Сварочная клеть трубосварочного стана

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 09) 51)4 В 21 С 37 СССРКРЫТ ИИ ТЕНИ следовательомьпдленности ксбаум,В.Я.ГольГ.Поклонов,н етельство СССРС 37/08, 1978,(54) СВАРОЧНАЯ СТАНА(57) Изобретени водству электротруб, а именнодования для изг,труб методомки. Цель - повышпрямошовных тру ТРУБОСВАРОЧНОГ У7 4 ь ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОПИСАНИЕ И ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬ(56) Авторское свидУ 810330, кл. В 21 относится к произварных прямошовных конструкциям оборутовления прямошовных ысокочастотной свар- ение качества сварны при использовании сварочных валков с горизонтальнымрасположением осей, Расположение иформа упругого элемента 11 обеспечивает автоматическое регулированиеположения оси 7 верхнего сварочноговалка. Упругий элемент 11 размещен междупосадочными поверхностями отверстийподушки 3 и посадочными поверхностями оси 7 верхнего сварочного валка.При этом центры О и Ою соответственно оси 7 и посадочного отверстия подушки 3 лежат на прямой 1111, наклоненной к продольной оси сварочнойклети 11 под углом о( =15-45 . РадиусК посадочного отверстия подушки ирадиус Г оси 7 связаны зависимость 0Б.=(1,05-1,3)Г, При увеличении периметра свариваемой трубы или толщиныстенки ось 7 верхнего сварочного валка перемещается по кривой второго порядка ТТ, стабилизируя параметрысварки. Упругие элементы 11 выполнены из полиуретана. 7 з.п.ф-лы, 7 ил.143 ЯЯ 74 Изобретение относится к производству электросварных труб, а именно к конструкциям оборудования для изготовления прямошовных труб методом высокочастотной сварки.5Цель изобретения - повышение качества сварных прямошовных труб при использовании сварочных валков с горизонтальным расположением осей, 1 ОВа Фиг,1 представлена сварочная клеть, общий вид; на Фиг.2-4 - разрез А-А на фиг.1 при различных вариантах исполнения верхнего сварочного валка, на Фиг.5-7 - разрез Б-Б на Фиг.2-4 (схемы фор." л расположение упругого элемента).Сварочная клеть трубосварочного стана состоит из станины 1 с выполненными в ней направляющими 2, В направляющих 2 размещены подушки 3 и 4 соответственно верхнего 5 и нижнего него сварочного валка 5,Верхний сварочный валок 5 может быть установлен на оси 7 с помощью подшипника 10 (фиг.2 и 4) или непосредственно на оси 7 (фиг.З). Подшипники 10 в последнем случае установлены в посадочньгх отверстиях подушки 3. Подушка 3 снабжена упругимУ3 элементом 11,Форма и место расположения которого зависят от варианта установки верхнего сварочного валка 5 на оси 7.При любом варианте исполнения верхнего сварочного валка 5 форма, размеры и место расположения упругого при действии возмущающих стабильностьпроцесса сварки Факторов. Меньшие ки труб среднего и большого диаметра55 из наиболее распространенного сортамента электросварных прямошовных трубф 10-150 мм, производимых на непрерывных трубосварочных станах с гори 6 сварочных валков. Сварочные валки5 и 6 установлены на.осях 7 и 8, Оси т закреплены в посадочных отверстиях подушек 3 и 4. Сварочная клеть снабжена механизмом 9 установки подушки 3 верхэлемента 11 обеспечивают оптимальную траекторию перемещения верхнего сварочного валка при нарушающих стабильность процесса высокочастотной сварки прямошовной трубы 12 воздействиях.При установке верхнего сварочного валка 5 на оси 7 через подшипник 10 (фиг.2 и 4) упругий элемент 11, выполненный из полиуретана, размещен в зазоре между рабочими поверхностями оси 7 и посадочных отвер тий подушки 3 (фиг.5 и 7).В, зависимости от условий (сложности) механической обработки и материала оси 7 и подушки 3 зазор между осью и подушкой может быть обеспечен или выполнением посадочного отверстия подушки 3 в виде округ:ности с радиусом,й, составляющим 1,051,3 значения радиуса г окружности сечения оси 7 (Фиг,2 и 5), или выполнением рабочей поверхности оси 7 или части ее периметра (фиг,4 и 7) в виде многоугольника. При этом радиус К, окружности, описанной вокруг многоугольчика или части его периметра, составляет 0,92-0,75 значения радиуса к окружности сечения оси 7.В случае установки верхнего сварочного валка 5 непосредственно на оси 7 (Фиг.