Устройство для направления электрода по стыку

,745617 ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОИ:КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 20.1077 (21) 2534732/25-27с присоединением заявки Нов(51)м, кл. В 23 К 9/10 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытиИ(72) Авторы изобретения Ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени институт электросварки им. Е. О. Патона( 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОДА ПО СТЫКУ Изобретение относится к автоматизации процессов сварки, в частности к устройствам для поиска стыка и последующего направления электрода по стыку, и может быть применено при сварке прямошовных труб, полотнищ и других листовых конструкций.Известны устройства для направления электрода по стыку с помощью электромеханических датчиков, у кото рых щуп перемещается в разделке стыка (1 .Недостатком таких устройств является то, что перед сваркой каждого нового стыка необходимо вручную уста навливать копирный щуп (или ролик) в разделку. Эта операция требует обязательного присутствия оператора, снижает производительность труда и не позволяет одному оператору эффектив но обслуживать несколько сварочных аппаратов при многоголовочной сварке,Известно устройство, которое сигнализирует о западании щупа в разделку и о смещении стыка относительно электрода.В указанном устройстве на держателе закреплен щуп, взаимодействующий с кромками разделки стыка, опорный ролик, остающийся на поверхности из делия в течение всего процесса работы, и выключатель, который дает сигнал при западании щупа в разделку, т. е. при смещении щупа относительно опорного ролика ниже заранее установленного уровня 2.Устройство содержит жестко соединенный со сварочной головкой корпус, с которым связаны нажимной ролик и копирный щуп. укрепленные на держателе и взаимодействующие с поворотным рычагом, установленным в подшип- никах и связанным с якорем индукционного преобразователя, Устройство содержит также пневмоцилиндр с подвижным штоком, обеспечивающим поджим щупа и ролика к иэделию, а также корректор положения сварочной головки.,Недостаток этого устройства заключается в его больших габаритах в области стыка, что увеличивает расстояние места сварки от места зажимй кромок, а следовательно ухудшает качество сварки. Целью изобретения является уменьшение габаритов устройства в зоне стыка.Поставленная цель достигается за счет того, что пневмоцилиндр встроен н корпус устройства, а для крепления держателя введена поворотная тяга,установленная н подшипниках в полом, подпружиненном относительно из,делия штоке пневмоцилиндра, на одномконце тяги укреплен держатель, а)другой конец через шлиценое соединение связан с рычагом, укрепленнымйа якоре преобразователя. При этомподшипники, в которых установленрычаг, смонтированы в корпусе пиен- рмоцилиндра, а щуп, выполненный в виде ролика, и нажимной ролик установлены консольно относительно поворотной тяги, причем оси их расположеныв одной плоскости, перпендикулярнойстыку,На фиг. 1 представлен вид сбокупредлагаемого устройства (стрелкой Ауказано направление перемещения свариваемого изделия); на Фиг. 2 - положение щупа и опорного ролика относительно разделки кромок стыка; наФиг. 3 - механизм качания опорногоролика (рычаг условно повернут в плоскость сечения).Салазки 1 корректора электрода установлены подвижно относительно штанги 2 сварочного аппарата и нинтонойпередачей 3 связаны с приводом корректора (условно не показан). К салазкам 1 крепится сварочная головка ЗО4 с мундштуком и корпус 5 датчика,Корпус 5 одновременно является цилиндром, в котором расположен поршень б, закрепленный на штоке 7. Поршень подпружинен относительно изделияпружиной 8, В корпусе 5 (цилиндре) выполнен канал для подвода воздуха ннижнюю полость пненмоцилиндра.Тяга 9 установлена на подшипниках10 с возможностью вращения относительно штока 7. На нижнем конце тяги 9 фзакреплен держатель 11. Верхний конец тяги через шлиценое соединениесвязан с рычагом 12, который на подшипниках 13 установлен в корпусе пневмоцилиндра. 