Сварка труб

В трубной промышленности получил широкое применение новый способ производства электро-сварных труб- сваркой токами высокой частоты (радиотехнической-70-450 кГц).

Этот способ успешно применяют для сварки труб диаметром от 10-12 до 529 мм и более со стенкой толщиной от 0.3 до 10 мм.

Основные преимущества этого способа сварки труб:

- возможность значительного увеличения скорости сварки труб (до 120 м/мин и более) из углеродистых, легированных и высоколегированных сталей, в том числе нержавеющих, цветных и редких металлов и сплавов;

- возможность получения труб с качественным швом из горячекатаной нетравленой ленты;

- значительное уменьшение удельного расхода электроэнергии на тонну готовых труб.

Одним из важных преимуществ этого процесса является также возможность применения одного и того ж е сварочного оборудования для сварки различных металлов. При этом изменяется лишь потребляемая мощность и скорость сварки.

Применяют два способа подвода тока высокой частоты от источника его получения к кромкам трубной заготовки – контактный и индукционный.

В результате воздействия переменого магнитного поля, возникающего вокруг проводника (трубы), в ней возбуждаются вихревые токи.

В обоих случаях интенсивность нагрева кромкок зависит от частоты тока. По мере повышения частоты возрастает возможность концентрации лектромагнитной энергии в малом объеме.

При индукционном способе передачи энергии, свариваемую заготовку помещают в цилиндрический индуктор. При этом ток, индуктируемый в заготовке, проходя по ее периметру, достигает максимальной концентрации на свариваемых кромках и замыкается в точке их схождения. Для усиления эффекта внутрь трубы вводят магнитный сердечник, набираемый обычно из ферритных колец.

Трубосварочная машина для высокочастотной сварки труб включает сварочную головку и шовосжимающий узел. Сварочная головка состоит из высокочастотного трансформатора и батарей конденсаторов. К концам вторичной обмотки конденсатора крепят скользящие контакты или охватывающий витковый индуктор, с помощью которых ток высокой частоты подводят к кромкам свариваемой трубной заготовки.

В качестве источников питания машин для высокочастотной сварки труб с толщиной стенки до 10 мм применяют ламповые генераторы электрического тока различной мощности, преобразующие ток промышленной частоты 50 Гц в ток частотой 400-500кГц.

Ламповый генератор имеет три основные части: повышающий трехфазный трансформатор для преобразования тока с напряжением 380 в в ток напряжением 10 кв; выпрямитель, состоящий из диодов и тиристоров для преобразования трехфазного переменного тока напряжением 10 кв в постоянный ток напряжением 5-10кв; колебательный контур для преобразования постоянного тока с регулируемым напряжением 5-10 кв в переменный ток высокой частоты, который подается на первичную обмотку трансформатора сварочной головки.

В трансформаторе сварочной головки ток высокого напряжения преобразуется в ток напряжением 10-15 в. При этом сила сварочного тока достигает 5 кА. Все оборудование лампового генератора размещают в шкафах, на передние панели которых вынесены необходимые приборы и ключи управления. Ламповый генератор устанавливают в непосредственной близости от трубосварочной машины для уменьшения потерь электрической мощности в подводящих кабелях.

Ферритовый сердечник, служащий для повышения концентрации электрического тока на нагреваемых поверхностях кромок, крепят к концу специальной штанги, установленной внутри трубной заготовки. Второй конец штанги крепят к станине шовнаправляющей клети. Для перемещения ферритного сердечника при настройке в зоне сварки служит винтовое регулировочное устройство. Индуктор и ферритовый сердечник охлаждают проточной водой. Их размеры рассчитывают для каждого типоразмера труб, и поэтому они являются сменными деталями.

В трубоэлектросварочных машинах применяют шовсжимающие узлы различных конструкций. В большинстве слачаев на действующих трубоэлектросварочных агрегатах используют в зависимости от диаметра свариваемых труб и условий сварки неприводные двух- трех- и четырехвалковые шовсжимающие клети. Двухвалковые шовсжимающие клети с вертикальными валками, применяемые наиболее часто, подобны эджерным клетям трубоформовочных станов. Однако они отличаются большей точностью регулировок и повышенной жесткостью всех узлов. Регулировку сварочных валков по высоте и поперек оси сварки производят вместе и раздельно с помощью ходовых винтов и втулок, что позволяет обеспечить точную установку свариваемых кромок в зоне сварки.

На ООО СК “СЗТЗ” процесс сварки состоит в следующем. Сформованную трубную заготовку подают в сварочный узел. В сварочном узле разогрев кромок осуществляют током высокой частоты, подаваемым к кромкам от высокочастотных установок с помощью винтового индуктора. Для увеличения полного сопротивления в трубной заготовке и, следовательно, уменьшения электрических потерь внутрь заготовки вводят ферритовый сердечник. Нагретые кромки сжимают в сварочных валках, и происходит процесс сварки.

На ООО СК “СЗТЗ” применяют следующее сварочное оборудование:

Машина трубосварочная с разночастотной установкой для сварки труб диаметром 88.5-108 мм.

Разночастотная установка ВЧС-3-250 состоит из сварочной головки, ферритодержателя, индуктора, двух гратоснимателей (для снятия наружного грата– существующий вариант и внутреннего грата- предлагаемый вариант) и коллектора.