Спосіб виготування зварних холоднодеформованих труб

Изобретение относится к трубному производству и может быть использовано при изготовлении в линии трубосварочного стана, или на отдельно стоящем оборудовании сварных прямошовных труб повышенного качества. Известен способ изготовления сварных холоднодеформированных труб, включающий получение сварной трубы, поперечную раскатку ее на оправке в косовалковом стане с увеличением диаметра на 5 - 10% и уменьшением толщины стенка на 15 - 30% и холодную прокатку или волочение (А.с. СССР №499907, кл. B21B23/00, 19/00, 1976). Данный способ позволяет получить сварные холоднодеформированные трубы на отдельно стоящем оборудовании. В способе отсутствует непрерывность процесса. Использовать его в линии трубосварочного стана не представляется возможным. Кроме того, не рационально используются производственные площади. Известен способ изготовления сварных холоднодеформированных труб, включающий получение прямошовной трубы, принудительное перемещение ее в осевом направлении, деформацию трубы в очаге, образованном ручьевыми валками и закрепленной оправкой, и порезку ее на мерные длины, при этом используют подвижные ручьевые валки, составляющие круглый с выпусками переменного сечения калибр, и закрепленную оправку, длина которой не меньше длины перемещения ручьевых валков (А.с. СССР №631223, кл. B21B17/04, 21/00, 1978). При использовании указанного способа деформацию сварного шва осуществляют одновременно с редуцированием трубы по диаметру, что препятствует свободному течению металла сварного шва в окружном направлении и вызывает рост удельного давления по контактной поверхности при взаимодействии трубы с инструментом. В основу изобретения поставлена задача усовершенствования способа изготовления сварных холоднодеформированных труб, в котором режимные условия деформации обеспечивают в очаге однородность деформации металла, снижение удельного давления и улучшение условий смазки по контактной поверхности при взаимодействии трубы с инструментом, что позволит улучшить качество изготавливаемых труб и повысить стойкость инструмента. Поставленная задача достигается тем, что в способе изготовления сварных холоднодеформированных труб, включающем получение сварной прямошовной трубы, принудительное перемещение ее в осевом направлении, деформацию трубы в очаге, образованном ручьевыми валками и закрепленной оправкой, согласно изобретению, очаг деформации образуют стационарными ручьевыми валками, составляющими круглый без выпусков калибр постоянного сечения, и короткой конической оправкой с цилиндрическим участком, параметры которого определяют из выражений где Dк - диаметр круглого калибра; Dнт - номинальный размер наружного диаметра трубы; DD1 - положительный допуск на наружный диаметр трубы; a - раздача трубы, величину которой принимают не менее приращения диаметра трубы от обжатия сварного шва; dц - диаметр цилиндрического участка оправки; t - номинальная толщина стенки трубы; Dt1 - минусовый допуск на толщину стенки трубы; при этом начало цилиндрического участка оправки совмещают с осевой плоскостью ручьевых валков. Отличие предложенного способа от прототипа заключается в том, что очаг де формации образуют стационарными ручьевыми валками, составляющими круглый без выпусков калибр постоянного сечения, и короткой конической оправкой с цилиндрическим участком, параметры которого определяют из приведенных выше выражений, при этом начало цилиндрического участка оправки совмещают с осевой плоскостью ручьевых валков. Техническим результатом от использования предложенного способа является то, что он обеспечивает в очаге однородную деформацию металла, снижение удельного давления и улучшение условий смазки по контактной поверхности при взаимодействии трубы с инструментом, что позволит улучшить качество изготавливаемых труб и повысить стойкость инструмента. Это стало возможным в результате того, что деформацию сварного шва осуществляют одновременно с раздачей трубы в калибре большего диаметра, чем ее диаметр, конической оправкой. Благодаря этому металл сварного шва свободно течет в окружном направлении под действием окружных растягивающих и радиальных сжимающих напряжений и при меньших значениях удельного давления по контактной поверхности, чем в случае деформации сварного шва без раздачи