способ изготовления сварных холоднодеформированных труб

Формула изобретения

Способ изготовления сварных холоднодеформированных труб, преимущественно прецизионных, включающий формовку трубной заготовки, сварку ее кромок, волочения и правку труб, отличающийся тем, что при волочении осуществляют редуцирование трубы по стенке на величину 20.25% и по диаметру на величину 10. 16%

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при производстве холоднодеформированных сварных труб повышенной геометрической точности.

Известен способ производства холоднодеформированных сварных труб, включающий получение формовкой из ленты сварной заготовки, рекристаллизационный отжиг, холодную деформацию, термообработку и правку (Ю.М.Матвеев и др. Холоднодеформированные сварные трубы. Челябинск: Южно-Уральское книжное изд-во, 1971, с. 107-121).

Недостатком описанного технического решения является то, что в процессе термообработки и последующей правки ухудшается чистота поверхности и снижается в 1,5-2 раза геометрическая точность готовых труб.

Наиболее близким по технической сущности и достигнутому эффекту является способ непрерывного производства электросварных холоднодеформированных труб, при котором осуществляют формовку заготовки из стальной полосы, сварку кромок заготовки, зачистку внутреннего сварного шва и холодное волочение (заявка Японии N 60-37215, B 21 C 38/08, B 23 K 13/02, 1985). Внутрь трубы со стороны трубоформовочного стана вводят гратосниматель на держателе, с помощью которого в линии устанавливается оправка для волочения труб. Оправка и держатель выполнены полыми для подачи жидкости внутрь трубы с целью удаления стружки, образующейся при снятии грата. Недостатками способа являются сложность обеспечения высокой геометрической точности и чистоты поверхности труб из-за возможности попадания стружки в очаг деформации при волочении и трудоемкости процесса.

Техническая задача, решаемая изобретением, заключается в повышении геометрической точности и чистоты поверхности труб. Поставленная задача решается за счет того, что в способе изготовления сварных холоднодеформированных труб, преимущественно прецизионных, включающем формовку трубной заготовки, сварку от кромок, волочение и правку труб, согласно изобретению, при волочении осуществляют редуцирование трубы по стенке на 20-25% и по диаметру на 10-16%

В качестве заготовки выбрана сварная труба, так как она является более точной по геометрическим размерам и чистоте поверхности.

Сущность изобретения заключается в следующем. Короткооправочное волочение повышает геометрическую точность труб по диаметру и толщине стенки по сравнению с исходной заготовкой в 1,5-2 раза. (М.Ф.Столетний, Е.Д.Клемперт. Точность труб. М. Металлургия, 1975, с. 197-204). Чистота поверхности в этом случае оценивается параметрами шероховатости: R_a 0,25-0,5 мки, R_z 1,2-2,5 мки, т. е. обеспечивается высокий класс чистоты. Последующая правка труб в нагартованном состоянии практически не снижает класс шероховатости, а также геометрическую точность по стенке и диаметру.

Стабильность и качество правки во многом определяется отсутствием остаточных напряжений на поверхности исходных труб. Соответствующий выбор величины деформации при короткооправочном волочении обеспечивает данное условие, т.е. отсутствие остаточных напряжений на поверхности труб передней правкой.

Известно, что при короткооправочном волочении на поверхности труб, в частности наружной, с увеличением обжатия по стенке растягивающие тангенциальные напряжения переходят в сжимающие. (И.А.Сколов, В.И.Уральский. Остаточные напряжения и качество металлопродукции. М. Металлургия, 1981, с. 31-42). Данные и другие исследования показали, что существует критическое обжатие по стенке, и соответственно по диаметру, при котором упомянутые напряжения равны нулю. Величина критической деформации по стенке 20-25% соответственно по диаметру 10-16% Правка нагартованных труб в таком состоянии наиболее благоприятна. При этом обеспечивается высокое качество правки, снижается тенденция к разрушению металла в зоне шва.

Обжатие сварных труб по стенке на 20-25% а по диаметру на 10-16% выравнивает микроструктуру в зоне шва, стабилизирует размер зерен по сечению трубы, а следовательно и механические свойства. Повышение прочностных характеристик при деформации способствует сохранению геометрических размеров труб, а достаточно высокий ресурс пластичности стабилизации и высокому качеству правки труб.

Таким образом, при использовании короткооправочного волочения труб с обжатием на 20-25% а по диаметру 10-16% с последующей правкой обеспечивается высокая геометрическая точность и чистота поверхности труб.

Способ реализован следующим образом. В качестве заготовки для получения использовали сварную трубу размером 63,53,8 мм (ГОСТ 16704-78) из Ст. 20. Протягивали трубу по маршруту 63,5 3,8 473,0 мм.

Режимы деформации:

Относительное обжатие по стенке 21,05%

Относительное редуцирование по диаметру 12,35%

Общий коэффициент вытяжки 1,4

Относительное обжатие по сечению 28,57%

Механические свойства труб после волочения:

Эти свойства дают возможность осуществлять правку труб. После волочения труды подвергали правке на семивалковом правильном стане. Кривизны труб не превышала 0,8 мм на 1 м длины.

По тому же маршруту изготовили трубы по известной схеме аналогу и провели сравнительные исследования качества, результаты которых приведены в табл. 1.

Из сравнительного анализа следует, что предлагаемое техническое решение обеспечивают более высокую геометрическую точность по диаметру и стенке и чистоту поверхности холоднодеформированных сварных труб.

Использование данного способа изготовления сварных холоднодеформированных труб позволит получить трубы с высокой точностью размеров и чистотой поверхности, снизить уровень остаточных напряжений и стабилизировать процесс правки.