Спосіб виготовлення труб
Винахід відноситься до металургії і може бути використане для виготовлення різних труб перерізів з листових заготовок. У способі виготовлення труб по широких гранях листів перед формуванням з них труб і зварюванням наносять поглиблення, наприклад прокаткою. Поглиблення можуть становити 0,5 товщини листа і можуть бути виконані додаткові поглиблення і виступи. Винахід забезпечує підвищення міцності та зменшення вартості обладнання для виробництва листів. 6 з.п. ф-ли, 16 іл.
Винахід відноситься до металургії і може бути використане для виготовлення різних труб перерізів.
Відомий спосіб виготовлення труб з їх формуванням з листа і наступним зварюванням, див. наприклад, патент Японії N 61-180613 /М-550/, B 21 C 37/12. Недоліком способу є складність технологічного процесу через необхідність забезпечувати точне збіг кромок при значній довжині труб, а це вимагає значних витрат на обладнання.
Відомий також спосіб патенту ФРН N 3840938, МКИ 5 B 21 D 39/08 від 1990 р., в якому передбачена формування з листа труби з подальшим зварюванням кромок і роздачею труб.
Цей спосіб не усуває недоліку, що полягає у складності та високій вартості обладнання.
В основу винаходу покладено завдання зменшення вартості обладнання при одночасному підвищенні міцності труб.
Вказана задача вирішується тим, що в способі виготовлення труб, що включає формування їх з листа пластичною деформацією зі змінною товщиною листів поблизу їх кромок і подальшим зварюванням кромок, по широким граням листів поблизу їх кромок виконують поглиблення, поглиблення можуть бути виконані глибиною 0,5 товщини у протилежних напрямках з його широких поверхнях.
Поглиблення на широкихповерхнях можуть бути виконані шириною, що дорівнює 2-4 товщини листів. Для підвищення міцності труб на ділянках поглиблення поблизу кромок листа виконують виступи на одному з листів і відповідно западини на аналогічних ділянках другого листа. Поглиблення поблизу кромок листів можуть бути виконані, принаймні частково, за рахунок їхнього пластичного вигину, профілювання. Ці поглиблення на одному листі та виступи на другому можуть бути виконані після з'єднання листів їхньою спільною пластичною деформацією.
Між відмітними ознаками винаходу і результатами, що досягаються, є причинно-наслідковий зв'язок. При реалізації способу відпадає необхідність точної стикування кромок, що потребує складних пристроїв, що контролюють. Крім того, виконання поглиблень поблизу кромок листів з виступами і, відповідно, западинами дозволяє підвищити міцність труб, розвантаживши частково зварні шви. Спосіб виготовлення труб здійснюється в наступній сукупності дій: - прокатка аркуша або декількох аркушів з виконанням заглиблень на широких поверхнях аркушів поблизу їх країв; - Формування з листа або декількох листів труби круглого або прямокутного перерізу; - зварювання листів не за їхніми кромками, а внакладку.
Винахід ілюструється кресленнями, де: на фіг. 1 - схема прокатки листа з нанесенням заглиблень на широкі грані поблизу кромок листа; - на фіг. 2 - схема формування та зварювання круглої труби з одного листа; - на фіг. 3 - схема формування труби спіральним намотуванням листа зі зварюванням його витків; - на фіг. 4 - схема формування з листа заготовки для прямокутної труби; - на фіг. 5 - схема складання та зварювання прямокутної труби з двох листових заготовок; - на фіг. 6 - схема прокатки однієї заготовки для прямокутної труби з виступами на поверхні заглиблень; - на фіг.7 - схема прокатки другої заготівлі прямокутної труби; - на фіг. 8 – деформована заготовка для прямокутної труби; - на фіг. 9 - друга деформована заготівля; - на фіг. 10 - схема зібраної прямокутної труби; - на фіг. 11 - варіант прямокутної труби з гострокутними виступами; - на фіг. 12 - схема реалізації процесу збирання труби; - на фіг. 13 - схема труби з виконанням заглиблень за рахунок пластичного згину; - на фіг. 14 - схема прокатки листа з виконанням поглиблень поблизу крайок частково за рахунок пластичного згину; - на фіг. 15 - операція спільного пластичного деформування заготовок, що з'єднуються, прямокутної труби з одного її боку; - на фіг. 16 - операція спільного пластичного деформування частин прямокутної труби з другого боку.
На ілюстраціях позначено: 1 - лист, що деформується у валках 2, 3; 4, 5 - зварні шви, що виконуються після формування труби.
Половини прямокутної труби 6 і друга половина 7 можуть бути з'єднані завдяки западині 8 і виступу 9. Прокладки 10, 11 забезпечують спільну деформацію, наприклад, штампом 12, а додаткова прокладка 13 при двосторонньому обтисканні - штампами 12 і 14.
