автореферат диссертации по металлургии, 05.16.05, диссертация на тему:Устойчивость формовки ленты в трубу и повышение стабильности сварного соединения при производстве бухтовой заготовки

Ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский, проектный и конструкторский институт сплавов и обработки цветных металлов "Гипроцветметобработка"

На правах рукописи Для служебного пользования

экз. *нп г,г. ••;.•:

СИРКИС Юрий Львович

УСТОЙЧИВОСТЬ ФОРМОВКИ ЛЕНТЫ В ТРУБУ И ПОВЫШЕНИЕ СТАБИЛЬНОСТИ СВАРНОГО СОЕДИНЕНИЯ Ш ПРОИЗВОДСТВЕ БУХТОВОЙ ЗАГОТОВКИ

Специальность 05.16.05 - "Обработка металлов давлением"

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва, 1994 год

Работа выполнена в Ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательском, проектном я конструкторском институте сплавов и обработки цветных металлов "Гипроцветметобработка".

Научный руководитель: лауреат Государственной премии,

доктор технических наук, профессор Сейдалиев Ф.С.

Официальные оппоненты: Заслуженный деятель науки

Ведущее предприятие: АО Московский трубный завод "ФИЛИТ"

на заседании специализированного совета К 139.03.01 в Ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательском, проектном и конструкторском институте сплавов и обработки цветных металлов "Гипроцветметобработка" по адресу: 109017, Москва, Пыжевский пер., д. 7-а.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института "Гипроцветметобработка".

Автореферат разослан "_"_1994 г.

Ученый секретарь специализированного

совета, кандидат Э.Н.Калмыкова

и техники Российской Федерации, лауреат Государственной премии, доктор технических наук, профессор Осадчий В.Я.

кандидат технических наук, старший научный сотрудник Грабарник Л.М.

Защита состоится

и

1994 г. в

I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

1.1. Актуальность работы

Одним из важнейших направлений научно-технического развития в металлургии является разработка, внедрение новых и интенсификация существуицих технологических процессов, развитие высокоэффективных малоотходных технологий на основе экономии сырья, материалов, электроэнергии и повышения качества выпускаемой продукции.

К таким процессам в области производства труб из цветных металлов и сплавов относится бухтовая технология получения хо-лоднодеформированных труб с использованием сварной заготовки. Эффективность данной технологии определяется созданием таких условий при сварке, которые бы могли обеспечить наряду с высокими прочностными свойствами сварного шва его гарантированную стабильность по всей длине бухтовой заготовки.

В технологической схеме получения сварной заготовки важной операцией является формовка исходной ленты в трубу заданного диаметра. Независимо от способа подвода энергии одним из определяющих факторов в обеспечении стабильности сварного шва по всей длине трубы является устойчивость кромок сформованной трубной заготовки в сварочном узле. В частности, при аргоно-дуговой сварке взаимное вертикальное или поперечное смещения кромок относительно электрода горелки, вызванные различными возмущавдими факторами, способствуют частичному или несимметричному оплавлению кромок, что приводит к прожогам или непроварам и браку сварной трубной заготовки.

Повышение устойчивости ленты при ее непрерывной формовке в трубную заготовку позволит стабилизировать процесс сварки и повысить эффективность бухтовой технологии получения труб из цветных металлов. Решение этой задачи и обусловливает актуальность работы.

1.2. Цель работы

Повышение стабильности и качества сварного соединения при производстве бухтовой трубной заготовки.

1.3. Методика исследований

Для решения поставленной научно-технической задачи использованы математический аппарат механики твердого тела, статистической обработки, регрессионного и корреляционного анализа экспериментальных данных, средства вычислительной и измерительной техники.

Разработана методика экспериментального исследования поперечной устойчивости формуемой в трубу ленты на основе малоинерционного контактного метода тензометрирования. В качестве преобразователя поперечного перемещения ленты в упругую деформацию использован упругий элемент балочного типа в виде металлической пластины прямоугольной или трапецевидной формы толщиной 0,5 мм, работающей на изгиб и непосредственно контактирующей с кромкой ленты. В трубосварочном стане упругие элементы (месдозы) устанавливали на протяжении всего очага формовки и в зоне сварки.

