Для приближенных вычислений, если \]э 30° и sin (\)5/2) í ф/2, можно
принять
2/г = Йр slnacp/(2r). (94)
Разница в значениях 2/г, полученных по формулам (92) и (94), не превышает 6%.
Текущий угол между кромкой ленты и касательной к кромке трубы
У = 4/г//кр. (95)
При однорадиусной формовке труб различного диаметра из ленты шириной Ъ и при
постоянном /кР максимальная величина зазора между кромками под контактами будет
достигнута при ср^54°44'. При увеличении угла формовки свыше 54°44' зазор
уменьшается за счет увеличения радиуса трубы, а при уменьшении угла формовки он
снижается из-за резкого уменьшения кривизны эллипса.
Результаты анализа расчета по формуле (94) показали, что при формовке труб из
ленты одной ширины и постоянном расстоянии от контактов до точки схождения
кромок можно получить наиболее равномерные условия нагрева кромок при углах
формовки от 30 до 75°. В диапазоне углов формовки от 40 до 65° геометрия кромок
на участке нагрева будет практически постоянной, именно этот диапазон можно
рекомендовать для высокочастотной сварки спиральношовных труб.
При перестройке стана с одного диаметра труб на другой и сохранении Ь\Ь =
const и tp = const, если зазор 2/г не должен меняться более, чем в 1,5—1,7 раза,
Dmax/Dmin 1,7. Ширину полосы рекомендуется выбирать из отношения b/D = 2
ч-2,2.
При двухрадиусной формовке т спиральношовных труб (рис. 106, б) лента
поступает в формовочное устройство в горизонтальной плоскости до точки Д', а
далее до точки Б' движется по радиусу fi, плавно сопрягаемому с радиусом трубы
г. Для инженерных расчетов при ф2 <s 30° зазор 2/г и текущий угол у по
аналогии с формулами (94) и (95) получим:
2/г = [(/кр sin2 ф)/(2г)] (fe0 — l)/fe0: (96)
У = 4/г//кР, (97)
где fe0 = rjr — коэффициент.
Из анализа выражений (94)—(97) видно, что при двухрадиусной формовке можно
уменьшить зазоры, а следовательно, и углы между кромками по сравнению с
однорадиусной формовкой в (fe0 — l)/fe0 раз. Таким образом, применение
двухрадиусной формовки можно рекомендовать при производстве труб малого диаметра
(до 150 мм) и отношении bID =sS 1,5, т. е. когда изменение величин 2/г и у
происходит наиболее интенсивно.
Рассмотрим пример выбора основных параметров стана для высокочастотной сварки
тонкостенных спиральношовных труб диаметром от 150 до 350 мм. Так как диаметр
труб достаточно большой, примем однорадиусную формовку. При сварке труб
диаметром 200—500 мм, используя ленту шириной 400 и 500 мм, можно, как показали
расчеты (рис. 107), обеспечить оптимальные условия нагрева, если 2h = 12-=-15 и
2h = 9ч-11 мм соответственно. При формовке труб диаметром менее 200 мм зазор
между кромками будет резко уменьшаться. При ширине ленты 300 мм обеспечиваются
достаточно хорошие условия нагрева при сварке труб диаметром 150—350 мм, так как
2h = 13ч-19 мм, но производительность стана ниже в 1,66 раза, чем при ленте с Ь
= 500 мм. При постоянном угле формовки обеспечиваются менее стабильные условия
нагрева, так как 2/г — = 10ч-20 мм. Кроме того, усложняется конструкция стана и
затрудняется обеспечение стана металлом из-за большой номенклатуры ленты.
•—О-О-О-и-и-и---- —
150 165 160 200 220 250 275 300 325 350Д мм
Рис. 107. Зависимость зазора 2/гПИх от диаметра свариваемой трубы £>,
ширины ленты Ь и расстояния от контактов до места сварки /кр (все размеры в
миллиметрах):
1 — Ь = 500. гкр = 70; 2 — Ъ = 400, 1кр = 70; 3 — Ь = 300, 1кр = 70; 4 — Ь =
2£>, /кр = 70; 5 — Ь = 2£>, /кр = 60; 6 — Ь ;=120, гкр = 50; 7 — \Ь =
20,^7кр = 30; 8 — Ь = = 500, 1кр*,= 60
На основании анализа расчетов можно рекомендовать для труб диаметром 150—250
мм ленту шириной 300 мм, а для труб диаметром 250—350 мм — шириной 500 мм. При
этом повышается производительность, упрощается конструкция стана, снижаются его
масса и время на перестройку, связанную с переходом с одного диаметра труб на
другой, и обеспечиваются оптимальные условия для получения качественного
сварного соединения.
Особенности токоподвода. При сварке спиральношовных труб кромки трубы и
полосы находятся в неодинаковых магнитных полях и поэтому греются неодинаково:
кромка полосы перегревается. Для выравнивания температуры нагрева кромок были
опробованы два способа. При первом способе контакт, передающий сварочный ток к
кромке трубы, устанавливается на 20—30 мм дальше от оси шовообжимных валков, чем
контакт, скользящий по кромке полосы. При этом увеличивается время нагрева
кромки трубы и, несмотря на то, что интенсивность ее нагрева остается прежней,
разница температур нагрева кромок трубы и полосы уменьшается. По второму, как
оказалось более универсальному, способу контакт, передающий ток к кромке трубы,
устанавливается как можно ближе к краю кромки трубы с зазором 2—4 мм между
Карта
|
|
