Файл: Биметаллические трубы..pdf

чивается за счет температуры и давления прессования. Поэтому зазор должен быть минимальным и практически устраняться при нагреве за счет положительной разности коэффициентов линейного расширения; при этом мо*жет создаваться натяг и происходить схва­ тывание контактных поверхностей металлов.

Величина зазора зависит от раздельного диаметра двухслойной заготовки, физических свойств свариваемых металлов и способа из­ готовления биметаллических труб (рис. 7). Для предохранения кон-

тактных поверхностей от окисления и загрязнения зона контакта слоев герметизируется.

Плотное соприкосновение поверхностей, осуществляемое раз­ личными способами, позволяет достигнуть одновременно две цели: получения исходного натяга и герметизации зоны контакта. Натяг играет положительную роль в ряде способов производства биметал­ лических труб горячей деформацией и особенно важен при изготов­ лении их термодиффузионной сваркой.

Сборка двухслойных заготовок с небольшим зазором между тру­ бами допускается иногда при производстве биметаллических труб способами горячей деформации.

Обязательна сборка труб с заданным зазором при изготовлении биметаллических труб в случае применения энергии взрыва. При этом обязательна герметизация зоны контакта двухслойных заготовок. Осуществляют ее отбортовкой одного или обоих концов внутренних труб, заваркой одного или обоих торцов по линии контакта труб плотным пластичным слоем, путем установки уплотнительных коль­ цевых шайб. Последние применяют при сборке заготовки под сварку взрывом.

Обязательна также заварка торцов двухслойной заготовки, если коэффициент линейного расширения металла внутренней трубы а в меньше коэффициента линейного расширения металла ан наружной

Контактные поверхности попарно собранных труб приводятся в соприкосновение в холодном состоянии волочением или раздачей, прокаткой на станах ХПТ, гидроили пневмодавлением, взрывом. Исключение представляет способ сочленения исходных труб для сварки — пайки. В этом случае плотного соприкосновения слоев

достигают в результате введения в нагретую наружную трубу холод­ ной внутренней трубы (с нанесенным на нее легкоплавким подслоем) и последующего совместного их нагрева.

Способ и степень деформации выбираются с учетом свойств ме­ таллов. При правильном выборе способа и направления приложения усилия между трубами возникает натяг, а следовательно, и началь­ ные контактные давления Р 0.

Чаще всего применяют раздачу, проталкивание и волочение, которые могут осуществляться на прессах и волочильных станах. Раздача используется при получении коротких и толстостенных двух­ слойных заготовок (рис. 8), проталкивание и волочение — чаще всего в случае двухслойных заготовок с относительно тонкостенной наруж-

52

йой трубой. При изготовлении двухслойных заготовок для тбрмОдиффузионной сварки применяют обычное волочение сочлененных труб или раздачу, либо сочетание обеих операций.

Рассмотрим создание начального натяга в двухслойных заготов­ ках.

При совместной холодной деформации сочлененных труб, после снятия приложенных к ним сил, за счет упругой деформации про­ исходит уменьшение (при раздаче), либо увеличение (при волочении и проталкивании) диаметра. Если упругая деформация металла ДR x (АROCH), на котором происходит деформирование, превышает упругую деформацию металла AR 2 (ARnj]), со стороны которого оно произво­ дится, то между трубами возникает натяг Д/?(Л) (рис. 9)

AR = АR x — A R 2.

В противном случае между трубами образуется зазор. Для дости­ жения благоприятного сочетания свойств сочленяемых металлов иногда применяют предварительную деформацию одного из них.

R о и R x — соответственно наружный радиус наружной и внутрен­ ний радиус внутренней трубы двухслойной заготовки,

53

Контактные давления, возникшие при холодном сочленении, в зна­ чительной мере способствуют протеканию диффузионных процессов при термодиффузионной обработке.

Определим начальные контактные давления, используя способ решения, данный в работе [25].

Как видно из рис. 9, после сочленения двух труб с натягом на­ ружный радиус внутренней трубы Яр.н равен внутреннему радиусу

а сумма абсолютных перемещений слоев ив и ия на границе контакта,

54