Оценку поперечной устойчивости ленты в калибрах клетей проводили по величине ее относительного поперечного перемещения на входе или выходе из формовочных клетей на расстоянии 30...115 мм от плоскости, пересекающей оси вращения формующих валков.

Оценку поперечной устойчивости сформованной трубы проводили по величине ее скручивания в зоне сварки двумя тензометрами, один из которых контактировал с левой по ходу формовки кромкой ленты, а другой - с правой. При этом месдозы в сварочном узле устанавливались последовательно на расстоянии 5...7 мм и были защищены от зоны язлучения в промышленных условиях металлическим экраном.

Эксперименты выполнены на действупцем оборудовании.

1.4. Научная новизна

Впервые разработана математическая модель поперечной устойчивости ленты в форму вещих калибрах трубосварочного стана, получены формулы для оценки поведения формуемой ленты под действием различных возмущавдих факторов. Предложена классификация возмущающих факторов.

Впервые разработана специальная методика и дана экспериментальная оценка поперечной устойчивости формуемой ленты в трубосварочном стане, установлен характер поперечных отклонений ленты в формующих калибрах в процессе непрерывной формовки, предложены параметры для оценки поперечной устойчивости.

Разработаны и сформулированы основные принципы и методы повышения поперечной устойчивости формуемой ленты в трубосварочном стане. Новизна разработанных технических и технологических решений подтверждена тремя авторскими свидетельствами.

1.5. Практическая значимость

Основные вывода и рекомендации по результатам теоретических и экспериментальных исследований использованы в рамках выполнения 12 научно-исследовательских работ в период с 1987 по 1990 годы при реконструкции трубосварочного стана 5-15 на участке тонкостенных труб института "Гипроцветметобработка", разработке и внедрении технологии устойчивой формовки и последующей аргоно--дуговой сварки трубных заготовок в новых технологических процессах производства холоднодеформированных полуфабрикатов специального назначения.

Результаты работы внедрены на Малом государственном предприятии "Трубопрофиль" (учредитель - институт "Гипроцветметобработка") и использованы при разработке технологического регламента на строительство цеха круглого проката и организацию

промышленного выпуска латунных карбюраторных трубок для Объединения АвтоВАЗ и специальных трубок малого диаметра (трубчатых электродов) из меди и медных сплавов.

1.6. Апробация работы .

По основным результатам работы сделаны три научных сообщения на:

- Всесоюзной научно-технической конференции "Малоотходные технологические процессы производства труб и прутков из цветных металлов и сплавов", г. Москва, ВДНХ СССР, 1986 г.;

- научно-практической конференции молодых ученых и специалистов Государственного научно-исследовательского, проектного и конструкторского института сплавов и обработки цветных металлов "Гипроцветметобработка", г. Москва, 1987 г.

1.7. Публикация

По теме диссертации опубликовано 3 работы, получены 3 авторских свидетельства.

1.8. Объем работы

Диссертация содержит 8 разделов, включающих 122 страницы машинописного текста, 41 рисунок, 6 таблиц, библиографический список из 184 наименований источников и приложения.

2. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕОРИИ И ПРАКТИКИ ФОРМОВКИ КЗ ЛШТЫ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ПРЯМОШОВНОЙ СВАРНОЙ ТРУБНОЙ ЗАГОТОВКИ ИЗ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ

Устойчивость формовки характеризуется стабильным положением кромок сформованной трубной заготовки в зоне сварки. Причем, отклонение взаимного положения кромок сформованного профиля в зоне сварки приводит к нарушению стабильности протекания сварочных

процессов и, соответственно, ухудшению качества сварного шва или делает невозможным ведение процесса сварки.

Причиной неустойчивости ленты в трубосварочном стане могут быть: нарушение продольной устойчивости - гофрообразование на кромках ленты и нарушение поперечной устойчивости - поперечное смещение ленты в формующих калибрах и скручивание сформованной трубы в зоне сварки. Оба вида нарушения устойчивости процесса могут сопровождаться взаимным вертикальным смещением кромок в сварочном узле.

Наиболее подробно отражена в научно-технической литературе продольная устойчивость кромок формуемой трубной заготовки, решены вопросы технологии производства стальных сварных труб широкого сортамента в части обеспечения гарантированного отсутствия гофр на кромках сформованной заготовки в зоне сварки, установлено влияние качества формовки стальной ленты на стабильность и качество сварного шва полученной прямошовной трубы.

