Файл: Севбо П.И. Комплексная механизация и автоматизация сварочного производства.pdf

Над блоками клетей наружной сварки располагается балкон, на котором закреплена сварочная головка, установлена флюсовая аппаратура, катушки с электродной проволокой, аппаратный шкаф и сварочные трансформаторы.

Со станов наружной сварки трубы с помощью передвижного рольганга передаются на входные рольганги проходных сварочных

Рис. 108. Трубосварочный стан для производства прямошовных труб электро­ дуговой сваркой:

/ — флюсоаппарат с отсосом; 2 — сварочная головка; 3 — несущая металлоконструкция для сварочной и флюсовой аппаратуры; 4 — обжимная валковая клеть; 5 — направляю­ щий нож, пропущенный сквозь щель трубной заготовки и несущий на себе внутреннюю оправку; 6 — свариваемая труба; 7 — привод валковых клетей.

станов 11 (рис. 107), где производится приварка технологических планок к переднему и заднему концам трубы в месте шва.

Сварка внутренних швов трубы производится на станах 12, представляющих собой эстакаду, по которой перемещается тележка с длинной штангой, несущей на своем конце сварочную головку. Специальный механизм поворачивает трубу швом книзу, после чего тележка надвигает ее на штангу со скоростью, равной скорости сварки (1,J>—3,0 м/мин). Сварка производится двухдуговой мало­ габаритной сварочной головкой. Обе дуги горят в одной ванне. Первый электрод располагают вертикально, а второй — наклонно, под углом 60° к образующей трубы (углом вперед).

Сваренные трубы передвижным траверсным рольгангом пере­ даются на транспортный рольганг, который сбрасывает их на на­ клонную решетку. При перекатывании по решетке внутренняя по­ верхность трубы очищается от шлаковой корки. Затем трубы по­ ступают на инспекционные решетки для осмотра и ремонта, здесь лее

364

обрезают концевые технологические планки. Годные трубы посту­ пают на трубообрезные станки 13 для подрезки концов и далее на станок 14 для снятия валика шва.

Следующей операцией является калибровка труб и придание им правильной геометрической формы. Эта операция производится на прессах-расширителях (экспандерах) 15 методом раздачи трубы внутренним гидравлическим давлением до пластической деформа­ ции стенок трубы.

Экспандер 15 состоит из двух жестких штампов-калибров, охватывающих трубу по всей ее наружной поверхности. Оба полуцилиндрических штампа соединены между собой шарниром для воз^ можности их раскрытия при закладке трубы и специальными зам­ ками для жесткого соединения в закрытом, рабочем состоянии экспандера.

Процесс экспандирования состоит из следующих операций. Внутрь трубы по ее концам вводят специальные конусы — пробки, предназначенные для калибровки концов и уплотнения перед на­ полнением трубы водой. Гидравлическая раздача остальной части трубы производится водой под высоким давлением (70— 150 ати). При достижении величины давления, вызывающего в стенках трубы напряжения, равные пределу текучести, происходит пластическая деформация стенок, сопровождающаяся расширением трубы по диа­ метру до соприкосновения ее с внутренней поверхностью штамповкалибров, диаметр которых равен требуемому по ГОСТ. При этом труба получает остаточную деформацию растяжения до 1,0%.

Трубу выдерживают под давлением раздачи 30 сек, после чего давление снимают, раскрывают полуштампы и трубу подвергают нормальному гидравлическому испытанию при давлении 65— 85 ати.

После экспандирования трубы подают транспортными рольган­ гами к трубообрезным станкам, на которых снимают фаски с тор­ цов. Затем они поступают в покрасочную машину 16 и сушильную печь 17. После этого трубы маркируют и передают на склад готовой продукции.

Производительность линии при производстве труб диаметром 820 мм составляет около 800 тыс. тони труб в год.

Линия производства спиральношовных труб. За последние годы большое распространение получил способ производства труб боль­ шого диаметра (400—2000 мм) путем косого свертывания (под уг­ лом) рулонной ленты в цилиндрическую трубную заготовку с од­ новременным наложением двухстороннего спирально расположен­ ного, точнее, винтового шва. Этот способ формовки и сварки труб основан на рассмотренном выше принципе вальцесварочных машинкомбайнов.

365

Преимуществами такого метода изготовления труб по сравнению

срассмотренным выше являются:

1)совмещение операций формовки и сварки трубы во времени

и в пространстве и выполнение их в одном и том же комплексном, сборочно-сварочном агрегате (формовочные прессы не нужны);

2)возможность изготовления труб большого диаметра из сравни­ тельно узкой свернутой в рулон ленты, которая дешевле и менее дефицитна по сравнению с широколистовой сталью;

3)непрерывность производственного процесса изготовления тру­ бы из «бесконечной» ленты и вследствие этого высокий коэффициент использования технологического оборудования и высокий уровень механизации, приближающиеся к 100%;

4)возможность комплексной автоматизации поточной линии, так как сама идея трубосварочного стана и его конструкция обус­ ловливают жесткую кинематическую и технологическую связь опе­ раций формовки, сборки и сварки труб, и, следовательно, автомати­ ческую синхронность этих операций.

К недостаткам рассматриваемого метода следует отнести: боль­ шую, чем у прямошовных труб протяженность шва, в частности, при угле навивки 45°— в 1,4 раза; меньшие скорости сварки; воз­ можность образования горячих трещин и, как следствие, понижен­ ное качество сварных соединений. Последнее объясняется неко­ торой подвижностью кромок во время сварки и кристаллизации швов, вызываемой одновременностью процессов сварки и формовки. Однако этот недостаток может быть ликвидирован применением более совершенной конструкции сварочной клети и увеличением числа сварочных головок.