45Рычаг 12 связан с подвижным якореМдифтрансформаторного преобразователя14. Преобразователь предназначен дляполучения сигнала, пропорциональноговеличине смещению якоря, а по знаку -направлению смещения якоря.В держателе 11 смонтирован щуп 15(фиг, 2), выполненный в виде вращающегося ролика иэ износостойкого материала, форма щупа зависит от поперечного сечения разделки стыка трубы.Опорный ролик 16 располагается от вершины щупа на расстоянии на 13 ммбольше чем наибольший размер Фаскиразделки и при. этом ролик со щупомрасположены н одной плоскости, перпенОдикулярной стыку. Ролик 16 свободновращается относительно рычага 17(Фиг. 3), жестко закрепленного на оси18; которая установлена в держателе11 на подшипниках. На оси 18 крепит ся пластина 19, которая нзаимодейстнует с бесконтактный выключателем 20,установленным на держателе 11 с возможностью регулировки относительнопластины 19, Внутреннее отверстиетяги 9 используется для прохода проводов к выключателю н держателе. Поворот пластины 19 против часовойстрелки (фиг. 1) ограничивается упором 21, при этом ролик 16 опускаетсяниже щупа 15 (при отсутствии изделия)на 0,20,5 ш. Расстояние междущупом 15 и осью сварочного мундштукаголовки 4 принимают таким, чтобы наибольшее возможное смещение стыка наданной длине не превышало допускаемого несовпадения электрода со стыком. Габариты держателя 11 и штока 7 позволяют расположить сварочный мундштук головки 4 на минимальном расстоянии от нажимного ролика 22 трубоснарочного проходного стана 23, что обеспечивает сборку и сварку трубной заготовки беэ превышения кромок и Устраняет воэможность появления трещин в шне иэ-эа смещения кромок н процессе движения трубы.Устройство работает следующим образом.В исходном положении (при отсутстнии изделия) опорный ролик 16 под действием собственного веса поворачивает рычаг 17 и через о"ь 18 пластину 19 до упора 21. При этом опорный ролик 16 расположен на 0,20,5 мм ниже щупа, выключатель 20 регулируют относительно пластины 19 таким образом, чтобы выключатель находился в отключенйом состоянии, и такое состояние выключателя сохраняется и при касании изделия одновременно щупом 15 и роликом 16. При западанни щупа 15 н разделку опорный ролик 15 всегда остается на поверхности изделия и поэтому пластина 19 поворачивается по часовой стрелке. При смещении ролика 16 на величину, равную наименьшей возможной глубине разделки (для труб 2,5 мм), пластина 19 включает выключатель 20, что соответстнует нцдаче сигнала в схему управления. Дальнейший подъем ролика 16, т. е. западание щупа 15 в глубокую разделку, не изменяют состояние выключателя 20, он находится во включенном состоянии. Регулировкой положения корпуса 5 относительно головки 4 с мундштуком обеспечивается следующее условие: при совмещении со стыком электрода и щупа 15 якорь дифтрансформаторного преобразователя 14 находится н среднем положении и поэтому сигнал на его выходе. равен О, т, е, привод корректора неподвижен. В исходном положении сжатый воздух подается в нижнюю полость цилиндра, поршень б поднимает шток 7 вверх, а также тягу 9с держателем 11. Тяга 9 перемещается относительно втулки. Пружины гне показаны). Удерживают рычаг 12, а следовательно и держатель 11, примерно в среднем положении. Выключатель 20 находится вотключенном состоянии, 5 дифтрансФорматорный преобразователь отключен от схемы управления корректором, салазки 1 находятся в крайнем исходном положении.После установки стыка в позицию . 