×
29.06.2019
219.017.9c74

Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СВАРНЫХ ЗАМКНУТЫХ ПРОФИЛЕЙ ПРЯМОУГОЛЬНОГО СЕЧЕНИЯ

Вид РИД

Изобретение

№ охранного документа
0002393036
Дата охранного документа
27.06.2010
Аннотация: Изобретение относится к прокатному производству, конкретнее к изготовлению гнутых профилей и, в частности, прямоугольных сварных замкнутых профилей. Способ включает профилирование прямоугольной заготовки с вытяжкой в шовообжимном переходе, высокочастотную сварку с заданным углом схождения кромок смыкающихся полок и заданным углом смыкания полок. В шовообжимной клети осуществляют вытяжку заготовки, равную 1,008-1,0095, с углом схождения кромок смыкающихся полок 2,0-2,5°, а смыкание полок производят под углом 174-176°. Изобретение позволяет повысить качество сварных замкнутых прямоугольных профилей, уменьшить количество и величину непроваров и увеличить производительность формовочного агрегата. 1 табл., 2 ил.

Изобретение относится к прокатному производству, конкретнее к изготовлению гнутых профилей и, в частности, прямоугольных сварных замкнутых профилей.

Известен способ производства сварных квадратных и прямоугольных профилей на непрерывном профилегибочном стане, включающий формование из полосы замкнутого квадратного или прямоугольного профиля в последовательно расположенных клетях и последующую сварку кромок с образованием одного продольного шва [А.П.Грудев и др. Технология прокатного производства. - М.: Металлургия, с.625-628,1994 г.].

Недостатком известного способа является возможность непроваров продольного шва ввиду низкого давления сжатия боковых кромок при сварке, особенно для тонкостенных профилей, так как давление прикладывается только в плоскости верхней полки, а боковые полки лишь удерживаются от прогиба. Кроме этого, данный способ не обеспечивает получение малых радиусов округления по углам профиля.

Известен способ производства из листа замкнутых профилей прямоугольного сечения с разъемом на плоской поверхности одной из полок, согласно которому в последнем переходе формовки смыкаемые полки изгибают по радиусу выпуклой поверхностью наружу, затем осуществляют сварку, а после сварки осуществляют доформовку профиля с разгибанием полок до размеров готового профиля [Патент РФ №2042449, МПК B21D 5/06, 27.08.1995 г.].

Недостатками данного способа являются возможность образования вогнутости при разгибании сформированной полки со сварным швом и различие в радиусах округления верхних и нижних мест изгиба прямоугольного профиля.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по своей технической сущности и достигаемым результатам является способ изготовления сварных замкнутых профилей с одним продольным швом, включающий профилирование путем многопереходной гибки полосовой заготовки, высокочастотную сварку с приложением в шовообжимном переходе по наружному контуру профиля распределенного давления к боковым стенкам и нормальных усилий к смыкающимся полкам [Авторское свидетельство СССР №1563804, МПК B21D 5/06,30.03.1990 г.] - прототип.

Недостатками известного способа являются повышенный износ валков в шовообжимной клети проходе, возможность образования непроваров в результате выплесков металла при высокочастотной сварке и неравномерности прогрева кромок из-за продольного перемещения точки схождения кромок, а также сложность поддержания распределенного давления при износе валков. Это приводит к необходимости наличия большого количества технологического инструмента, снижает производительность формовки из-за частых перевалок. Кроме того, существует опасность потери устойчивости смыкающихся полок при их обжатии в шовообжимной клети и образование дефектов сварного соединения.

Техническая задача, решаемая изобретением, состоит в повышении качества сварных замкнутых прямоугольных профилей за счет уменьшения количества и величины непроваров, увеличении производительности формовочного агрегата.

Для решения поставленной технической задачи, в известном способе изготовления сварных замкнутых профилей прямоугольного сечения с одним продольным швом, включающем профилирование путем многопереходной гибки полосовой заготовки, высокочастотную сварку с прикладыванием нормальных усилий к смыкающимся полкам, правку и разрезание профиля на мерные длины, согласно предложению, в шовообжимной клети осуществляют вытяжку заготовки равную 1,008-1,0095 с углом схождения кромок смыкающихся полок 2,0-2,5°, а смыкание полок производят под углом 174-176°.

Сущность изобретения состоит в следующем.

Для обеспечения хорошего качества сварного шва нагретые кромки после их схождения должны сжиматься достаточными сжимающими напряжениями, которые достигаются при осуществлении вытяжки в сварочной клети равной 1,008-1,0095. Такой диапазон вытяжек обеспечивает оптимальные сжимающие напряжения и не приводит к потере устойчивости и смещению кромок при сварке.