Исследованию поперечной устойчивости формуемой ленты в трубосварочном стане уделено сравнительно мало внимания. Предложены механизмы поперечного смещения ленты в открытых калибрах под действием ряда возмущений, вызванных некачественной настройкой формующих калибров и поперечной разнотолщинностью исходной ленты. Разработаны различные технические и технологические решения, направленные на повышение поперечной устойчивости формуемой ленты в очаге формовки.

В литературе практически отсутствуют аналитические зависимости, определящие устойчивость формуемой ленты от поперечного смещения в формущих калибрах, а также математическое описание влияния возмущающих факторов на поперечную устойчивость ленты. Не исследован характер поперечных отклонений ленты в непрерывном процессе ее формовки в трубу, а существующие объяснения

механизмов смещения ленточной заготовки в формующем калибре не учитывают влияния соседних калибров, полноты заполнения лентой открытых калибров и кинематических параметров процесса, определяющих условия контактного трения на поверхности ленты и формующих валков. Отсутствует методика экспериментального исследования устойчивости ленты от поперечного смещения в процессе непрерывной формовки, нет численных данных экспериментального характера.

3. АНАЛИЗ ПОПЕРЕЧНОЙ УСТОЙЧИВОСТИ ЛЕНТЫ В ОЧАГЕ ФОРМОВКИ

В результате рассмотрения общих закономерностей взаимодействия валковых калибров с формуемой лентой установлено, что в процессе непрерывной формовки лента находится в условиях сложного взаимодействия с формующим инструментом, при этом на нее может воздействовать множество различных возмущающих сил, причиной появления которых могут быть как технологические, так и конструктивные возмущающие факторы. В процессе формовки под действием конструктивных и технологических возмущающих факторов в зоне контакта ленты с валками возникают внешние динамические и статические возмущающие силы.

К факторам, определяющим поперечную устойчивость ленты в трубосварочном стане, относятся внешние силы контактного трения на поверхностях формуемой ленты и валков, а также внутренние силы сопротивления ленты поперечному смещению в формующих калибрах как результат взаимодействия с валками в соседних формующих калибрах.

Поперечное смещение ленты вызывается результирующей сил

и _

трения на поверхности контакта металла с валком - X ¡р^ , где Тр^ - силы трения, действующие на поверхностях контакта ленты с валками в I -той точке сосредоточенной нагрузки.

Для определения Т^ приняты следующие допущения: коэффициент трения постоянен в поперечном и.продольном направлениях, соответственно, по ширине и длине ленты; существует линейная связь между составляющими сил трения в каждой точке, скоростями относительного перемещения ленты по поверхности валков и коэффициентами внешнего трения в обоих направлениях.

С учетом изменения направления действия сил трения в зависимости от скоростных условий процесса и условий контактного трения получена формула для определения равнодействующей сил трения по дуге приведенного радиуса ленты р :

= , а)

J ¡, = 1 1-Л

где Р^- нормальные силы; интервал изменения приведенного

коэффициента трения ( Л^ = ): /р и - коэффициенты

трения в поперечном и продольном направлениях; - угол отклонения вектора силы трения от направления поперечного смещения ленты в калибре; - коэффициент, учитывающий отклонение вектора силы трения на поверхности контакта ленты с валками от направления ее поперечного смещения в калибре в зависимости от скоростных условий процесса и условий контактного трения:

~*Р .91ПЧ р;

7> 'у у

где и - скорости поперечного и продольного скольжения

ленты по поверхности формующих валков.

Возникающие в результате взаимодействия ленточной заготовки и формующей оснастки стана внешние возмущающие силы 7р стремятся сместить формуемую ленту в однорадиусном калибре в поперечном направлении. Эти силы вызывают появление внутренних сил сопротивления в ленте - , препятствующих этому смещению. Из условия равенства внешних и внутренних сил:

Тр = Ре„ = Р . С2>

Для определения внутренних сил, возникающих в ленте, и возможных поперечных смещений ленты в валках приняты следующие допущения:

- депланация сечения формуемой в трубу ленты (в том числе гоф-рообразование на кромках ленты) отсутствует на протяжении всего очага формовки;

- поперечное смещение ленты в формующих калибрах происходит в упругих пределах, т.е. пропорционально прилагаемой внешней нагрузке.

