Устройство для сварки вертикальных угловых швов

Устройство для сварки вертикальных угловых швов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: сварка в различных отраслях машиностроения при изготовлении сварных конструкций с вертикальными швами . Сущность изобретения: в устройстве сварочная головка снабжена механизмом поддержания длины дуги. Это обеспечило повышение качества сварки. Конструктивное решение узлов сварочной головки и их оригинальная взаимосвязь позволила получить из основных исполнительных механизмов - поддержания длины дуги и поперечного колебания горелки - жесткую стойку, параллельную вертикальной направляющей и установленную с возможностью разворота и наклона относительно ее. Это обеспечило сокращение размеров каретки и самого устройства в горизонтальном сечении до минимума. При этом снабжение устройства счетчиком пройденного пути позволило расширить технологические возможности - использовать устройство для сварки вертикальных швов в особо затесненных условиях и труднодоступных местах. 2 э.п. ф-лы, 5 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУбЛИК (5!)5 В 23 К 37/02

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4904152/08 (22) 22,01.91 (46) 23.02.93. Бюл;И 7 (71) Центральный научно-исследовательский ийститут технологии судостроения (72) А,M,Åðåìèí, В.В,Кувакин, К.И.Людмер, В,Д.Горбач, Н.И.Кривошеин и Т.А.Слепкова (56) Авторское свидетельство СССР № 339371, кл. B 23 К 37/02, 1957.

Авторское свидетельство СССР

¹ 423586, кл. В 23 К 9/30, 1972. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СВАРКИ ВЕРТИКАЛЬНЫХ УГЛОВЫХ ШВОВ (57) Использование: сварка в различных отраслях машиностроения при изготовлении сварных конструкций с вертикальными швами, Сущность изобретения: в устройстве сварочная головка снабжена механизмом

Изобретение относится к сварочному оборудованию, в частности к устройствам для сварки вертикальных угловых швов с механизмами колебания электрода и поддержания дуги, и может быть использовано в химической, энергетической промышленности и других отраслях машиностроения, где широко применяется автоматическая сварка, а объекты имеют замкнутые объемы особой стесненности и требуют ограниченного времени пребывания человека.

На фиг.1 показан общий вид устройства; на фиг.2 — установка механизма колебания горелки на каретке; на фиг.3— приводной кулисный механизм механизма колебания гооелки; на фиг,4 и 5 показан .механизм поддержания длины дуги и установ-. ка роликов копирного элемента; на фиг.5

„„5U „у 1796393 А1 поддержания длины дуги. Это обеспечило повышение качества сварки, Конструктивное решение узлов сварочной головки и их оригинальная взаимосвязь позволила получить из основных исполнительных механизмов — поддержания длины дуги и поперечного колебания горелки — жесткую стойку, параллельную вертикальной направляющей и установленную с возможностью разворота и наклона относительно ее.

Это обеспечило сокращение размеров каретки и самого устройства в горизонтальном сечении до минимума. При этом снабжение устройства счетчиком пройденного пути позволило расширить технологические возможности — использовать устройство для сварки вертикальных швов в особо затесненных условиях и труднодоступных местах. 2 э.п. ф-лы, 5 ил. сварочная головка и ее кинематическая связь с механизмом поддержания длины ду- ) ги, о

Как видно из чертежей, предлагаемое устройство включает вертикальную направляющую 1, каретку 2 с электроприводом 3, сварочную головку 4, счетчик 5 пройденного пути, пульт и алектрпнную систему усраеления (на черт. не показаны).

Сварочная головка 4 содержит меха- — Ф низм 6 поперечного колебания с горелкой 7 и электродом 8, механизм 9 поддержания длины дуги и копирный элемент 10..

Для обеспечения транспортировки к месту сварки, в соответствии с условиями за. тесненности, вертикальная направляющая

1 выполнена из секций. Крайняя верхняя секция снабжена штырем 12, выполненным

1796393 в виде винта 13 и гайки 14, а крайняя нижняя — подвижной струбциной 15.