З и 6) подшипники 10 ус" тановлены в посадочных отверстиях подушек 3. Упругий элемент 11 размещен в зазоре между рабочими поверхностями посадочных отверстий в подушке 3 и подшипников 10. В зависимости от условий, (сложности) механической обработки и материала подушки 3 зазор между подшипником и подушкой обеспечивается или выполнением в подупке посадочного отверстия в виде окружности радиусом В, составляющим (1,05-1,3) значения радиуса г подшипника 10, или выполнением посадочного отверстия или части,его периметра (Фиг.б) в виде многоугольника. При этом радиус К описанной вокруг многоугольника или части его периметра окружности составляет 1,05- 1,3 радиуса подшипника 10.При вариантах размещения, формы и размеров упругого элемента 11, представленных на фиг.2 и 3, точки центров О, и 0 оси сварочного валка и посадочных отверстий подушки (фиг.5 и 6) расположены на прямой 11 П, составляющей с продольной осью клети 11 угол о( =15-45 о Угол наклона о( выбирается в зависимости от сортамента труб и типа калибровки технологического инструмента и определяет направление перемещения верхнего сварочного валка значения М из принятого диапазонаготовки,55 3 14388 зонтальным расположением осей сварочных валков.Диапазон значений угла б( =15-45 выбран на основании экспериментов в соответствии с оптимальным соотношением вертикальной и горизонтальной составляющих усилия, вызывающего перемещение верхнего сварочного валка в процессе сварки.Диапазон оптимальных значений радиусов К или К, составляющий 1,05- 1,3 значения радиусов г или г соответственно, определен также на основании экспериментов. При значении К или В 4 менее 1,05 г или 1,05 г соответственна практически отсутствует перемещение верхнего сварочного валка при изменении периметра или толщины стенки заготовки, т.е. не обеспечивается автоматическое поддержание стабильности процесса высокочастотной сварки и, следовательно, оптимальное качество сварного шва труб,При значении радиусов К или К ок ружностей более 1,3 г или 1,3 г соответственно не обеспечивается достаточная жесткость клети и, следовательно требуемая величина свар .нного давления на кромках заготовки,что не позволяет получить качественное сварное соединение кромак заготовки,Аналогично установлен оптимальный диапазон радиуса окружности ЕЮ в зависимости от значений г для случая исполнения рабочей поверхности оси 7 или части ее периметра в виде многоугольника или части ега периметра (фиг.7) При значении радиуса Ко окружнос ги описанной вокруг мнагаугальУ40 ника или части его периметра, в виде которого выполнена рабочая поверхность оси 7, большем значения 0,92 радиуса г окружности посадочного отверстия подушки 3, практически отсутствует перемещение верхнего сварачпаго валка 5 при изменении условий процесса сварки. При значении радиуса К меньшем 075 г, не обеспечивается достаточная жесткость клети, Таким образом, при значениях Е, выходящих за пределы установленного диапазона (0,75-0,92)г, не обеспечивается качественная сварка кромак трубной заПозицией 13 обозначены формовочные клети трубосварочного стана, позицией 14 - кольцевой индуктар. 74 4Сварочная клеть работает следующим образам,Сфармованная в формовочных клетях13 заготовка с зазором между кромками, пройдя внутри кольцевого индуктора 14, поступает в сварочную клеть,В калибре, образованном сварочнымивалками 5 и 6 с горизонтальным расположением осей 7 и Я, кромки заготовки, нагретые кольцевым индуктарам14, сдавливаются и свариваютсяВыемка шириной Ь, выполненная па днуручья верхнего сварочного валка 5,не препятствует вытеснению грата нанаружную поверхность трубы 12. Перемещение подушки 3 при настройке сварочной клети на заданный размер трубы осуществляется механизмом 9 установки,При изменении периметра или толщина стенки заготовки пад свалку :":л;еняется положение тачки схождения крамак и, следовательно, изменяютсятемпература нагрева кромах, требуемоедавление сварки, величина металла,вытесненного в грет, и др.