предварительный подогрев 1 свариваемой заготовки до температур ниже АС1.

В зависимости от марки стали, геометрии свариваемых изделий и скорости сварки расчетным путем может быть определена оптимальная температура подогрева стали [31, 421. Например, при сварке прямошовных труб малого диаметра из наиболее распространенных марок средне-углеродистых сталей температура предварительного подогрева должна быть 420—680° С [31 ]. Этот диапазон подтверждается экспериментальными данными. На рис. 24 приведены микроструктуры исходной заготовки и сварного соединения, полученного при сварке прямошовной трубы диаметром 89 мм с толщиной стегки 3 мм на частоте 440 кГц с предварительным подогревом до Г = = 630° С. При этом не только получена равновесная феррито-перлитная смесь в сварном соединении, но и достигнуто выравнивание твердости по его ширине до уровня твердости исходной заготовки.

С учетом особенностей протекания токов высокой частоты, а также механизма процесса сварки разработаны способы передачи энергии к свариваемым кромкам. Они в значительной степени определяют работоспособность и надежность высокочастотного оборудования и расход электроэнергии, затрачиваемой для осуществления процесса сварки.

б. Способы передачи энергии к свариваемым кромкам

Известны два способа передачи энергии к свариваемым кромкам: контактный и индукционный. Каждый способ имеет ряд особенностей, которые необходимо учитывать при проектировании и эксплуатации сварочных устройств.

Контактный способ. При этом способе (рис. 25, а) на расстоянии 30—200 мм от места схождения свариваемых кромок

вами ВНИИТКЧЯЖиСа " УстР°йства ^сварки труб разработаны коллекти-стаТь» ВНИИметмаша, УралНИТИ и ленинградского завода «Трубо-

Таблица 16. Скорость охлаждения стали в интервале 500—700° С при различных вариантах нагрева

па них накладываются контакты, которые при движении трубной заготовки скользят по ее поверхности. Контакты могут касаться кромок сверху или снизу. В случаях, когда требования к равномерности нагрева кромок по высоте особенно высоки, контакты могут накладываться непосредственно на свариваемые поверхности в зазоре между кромками. Наиболее простой и надежной получается конструкция сварочного устройства, если контакты накладываются на кромки сверху. Этот вариант и получил наибольшее распространение.

Контакты могут быть установлены на разных расстояниях от места схождения кромок. Это важно при сварке изделий из несимметричных элементов. К контактам подводится ток высокой

Рис 25 Принципиальная схема высокочастотной сварки труб с контактным (а) ' ' * и индукционным (б) способами подвода тока

частоты. Вследствие поверхностного эффекта ток течет в тонком слое по поверхности заготовки. Линии тока при контактном подводе к кромкам трубной заготовки показаны на рис. 25, с. Вследствие эффекта близости наибольшая часть тока течет вдоль кромок и замыкается в месте их схождения. Кроме того, часть тока течет вдоль кромок в сторону, противоположную от места их схождения, и замыкается по периметру внутри трубной заготовки. Этот ток можно уменьшить, если внутри трубной заготовки расположить магнитопровод из материала с большой магнитной проницаемостью [2, 6, 7, 11]. Кроме внутреннего магнитопровода, целесообразно устанавливать наружный магнитопровод вблизи свариваемых кромок. Длина внутреннего и наружного магнитопроводов определяется расстоянием от контактов до места схождения кромок и должна быть примерно в три — шесть раз больше этого расстояния.

К недостаткам этого способа следует отнести наличие контактов. Контактные наконечники, участвующие в передаче тока к кромкам, работают в весьма напряженных условиях. Средняя плотность тока на контактных наконечниках равна 20—70 А/мма. Однако учитывая, что наконечники могут касаться кромок трубной заготовки в одной точке, которая под действием усилия