Кручение формуемой ленты по дуге радиуса р рассмотрено как кручение участка тонкостенного бруса с замкнутым профилем, который ограничен длиной дуги, равной ширине ленты по образующим бруса. С учетом теоремы Кастильяно частная производная от потенциальной энергии ленты равна углу поворота сечения ленты вокруг центра приведенного радиуса р .

В результате получена формула для определения поперечного смещения ленты в калибре под действием возмущающей силы Р , которая в общем виде имеет следующий вид:

л вуе7 о, г ' о)

где Б » Ь - ширина и толщина ленты, соответственно; Ь - расстояние до ближайшего калибра с направляющим элементом; & - модуль сдвига.

Приведенное интегральное выражение зависит от закона распределения толщины и упругих свойств материала ленты по ее длине и ширине и решается в зависимости от конкретных условий потери поперечной устойчивости формуемой ленты.

Совместное решение представленных в общем виде выражений (I), (2) и (3) с учетом конкретных условий позволяет использовать математический аппарат для оценки поперечной устойчивости формуемой ленты под действием различных возмущающих факторов.

В частности, с использованием математической модели выявлено, что при формовке ленты с исходной поперечной разнотолщиннос-тью или наличием осевого смещения верхнего валка в открытом однорадиусном калибре ее устойчивость и направление возможного смещения в этом калибре определяются условиями контактного трения ленты с валками в зависимости от величины исходной разнотол-щинности или осевого смещения валка, соответственно, а также упругими свойствами и размерами ленты. Следовательно, при определенных условиях в реальном процессе непрерывной валковой формовки эти два фактора могут не оказывать существенного влияния на устойчивость формуемой ленты.

Наряду с этим, поперечная устойчивость серповидной ленты определяется длиной волны и размерами исходной серповидности ленты, а при осевом сдвиге верхнего валка с разрезной шайбой в закрытом калибре поперечное смещение формуемой ленты в ближайшем открытом калибре прямо пропорционально углу формовки и смещению верхнего валка на оси в закрытом калибре.

Установлено также, что продольная разнотолщинность и различие механических свойств ленты по длине влияют лишь на величину усилия формовки, что изменяет условия контактного трения и, соответственно, при наличии хотя бы одного другого возмущающего фактора могут теоретически влиять на поперечную устойчивость формуемой ленты. В противном случае оба параметра не могут повлиять на поперечную устойчивость ленты, так как не являются возму-щащими факторами. Иными словами - отсутствует внешняя возмуща-кщая сила.

4. ЭКСПЕРИЖНТМЬНОЕ ИССВДОВАНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ ПРОЦЕССА ФОРМОВКИ

Экспериментальные исследования выполнены с использованием однорадиусных калибровок формующих валков на трубосварочном стане 15-32 Кольчугинского завода 01ДО и трубосварочном стане 5-15, установленном на участке тонкостенных труб института "Гипроцвет-метобрабогка", на трубах из цветных металлов и сплавов с отношением диаметра к толщине стенки в интервале от 12,5 до 40.

Поперечная устойчивость формуемой ленты в калибрах оценивалась по результатам обработки данных осциллографирования двумя параметрами: амплитудой поперечных колебаний ленты и амплитудой смещения положения равновесия ленты.

Экспериментальные исследования показали, что на устойчивость ленты оказывают однозначное влияние:

- исходная серповидность ленты;

- некачественная настройка инструмента в виде осевого смещения верхнего валка с разрезной шайбой в закрытом калибре, при этом амплитуда смещения положения равновесия ленты в ближайшем открытом калибре прямо пропорциональна величине осевого смещения верхнего валка.

Установлено, что между исходной серповидностью и амплитудой колебаний ленты существует корреляционная связь, расчетные и экспериментальные данные хорошо согласуются. При этом выявлено, что по мере прохождения ленты через формующие калибры теснота корреляционной связи между указанными параметрами уменьшается.