Участки свариваемых кромок до места их схождения нагреваются до оплавления, что существенно снижает уровень необходимых сжимающих напряжений. Угол схождения определяет зазор между кромками полосы в зоне сварки и, таким образом, определяет характер (интенсивность) возрастания доли тока на кромках (ток на наружной поверхности полосы) от полного по направлению к точке схождения. Это определяет интенсивность электродинамических сил, возникающих при нагреве токами высокой частоты, которые стремятся выбросить расплавленный металл с кромок полосы в точке выброса. Это ведет в итоге к образованию микронепроваров и ухудшению качества сварного шва. При сварке в шовообжимной клети с углом схождения кромок смыкающихся полок 2,0-2,5° сварной шов формируется равномерным по длине, без непроваров, строчечных дефектов и пилообразного грата, что позволяет улучшить качество шва и увеличить выход годного. Осуществление смыкания полок под углом 174-176° друг к другу обеспечивает подход кромок верхних полок к точке схождения без смещения в вертикальной плоскости, исключая этим ослабление сварного шва за счет уменьшения его сечения в виде дефекта «смещение кромок».

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена трубная заготовка в процессе сварки вид сверху; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1.

Вытяжка в шовообжимной клети необходима для того, чтобы обеспечить достаточные сжимающие напряжения в кромках при сварке профиля.

Экспериментально установлено, что при вытяжке менее 1,008 кромки заготовки недостаточно обжимаются, возможно образование непроваров, прочность шва недостаточна.

При вытяжке в шовообжимной клети более 1,0095 образуется повышенный грат, возможна потеря устойчивости кромок трубы и их смещение друг относительно друга, что приводит к дефекту «смещение кромок», ослаблению прочности шва и увеличению кривизны готового профиля.

Угол схождения кромок устанавливают в диапазоне 2-2,5°, что обеспечивает равномерный и эффективный прогрев кромок перед сваркой и формирование сварного шва без непроваров и других дефектов.

Экспериментально установлено, что при угле схождения кромок менее 2° возникает пилообразный грат, оплавление кромок до достижения ими точки схождения кромок, образование выплесков и непроваров, а также продольное колебание точки схождения кромок в процессе сварки.

При угле схождения кромок более 2,5° эффективность нагрева кромок снижается, что вызывает дополнительно уменьшение скорости сварки.

Смыкание полок в шовообжимной клети под углом 174-176° друг к другу способствует точному положению кромок верхних полок без смещения в вертикальной плоскости, не ухудшая при этом качества сварного соединения.

Экспериментально установлено, что при угле смыкания кромок менее 174° увеличивается угол развала кромок, нижние части кромок начинают контактировать раньше и окислы из зоны сварного соединения могут удаляться только наверх, что приводит к образованию непроваров и ослабляет шов, требует повышенного обжатия кромок и в итоге увеличивает грат, возникает пилообразный грат, оплавление кромок до достижения ими точки схождения кромок, образование выплесков и непроваров, а также продольное колебание точки схождения кромок процессе сварки. При угле смыкания кромок более 176° возможна потеря устойчивости смыкаемых кромок и смещение кромок друг относительно друга.

Примеры реализации способа

На промышленном профилегибочном стане из длинномерной полосовой заготовки 380×5 мм из низкоуглеродистой стали Ст.3 многопереходной гибкой в 14 клетях профилировали замкнутый профиль 100×100×5 мм. Из последней формовочной клети стана профиль поступал в шовообжимную клеть, где осуществляли высокочастотную сварку. Причем в шовообжимной клети осуществляли вытяжку заготовки, равную 1,009, а угол схождения кромок смыкающихся полок α устанавливали равным 2,2°. Смыкание полок производили под углом β=175°.

Готовый профиль подвергали калибровке и правке, после разрезали дисковыми пилами на мерные длины, разбраковывали и паковали в пачки.

Варианты реализации способа и показатели эффективности различных вариантов формовки труб приведены в таблице.

Параметры изготовления сварного замкнутого профиля 100×100×5 мм и показатели эффективности
№ п/п Вытяжка в шовообжимном переходе Угол схождения кромок, α град Угол между смыкающимися полками, β град Испытание на сплющивание Выход годного, %
1 1,006 1,9 170 не удовл. 77
2 1,008 2,0 174 удовл. 96
3 1,009 2,2 175 удовл. 98
4 1,0095 2,5 176 удовл. 99
5 1,01 3,0 178 удовл. 94
6 прототип 1,0035 1,5 180 удовл. 87

Из таблицы следует, что при использовании предложенного способа формовки (варианты 2-4) достигается повышение стойкости валков и выход годного при этом максимален.