Сцелью устранения второго недостатка (малая скорость сварки)

внастоящее время для сварки спирального шва вместо электроду­ говой сварки под флюсом начинают применять токи высокой (ра­ диотехнической) частоты. Главными преимуществами такой замены

являются: значительно более высокие скорости сварки (до 15— 25 м/мин) и, следовательно, более высокая производительность линии; отсутствие необходимости в сварочных материалах (флюсе и электродной проволоке); улучшение условий труда благодаря отсутствию вредных газов и флюсовой пыли. Кроме того, такая замена позволит полностью автоматизировать не только все техно­ логические операции, но и операции управления, что не удается при электродуговой сварке. Таким образом, переход на радиочастот­ ную сварку позволит перевести рассматриваемую линию из VIII класса механизированных линий в высший— IX класс автомати­ ческих линий.

Однако на пути такой реконструкции встречаются серьезные трудности, связанные с резким повышением скоростей (в 10— 15 раз)

3 6 6

иосуществлением при этих высоких скоростях операций стыковки ленты, разрезки труб «летучей» машиной на ходу, удаления грата

ипр. При этом требуется сохранить высокое качество сварных со­ единений, не ниже того, которое характерно для швов, выполненных сваркой под флюсом. По всем этим причинам способ производства спирально-шовных труб с применением радиочастотной сварки хотя

ивесьма перспективен, но пока еще находится в стадии освоения.

Втехнологический процесс производства спирально-шовных труб автоматической дуговой сваркой под флюсом входят следую-

Рис. 109. Схема линии для производства спиральношовных труб.

ной петли для обеспечения непрерывности процесса, обрезка боко­ вых кромок, очистка кромок, снятие фасок на кромках ленты, формовка трубной заготовки, сварка наружного и внутреннего швов, разрезка бесконечной трубы на заданные длины с последую­ щей отделкой.

На рис. 109 представлена схема линии для производства спи­ рально-шовных труб диаметром до 1020 мм (без трубоотделки).

Рулоны листа со склада электромостовым краном подаются к приемному стеллажу разматывателя, оборудованного скребковым отгибателем наружного конца ленты. С приемного стеллажа при по­ мощи толкателя рулон перекатывается на разматывание, попадает на опорные ролики и центрируется по оси линии подготовки ленты. Передний конец ленты с помощью отгибателя подается в тянущие ролики 1, защемляется ими и далее подается в валки пятиролико­ вой правйльной машины 2, осуществляющей правку ленты, посту­ пающей из разматывателя.

Для обрезки концов ленты имеется установка газокислородной резки или гильотинные ножницы 3 с нижним резом. Обрезанные концы рулонов соединяются в непрерывную ленту на машине 4 односторонней электродуговой сваркой под флюсом на медной под­ кладке. Точная установка переднего конца ленты по оси подкладки

367

производится правильной машиной, а заднего— расположенными за стыкосварочной машиной тянущими роликами. Зажатие стыкуе­ мых кромок производится прижимными балками с приводом отдй'ух гидроцилиндров каждая. Необходимое поджатие медной подкладки к стыку обеспечивается специальным клиновым подъемным меха­ низмом с приводом от пневмоцилиндра.

Сварочная головка 4 установлена на самоходной тележке, пере­ мещающейся по направляющим вдоль свариваемого стыка. На этой же тележке размещены флюсоаппарат и катушка с электродной проволокой. Сварка производится без технологических планок по концам шва, так как кратер сварочной дуги выводится на самый край ленты, который в дальнейшем обрезают на дисковых нож­ ницах.

Расположенные за стыкосварочной машиной тянущие ролики устанавливают задние концы лент при их обрезке и стыковке, а так­ же служат для подачи ленты в петлеобразователь.

Петлеобразователь 5, выполненный в виде петлевой ямы глуби­ ной 16 м, предназначен для создания запаса ленты, необходимого для непрерывной работы стана во время остановки его головной части при обрезке и стыковой сварке рулонных лент. Максимальный запас ленты в петлеобразователе около 22 м. На входе и выходе петлеобразователя установлены холостые направляющие ролики, обеспечивающие равномерный, плавный изгиб ленты в пределах упругих деформаций при ее прохождении через петлевую яму. В пет­ левой яме установлены фотореле, контролирующие и регулирующие запас петли.

По выходе из петлеобразователя лента попадает в холостые (неприводные) дисковые ножницы 6, предназначенные для обрезки ее боковых кромок с целью придания ей точного размера по шири­ не. Обрезку кромок шириной 15—25 мм производят протягиванием полосы через дисковые ножницы подающей машиной 7, располо­ женной за ножницами. Обрезаемые кромки проводками коробча­ того.сечения направляются к кромкокрошителю, который разрезает их на отрезки длиной около 500 мм.

Четырехвалковая подающая машина 7 развивает тяговое усилие до 36 т. Это усилие необходимо для вытягивания ленты из петле­ образователя, протягивание ее через дисковые ножницы, а также для создания толкающего усилия, необходимого для формовки тру­ бы и ее перемещения по отводящему рольгангу формовочно-свароч­ ного стана. Привод валковой машины 7 осуществляется от электро­ двигателя постоянного тока мощностью 100 кет с плавным регули­

368