Устройство для сварки

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИН 5 В В 23 К 31/О АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ДЕТЕПЬСТВУ ВТОРСНОМУ В 1329500,тельство СССР37/02, 1973 СУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СВАРКИ,преимущественно круговых швов, содержащее опору и шарнирно связанную с ней посредством механизма крепления сварочную головку, о т л и ч аю щ е. е с я тем, что, с целью повышения качества сварки и производительности за счет сокращения времени переналадки, механизм крепления выполнен в виде цилиндрическогокорпуса с отверстием для подачи рабочей среды, установленных внутринего с возможностью возвратно-поступательного перемещения вкладышей -поршней и шаровых элементов, свободнзакрепленных в его концах, при этомодин из шаровых элементов соединенс опорой, а другой - со сварочнойголовкой.Изобретение относится к сварке, в частности к устройствам для сварки, преимущественно круговых швов, и может найти применение в различных отраслях машиностроения при привар" ке к панелям и оболочковым конструкциям раэ 1 ичной арматуры.Известно устройство для сварви круговых соединений, содержащее корпус, горелку с приводом ее кругового перемещения и узел установки горелки 10 на свариваемый стык. Установка горелки относительно оси привариваемой Летали осуществляется при помощи центрирующего устройства, баэируемого и закрепляемого В отверстии привариВаемых деталей или при помощи чувствительных элементов,. по которым определяется положение горелки относительно стыка.1 .Однако закрепление устройства при 2". помощи центрирующего стержня с цанговым или каким-либо другим зажимом в. отверстии привариваемой детали имеет недостатки, снижающие надежность работы и качество сварки. При неболь. ших диаметрах базовых отверстий 1,меньше 10 мм) в привариваемых деталях из-за недостаточной жесткости центрирующего стержня не обеспечивается стабильность перемещения горелки вдоль свариваемой кромки. При отсутствии отверстия в привариваемой детали, например при сварке бобышект у которых резьбовые крепежные отверстия выполняются после сварки центрирование и крепление устройства практичтески невозможно. Затруднительна также установка устройства при недостаточной высотеменьше 5-б мм ) и небольших диаметрах посадочного отверстия, когда невозможно исполь 4 О зование ссорочно-сварочного приспособления, имеющего базовое отверстие для установки центрирующего стержня. Кроме того. надежное закрепление устройства не обеспечивается из-за различного коэФФициента линейного расширения материала свариваемых изд лий и элементов конструкции центрирующего устройства при нагреве от источника тепла. 5 ОНаиболее близким к изобретению по технической сущности является уст-, ройство содержащее опору и шарнирно связанную с ней посредстввм механизма крепления сварочную головку 2 .Однако при сварке круговых швов этим устройством установка головки относительно зоны сварки требует много времени и дополнительных приспособлений. Кроме того, при сварке 6 О УГЛОВЫХ Швов ГОЛОВКУ ВЫСтаВЛЯЮт ПОД углом к поверхности детали, что приводит к неравномерному тепловлажению и соответственно к появлению различного рода деФектов, 5: ет-:.ью изобретения является повышение качества свар 11 и и произВОдительности за счет сокращения времени переналад"и,ПОСтаБЛЕННая ЦЕЛЬ доетИГаЕтеятЕМт ЧТО В УСТРОйСтБЕ ДЛЯ СВаРКИ,преимущественно круговых швов содержа 1 цем опору и шарнирно связанную с ней посредством механизма крепления сварочную головку, механизмкрепления выполнен Б Биде цилиндрического корпуса с оверстием для подачи рабочей среды,. УстановлениыхВнутри неге с Возможностью возвратно-поступательного. перемещения вклаДЫ 11 Ей-ПОРШНЕЙ И ШаРОВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ,свободно закрепленных Б его концах,при этом Од;1 н из шаровых элементовсоединен с Опорой,. а другой в :со сва==рочной головкой,.На Фиг.1 пдедс" анлено предлагаемое Уст,.зойствот Обший Вид, на Фиг.2Вариант.