1 О сварки нижняя полость цилиндра соединяется через дроссель с атмосФерой н пружина 8 без удара опускает щуп 15 и ролик 16 на поверхность изделия. Привод корректора перемещает головку 4 поперек стыка со скоростью поис ка. В начальный момент за счет трения между щупом 15 и изделием держатель 11 поворачивается вокруг оси тяги 9 и через шлицевое соединение пово-. рачивает рычаг 12 до упора (не показан) . При подходе к разделке щуп 15 начинает западать в нее, опускаясь относительно ролика 16, который всегда остается на поверхности изделий . После опускания щупа 15 на настроенную величину пластина 19 заходит в вырез выключателя 20, который выдает сигнал в схему управления на выключение привода корректора. Одновременно выдается сигнал на подключение дифтрансФорматорного преобразователя к усилителю привода корректора, т. е. на включение устройства в режиме слежения за стыком. Рассогласование между щупом 15 и мундштуком го)овки 35 4, возникшее в начальный момент ,поиска, отрабатывается приводом корректора и электрод выводится на стык.При сварке щуп 15 прижимается пру" 4 Я жиной 8 к разделке. Вращение ролика 15 обеспечивает перекатывание егочерез небольшие неровности и вмятиныметалла, которые могут образовыватьсяна кромках при Формовке трубы. При отклонении стыка от оси электрода кромки разделки воздействуют на щуп 15 и поворачивают держатель 11 и рычаг 12 вокруг оси тяги 9. Рычаг 12 .смещает якорь диФтрансФорматорного преобразователя 14, который вырабатывает управляющий сигнал для включения привода корректора в направлении восстановления симметрии якоря преобразователя, .т, е. совмещения электрода со стыком,Расположение осей щупа 15 и опорного ролика 16 в плоскости, перпен- дикулярной стыку, устраняет влияние погрешностей поперечного сечения трубы в зоне стыка на точность определения положения нахождения щупом разделки, особенно при небольшой ее глубине. Колебания уровня сварки компенсируются пружиной 8, а беззазорное шлицевое соединение обеспечивает без погрешностей передачу отклонений щупа 15 с держателем 11 к рычагу 12 и якорю 14 диФтрансФорматорного преобразователя.В случае сбоя в работе устройства в процессе сварки и выходе щупа 15 иэ разделки пластина 19 отключает выключатель 20, что служит сигналом о нечеткой работе устройства, и при надобности, о выключении сварки.После окончания сварки (или при подходе к месту перекрытия швов) при многоголовочной сварке диФтрансформаторный преобразователь отключается от привода корректора, включается сжатый воздух и держатель 11 поднимается над изделием, По команде, подаваемой схемой управления, привод пербмещает салазки 1 в исходное положение .Таким образом, предлагаемое устройство позволяет приблизить точку сварки к месту зажима кромок стыка и тем самым исключить появление трещин ч других деФектов в шве, а также повысить точность совмещения электрода со стыком при наличии колебаний уровня кромок вдоль стыка.Формула изобретенияустройство для направления электрода по стыку, содержащее жестко со-, единенный со сварочной головкой корпус,с которым связаны нажимной ролик и копирный щуп, укрепленные на держателе и взаимодействующие с поворотным рычагом, установленным в подшипниках и связанным с якорем индукционного преобразователя, пневмоцнлиндрс подвижным штоком, обеспечивающимподжим щупа и ролика к изделию, атакже корректор положения сварочнойголовки, о т л и ч а ю щ е е с ятем что, с целью уменьшения габаритов устройства в зоне стыка, пневмоцилиндр встроен в корпус устройства,а для крепления держателя введенаповоротная тяга установленная наподшипниках в полом, подпружинеййомотносительно изделия штоке пневмоцилиндра, на одном конце тяги укреплен держатель, а другой конец черезшлицевое соединение связан с рычагом,укрепленным на якоре преобразователя,при этом подшипники, в которых установлен рычаг, смонтированы в корпусе.пневмоцилиндра, а щуп, выполненныйв виде ролика, и нажимной ролик расположены консольно относительно поворотной тяги, причем их оси расположены в одной плоскости, перпендикулярной стыку.Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1, Львов Н. С, Автоматизация направления сварочной головки по стыку, Машиностроение, 1963.2, Авторское свидетельство)Р 418296, кл. В 23 К 9/10, 09,11.71, 745617745 ь 17 Составитель Е. СомоваТехред О.ЛегезаКорректор С. Щ едактор И. Гохфе Заказ 3858/ краж 11 Подписно патент,лиал ПП ктная, 4 жго ул. ЦНИИПИ Государств по делам изобр13035, Москва, Ж,нного котений иРаушская ета СССРрытийб., д, 4