трубы. При деформации стенки трубы конической оправкой в круглом без выпусков калибре создается очаг с однородной деформацией, поскольку сварной шов имеет ту же толщину, что и труба. Металл свободно течет по всему периметру в осевом направлении. При этом пластическая деформация наступает при более низком удельном давлении, чем в очаге с неоднородной деформацией. Значения диаметра калибра Dк и оправки dц определяют граничные условия очага деформации. При диаметре калибра равном или больше величины Dк сварной шов обжимается одновременно с раздачей трубы. При диаметре калибра меньше Dк возникают условия, при которых раздача трубы может прекратиться раньше, чем обжатие сварного шва и тогда окончание обжатия сварного шва должно осуществляться без раздачи трубы, что вызовет неоднородность деформации и приведет к росту удельного давления. При диметре цилиндрического участка оправки равным величине dц труба после обжатия сварного шва подвергается калибровке по толщине стенки. При диаметре оправки больше величины Dц деформация трубы осуществляется с утонением стенки. При диаметре оправки меньше величины dц возникают условия, при которых не достигается полного обжатия сварного шва, На фиг.1 представлен в разрезе очаг деформации предлагаемого способа; на фиг.2 сечение А - А на фиг.1; на фиг.3 - сечение Б - Б на фиг.1. На чертеже обозначены: 1, 2 - р учьевые приводные или неприводные валки; 3 - стержень; 4 - короткая коническая оправка; 5 - цилиндрический участок оправки 4; 6 - опорная втулка; 7 - продольный паз на опорной втулке; 8 - продольный паз на оправке 4; 9 - сварная труба; 10 - сварной шов. Предлагаемый способ осуществляется следующим образом. Исходя из размеров изготавливаемых труб используют ручьевые приводные или неприводные валки 1, 2 образующие круглый без выпусков калибр постоянного сечения диаметром равным Dк и закрепленную на стержне 3 короткую коническую оправку 4 с цилиндрическим участком 5 диаметром равным dц , снабженную опорной втулкой 6 с продольным пазом 7. На боковой поверхности оправка 4 имеет изменяющийся по глубине продольный паз 8. Оправку 4 устанавливают в круглом калибре так, чтобы начало цилиндрического участка 5 находилось в осевой плоскости ручьевых валков 1, 2. После настройки полученную сварную тр убу 9 задают сварным швом 10 через продольный паз 7 втулки б на закрепленную на стержне 3 коническую оправку 4 и принудительно перемещают ее в осевом направлении (фиг.1). При движении труба 9 вступает во взаимодействие с оправкой 4, подвергается раздаче по диаметру. В металле трубы возникают окружные растягивающие напряжения. Одновременно с раздачей трубы 9 сварной шов 10 вступает во взаимодействие с продольным пазом 8 (фиг.1 и 2) и ручьевом валком 1 деформируется до толщины стенки трубы 9 (фиг.3). Пластическая деформация сварного шва осуществляется под действием окружных растягивающих и радиальных сжимающих напряжений с течением металла в окружном направлении. По окончании обжатия сварного шва 10, когда глубина продольного паза 8 на конической оправке 4 принимает нулевое значение, труба 9 вступает во взаимодействие и с ручьевым валком 2 и подвергается деформации по толщине стенки одновременно по всему периметру до заданной величины. При этом обжатие стенки осуществляется изнутри трубы комической оправкой в круглом без выпусков калибре, образованном ручьевыми валками 1, 2. Например, сварные прямоииовные трубы размером 59 ± 0,6 ´ 3 ± 0,25мм с внутренним усилением сварного шва 0,4мм принудительно перемещали через очаг деформации, образованный стационарными ручьевыми валками, составляющими круглый без выпусков калибр постоянного сечения диаметром 60мм, и закрепленной конической оправкой с цилиндрическим участком диаметром 55мм. Параметры очага деформации соответствуют параметрам, определяемым выражениями: диаметр круглого калибра диаметр цилиндрического участка оправки После деформации получили сварные холоднодеформированные трубы размером 60 ´ 2,5мм. Трубы имеют одинаковую толщину стенки по всему периметру, повышенную точность и улучшенную поверхность вн утреннего канала. Таким образом предлагаемый способ за счет повышения однородности деформации металла, улучшения условий трения и снижения контактного давления позволяет улучшить качество труб и повысить стойкость технического инструмента.