Moluch 106 c indd

117
Technical Sciences
“Young Scientist” .  #2 (106) .  January 2016
Вопросы совершенствования конструкции трубосварочного 
оборудования на основе ферритовых нагревателей
Альжанов Марат Кайдарович, кандидат технических наук, доцент;
Турсынбекова Айгерим Уалихановна, магистрант
Карагандинский государственный технический университет (Казахстан)
В статье рассматривается вопрос о роли ферритовых сердечников для сварки трубосварочных агрегатов. 
В этой связи изучаются все свойства ферритов, существующие в данный момент геометрические формы ко-
торыми по сей день пользуются и выясняются их недостатки. Формы ферритов которые мы предлагаем из-
менить могут улучить качество сварки, а так же повысить производительность.
Ключевые слова: конструкция; трубосварочный агрегат; феррит; токоподвод; проводник; кромка.
И
нтенсивное развитие трубосварочного производства 
обусловлено как преимуществами сварных труб, так 
и высокими экономическими показателями процессов их 
производства. Сварные трубы отличаются малой разно-
стенностью, неограниченной длиной и могут выпускаться 
с различными специальными покрытиями, предвари-
тельно нанесенными на исходную полосовую заготовку. 
Высокая экономическая эффективность трубосвароч-
ного производства основана на сравнительно низких ка-
питальных затратах и себестоимости производства за счет 
резкого снижения трудоемкости и повышения выхода год-
ного. Различают несколько основных способов сварки 
труб: сварка давлением и сварка сплавлением. К первой 
группе относят высокочастотную сварку с контактным 
или индукционным токоподводом при частоте сварочного 
тока до 450 кгц и индукционную сварку током частотой 
8–10 кгц. Последний метод эффективен при сварке тол-
стостенных труб большого диаметра, но пока еще не 
нашел широкого промышленного применения.
Высокочастотной сваркой изготавливают прямо-
шовные трубы диаметром 9–220 мм с толщиной стенки 
0,5–6 мм, причем указанный сортамент не является пре-
дельным для данного метода производства труб. Высоко-
частотная поверхностная сварка нашла применение для 
образования продольного шва труб по всей их длине [1, 
c. 51]. Труба формуется из ленты специальными гибоч-
ными валками (шов при этом остается открытым) и затем 
сдавливается группой обжимных роликов (рис.1). Даль-
нейшее совершенствование конструкции трубосварочного 
оборудования на основе использования в качестве источ-
ников нагрева ферритовых изделий следует связывать 
с изменением геометрической формы ферритов, что по-
зволит, управляемо воздействовать на прогресс прогрева 
кромок свариваемого металла. Высокочастотный способ 
основан на протекании тока по пути с минимальным ре-
зультирующим электрическим сопротивлением. Соответ-
ственно, для успешной реализации высокочастотной по-
верхностной сварки необходимо выполнение двух условий:
− по возможности минимальный зазор между нагре-
ваемой заготовки свариваемого металла и поверхностью 
ферритового сердечника;
− избирательного нагрева определенных участков 
свариваемой трубной заготовки.
Эффект близости выражается в том, что при прохож-
дении по проводникам двух разнонаправленных токов 
происходит перераспределение плотности тока по се-
чению проводников таким образом, что линии токов 
стремятся сблизиться; в случае одинаково направленных 
токов — линии токов стремятся разойтись [2. c.64]. «По-
верхностный эффект» выражается в вытеснении тока 
при прохождении его по проводникам из центральных ча-
стей на периферию. С повышением частоты данные эф-
фекты проявляются более резко. Для повышения кон-
центрации тока на свариваемых кромках и устранения 
вредных потерь при растекании тока по побочным цепям 
внутрь трубы вводят магнитный сердечник из феррита, 
его применение особенно эффективно при сварке труб 
малого диаметра. Используя необходимое взаимное рас-
положение трубной заготовки и ферритового сердечника, 
можно добиться избирательного протекания тока по про-
водникам, а за счет этого — избирательного нагрева ча-
стей проводников и, соответственно, высокоскорост-
ного концентрированного нагрева свариваемых кромок 
трубы. При этом немаловажное значение приобретают 
вопросы конструктивной формы и относительного разме-
щения ферритовых сердечников в свариваемой трубной 
заготовке.
Высокочастотный нагрев кромок под сварку обладает 
рядом достоинств:
− узкая зона нагреваемого металла;
− высокая скорость нагрева, что позволяет произво-
дить сварку без применения защитной атмосферы.
− низкий удельный расход электроэнергии.
Техническое осуществление процесса высокоча-
стотной сварки требует выполнения трех основных ус-
ловий:
− наличия V-образного сходящегося зазора между 
свариваемыми кромками;
− обеспечения передачи тока высокой частоты для 
равномерного разогрева свариваемых кромок;
− обеспечения требуемых силовых и скоростных па-
раметров сварки, диктуемых свариваемым материалом.

---