Наведемо конкретний приклад реалізації способу при виробництві труб прямокутного перерізу розмірами двох листів товщиною 8 мм з вуглецевої сталі 45.
Спочатку прокочують холодною прокаткою, див. фіг. 1 лист 1 у валках 2, 3. При цьому, оскільки трубу отримують не з одного листа, як по фіг. 2 /де з листа 1 формують весь переріз круглої труби зі швами 4, 5/, і не за схемою гвинтової намотування, фіг. 3, з гвинтовими швами 4, а за схемою фіг. 4 і 5. Прокочують лист 1, фіг. 6, шириною 220 мм з нанесенням по краях заглиблень на довжині 20 мм, середньою глибиною 0,5 товщини,тобто. 4мм. Такий самий лист прокочують для другої половини труби /фіг. 7/. При прокатці на одному листі виконують на ділянках поглиблень додаткові поглиблення трикутної форми 8, фіг. 8, висотою 2 мм, а на другому листі виступи 9 таких самих розмірів.
Довжина труб, що виготовляються 2 метри і наступною операцією є також прокатка з поворотами полиць на 90 o за схемою фіг. 8 та фіг. 9. Розміри першого профілю: ширина стінки – 100 мм, полиці постійної товщини довжинами по 40 мм та ділянки з поглибленнями шириною 20 мм/тобто. загальні розміри 100 х 69 мм/. Другий лист має такі самі розміри, див. фіг. 10, де показана схема з'єднання листів 6 і 7, при якому виступ 9 при стисканні двох половин профілю входить у западину 8. Можлива, дещо інша конфігурація виступу та западини, показана на фіг. 11. На фіг. 12 показана схема дотику двох половин труби. При стисканні деталей 6 і 7 відбувається пружна деформація їх консольних ділянок і виступи деталі 6 входять до западини деталі 7 відбувається формування замкового з'єднання цих двох деталей.
Далі по всій довжині труб наносять зварні шви A та B, фіг. 10, 11, з катетами швів 3 мм, що за наявності замку достатньо. Міцність і жорсткість забезпечуються не тільки за рахунок зварних швів, а й за рахунок з'єднання виступів і, відповідно, западин на ділянках з'єднання деталей. При товщині листів 8 мм середня оптимальна величина поглиблення дорівнює 4 мм, тобто. 0,5 товщини листа. Це забезпечує сталість товщини по периметру труби, що формується. При глибині, більшій за 0,5 товщини, будуть потонені ділянки, а при меншій глибині потовщена ділянка периметра. Ширина ділянки поглиблення у разі 20 мм, тобто. 20/8 = 2,5 товщини листів, у тому числі формують труби. Загалом ширина цієї ділянки дорівнює 2-4 товщини, що єоптимальним інтервалом. При меншій ширині немає достатнього місця виконання з'єднання, тобто. виступів і западин, а перевищення верхньої межі зайво збільшує роботу деформації при нанесенні западин.
Наведений приклад не вичерпує можливостей реалізації методу. Поглиблення можна виконувати не прокаткою, а видавлюванням, наприклад, виготовляючи труби в малих цехах, де немає прокатних станів, але є прес. Можна виготовляти труби в різних умовах із різних металів, сплавів або з полімерних матеріалів.
1. Спосіб виготовлення труб, що включає формування їх з листа пластичною деформацією зі змінною товщиною листів поблизу їх кромок і подальшим зварюванням кромок, який відрізняється тим, що по широких гранях листів поблизу їх кромок виконують поглиблення.
2. Спосіб за п.1, який відрізняється тим, що заглиблення в протилежних напрямках на обох широких поверхнях листа поблизу їх кромок виконують глибиною, що дорівнює 0,5 товщини листа.
3. Спосіб за пп.1 і 2, який відрізняється тим, що заглиблення наносять на широких протилежних гранях листів.
4. Спосіб за пп.1 - 3, який відрізняється тим, що заглиблення на поверхнях листів виконують шириною, що дорівнює 2 - 4 товщини листів, з яких формують трубу.
5. Спосіб за пп. 1 - 4, який відрізняється тим, що на ділянках заглиблень поблизу країв листа виконують виступи на одному з листів і відповідно западини на аналогічних ділянках другого листа.
6. Спосіб за пп.1 - 4, який відрізняється тим, що процес виконання поглиблень по краях листів виконують принаймні частково за рахунок їхнього пластичного згину-профілювання.
7. Спосіб за пп.1 - 6, який відрізняється тим, що виконання виступів у поглибленні по краях одного листа і западин в аналогічних ділянках другого листа виконуютьпісля з'єднання зазначених листів одночасною їхньою пластичною деформацією локальним вигином.