устройства со сваоочной гоЛОВКОЙ ДЛЯ ЭЛЕКТРОННО-ЛУтЕБОй СваРки, на Фиг,3 и 4 - (: хема крепленияустройства Б различных положенияхОтнОсительео ЭОны сварки3 корпусе 1 сварочной ГоловкИсмонтирована червячная пара 2 и 3с приводом вращения 4, Вал червячногоколеса 2 Выполнен пу:тотелым. Подвижна- часть 5 центрирующего механизма входит Б Отверстие неподвижнойчасти являющейся продолжением черБЯчното колеса 2 т и ее положениеФиксируется Винтом 6, На хвостовикенеподвижной част"1 центрирующего механизма закреплен кронштейн , узланастройки горелки 8 на сварку различных диаметров круговых соединений:С кронштейном 7 поворотно при помощиоси 9 соединен кронштейн 10 с горелкой, Настройка горе.1 ки на заданныйдиаметр кругового с эединения осущест -Вляется пОВОрОтом кронштейна 10 Отно.сительно оси 9 до у.тановки Острияэлектрода. горелки 8 над свариваечьтмстыком. Поворотом кронштейна 10Относительно оси 9 изменяется меж:,.иентровое расстояние между осью вра 11 ЕНИя УстрОйСТВа И ОСЬЮГОрЕЛКИ.Закрепление горелки в заданном положении, после установки на -тык Осуществгяетс- гайкой 1, При необходимости дис;анционной настройки назаданный диаметр кргового соединения поворот горелки 8 с кронштейном 10 и осью 9 осуществляется приБОДОМ ПОВОООТат УСТННОВЛЕННЬМ Накронштейне 7 , не по 1;азан 1, Креплениегорелки 8 на кронштейне 10 осуществляется при помощи разрезных сФерических вкладьнаей 12, устанавл 11 вае 1:ыхБ проточке кронштейна ГФери 1 ческиевкладыши позволяют г необходимостиУСТИНаГЛИБВТЬ ГСРЕТ:1 ту т 1::.1 О НОНОСИТ Е 11 Ь НОа 1 ИВаЕЕг ;:; . Ый,т г - Т -- :"р пление "- у -стт=новки в требуемом положении осуществляется клеммным зажимом.Защитный газ подается по каналу 13, образованному сверлениями "и проточками, выполненными в корпусе 1 и элементах конструкции ( детали 2,7,9 и 10) .Скользящий подвод сварочного тока осуществляется по проводу 14, переходному кольцу 15, невращающемуся подпружиненному медному кольцу 16 и проводу 17,Через переходник 18 устройство крепится к опоре 19 посредством механизма крепления, включающего шаровые элементы 20 и 21 с хвостови ками и цилиндрический корпус 22 с отверстием 23 для подвода рабочей среды. Зажим шаровых элементов 20 и 21 осуществляется вкладышами- поршнями 24, перемещающимися под , 20 воздействием рабочей среды ( например, воздуха), подаваемой в полость 25 через отверстие 23. фНаладка и сварка круговых соединений на устройстве производитсяследующим образом.В исходном положении 1 Фиг.1, штрих.пунктирные линии) шаровые элементы21 и 20 не закреплены, горелка поворотом кронштейна относительнооси 9 отведена от оси вращения,подвижная часть 5 центрирующегомеханизма выведена наружу из неподвидной части 2 и заФиксирована винтом 6. При помощи вспомогательныхмеханизмов (не показаны) осуществляется предварительное совмещениеоси вращения ( конца подвижной частистержня 5) с осью базового отверстия привариваемой детали 26. Центрирование осуществляется вводом посадочного хвостовика центрирующегостержня 5 в отверстие привариваемой детали 26 или в базовое отверстие сборочно-сварочного приспособления не показано). Предварительностержень 5 освобождается от зажима винтом 6. При большой номенклатуре отверстий в привариваемых деталяхцентрирование может осуществлятьсятакже конусом, закрепленным на стержне 5 не показано). Дальше в полость25 подается рабочая среда воздухили масло), вкладыши-поршни 24, перемещаясь, под воздействием рабочейсреды зажимают шаровые элементы иголовка жестко Фиксируется в пространстве, Центрирующий стержень 5вводится вовнутрь головки и в убранном положении закрепляется вчнтом 6,Поворотом кронштейна 10 с горелкой "О8 относительно оси стержня 9 устанавливают острие электрода горелкинад свариваемым стыком и закрепляютось 8 гайкой 11, Дальше подают защитный газ, зажигают дугу и включают 5 привод вращения 4 обхода горелки п стыку. Осуществляется сварка.При необходимости все вспомогатель. ные наладочные операции ( раскрепле- ние, перемещение и закрепление стержня 5, настройка острия электрода на стык) могут быть механизированы, Для этого, например, осуществляют переме.;ение центрирующего стержня 5 электромагнитом, катушка которого крепится внутри корпуса соосно оси стержня 5. Для настройки острия электрода на стык кронштейн 10 с горелкой жестко соединяется с осью 9, снабженной приводом поворота, например сельсинным, закрепленнйм на кронштейне 7привод поворота не показан) . На Фиг. 2 изображен .