Каретка 2 снабжена втулкой 16 (см, фиг.2), в которой на подшипниках качения

17 установлена ось 18 с фланцем 19 и вилкой

20.

Сварочная головка снабжена стаканом

25.

Стакан 25 установлен на каретке 2 с возможностью радиального разворота и наклона относительно вертикальной направляющей 1.

Для этого стакан 25 выполнен с ребром

26, которое помещено в вилку 20 и сочленено с ней посредством оси 27.

Кроме того, стакан 25 снабжен ленточной пружиной 28, которая установлена под ребром 26 в вилке 20 и жестко закреплена на стакане.

Ребро 26, пружина 28 и фланец 19 сочленены фиксатором 30,с помощью которого осуществлено стопорение сварочной головки при нерабочем режиме устройства.

Фиксатор 30 выполнен в виде винта 31 и контргаек 32, Винт 31 снабжен шестигранной головкой 33 с корпусом 34 и фланцем

35.

При установке стакана 25 в вертикальное положение нерабочего режима, конус

34 головки ЗЗ фиксатора 30 находится в конусном гнезде 36 кронштейна 37 втулки 16.

Механизм 6 поперечного колебания горелки (см. фиг.2) выполнен в виде вала 40, один конец которого кинематически связан через кулисный механизм 42 и редуктор 43 с электродвигателем 44, другой конец (см, фиг,4) жестко сочленен с полой штангой 45 и установленной над последней горелкой 7.

Вал 40 установлен в стакане 25 с возможность о разворота.

Кулисный механизм 42 содержит кулису

46 и камень 47 (см, фиг.2 и 3). Камень 47 установлен в кулисе 46 с воэмо>кностью радиального перемещения, Полая штанга 45 выполнена из двух частей 52 и 53 (см, фиг,4), сочлененных с возможностью разворота и жесткой фиксации между собой конической шпилькой 54, Механизм 9 поддер>кания длины дуги выйолнен в виде размещенного в полой штанге 45 с возможностью автономного разворота валика 58, один конец которого выполнен в виде червяка 59 (см. фиг,4 и 5), другой кинематически связан через редуктор 60 с электродвигателем 61, Горелка 7 (см, фиг,5) снабжена рычагом

62, Рычаг выполнен с зубчатым сектором 63

- и установлен на полой штанге 45 с помощью оси 64. При этом зубчатый сектор кинематически связан с червяком 59.

На торце полой штанги 45 установлен микровыключатель 65, который служит ограничителем хода горелки 7 в сторону вертикальной направляющей.

Рычаг 62 горелки взаимоэаменяем, в зависимости от потребности в величине плеча рычага, может использоваться переходник

10 66.

Копирный элемент 10 выполнен в виде опорных роликов 68 и 69, расположенных взаимоперпендикулярно, и установлен на стакане 25 (см. фиг.4).

Копирные ролики обеспечивают слежение электрода по биссектрисе сварчваемого углового шва с точностью + 1 мм.

Копирные ролики используются с принудительным механическим поджатием с помощью пружины 28.

Счетчик 5 пройденного пути представляет собой цифровой преобразователь, Число оборотов выходного вала редуктора электролривода каретки 2 преобразуется в. величину линейного перемещения каретки со сварочной головкой вдоль сварного стыка, Счетчик может быть выполнен различными техническими средствами. Например, 30 первичный преобразователь перемещения каретки может быть фотоэлектрического типа с использованием периодического изменения освещенности, сигналы с которого . поступают в систему управления. Счетчик пройденного пути включает в себя так>ке цифровой индикатор и задатчик в виде, например, программного переключателя (на чертежах не показан).

