Установка для автоматического управления дуговой сваркой кольцевых швов многослойных труб

Установка для автоматического управления дуговой сваркой кольцевых швов многослойных труб

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскнк

Социалистнческиз

Реслублнк (щ963755 (61) Дополнительное к авт. свмд-ву—

Р М Кп з

В 23 К 9/10 (22) Заявлено 1510ЯО (21) 3213131/25-27 с присоединением эаявки М—

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий

{23) Приоритет

Опубликовано 07-10Â2- Бюллетень Но 37 (ф31 УДК621. 791. .75(088.8) Дата опубликованмя описания 01.02.83

Б.Е. Патон, Г.П. Бучацкий, A.Ñ. Вавилин, P.È. Гаркалюк, Б.И. Ефремов, В.П. Зубко, В.A. Лебедев, В.Ф. И ин, Г.И. Роздобудько и И.С. Углев

«1 р т

Ордена Ленина и ордена Трудового Красного Зна ейи институт электросварки им. Е.О. Патона

\ ..(72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТАНОВКА ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

ДУГОВОЙ СВАРКОЙ КОЛЬЦЕВЫХ ШВОВ МНОГОСЛОЙНЫХ ТРУБ

Изобретение относится к области сварочного производства и может быть использовано для автоматизации при установочных операциях и слежении за стыком при дуговой сварке кольцевых соединений многослойных труб, собранных из отдельных обечаек в процессе изготовления труб.

Известно устройство управления установкой для автоматической сварки труб (13, содержащее усТройства слежения за разделкой и элементы, осуществляющие контроль за сваркой в несколько проходов.

Это устройство не позволяет отыскать шов.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для ориентации сварочной горелки при сварке незамкнутых швов

С2 1, содержащее привод слежения и два струйных датчика, функционально соединенных с приводом слежения при помощи блока управления. В устройство введены два дополнительных датчика, блоки поиска стыка и окончания сварки и пороговые элементы основных и дополнительных датчиков. Выходя пороговых элементов основных струйных датчиков соединены со входами блоков управления приводом слежения, поиска стыка и окончания процесса сварки, а выход пороговых элементов дополнительных датчиков соединен с вторыми входами блоков окончания процесса сварки и управления приводом слежения.

Однако в этом устройстве наличие струйных датчиков предполагает ис пользование релейных элементов, что значительно усложняет самоустройство.

Кроме того, поиск шва в случае, если головка аппарата, в котором использовано устройство, находится не только в стороне от стыка, но смещена по вертикали, затруднен. Не исключена ошибка при поиске шва, так как любая трещина или заусенец при

20 поиске стыка может служить сигналом о его нахождении.

Целью изобретения является повышение производительности процесса сварки эа счет уменьшения затрат на подготовительные и установочные операции и исключение ошибок При поиске шва.

Поставленная цель достигается тем, что в установку для автоматического управления дуговой сваркой кольцевых швов многослойных труб, 963755 содержащую сварочные головки с блоками управления циклом работы, механизмы горизонтальной и вертикальной корректировки положения сварочных головок с блоками управления этими механизмами, датчики нахлеста, дат- 5 чики касания горизонтальной и вертикальных плоскостей, а также привод вращения трубы с блоком его управления, введены схемы совпадения, элементы выдержки времени и устройства счета числа оборотов трубы, через которые выходы датчиков нахлеста соединены со входами одних схем совпадения. Через другие схемы совпадения соединены выходы датчиков касания одной вертикальной плоскости и выходы датчиков нахлеста с входами управления циклом работы каждой сварочной головки. Выходы датчиков касания другой вертикальной плоскости соединены со входами схем совпадения через элементы выдержки времени, а выходы датчиков касания горизонтальной плоскости - со входами блока управления приводом вращения трубы и входами блоков управления механизмами горизонтальной, и вертикальной корректировки положения сварочных головок. Выходы элементов выдержки времени соединены со входами блоков управления механизмами Зо горизонтальной коррекции .положения сварочных головок и входами датчиков касания другой вертикальной плоскости.

На чертеже показана функциональ- З ная схема установки для сварки кольцевых швов многослойных труб (c двумя сварочными головками).

Установка содержит две сварочные головки 1 и 2, которые содержат ме- 40 ханизмы горизонтальной 3, 4 и вертикальной 5, 6 корректировки головок

1 и 2 относительно швов 7, 8 трубы 9.

Выходы датчиков касания 10, 11 левой вертикальной плоскости разделок45 швов 7 и 8 соединены со входами элементов выдержки времени 12, 13 и входами блоков 14, 15 управления ме ханизмами горизонтальной корректировки 3 и 4. Выходы элементов 12, 13 соединены также со входами блоков управления 14, 15 датчиками 16, 17 касания правой вертикальной плоскости швов 7, 8, одними входами схем совпадения 18, 19 и входами счетчиков 20, 21 числа оборотов трубы 9.

Счетчики 20, 21 соединены с другими входами схем совпадения 18, 19. Выходы счетчиков 20, 21 соединены со входами пуска блоков 22, 23 управления циклами работы головок 1, 2.

Выходы окончания цикла сварки блоков 22, 23 через схему совпадения

24 соединены с входом "Стоп" блока

25 управления механизмом 26 вращения трубы 9. Выходы датчиков 27, 28 65 касания горизонтальной пло"кости соединены с блоками 29, 30 управле ния механизмами 5, 6 вертикальной корректировки, блоками 14, 15 через схему ИЛИ со входом "Пуск" блока 25 управления механизмом 26 вращения трубы 9.

Выходы датчиков 32, 33 нахлеста

34 соединены со счетчиками 20, 21 числа оборотов трубы 9.

