При контактной сварке стыков труб оставлением (лист 175, рис. 1) сварное соединение получается одновременно по всему периметру стыка, что создает лучшие условия для механизации и достижения высокой производительности сварочных работ.

Применяются два способа сварки стыков труб: базовый и трассовый. На полевых базах производят сварку труб в трехтрубные секции стационарными трубосварочными контактными установками типа ТКУС (рис. 2) . Трубы, укладываемые трубоукладчиками 2, с наклонного стеллажа 1 подаются отсекате - лем 3 на место 4 зачистки поверхности труб контактной кольцевой полосы. Зачищенная труба перегру­жателем (рис. 5) подается на роликовый конвейер 5 (рис. 2) и затем роликами продольного перемещения на роликовый конвейер 17, надеваясь при этом на штангу 10 с гратоснимателем 8. Конец трубы зажи­мается в сварочной головке 16 .соединенной с гидропневмосис-темой 15. Место сварки укрыто палат­кой 9. Управление процессом сварки осуществляют с пульта 13. На базе имеется передвижная электро­станция 14. Вторая труба после зачистки тоже подается в сварочную головку, и производится сварка. В горячем состоянии удаляют внутренний грат при помощи гратоснимателя 8, включая механизм про­дольного хода 12. Затем секция перемещается к механизму 7 удаления наружного грата и в конец стен­да. На роликовый конвейер 11 подается еще одна труба и приваривается к двухтрубной секции. Гото­вая трехтрубная секция поступает на стеллаж 6 готовой продукции.

Сварочная головка обеспечивает зажим трубы, центровку труб, перемещение трубы в осевом на­правлении при оплавлении и осадку при сварке. Головки разделяются на:

наружные, сварочный трансформатор и все механизмы которых расположены снаружи свариваемых труб; комбинированные, в которых силовые механизмы центровки и осадки располагаются внутри тру­бы, а сварочные трансформаторы и токоподводящие механизмы — снаружи;

внутритрубные, в которых все силовые механизмы и сварочный трансформатор располагаются внутри свариваемых труб. Наружные головки (машины) применяют для сварки труб относительно малых диа­метров (от 114 до 530 мм). Для сварки труб большого диаметра наружные головки делаются громоздки­ми и тяжелыми. Доступ для осмотра свариваемого стыка становится затруднительным. Комби­нированные головки применяют для сварки труб средних диаметров (от 720 до 1020 мм) в стационар­ных условиях. Внутритрубные машины применяют для сварки труб больших диаметров (больше 1220 мм) как в стационарных, так и в трассовых условиях, когда машина последовательно передвигается от стыка-к стыку.

Сварочный трансформатор (рис. 3 и 4) наружных головок имеет кольцевой сердечник 1; первичную обмотку 2, равномерно (рис. 3) или дискретно (рис. 4) распределенную на сердечнике; вторичный виток 3, служащий также и для защиты первичной обмотки от брызг расплавленного металла. Концы вторич­ного витка прикреплены к медным контактным токоподводящим башмакам 4, прижимающимся к на­ружной поверхности труб 5. Сварочный ток проходит по вторичному витку через металл труб и стык между ними.

Зачистку поверхности трубы для обеспечения надежного электрического контакта между поверх­ностью трансформатора и токоподводящими башмаками осуществляют абразивным инструментом 4 (рис. 6) зачистной машины. Она имеет полый ротор 5, электродвигатель б с редуктором, рычаги 3 с аб­разивным инструментом 4, поворачивающиеся относительно оси 2, противовесы 1 и пружины 7. Про­тивовесами регулируется сила прижатия абразивного инструмента. При остановке ротора абразивный инструмент под действием пружин отходит от поверхности трубы. Зачистные машины установок типа ТКУС обеспечивают зачистку до металлического блеска полосы шириной 60 ... 80 мм на расстоянии 100 ... 200 мм от концов труб.