Счетчик электрически связан с системой управления устройства, с которой, в своа очередь, также связан электропривод

3 каретки 2, Предлагается описание работы устройства при использовании его для ремонта сепарационных блоков СПП-750 АЗС, находящихся в эксплуатации, Сепарационный блок СПП-750 представляет собой узкий короб, имеющий доступ в эатесненный объем только снизу, После длительной эксплуатации в сварных швах приварки профильных листов к раме сепарационных блоков появляется большое количество трещин, в том числе и сквозных, имеют место разрушения вертикальных швов, а также по основному металлу в виде трещин разных направлений.

Для ремонта необходимо осуществить сварку односторонних вертикальных угловых швов указанных конструкций иэ нержавеющей стали, кроме того, необходимо

1796393 осуществить приварку накладных листов на дефектные участки.

Предлагаемое устройство может осуществить указанные сварочные работы в среде защитных газов неплавящимся электродом как с присадочной проволокой, так и без нее.

Перед началом сварки необходимо произвести установку и. предварительную настройку устройства.

Для этого в потолочном листе короба свариваемой конструкции просверлить тех. нологическое отверстие g 18-20 мм, В это отверстие снизу изнутри короба заводится винт 13 штыря 12 крайней верхней секции направляющей 1. На.винт 13 наворачивается гайка 14, затем собираются секции направляющей. Нижняя секция струбциной 15 крепится к торцу свариваемой конструкции.

Таким образом направляющая 1 установлена внутри изделия;

Каретка 2 с электроприводом 3 смонтирована на нижней секции направляющей.

Нз каретке 2 устанавливается стакан 25 с упомянутыми исполнительными механиз мами.

C помощью шестигранной головки 33 и работы винта 31 конусная головка 34 выводится из гнезда Зб, При этом фланец 35 винта 30 толкает одно из плеч пружины 28 вверх, а стакан

25 разворачивается в радиальном направлении в подшипниках 17 совместно с фланцем 19 и одновременно наклоняется относительно фланца 19 вокруг оси 27 к угловому сварному стыку до самоустанавки опорных роликов 68 и 69 на плоскости стенок угла.

Далее на угловой стык настраивается горелка 7. Для этого освобождается конусная шпилька 54 и верхняя часть 53 полой штанги 45 вместе с горелкой 7 разворачива-. ется иа требуемый угол, так чтобы электрод

8 был установлен на биссектрису стыка. После этого положение горелки фиксируется конусной шпилькой 54, Настройка технологически заданной амплитуды поперечных колебаний горелки

7 осуществляется с помощью радиального перемещения камня 47 в кулисе 46 относительно оси выходного вала редуктора (см. фиг,2 и 3). . Настройка устройства закончена.

Для запуска устройства в режим сварки с нажатием на пульте управления кнопки

"Пуск" производится продувка газом и осуществляется поиск электродом 8 металла, . При этом вкл|очается электродвигатель 61 механизма 9 поддержания длины дуги, Вращение выходного вала электродвигателя 61 направлении и зажигается дежурная дуга, а через определенный промежуток времени

10 рабочая дуга заданной величины. После прогрева металла включается электропривод 3 каретки 2 и исполйительные механизмы, в том числе и механизм 6 поперечного колебания горелки, 15 Устройство осуществляет сварку в авто20 45 со сварочной головкой 7 на любой угол, предварительно на время разворота на30 ваемай конструкции, местоположение де35 фекта фиксируется на индикаторе в единицах длины, например в мм. Отсчет пуэту числовую величину в систему управле40 ния.

После закрепления накладного листа на листа следит за информацией пройденного горел55 кой пути, включает и останавливает процесс

50 через редуктор 60 и валик 58 (см. фиг.4) передается на червяк 59 (см, фиг.5). Червяк

59, взаимодействуя с зубчатым сектором 63, наклоняет вокруг оси 64 рычаг 62 с горелкой

7 к металлу разделки до момента появления контакта. Сразу после упомянутого кантакта начинается движение горелки в обратном матическом режиме.

