Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»:
М. А. Товмасян, соискатель, эл. почта: i-margarit@yandex.ru
С. В. Самусев, докт. техн. наук, профессор кафедры ОМД

Представлены результаты исследований по оценке влияния напряжений и деформаций, возникающих в процессе сварки, на форму трубы в поперечном направлении. Для определения овальности трубы проведены измерения ширины зазора, горизонтального и вертикального диаметров после каждого деформационного процесса на стадии «шаговая формовка — экспандирование». Представлены результаты измерений по овальности для переднего и заднего торцов труб 1219×17,5 мм класса прочности К65, 1220×20 и 1220×17,3 мм класса прочности К60 и 1220×12 и 1020×10 мм класса прочности К52 после шаговой формовки, сборки и сварки технологического шва, внутреннего и наружного швов и экспандирования, а также изменения овальности после каждого рассматриваемого процесса. Наибольшее отклонение по овальности имели трубы класса прочности К52 с соотношением диаметра к толщине стенки 101,6, наименьшее (55) — класса прочности К60, значение 69,7 имели трубы класса прочности К65. При сварке внутреннего и наружного швов вертикальный диаметр увеличивается, а горизонтальный — уменьшается. Суммарное изменение овальности труб от остаточных сварочных деформаций составляет 0,7–3 %. После сварки наружного шва 7 % труб имели горизонтальный овал с заднего торца и 1 % — с переднего. После экспандирования большинство труб имели горизонтальный овал, причем значение овальности труб для заднего торца превышало значение овальности труб для переднего торца. В целях оценки изменения формы трубы в околошовной зоне были проведены измерения диаметров трубы 122017,3 мм класса прочности К60 на расстоянии 100 мм от сварного шва и величины отклонения от теоретической окружности в прикромочной зоне до и после экспандирования. Наибольшее отклонение от теоретической окружности к овалу для передних и задних торцов имели трубы с формой «яблоко» в прикромочной зоне.

1. Величко А. А., Борцов А. Н., Шабалов И. П. и др. Взаимосвязь тепловых процессов с морфологией сварных соединений и перспективные виды сварки применительно к толстостенным электросварным трубам // Металлург. 2014. № 3. С. 72–77.
2. Om H., Pandey S. Effect of heat input on dilution and heat affected zone in submerged arc welding process // Sadhana. 2013. Vol. 38. Iss. 6. P. 1369–1391.
3. Gutiérrez P. H., Rodríguez F. C., Mondragón J. R. Thermo-mechanic and Microstructural Analysis of an Underwater Welding Joint // Soldagem & Inspeção. 2016. Vol. 21(2). P. 156–164. DOI: 10.1590/0104-9224/SI2102.05.
4. Эфрон Л. И. Металловедение в «большой» металлургии. Трубные стали. — М. : Металлургиздат, 2012. — 696 с.
5. Гуревич С. М., Замков В. Н., Блащук В. Е. и др. Металлургия и технология сварки титана и его сплавов. — Киев : Наукова думка, 1986. — 240 с.
6. Муравьев В. И., Бахматов П. В., Плетнев Н. О., Дебеляк А. А. Влияние напряженного состояния на структуру и свойства при сварке конструкций из сталей и сплавов // Известия высших учебных заведений. Черная Металлургия. 2016. Т. 59(4). С. 251–255. DOI: 10.17073/0368-0797-2016-4-251-255.
7. Матвеев М. Ю., Иванов В. Я. Грум-Гржимайло Н. А. Производство электросварных труб большого диаметра. — М. : Металлургия, 1968. — 192 с.
8. Матвеев М. Ю., Ружинский М. Б., Ромашов А. А. и др. Технология производства электросварных труб. — М. : Металлургия, 1967. — 164 с.
9. Soul F., Hamdy N. Numerical Simulation of Residual Stress and Strain Behavior after Temperature Modification: in Welding Processes. 2012. Chapter 10. P. 217–246.
10. Окерблом Н. О. Сварочные деформации и напряжения. — Л. : Машгиз, 1948. — 271 с.
11. Kung C. L., Hung C. K., Hsu C. M., Chen C. Y. Residual Stress and Deformation Analysis in Butt Welding on 6 mm SUS304 Steel with Jig Constraints Using Gas Metal ArcWelding // Applied Sciences. 2017. Vol. 7(10). DOI: 10.3390/app7100982.
12. Nóbrega J., Diniz D., Silva A. Numerical Evaluation of Temperature Field and Residual Stresses in an API 5L X80 Steel Welded Joint Using the Finite Element Method // Metals. Brazil. 2016. Vol. 6(28). DOI: 10.3390/met6020028.
13. Неровный В. М. и др. Теория сварочных процессов : учеб. для вузов. — 2-е изд. — М. : Издательство МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2016. — 702 с.
14. Shinkin V. N. Calculation of technological parameters of O-forming press for manufacture of large-diameter steel pipes // CIS Iron and Steel Review. 2017. Vol. 13. P. 33–37.
15. Самусев С. В., Товмасян М. А. Математическое и физическое моделирование процесса шаговой формовки по схеме JCOE на лабораторной машине ЦИЛ ИТЦ ОАО «ВМЗ» // Производство проката. 2014. № 11. С. 16–21.
16. Товмасян М. А., Самусев С. В., Сазонов В. А. Исследование процесса формовки труб большого диаметра с использованием современных компьютерных систем // Металлург. 2016. № 2. С. 54–58.
17. Самусев С. В., Хлыбов О. С., Дроздов Л. В., Керенцев Д. Е. Экспериментальное исследование формоизменения трубной заготовки методом фотограмметрии на участке кромкогибочного пресса линии ТЭСА 1420. // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. 2014. № 5. С. 15–18 [Электронный ресурс]. DOI: 10.17073/0368-0797-2014-5-15-18.