Устройство для формирования обратной стороны продольных швов

ский ин ВАНИЯ ЛЪНЪ 1 Х; Целью изобрети качества формишв,, На фиг. 1 представлензцбражение конструкцист ойства.О ения яв рования тся повыше рневой част хематическо редлагаемог порным элементом конст корпус 1, в котором в пр ке на слой технической рнной тонким теплоизоляц едная лента или слой асбе й силовой элемент в вид троса 3 с радиусом Вт, пов ложены симметрично с н формирующих элемента 4 рукции являямоугольной езины 2, заионным слоста), уложен е металличеерх которого им два медв виде стерск(56) Авторское свидетельство СССйг )423339, кл. В 23 К 37/06, 1988Авторское свидетельство СССМ 1625644,кл. В 23 К 37/06, 1991,(54 УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРоФдтной стороны прадош он Изобретение относится к сварочнои , технике и может быть использовано при одно торонней автоматической сварке под фл сом стыковых швов, преимущественно то колистового металла.(57) Использование; и ри односторонней автоматической сварке под флюсом стыковых швов деталей, преимущественно из тонко- листового материала. Сущность изобретения; в продольном пазу корпуса устройства размещены слой резины, металлический трос для поджима формирующих элементов, которые выполнены в виде двух подвижных медных цилиндрических стержней. Медные стержни выступают над поверхностью корпуса. Радиус йо медного стержня равен 6 - 10 мм, а радиус металлического троса вычисляют по формуле Йс (Яс + Йт) = К, где К - эмпирический коэффициент равный 0,33 - 0,71. 2 ил. жней круглого сечения с радиусом йс, Сварочный флюс 5 засыпается в формирующую канавку, образованную вдоль линии контакта медных элементов (стержней). Горизон- ОО тальные поверхности корпуса служат в(качестве опоры для размещения сваривае- Я мых листов, причем медные элементы (стер- ф жни) выступают над этими поверхностями на величину Нйо = Кот.Основные конструктивные размеры предлагаемого устройства и соотношения его элементов определяются из условия Ы контакта медных формирующих элементов в виде стержней 4 (см. фиг, 1) с внутренней поверхностью свариваемых изделий (полотнищ) 6(т. А 1 и т. А 2), со стенками корпуса 1 (т, В 1 и т. В 2), а также между собой (т, Р) и с -гибким силовым элементом 3 в виде металлического троса (т. М 1 и т. М 2) и контактасилового элемента 3 с упругой подкладкой2 (т.й),Формирующее устройство предназначено для, автоматической одностороннейсварки листовых конструкций малой толщины Ямет. = дмет. = 2,08.0 мм. Для предлагаемого устройства ширина формирчюшейканавки составит в к.ф. = (2,63 мет .З,Отыметп 1 п гп(2,6 2,03,0 8,0) - 5,224 мм, С учетомособенностей конструкции предлагаемогоустройства и размеров формирующей канавки ширина прямоугольной выемки составит В = 10,448 мм.Конструктивно можно выделить и рассмотреть три варианта взаимодействияформирующих элементов (стержней) и гибкого силового элемента (металлическоготроса):1. Радиусы формирующих стержнейравны между собой и равны радиусу силового металлического троса, т,е. Вс = В причемэтот вариант взаимодействия представленна фиг, 1, 2.Радиусы формирующих стержней равны между собой, но радиус стержняменьше радиуса металлического троса, т,е.ВсВт, 3, Радиусы формирующих стержнейравны между собой, но радиус стержнябольше радиуса металлического троса, т.е.ВсВт. Определим граничные значения радиусов формирующих медных стержней иметаллического троса. Для заявляемого устройства минимальный размер радиусамедных стержней подбирается эксперимен. тально с учетом технологических требований и конструктивных особенностейсварного соединения. Максимальный жеразмер радиуса медных стержней подбирается из условия гибкости и возможностикомпенсировать изменение размеров в процессе сварки, Экспериментальное опробование медных формирующих стержнейкруглого сечения позволило установить граничные значения: Вс = 6 мм и В, = 10 мм, Присварке иэделий толщиной более Ямет,8 ммприменение медных стержней сплошногосечения снижает эффект "приспосабливаемости" к нижней поверхности и поэтому дляукаэанных толщин использование заявляемого устройства нецелесообразно.Выбор значений радиуса металлического троса производится с учетом работоспособности заявляемого устройства иэкспериментально было установлено, чтоминимальное значение радиуса металлического троса должно составлять Вт, = 0,414 ВДальнейшее уменьшение радиуса металлического троса, т.е. Вт,0,414 Вс, делает конструкцию неработоспособной, и медныеэлементы (форчирующие стержни) "заклинивают", Максимальное же значение радиуса металлического троса не должнопревышать значению радиуса формирующего стержня, более чем в два раза, т,е, Вт.2 Вс В противном случае это вызовет переоборудование конструкции корпуса, а также значительное увеличение тянущего усилия Егор, Невыполнение указанных условий может привести к "разваливанию" в сторону формирующих медных элементов, и соответственно - просыпанию флюса и нарушению условий формирования корня шва, Приведенное выше соотношение 2 В,Вт" выполняется при угле а=1930, Т.