После прохода вертикального сварного шва с помощью конусной шпильки 54 можно развернуть верхнюю часть 53 полой штанги строив валик 58 на холостой ход (имеется в виду рассогласование зацепления червяка с зубчатым сектором рычага горелки) и выполнять любой эквидистантный предыдущему сварной нахлесточный шов. При этом ролики 68 и 69 копирного элемента 10 будут отслеживать стенки предыдущего стыка

В процессе сварки на цифровом индикаторе счетчика 5 пройденного пути постоянно индицируется местоположение сварочной горелки и в момент погзсания дуги, вызванного наличием дефекта в сварити ведется от точки начала сварки. С помощью задатчика счетчика оператор вводит дефектный участок оператор, используя зафиксированную информацию о местополажении дефекта, устанавливает нз цифровом задатчике счетчика требуемую величину расстояния да начала сварки и в автоматическом режиме перемещает сварочную головку о точку начала сварки, затем разворачивает сварочную головку, как описано выше, и производит сварку вертикальных швов заданной длины накладного

По цифровому индикатору оператор сварки.

Из материала, изложенного в заявке, можно сделать следующий вывод, Предполагаемое изобретение позволяет повысить качество сварки и расширить

1796393 технологические возможности известного устройство снабжено счетчиком пройденно. оборудования. го пути, сварочная головка снабжена приЕго внедрение позволит осуществлять водным механизмом поддержания длины сварочные работы на объектах, характери- дуги, выполненным в виде валика с червязующихся большой затесненностьюитруд- 5 ком на одном его конце, другой конец нодоступными зонами. которого кинематически связан с приводом, Ярким прймером того, что преДлагае- механизм поперечного колебания горелки мое устройство — необходимое технологиче- снабжен кулисным механизмом, кинематиское оборудование является тот факт, что чески связанным с валом, стаканом, смонтиспециалистами подтверждено, что выпол- 10 рованным на каретке с возможностью нениеремонтныхработвусловияхИАЗСпо наклона и радиального разворота, в котоприварке профильных листов к раМе сепа- ром установлен вал, и жестко закрепленной рационных блоков более предпочтительно. на валу полой штангой, в которой с возмож. Учитывая имеющееся в стране количе- ностью разворота расположен валик мехаство однотипных А3С и длительный срок их 15 низма поддержания длины дуги, сварочная эксплуатации, а также важность вопроса их горелка закреплена на полой штанге и снабнадежности, нетрудно оценить, насколько жена рычагом, один конец которого выполнеобходимо сегодня наличие предлагаемо- нен в виде зубчатого сектора, шарнирно го устройства, установленного на полой штанге с возможФ о р м у л а и з о б р е т е н и я 20 ностью взаимодействия с червяком валика, 1. Устройство для сварки вертикальных а копирный элемент выполнен в виде опоругловых швов, содержащее направляющую, ных роликов,-установленных на стакане. установленную на ней с возможностью пе- 2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е еремещения приводную каретку и размещен- с я тем, что полая штанга выполнена из двух ную на каретке сварочную головку, 25 частей,связанныхмеждусобойсвозможновключающую горелку с электродом, меха-, стью разворота относительно друг друга и низм поперечных колебаний с валом и ко- жесткой фиксации друг с другом. пирный элемент, пульт и систему 3. Устройство.по пп.1 и2, î Tл и ч а.юуправления, о т л и ч a e щ е е с я тем, что. с щ е е с я тем, что приводы каретки, механизм целью повышения качества сварки и расши- 30 поперечного колебания горелки и механиэрения технологических возможностей пу- ма поддержания длины дуги и счетчик пройтем обеспечения автоматической сварки в денного пути электрически связаны с замкнутых обьемах особой стесненности, системойуправления.

1796393

1796393

1796393

1796393

Составитель A.Åðåìèí

Техред M.Mîðãåíòàë

Редактор Т.Ивайова

Корректор В.Петращ

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 618 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35. Раушская наб.; 4/5