Автомат для сварки неповоротных стыков труб

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК ЛВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советскнк СОцкввкстйчюский Республик(51) М. Кл, В 23 К 31/06 с присоединением заявки Я Государстаеииый комитет СССР по делан изобретеиий и откратий,037 (088.8) Дата опубликования описания 150479(54) АВТОМАТ ДЛЯ СВАРКИ НЕПОВОРОТНЫХ СТЫКОВ ТРУБИзобретение относится к области сварки, а именно, к устройствам для сварки неповоротных стыков труб с термоопрессовкой и может быть использовано в энергомашиностроении, химической, судостроительной и других отраслях промышленности.Известен автомат для сварки неповоротных стыков труб, содержащий механизмы для зажима и осадки труб, 10 выполненные в виде силовых приводов 111. Такое выполнение механизмов для зажима и осадки ведет к увеличению габаритов конструкции.Известен также автомат для сварки 15 неповоротных стыков труб, содержащий подвижный и неподвижный механизмы для зажима труб, корпуса которых связаны между собой, и механизм для осадки труб 2)20Использование в таком устройстве гидроцилиндров в качестве силовых приводов зажимных элементов ведет к увеличению габаритов машины, так как для питания гидроцилиндров необходи- фт ма сложная система гидравлики, обязательно состоящая нз насоса, регулирующей аппаратуры, системы контроля давления, емкости для хранения рабочей жидкости. Кроме того, не исклю- ЗО чена возможность попадания рабочей жидкости, в качестве которой обычно используется масло, в зону сварки, что абсолютно недопустимо, так как резко ухудшает качество сварного шва.Целью изобретения является повышение надежности и упрощение конструкции.Указанная цель достигается тем, что механизмы для, зажима труб снабжены полукольцеыыми вкладышами и;термоэлементами для нагрева и охлаждения этих вкладышей, а механизм для осадки выполнен в виде размещенных стержней, каждый из которых жестко связан одним концом с корпусом, неподвижного зажима а другим концом - с корпусом подвижного зажима, причем вкладыши и стержни выполнены из материала, температурный коэффициент линейного расширения которого больше, чем у материала корпусов зажимов.Применение в механизмах зажима и осадки труб стержней и вкладышей, выполненных из материала, ,температурный коэффициент линейного расширения которого больше, чем у материала деталей автомата с которыми они жестко связаны, использованиезлектронагрева стержней и вкладышей термоэлементами позволяет отказаться от применения сложных в изготовлении и в управлении гидравлических, пневматических, механических и других устройств зажима и осадки труб при сварке неповоротных стыков труб с термоопрессовкой, уменьшить габариты и упростить конструкцию автомата, повысить производительность и качество сварки труб в монтажных условиях, Уменьшение габаритов автомата дости гается также тем, что термоэлементы нагрева и охлаждения выполнены в виде токопроводящих трубок, так как они выполняют роль и нагревательного элемента при пропускании по нему 15 электрического тока,и трубки охлаждения;после отключения тока подается хладагент, например, углекислота,Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где показаны: на фиг. 1 - общий вид автомата для сварки неповоротных стыков труб с термоопрессовкой; на фиг. 2 - механизм зажима трубы 2, разрез А-А фиг. 1.1 на фиг. 3 - механизм осадки труб, разрез Б-Б фиг. 2.Автомат для сварки неповоротных стыков фа труб 1, 2 с термоопрессовкой состоит из корпуса З,сварочной камеры 4 с неплавящимся электродом .5, привода вращения 6 камеры 4, механизмов зажима труб 1, 2 и механизма осадки трубы 2. Механизм зажима трубы 1 состоит из корпуса 7, неподвижно закрепленного к корпусу 3 автомата, подвижной трубки 8, установлен-% ной в корпусе 7 с возможностью перемещения по направляющим в с помощью винта 9, и вкладышей 10, охватывающих трубу 1 по наружной поверхности и размещенных в пазах 11 корпу са 7 и губки 8., Механизм зажима трубы 2 состоит из корпуса 12, установленногос воэможностью перемещения относительно корпуса 3 автомата вдоль оси труб 1, 2, подвижной губки 13, имеющей возможность перемещения в корпусе 12 по направляющим фс с помощью винта 14, и полукольцевых вкла" дышей 15, охватывающих трубу 2 по наружной поверхности и размещенных в50пазах 16 корпуса 12 и губки 13. Механизм осацки трубы 2 выполнен в виде двух стержней 17 жестко соединенныходним концом с корпусом 3 автомата,а другим - с корпусом 12 подвижногоьФханизмд зажима трубы 2. Вкладыши10, 15 и стержни 17 выполнены из материала, например, алюминия, температурный коэффициент линейного расширения которого больше, чем у материала, например, титана, из которого изготовлены корпусы 3, 7, 12 и губки 8, 13, Для нагрева и охлаждения вкладышей 10, 15 служат термоэлементы 18, 19, выполненные в виде токопроводящих трубок, размещенныхв проточках 20, 21 корпусов 7, 12 и губок 8, 13 подвижного и неподвижного механизмов зажима труб 1, 2,Для нагрева и охлаждения стержней17 служат термоэлементы 22, выполненные в виде токопроводящих трубок,уложенных в корпусе 3 автомата спирально вокруг стержней 17.