о. при изготовлении формирующего устройстваВссоотношение + В должно находитьсяВс.+ Ввв следующих пределах; 51015 20 Втп = 0,414 Вс.,25 0,707 = 0,71 Экспериментально установлено, что граничные значения радиуса силового элемента (металлического троса) находятся в интервале Вт. = 2,4 мм, а Вт," = 12 мм, т.е. 2,4Вт,12,0 (мм). Применение силового элемента круглого сечения (металлического троса) при Вт.12,0 мм вызывает значительное увеличение тянущего усилия (горизонтального), а значение Вт, "= 2,4,мм соответствует ранее указанному соотношению: Вт. = 0,414 Вс.Предлагаемое устройство работает следующим образом. После укладывания свариваемых полотнищ на опорную поверхность стенда и создания прижимных усилий к свариваемым листам эластичные формирующие теплоотводящие медные стержни погружаются, причем несмотря на кривизну листа и неточность сборки достигается надежный контакт по всей линии вдоль свариваемых кромок, соответствующий точкам А 1 и А 2, а слой флюса уплотняется в нужной степени на всем протяжении шва, Первоначальное уплотнение флюса происходит на вогнутых с верхней стороны участках из-за действия горизонтального усилия Етер. на силовой элемент, которое затем передается медным стержням, После того, как будет достигнуто предельное уплотнение флюса на участках с верхней стороны, оно(уплотнение) перераспределяется 30 35 40 45 50 55 щех 2 Вс Вс Встогда В + В -- 0,333 Вст ВТВт + 0,414 Вт 1,414 Втна остальные участки формирующей канавки. Т,о, гибкие медные стержни иприспосабл ива ются" к нижней поверхности с 9 ариваемых листов, Причем, в заявляемой конструкции устройства поджатие медных элементов осуществляется раздельно к каждй из кромок, но вместе с тем они создают равномерное поджатие флюса по всей длине нижней поверхности свариваемых листов на всем протяжении шва. Описанные условия работы заявляемого устройства подтверждаютс изучением схемы действия сил. Так на фиг, 1 представлена расчетная схема сил, действующих со стороны гибкого металлического троса на формирующие медные стержни при отсутствии смещения свариваеых кромок по высоте. Для случая, когда В, = Вуи расположение нижней поверхности листов в одной плоскости (см. фиг. 1) усилие поджатия Гподж, со стороны силового элемента на медные формирующие стержни через точки контакта М 1 и М 2 раскладывается на два вектора: ГП 1 и ГП 2, которые в свою очередь можно предста вть, как действие горизонтальной Гподж, и у вертикальной Гподж. составляющих, Горизснтальные составляющие воспринимаютск стенками корпуса, а вертикальные с ставляющие создают необходимое уплотн ние слоя флюса и предотвращение вытек ние жидкого металла и флюса сварочной вэнны в зазоры. Кроме того,при сборке листов под сварку части встречается местное сь)ещение свариваемых кромок по высоте з 4 счет кривизны листа. Устранение такого дефекта сборки заявляемым устройством производится самопроизвольно путем перераспределения усилий, действующих на формирующие медные элементы. В этом сфчае в том месте, где одна кромка превышает уровень другой, под действием силы Гф(Гл 1) медный стержень смещается вверх, тонки контакта с металлическим тросом (силе ым элементом) также смещаются и а резуаатате углы гт 1 =ат, На фиг. 2 представлена расчетная схема действия сил, действующих со стороны гибкого силового элемента на формирующие медные стержни при смещении свариваемых кро мок по высоте на величину Ьр Уменьшение углаа 2 (или а 1 ) в свою очередь влечет за собой возрастание вертикальной составляющей, Вместе с перемещением сварочной ванны вдоль оси шва изменяется и 10 тепловое поле изделия, которое обуславливает изменение линейных размеров формирующих элементов вследствие температурного расширения. Пластичность и гибкость предлагаемого устройства позво ляет надежно компенсировать эти изменения, происходящие в момент сварки.Формула изобретения Устройство для формирования обратной стороны продольных швов, содержащее 20 корпус с продольным пазом прямоугольного сечения, в котором размещены два подвижных медных цилиндрических стержня одинакового диаметра, образующие между собой формирующую канавку, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения качества формирования шва путем раздельного поджимэ медных стержней к деталям, устройство снабжено механизмом поджима, выполненным в виде уложенного на дно 30 прямоугольного паза слоя резины и размещенного между ним и медными стержнями с воэможностью натяжения металлического троса, при этом медные стержни выполнены выступающими над поверхностью корпуса, 35 а радиус металлического троса Ву вычисляют по формулеВ с.Гагарина аказ 857 ВНИИПИ Гасу Составитель Е. КорягинТехред М,Моргентал . Корректор Н.Коро Тираж Подписноенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 3035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5