|
Основными технологическими
операциями при производстве труб электросваркой являются: формовка трубной
заготовки, сварка и редуцирование (калибровка) сваренной трубы. Эти
технологические операции связаны в один цикл и осуществляются непрерывно.
Формовку листа (штрипса) осуществляют на непрерывных
формовочных станах, имеющих клети с горизонтальными и вертикальными валками.
На этих станах кромки сформованной в трубу заготовки нагреваются и
свариваются. Далее производят редуцирование и калибровку трубы.
Станы для электросварки труб выполняют одни и те же
технологические операции и различаются только по способу нагрева кромок. Так,
на этих станах производят сварку: радиочастотную (ток радиотехнической
частоты подводится как контактно, так и индуктивно); сопротивлением
переменным током (контактный подвод тока с частотой 150—450 гц)\ индукционную
(токами высокой частоты); сопротивлением постоянным током и дуговым нагревом
кромок неплавящимся электродом.
1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ФОРМОВКИ
Формовка заготовки в трубу это процесс пластического
изгиба криволинейного бруса при больших деформациях. Формоизменение полосы
при*гибке в штампе показано на 143. Показанная на рисунке постепенность
изгиба полосы сохраняется и при непрерывной формовке. Однако в отличие от
гибки в штампах процесс непрерывной формовки характерен влиянием на
напряженно деформированное состояние внешних «жестких» частей полосы.
При рассмотрении напряженно деформированного состояния при
гибе принимают следующие допущения:
1) поперечные сечения листа остаются плоскими и
перпендикулярными продольной оси после деформации;
2) толщина листа при пластическом изгибе не
изменяется;
3) наружная и внутренняя поверхности листа свободны
от воздействия внешних сил (это допущение справедливо для внекон- тактной
деформации).
Напряженное состояние при непрерывном гибе показано на
129,а. При формовке на непрерывном стане между клетями создается натяжение.
Поэтому на всей ширине полосы имеется продольное растягивающее напряжение сг/
с максимумом по кромкам полосы (см. 129). Для внеконтактной деформации
характерна плоская схема напряженного состояния.
Плоская схема напряженного состояния сменяется объемной (
144). Если выделить из поперечного сечения полосы элемент АВКЕ, то по высоте
он делится нейтральным слоем с радиусом гн> в на две зоны. Напряженное
состояние мета лла в этих зонах различно. Для тех отношений ширины полосы к
толщине, которые характерны для производства сварных труб, нейтральный слой
располагается на середине толщины. Это подтверждается измерением остаточных
тангенциальных напряжений ( 145).
Изменение знака напряжения ох соответствует середине
стенки трубы.
Определение усилия гиба полосы. Наиболее соответствующим
задачам конструкторских и технологических расчетов является метод
аналитического расчета усилий и моментов, возникающих при непрерывном гибе
полосы, предложенный Ю. М. Матвеевым. На 146 показаны стадии гиба полосы в
первом формующем калибре.
Полученное выражение свидетельствует, что величина
изгибающего момента при пластическом изгибе может быть определена независимо
от эпюры тангенциальных напряжений непосредственно по аналитической
зависимости интенсивности напряжений от интенсивности деформации для
заданного материала. В случае одноосного растяжения значения интенсивности
напряжений и деформаций совпадают со значениями истинных напряжений и
деформаций. Для этой зависимости может быть использована степенная или
линейная функция.
Одним из широко распространенных эмпирических методов
расчета длины очага деформации является метод, разработанный Г. Меккельтом.
Г. Меккельт считает, что усилие, требуемое для гиба полосы, приложено в точке
встречи полосы с валками, определяемой углом у, и создает на участке полосы
протяженностью / изгибающий момент. Эта протяженность фактическая. Длина
очага деформации определяется из геометрических соотношений, если считать,
что очаг деформации распространяется по полосе до той точки, соединив которую
с центрами валков, можно получить угол, равный 0,5 у.
|