Возникающие при этом усилия в сварочной клети вызывают перемещениеверхнего сварочного валкао раектарии, представляющей собой кривую варога порядка (ТТ). Автоматическое,пад воздействием изменения параметров заготовки, перемещение верхнегосварочного валка 5 обеспечиваетсяразмещением упру ага элемента 11 изпалиуретана в зазоре между рабачимпповерхностями посадочных отверстийподушки 3 и оси 7 верхнего сварочного валка или установленных на немподшипников 10. Упругость палиуретана достаточна для того чтобы возвратить ась 7 в исходное палажечиепри установлении наминалъных размеров (периметра и талызины стенки) заготовки,Форма, размеры и расположение зазора, а следовательно, и упругогоэлемента 11 обуславливают перемещение оси 7 верхнего сварочного валка5 по кривой второго порядка (ТТ) подуглом Ы. =15-4; к продольной асиклети в направлении сварки трубы 12,П р и м е р. При производстветруб 572 мм из стали 20 в сварочной клети с горизонтальным расположением валков скорость сварки составляет О м/мин. Верхний сварочный валок установлен на подшипниках, раз5 1438мещенных на оси валка. Радиус окружности рабочей поверхности оси верхнего валка в месте расположения ее впосадочных отверстиях составляет25 мм. Радиус посадочных отверстий5в подушках составляет 27,5 мм, т.е.1,1 от значения радиуса оси валка.Ось сварочного валка расположена впосадочных отверстиях подушки так,что центры окружностей их (оси и отверстия) рабочих поверхностей находятся на прямой, составльнощей с продольной осью клети (осью сварки) угол; =25,15Зазор между расположенными такимобразом осью и посадочными отверстиями подушки заполнен упругим элементом из полиуретана. упругий элементзакреплен в посадочных отверстияхподушки с помощью клея,При сварке с жестко установленнымв подушке верхним валком увеличениепериметра заготовки под сварку навеличину до 3 мм приводит к переме ьщению точки схождения кромок в сторону, противоположную направлениюсварки трубы, на величину до 2,5 мм.Однако плавное изменение периметрасварочного калибра путем перемещенияверхнего сварочного валка по кривойвторого порядка практически стабилизирует положение точки схождения кромок, Тем самым стабилизируется температура нагрева кромок и величинаЗБсварочного давления на кромках, чтообеспечивает получение высокого коли,чества сварного шва труб при значительных колебаниях геометрических параметров заготовки.Таким образом, при изготовлениисварных прямошовных труб методом высокочастотной сварки в сварочной клети описанной конструкции значительноповышается их качество. 874 2, Клеть по п.1, о т л и ч а ю -щ а я с я тем, что посадочные отверстияподушек верхнего сварочноговалка выполнены в виде окружности,радиус которой составляет 1,05-1,3радиуса оси верхнего сварочного валка или установленных на ней подшипников,3. Клеть по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что посадочные отверстия подушек верхнего сварочноговалка выполнень в виде многоугольника, радиус вписанной в который окружности составляет 1,05- 1,3 радиусаоси верхнего сварочного валка илиустановленных на ней подшипников.4. Клеть но п.1, о т л и ч а ю -щ а я с я тем, что часть периметрапосадочных отверстий подушек верхнего сварочного валка выполнена в видечасти периметра многоугольника, радиус дуги окружности, вписанной вкоторнй, составляет 1,05- 1,3 радиусаоси верхнего сварочного валка илиустановленных на ней подшипников.5. Клеть по п.1, о т ли ч а ю -щ а я с я тем, что рабочая поверхность оси верхнего сварочного валкавыполнена в виде многоугольника, радиус описанной вокруг которого окружности составляет 0,92-0,75 радиусапосадочных отверстий подушек.6. Клеть по п, 1, о т л и ч а ю -щ а я с я тем, что часть периметрарабочей поверхности оси верхнегосварочного валка выполнена в виде части периметра многоугольника, радиусописанной вокруг которого окружностисоставляет 0,92-0,75 радиуса посадочных отверстий подушек,7. Клеть по и. 1, о т л и ч а ю -щ а я с я тем, что центры нормальныхсечений посадочных отверстий подушеки оси верхнего сварочного валка расположены на прямой, составляющей спродольной осью клети угол о =15-45.8. Клеть по пп.1-7, о т л и ч а "ю щ а я с я тем, что упругие элементы выполнены из полиуретана,Формула изобретения 1. Сварочная клеть трубосварочного стана содержащая станину с наБО правляющими, установленнве в направляющих с возможностью перемещения под рабочей нагрузкой в процессе свар" ки подушки с посадочными отверстиями, упругие элементы, размещенные в посадочных отверстиях подушек оси со сварочными валками, о т л и ч а ю - щ а я с я тем, что, с целью повышения качества сварных прямошовных труб 6при использовании сварочных ва;:ков с горизонтальным расположением осей, упругие элементы размещены между рабочими поверхностями посадочных отверстий подушек верхнего сварочного валка и рабочими поверхностями оси верхнего сварочного валка или подшипников, установленных на ней,