Образовавшийся при сварке грат снаружи и внутри трубы удаляют на установках типа ТКУС в го­рячем состоянии при температуре 800 ... 1400 °С. Внутренний гратосниматель состоит из водила 1 (рис. 7), на котором укреплены бойки 3, удерживающиеся пружинами 2. Грат сбивается бойками, прижи­мающимися к поверхности грата центробежными силами при вращении вала. Удаление наружного гра­та осуществляется аналогичным устройством (рис. 8) . Принцип действия устройства такой же, как и у машины для зачистки контактных полос.

Для сварки труб большого диаметра (1420 мм и больше) целесообразно использование сварочных го­ловок, расположенных внутри трубы 1 (лист 176, рис. 9). Такие внутритрубные машины имеют кольце­вой трансформатор с магнито проводом 4, вторичным витком 2 и контактными башмаками 3. Пере­движная установка "Север-1" (рис. 12), сконструированная по такому принципу, имеет механизм пере­мещения 1, внутренний гратосни-матель 2 и электродвигатели 3 с насосной установкой 4, смонтиро­ванные в заднем блоке, соединенном с передней сварочной частью шарниром, закрытым кожухом 6. Ходовая часть состоит из приводных роликов, расположенных по окружности и прижимаемых к внут­ренней поверхности трубы для создания тягового усилия. Поддерживающие ролики 5 расположены равномерно по длине. Внутритрубный центратор с распорными патронами 7 и 8 создает суммарное ра­диальное усилие 10 ... 14 МН, что обеспечивает передачу усилия осадки при сварке до 4 МН.

Сварка труб осуществляется следующим образом. Машина заводится в свариваемую трубу так, чтобы торец трубы располагался посередине зазора между токоподводящими вкладышами б (рис. 11). При срабатывании цилиндров 12 корпус цилиндра перемещается вместе с тележкой 11 и распорным кольцом 9, поворачивает серьгами 8 рычаги 10 в радиальном направлении, и прижимные вкладыши 7 зажимают изнутри свариваемую трубу. Кольцевой сварочный трансформатор 5 жестко установлен на штанге 3, в полости которой расположены токоподводящие силовые кабели трансформатора и кабели управления. Вторичный виток трансформатора гибкими шинами соединен с токоподводящими вкла­дышами 6, которые в этот момент тоже прижимаются к трубе.

Вторая труба надвигается до упора в торец первой. Зажатие вторым зажимом происходит анало­гично, только штоки цилиндров отталкиваются не от неподвижного блока, а от фланца обоймы 2. Затем включается сварочный трансформатор, срабатывает цилиндр 1 осадки, и подвижный зажим 4 подает трубу к трубе. Под воздействием сварочного тока торцы труб оплавляются и разогреваются. После дос­таточного разогрева, определяемого программой сварки, происходит осадка. После сварки механизмы возвращаются в исходное положение, и машина с помощью своего механизма перемещения передвига­ется к следующему стыку. Внутренний грат удаляется при подходе гратоснимателя 2 (см. рис. 12) к стыку. Наружный грат удаляют навесным агрегатом, имеющим шесть фрезерных головок, каждая из которых очищает свой сектор трубы. Агрегат подвешивается на стреле трубоукладчика.

Зачистка контактных полос перед сваркой осуществляется отдельным агрегатом, подвешенным на стреле трубоукладчика и имеющим четыре рабочих головки с иглофрезами. Время очистки полосы 80 с. Производительность внутритрубной машины 6 стыков в час.

При работе внутритрубной машины 2 (рис. 10) на трассе участок оснащен тракторами 1 с подъем­ной стрелой, трубоукладчиком 3, передвижной электростанцией 5, трактором б с подвесной машиной для зачистки контактной полосы на внутренней поверхности трубы и индуктором 9 для термообрабогки стыков. Для подключения внутритрубной машины к электростанции предусмотрены кабель 8, штеп­сельный разъем 4 и кабель-удлинитель 7.