва при получении подката для производства холоднокатаных листов, при котором концы горячекатаных полос сваривают встык и со сварного шва удаляют грат с занижением толщины металла сварного шва по сравнению с толщиной свариваемых полос, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что с целью повышения производительности путем стабилизации и увеличения скорости процесса прокатки, занижение толщины металла сварного шва производят по кривой эквидистантной линии контура рабочей поверхности бочки прокатною валка в вертикальной плоскости, проходящей через линию соприкосновения прокатного валка с полосой на ее входе в валки. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе747900 и Составитель С. Никулинактор С . Патрушева Техред Ж. Кастелевич К Зак Тираж б 08арственного комииэобретений иЖ, Раушска Патент, г. Ужгород, ул,ктнаяр 4 э 4331/7 ЦНИИПИ Госуд по делаПодписнотета СССРоткрытийя наб д. 4/5