Экспериментально определено, что не являются значимыми при оценке поперечной устойчивости следующие факторы:

- поперечная разнотолщинность исходной ленты в исследованном интервале изменения ее толщины (до 2,7%);

- осевое смещение (до 3 мм) верхнего вальса в открытом однора-диусном калибре при формовке в отсутствие обжатия ленты по толщине;

- различие механических свойств по длине формуемой ленты при наличии зафиксированных грубых дефектов настройки трубосварочного стана.

И в то же время при изменении условий формовки два последних фактора являются значимыми, например:

- при осевом смещении верхнего валка в открытом калибре, сопровождающимся обжатием ленты по толщине, ее устойчивость резко снижается - амплитуда смещения положения равновесия ленты многократно возрастает;

- установлена косвенная корреляционная связь между амплитудой поперечных колебаний ленты в стане и ее механическими свойствами при отсутствии грубых дефектов настройки стана. Так с повышением прочностных и снижением пластических свойств материала амплитуда поперечных колебаний ленты возрастает. Отмечено также уменьшение тесноты корреляционной связи между указанными параметрами по мере прохождения ленты через калибры по аналогии с влиянием серповидности.

Исследовано влияние технологических режимов формовки в одно-радиусном калибре на поперечную устойчивость ленты. Так повышение степени заполнения лентой открытого калибра до появления следов прокатки на ней не приводит к изменению устойчивости ленты. При последующем обжатии ленты по толщине амплитуда ее поперечных колебаний снижается, но при наличии даже незначительных дефектов настройки амплитуда смещения положения равновесия ленты в калибре резко возрастает.

Экспериментально подтверждено позитивное влияние редуцирования по диаметру сформованной трубной заготовки в последней

формовочной клети и увеличения протяженности зоны контакта инструмента с поверхностью сформованной трубной заготовки в сварочном узле путем использования специальной конструкции инструмента в зоне сварки.

Выполнена экспериментальная оценка влияния на поперечную устойчивость ряда известных технических решений и приемов.

Результаты экспериментальных исследований подтвердили достоверность принятой модели процесса взаимодействия ленты с инструментом и допущений, использованных при разработке модели, а также дополнили выводы, полученные при анализе процесса.

5. РАЗРАБОТКА И ОСВОЕНИЕ МЕТОДИКИ ФОРМОВКИ ЛЕНТЫ В ТРУБУ С ПОВЫШЕННОЙ УСТОЙЧИВОСТЬЮ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ СВАРНОЙ ЗАГОТОВКИ БОЛЬШОЙ ДЛИНЫ

Выполненные в настоящей работе теоретические и экспериментальные исследования процесса формовки позволили определить возможные пути стабилизации формовки ленточной заготовки в трубу для получения длинномерной сварной трубной заготовки из цветных металлов.

Показано, что в условиях свободной депланации, когда формуемая лента легко теряет устойчивость формы сечения, что характерно для особо тонкостенных труб, поперечные отклонения ленты от оси формовки могут существенно, в десятки раз, превышать аналогичные смещения в условиях ограниченной депланации или отсутствии таковой. Поэтому при общей оценке устойчивости формуемой ленты в каждом кошфетном случае необходимо учитывать конструктивные особенности трубосварочного стана и технологические режимы формовки.

Установлена предельно допустимая величина поперечного сме-

щения ленты от положения ее равновесия в формующих калибрах, которая не оказывает существенного влияния на устойчивость кромок в сварочном узле:

Цоп =КзапПбт£/& ,

где Кзап - коэффициент запаса упругих свойств материала формуемой ленты с учетом ее упрочнения до рассматриваемого калибра ( Кзип= 0,8...0,95); П - коэффициент упрочнения ленты; бт - предел текучести материала ленты.

Как видно, величина допустимого смещения ленты в калибре зависит лишь от упругих и пластических свойств материала ленты и конструктивных особенностей формовочного стана.

Анализ полученных в работе формул показал, что в зависимости от источника возмущающей силы равнодействующая сил трения может вызывать поперечное смещение ленты или, напротив, силы трения, действующие в поперечном направлении, могут препятствовать этому смещению. Поэтому для повышения общей устойчивости формуемой ленты при создании условий максимального или минимального трения в поперечном направлении следует учитывать вероятность появления того или иного источника возмущений, его силу и, соответственно, создавать условия для уменьшения или устранения его влияния.