Предварительно сварочные головки

1, 2 занимают положение справа и вверху от соответствующих швов 7, 8.

Установка работает следующим образом.

Сигнал "Пуск установки" подается на входы блоков 29, 30 управления механизмами 5, 6 вертикальной корректировки сварочных головок 1, 2. При этом сварочные головки опускаются вниз до срабатывания датчиков 27, 28.

Датчики 27, 28, срабатывая, выдают команды на блоки 14, 15 управления механизмами 3, 4 горизонтальной корректировки. И от обоих датчиков 27 и 28 через схему ИЛИ 31 на блок управления 25 поступает команда "Пуск".

При этом команды от датчиков 27, 28 соответствуют перемещению сварочных головок 1, 2 влево к разделкам швов

7, 8. Датчики 27, 28 постоянно следят за горизонтальной плоскостью поверхностью трубы, осуществляя посредством механизмов 5, 6 вертикальную корректировку головок 1, 2.

При попадании головок 1, 2 (их электродов) в разделку швов 7, 8 срабатывают датчики 10, 11, и через устройства 12, 13 сигналы попадают на один из входов элементов совпадения 18, 19. Если в процессе движения вдоль трубы к разделке датчикам

10 или 11 встречается препятствие (трещина, заусенец), то команда на включение сигнала сварки не выдается, так как эта команда формируется через выдержку времени устройств 12, 13. Выдержка времени выбирается достаточной для того, чтобы датчики

10, 11 не выдали ошибочной команды о нахождении разделки шва. При нахождении разделки шва (его левой вертикальной плоскости) и подтверждении этой команды через выдержку времени устройств 12 и 13 с выходов этих устройств снимается команда на блоки 14, 15 о прекращении принудительного движения влево. Такая же команда выдается, если датчики 10, 11 встретили любое препятствие при движении влево. Эта команда снимается, если препятствие исчезло за время, меньшее времени выдержки устройств 12, 13, а также на включение в работу датчиков 16, 17. При этом датчики 10, 11 и 16, 17 через блоки

963755

14, 15 управляют механизмами 3, 4 в режиме слежения за направлением швов 7, 8.

Головки 1, 2 снабжены своими датчиками 32, 33 нахлеста 34, так как линия нахлеста 34 может не совпадать на каждой из обечаек трубы 9.

Нахлест 34 служит началом пуска цикла сварки и концом этого цикла.

Команды от датчиков 32, 33 поступают на счетчики импульсов 20, 21, на счетчиках 20, 21 предварительно устанавливается количество проходов сварки, т.е. количество срабатываний датчиков 32, 33.

При этом на вторые входы схем совпадения 18, 19 поступают сигналы пуска от счетчиков 20, 21. На выходе схем 18, 19 в случае нахождения разделок швов 7, 8 и своих нахлестов

34 формируется команда на включение блоков 22, 23, управляющих циклами работы сварочных головок 1, 2. Каждая головка сваривает свой шов в автоматическом режиме с коррекцией как по горизонтали, так и по вертикали самих головок относительно своих швов.

После сварки необходимого числа проходов датчики 32, 33 через счетчики 20, 21 схем 18, 19 выдают на блоки 22, 23 команды на конец цикла сварки. После обработки конца цикла сварки блоки 22, 23 через схему совпадения 24 выдают команду на остановку механизмов вращения трубы.

Одновременно с этим выдается команда на подъем сварочных головок

1-2 и их отвод в правое исходное положение (связи, осуществляющие цикл отвода головок в исходное положение, на чертеже не показаны).

Установка позволяет значительно сократить время на различные нала-дочные и установочные операции. В установке может быть применено не--, сколько (до 8) сварочных головок, которые обслуживаются минимальным числом операторов-сварщиков (1-2).

При этом исключаются ошибки в поиске разделок швов и в слежении за самой разделкой.

Проведенные в реальных условиях испытания: установки показали ее высокую надежность и эффективность.

Формула изобретения

1.установка для автоматического управления дуговой сваркой кольцевых швов многослойных труб, содержащая сварочные головки с блоками управления циклом работы, механизмы горизонтальной и вертикальной корректировки положения сварочных головок

10 с блоками управления этими механизмами, датчики нахлеста, датчики касания горизонтальной и вертикальной плоскостей, а также привод вращения трубы с блоком управления, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения производительности процесса сварки за счет уменьшения затрат времени на подготовительные и установочные операции и исключения ошибок при поиске шва, в нее введены схемы совпадения, элементы выдержки времени и устройство счета числа оборотов трубы, через это устройство выходы датчиков нахлеста соединены с входами одних схем совпадения, черездругие схемысовпадения соединены выходы датчиков касания одной вертикальной плоскости и .выходы датчиков нахлеста с выходами блоков управления. циклом работы каждой

30 сварочной головки, причем выходы датчиков касания другой вертикальной плоскости соединены с входами одних схем совпадения через элементы выдержки времени, а выходы датчиков

35 касания горизонтальной плоскости соединены с входами блока управления приводом вращения трубы и входами блоков управления механизмами горизонтальной и вертикальной корректи40 ровки положения сварочных головок.

2. Установка по п. 1, о т л и ; ч а ю щ а я с я тем, что выходы элементов выдержки .времени дополнительно соединены с входами блоков

45 управления механизмами горизонтальной корректировки положения сварочных головок и входами датчиков касания другой вертикальной плоскости.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент CtdA 9 414992, кл. 228-102, 20.03.79.

2. Авторское свидетельство СССР

М 559778, кл. В 23 К 9/10, 04.06.75 (прототип).

963755

Тираж 1153 Подписное. ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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

Закаэ 310/2

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Г. Чайковский

Редактор Л. Утехина Техред И.Гайду Корректор Е. Рошко