вариант устройства, предназначенный для элект ронно-лучевой сварки круговых соединений с дистанционной наладкой соответственно электронно-лучевой головкой.В корпусе 27 смонтирована червячная пара 28 и 29 с приводом вращения 30. Внутри пустотелого вала чер.а вячного колеса 29 установлен центрирующий стержень 31, верхняя часть которогоявляется сердечником электромагнита 32. На конце вала червячного колеса 29 закреплен кронштейн 33 узла настройки на сварку различных диаметров круговых соединений. Узел настройки состоит.из привода 34, червячной передачи 35 и 36 и поворотного вала 37, на торцовой площадке которого эксцентрично оси вращения вала закреплена электроннолучевая пушка 38. Через переходник 39 устройство крепится к механизму крепления, включающему шаровые элементы 20 и 21 с хвостовиками, кОрпус 22 и вкладыши 24, На корпусе установлен привод 40, обеспечивающий через клиновый механизм зажим шаровых элементов и Фиксацию устройства после центрирования по базовому отверстию привариваемой детали 26. Привод 40 представляет собой электромагнит или какое-либо другое силовое устройство. Дистанционная наладка устройства для электронно-лучевой сварки круговых стыков изображена схематично на Фиг.З и 4.В исходном положении при незакрепленных шаровых элементах вспомогательными перемещениями, например, при помощи механизма вертикального перемещения устройства и вращения планшайбы манипулятора не показаны) осуществляют предварительное совмещение оси центрирующего стержня 5 и оси привариваемой детали 26, Дальше вертикальным перемещением головки вводят хвостовик центрирующего стерж ня в отверстие привариваемой деталиприводом 40 осуществляют зажим шаровых элементов хвостовика механиз 102 б 595ма крепления. На хвостовике центрирующего стержня имеется заходный конус,а для удобства центрирования заходнь 1 йконус имеет цилиндрический конец,диаметр которого значительно меньшедиаметра отверстия привариваемойДетали. После центрирования приводомповорота осуществляют наладку устройства на сварку требуемого диаметра кругового стыка. При необходимости центрирующий стержень убирается 10вовнутрь устройства и дальше осуществляется сварка. Использование устройства при свар-, кЕ к обалочкам арматурных деталей (фланцев, штуцеров, бобыщек и т.д 1 пОзволяет осуществлять базирование и надежную фиксацию устройства относительно привариваемых деталей независимо от размеров базирующих элементоводиаметра и высоты центрирующего отверстия). Возможно также осуществлять . центрирование при отсутствии отверстия в привариваемой детали. В этом случае базирование устройства осуществляется центрирующим конусом по накерненному или технологическому центру, Возможна также установка устройства при помощи пустотелой втулки, закрепленной на конце центрирующего стержня и охватывающей свариваемую арматурную деталь по наружному диаметру выступающей части. Эффективно также применение уст" ройства при сварке большой номенклатуры арматурных деталей к оболочкам изделий из активных сплавов в необитаемых камерах. Например, использование устройства при электроннолучевой сварке нескольких миланцев в камере сгорания газотурбинных двигателей за счет возможности дистан ционной наладки и Фиксации устройства позволяет исключить разгерметизацию и наладку оборудования на сварку каждого Фланца, В настоящее время на этой операции производят разгерметизацию, наладку и вакуумиро. вание электронно-лучевой установки отдельно для сварки каждого Фланца. Также исключается влияние массы центрирующего стержня на теплоотвод, что особенно сказывается при сварке круговых соединений малых диаметров (20 мм.Механизация всех вспомогательных наладочшх операций и их увязка в общую циклограмму сварки позволяет полностью автоматизировать процесс сварки, включая и наладочные операции.улучшение технико- эксплуатационных характеристик оборудования по сварке круговых соединений на оболоЧ- ках позволяет повысить надежность работы, качество сварных соединений и произвоцительность.Редакт ектная, 4 ПП "Патент", г. Ужгород, ул Фили Заказ 4635/17 Тираж 1106 ВНИИПИ Государственного комит по делам изобретений и отк 113035, Москва, Ж, Раушская