По результатам исследований разработана и сформулированы основные принципы повышения поперечной устойчивости формуемой ленты в трубосварочном стане:

- ограничение депланавди сечения формуемой ленты;

- формовка ленты с поперечным смещением в калибре, не превышающим условные пределы ее упругой деформации;

- создание условий для максимального или минимального контактного трения в поперечном направлении в формувдем калибре в

зависимости от источника возмущающей силы, действию которой препятствуют силы трения или, соответственно, способствуют ее появлению;

- равномерное или симметричное распределение по ширине ленты поперечных сил, возникающих в ней как результат изгиба в формующих калибрах или действия внешних возмущающих факторов;

- создание в ленте только сжимающих или только растягивающих поперечных сил при формовке.

Выбраны оптимальные режимы устойчивой формовки ленты в трубу. Показано, что основным условием устойчивости формуемой ленты в открытых калибрах следует считать отсутствие обжатия ленты по толщине, в противном случае целесообразно применение формующего инструмента с повышенной точностью изготовления и настройки.

Требуемый зазор между поверхностями ручьев формующих валков можно определить из предложенной в работе формулы:

Д + -

(То И (£--

где ар и Оос- суммарные, соответственно, радиальное и осевое биения верхнего и нижнего валков; - верхний предел поля допуска по толщине ленты; В - допустимое осевое смещение верхнего валка при настройке; ^ и В^ - радиус и ширина ручья верхнего валка.

Установлено влияние коэффициента перекрытия формуемой ленты верхним валком ( к^ - Вд/В^ , где Вх - горизонтальная проекция формуемой ленты) в открытом однорадиусном калибре на величину допустимого зазора между валками при различных условиях изгиба ленты. Показано, что наилучшие условия с точки зрения устойчивости ленты и полноты ее формовки могут быть созданы при коэффициенте перекрытия ленты, близким к I.

Однако при угле формовки ленты, превышающем 130...140°, имеются определенные технические и технологические трудности в достижении коэффициента перекрытия ленты верхним валком, значение которого равно или приближается к единице. В этом случае целесообразно некоторое уменьшение радиуса ручья верхнего валка, при этом Кд = Ед - (1,05...1,7)-^шах (где Ед - радиус ручья нижнего валка). Такое занижение радиуса ручья верхнего валка в открытом калибре позволяет уменьшить зазор между валками при настройке без ущерба для устойчивости формуемой ленты. Предложен также оптимальный интервал величины обжатия по диаметру сформованной трубной заготовки из цветных металлов, равный 1,8...2,5^.

Выводы и рекомендации по результатам исследований использованы при реконструкции трубосварочного стана 5-15 на участке тонкостенных труб института Типроцветметобработка'', разработке и внедрении на МП1 "Трубопрофиль":

- технологии производства латунной (Л63) сварной трубной заготовки для изготовления семи типоразмеров трубок особо высокой точности по диаметру и толщине стенки для карбюраторов автомобилей ВАЗ новых моделей. Разработанная технология получения сварной трубной заготовки защищена авторским свидетельством СССР

* 1523210. Выпущена опытная партия трубок, которая успешно прошла испытания во Франции (фирма "Солекс") и была использована при выпуске 500 тысяч штук карбюраторов для автомобилей ВАЗ восьмой и девятой моделей;

- технологии производства сварной трубной заготовки из меди и ла-туней (а.с. Л 1575408) для изготовления трубчатых электродов диаметром 0,25...2,0 мм (ТУ 48-21-849/0-88. ТУ 48-21-849/Ш-90), используемых при электроэрозионной прошивке распиливающих отверстий в корпусах распылителей топливной аппаратуры. Разработан и передан Экспериментальному заводу качественных сплавов и

проектной части института "Гипроцветметобработка" технологический регламент на строительство специализированного цеха круглого проката на ЭЗКС для промышленного производства латунных карбюраторных трубок для АвтоВАЗа и трубчатых электродов для электроэрозионных прошивочных станков; - технологии формовки и аргоно-дуговой сварки тонкостенной никелевой оболочки из ленты (а.с. № 1575406) доя изготовления никель-медной проволоки с повышенной электропроводностью и стабильным жаростойким никелевым покрытием (ТУ 48-21-341-89), а также биметаллических никель-медных профилей микроразмеров для выводов тензодатчиков (ТУ 48-21-885/0-90) и холодильников установок по производству стеклонитей (ТУ 48-21-884/0-90).

6. ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

X. Разработана математическая модель для оценки поперечного смещения ленты в очаге формовки под действием возмущающих факторов, учитывающая направление действия вектора сил трения в зависимости от скоростных условий процесса непрерывной валковой формовки и условий контактного трения на поверхностях ленты и валков.

2. Установлено, что к факторам, определяющим поперечную устойчивость ленты в трубосварочном стане, относятся внешние силы контактного трения на поверхностях формуемой ленты и валков,

а также внутренние силы сопротивления ленты поперечному смещению в формующих калибрах как результат взаимодействия с валками в соседних формующих калибрах.

3. На основе малоэнерционного электротензометрического метода исследований разработана методика экспериментального определения относительного поперечного перемещения формуемой ленты

в трубосварочном стане. Предложено оценивать поперечную устойчивость формуемой лентн двумя параметрами: амплитудой поперечных колебаний ленты и амплитудой смещения положения равновесия ленты.

4. Аналитически показано и экспериментально подтверждено однозначное влияние на поперечную устойчивость формуемой ленты ее исходной серповидности и некачественной настройки формующего инструмента закрытого калибра в виде осевого смещения верхнего валка с разрезной шайбой: в первом случае повышается амплитуда поперечных колебаний, во втором - возрастает амплитуда смещения положения равновесия ленты.

5. Экспериментально установлено, что поперечная разнотол-щинность исходной ленты и осевое смещение верхнего валка в открытом однорадиусном калибре в отсутствие обжатия формуемой ленты по толщине не являются значимыми факторами при оценке ее поперечной устойчивости. Обжатие ленты по толщине в отбытом калибре снижает амплитуду ее поперечных колебаний, но при наличии любого дефекта установки формующих валков амплитуда смещения положения равновесия ленты в калибре резко возрастает.

6. Теоретически предсказано и экспериментально подтверждено влияние механических свойств исходной лентн на ее поперечную устойчивость при формовке. Установлено, что при отсутствии грубых дефектов настройки стана с увеличением прочностных и снижением пластических свойств материала исходной ленты амплитуда ее поперечных колебаний в открытых калибрах и сварочном узле возрастает, т.е. лента менее устойчива. При наличии грубых дефектов настройки стана такая связь отсутствует.

7. С использованием корреляционного анализа выявлен характер изменения поперечной устойчивости формуемой ленты по длине трубосварочного стана. Экспериментальные исследования показали, что по мере продвижения ленточной заготовки через формующие

калибры снижается теснота корреляционной связи амплитуды поперечных колебаний ленты с ее исходной серповидностью и изменяющимися по длине рулона механическими свойствами.

8. Разработаны и сформулированы основные принципы повышения поперечной устойчивости формуемой ленты в трубосварочном стане. Предложены оптимальные режимы устойчивой формовки и новые технические и технологические решения.

9. Выводы и рекомендации по результатам исследований использованы при реконструкции трубосварочного стана 5-15 на участке тонкостенных труб института "Гипроцветметобработка", разработке и внедрении на Малом государственном предприятии "Трубо-профиль" технологии устойчивой формовки и последующей аргоно-ду-говой сварки трубной заготовки в новых технологических процессах бухтового производства холоднодеформированных полуфабрикатов из цветных металлов и их сплавов.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Сейдалиев Ф.С., Сиркис ЮЛ. Обеспечение стабильности сварного шва трубной заготовки. Цветная металлургия, 1988, * 7, с. 27...30.

2. Сейдалиев Ф.С., Сиркис Ю.Л. Снижение расхода металла при производстве сварной трубной заготовки для бухтового волочения.-В кн.: Ресурсосберегающие процессы плавки, литья и обработки цветных металлов и сплавов. М.: Металлургия, 1988, с. 97...102.

3. Сейдалиев Ф.С., Сиркис Ю.Л. Влияние геометрии формуемой ленты на ее устойчивость при сварке труб.- В кн.: Разработка новых и совершенствование существующих процессов плавки, литья и обработки цветных металлов. М.: Металлургия, 1990, с. III...119.