При запредельных значениях заявленных параметров (варианты 1 и 5) и реализации способа-прототипа (вариант 6) наблюдается снижение выхода годного из-за появления отсортировки по технологической пробе на сплющивание и по качеству сварного шва по непроварам, а также снижение скорости сварки.

Технико-экономические преимущества предложенного способа состоят в том, что параметры сварки и формовки в шовообжимной клети позволяют повысить выход годного за счет повышения качества сварного соединения, устраняют непровары и другие дефекты. Этим обеспечивается повышение производительности агрегата в целом из-за уменьшения количества перевалок и сокращения времени настройки, а также уменьшения отбраковки.

В качестве базового объекта при определении технико-экономической эффективности предложенного способа был выбран способ-прототип. Использование предложенного способа обеспечит повышение рентабельности производства стальных сварных замкнутых профилей прямоугольного сечения на 15-20%.

Способ изготовления сварных замкнутых профилей прямоугольного сечения с одним продольным швом, включающий профилирование путем многопереходной гибки полосовой заготовки, высокочастотную сварку с прикладыванием нормальных усилий к смыкающимся полкам в шовообжимной клети, правку и разрезание профиля на мерные длины, отличающийся тем, что в шовообжимной клети осуществляют вытяжку заготовки, равную 1,008-1,0095, с углом схождения кромок смыкающихся полок 2,0-2,5°, а смыкание полок производят под углом 174-176°.
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 101-104 из 104.
10.07.2019
№219.017.adb5

Способ управления агломерационным процессом

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при подготовке сырья к доменной плавке, в частности для управления агломерационным процессом. Скорость движения спекательных тележек регулируют для обеспечения наибольшей величины относительного выхода агломерата не менее...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002377322
Дата охранного документа: 27.12.2009
10.07.2019
№219.017.aef7

Способ производства агломерата для доменной плавки

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к агломерации шихт, содержащих вторичное сырье, с получением железорудного офлюсованного агломерата для выплавки чугуна. Способ производства агломерата, спекаемого из шихты, состоящей из железосодержащих компонентов, флюса и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002418079
Дата охранного документа: 10.05.2011
10.07.2019
№219.017.b00c

Способ производства штрипса для магистральных труб из низкоуглеродистой стали

Изобретение предназначено для повышения качества штрипса при одновременном увеличении производительности реверсивного толстолистового стана. Способ включает нагрев непрерывнолитой заготовки, черновое обжатие этой заготовки по толщине, подстуживание полученной промежуточной заготовки на воздухе,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002401168
Дата охранного документа: 10.10.2010
10.07.2019
№219.017.b010

Способ производства штрипса для магистральных труб из низкоуглеродистой стали

Изобретение предназначено для повышения производительности реверсивного толстолистового стана при производстве штрипса для труб большого диаметра. Способ включает нагрев заготовки, черновую прокатку на реверсивном толстолистовом стане до получения заданной толщины и ширины промежуточной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002401706
Дата охранного документа: 20.10.2010
Показаны записи 21-23 из 23.
21.05.2023
№223.018.6837

Способ оценки длины волокна заготовки при плоском деформированном состоянии

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, а именно к способу оценки длины волокна при плоском деформированном состоянии. Способ оценки длины волокна заготовки при плоском деформированном состоянии заключается в том, что осуществляют деформацию заготовки в рамках исследуемого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002794566
Дата охранного документа: 21.04.2023
01.06.2023
№223.018.74a0

Способ получения длинномерных полуфабрикатов из сплавов tinihf с высокотемпературным эффектом памяти формы

Изобретение относится к металлургии, а именно к получению прутков из сплавов с памятью формы (СПФ) на основе никелида титана легированных гафнием, и может быть использовано для изготовления специальных изделий с повышенной температурой эксплуатации для различных отраслей промышленности,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002771342
Дата охранного документа: 29.04.2022
01.06.2023
№223.018.751e

Способ прогнозирования разрушения заготовок в процессе обработки металлов давлением

Изобретение относится к области обработки металлов давлением. Способ прогнозирования разрушения заготовок в процессах обработки металлов давлением основан на использовании компьютерного моделирования в вычислительной среде конечно-элементного анализа и экспериментальной оценки. Проводится...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002748138
Дата охранного документа: 19.05.2021
+ добавить свой РИД