Автомат для сварки неловоротныхстыков труб с термоопрессовкой работает слецующим образом. Для закрепления автомата на подготовленных длясварки трубах 1, 2, вращением рукояток 9, 14, губки 8 и 13 перемещаютсяв направляющих в и с" в корпусах 7 и 12 до плотного облеганиявкладышами 10, 15 концов труб 1, 2,Этим достигается центровка труб 1, 2и закрепление автомата на трубах 1и 2, После этого включается привод6 вращения сварочной камеры 4 с непла.вящимся электродом 5, который подключен к источнику сварочного тока (начертех(ах не показан). Происходит разог.рев стыка а труб 1, 2. Одновременно с разогревом стыка а труб1, 2 электрический ток, проходя потермоэлементам 18, 19 нагревает вкладыши 10, 15, которые будучи изготовлены из алюминия обладают более высоким температурным коэффициентомлинейного расширения, чем титан, изкоторого изготовлены корпусы 7, 12и губки 8, 13, расширяются, обеспечивая дополнительноеобжатие концовтруб 1, 2 достаточное для исключенияпроскальзывания труб 1, 2 в механизмахзажима при последующей опрессовке.Кроме того, тепло, выделяющееся в зонесварки, распространяется вдоль труб1, 2 от стыка а, дополнительнонагревает вкладыши 10, 15, что способствует,достижению достаточного усилия зажима концов труб 1, 2.После разогрева стыка а донеобходимой температуры, электрический ток переключается на питаниетермоэлементов 22 механизмов осадкитруб 1, 2, при этом стержни 17 нагреваются и будучи изготовлены из алюми"ния, обладающего более высоким температурным коэффициентом линейногорасширения, чем титан, из которогоизготовлены корпусы 7 и 12 удлиняются, перемещая корпус 12 подвижного зажима относительно корпуса 3автомата. После этого электрическийток отключается и питание термоэлементов 22 нагрева стержней 17 пре"кращается. На этом заканчивается процесс термоопрессовки,при которомразогретые концы труб сближаются и по"лучается прочное сварное соединение собразованием валйка усиления шва повсему периметру стыка а,Для приведения автомата в исходноеположение по трубам тврмоэлементов 1819, нагревавших вкладыши 10 15,пропускается хладагент, например,углекислота, которая охлаждает вкладыши 10, 15, обеспечивая раскрепб 567ление сварных труб, 1,2, после чего хладагент подается в трубки термоэлементов 22, которые охлаждают стержни 17, Укорачиваясь при охлаждении, стержни 17 возвращают корпус 12 подвижного зажима в исходное положение, бПредложенная конструкция автомата для сварки неповоротных стыков труб с термоопрессовкой позволяет уменьшить габариты,/повысить надежность и упростить конструкцию автомата за счет применения в механизмах зажима и осадки труб вкладышей и стержней простых по конструкции и в изготовлении, обеспечивающих надежный зажим и осадку труб при сварке. Отсутствие гидравлических или пневматических силовых элементов зажима и осадки труб исключает возможность попадания масла, влаги и пыли, в зону сварки, что значительно улучшает качество сварного шва. Существенно уменьшает габариты автомата применение термоэлементов в виде токопроводя- щих трубок, которые выполняют две функции - нагревателя и охладителя.Экономический эффект от использования изобретения на одном предприя 806тии отрасли ориентировочно составит4 тыс,руб. в год,Формула изобретенияАвтомат для сваркии неповоротныхстыков труб, содержащий подвижныйи неподвижный механизмы для зажиматруб, корпуса которых связаны междусобой, и механизм для осадки труб,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения надежности и упрощения конструкции, механизмы длязажима труб снабжены полукольцевымивкладышами и термоэлементами длянагрева и охлаждения этих вкладышей,а механизм для осадки труб выполненв виде размещенных и термоэлементахстержней, каждый из которых жесткосвязан одним концом с корпусом неподвижного зажима, а другим концом -с корпусом подвижного зажима, причемвкладыши и стержни выполнены из материала, температурный коэффициентлинейного расширения которого больше,чем у материала корпусов зажимов.Источники информации, принятыево внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРЮ 278925, кл. В 23 К 37/02, 19 б 8;2. Авторское свидетельство СССРР 178425, кл. В 23 Е 11/02, 19 б 5.