Устройство для дуговой сварки

Изобретение относится к сваркепродольных швов оболочковых конструкций и плоских элементов, выполняемых,преимущественно из алюминиевых спла,вов, и может быть использовано вразличных отраслях народного хозяйстна при производстве изделий с повышенными требованиями к точности из"готонления и качеству сварных соединений.Известно устройство для дуговой 10сварки, содержащее станину с размещенными на ней сварочной горелкой,механизм деформирования с прижимнымэлементом и приводом их перемещения Г 1 . 15Недостатком этого устройства янляется то, что оно не позволяет производить прокатку криволинейных продольных швов. Кроме того, прокаткасварного шва между двумя роликамиалюминиевых сплавов приводит к внедрению в металл шва окисных плен,шлаков, имеющих место в корке шва,"а это, н свою очередь, может резкоснизить конструктивную пРОчность иэделий.Наиболее близким к изобретениюявляется устройство для дуговой свар"ки, содержащее станину с размещенными на ней сварочной головкой с механизмом ее перемещения и механизмомдеформирования с приводом и прижимным элементом (2 1,Недостатком этого техническогорешения является невозможность дефор.мирования сварных соединений конструкций с криволинейной формой. этообъясняется тем, что при, например,прокатке роликом криволинейных швовизменяются режимы прокатки, в частности статическое усилие и перпендику.- 40лярность ролика к образующей поверхности шва. Изменение этих параметровприводит к изменению величины осадкиметалла шва, а, следовательно, и кнеоднородности механических свойств 45по сечению шна. Такое различие в механических свойствах может вызватьдополнительную концентрацию напряжений и снизить работоспособностьсварной конструкции в целом.Цель изобретения - расширениетехнологических возможностей путемобеспечения сварки с пластическимдеформированием криволинейных в вер.тикальной плоскости швов,Для достижения поставленной целиустройство для дуговой сварки, содержащее станину с размещенными наней сварочной головкой с механиз"мом ее перемещения и механизмом деформирования с приводом и прижимным 60элементом, снабжено механизмами копирования для сварочной головки идля механизма деформирования и сило.-Вой балкой, механизм перемещениясварочной головки выполнен в виде 65 опорной балки с установленной на ней с возможностью перемещения кареткой, н направляющих которой с возможностью перемещения размещена балка, на нижнем конце которой расположена сварочная головка, а на нерхнем конце смонтирован механизм копированияч для сварочной головки, привод механизма деформирования выполнен в виде приводной каретки с гидроцилиндром двойного действия с установленным на штоке его верхнего поршня с возможностью взаимодействия с силовой балкой упорным роликом, на штоке нижнего поршня которого закреплен прижимной элемент, при этом шток нижнего поршня связан с механизмом копирования для механизма деформирова" ния.На фиг.1 изображены основные узлы устройства, общий вид; на фиг,2 разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - раэ" рез Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - нид В на фиг.З.Устройство выполнено следующим рбразом.Устройство состоит иэ сварочной головки 1 с механизмом 2 подачи сварочной проволоки и механизма деформирования с прижимным элементом, состоящего из силового гидроцилиндра 3 двойного действия и копирного устройства раэнорота гидроцилиндра, предназначенного для выдерживания перпендикулярности оси гидроцилиндра к свариваемой линии шва при перемещении вдоль последнего.На станине устройства (на фиг.1-3 не показана) установлены балки 4 и 5 (фиг.2), по направляющим поверхностям которых перемещаются на шариковых подшипниконых узлах б каретка 7 сварочной головки и каретка 8 механизма деформирования.На балке 5 установлен копир 9 копировального устройства перемещения сварочной головки 1. Механизм 10 копирования и элементы перемещения и разворота снарочной головки 1 расположены на каретке 7.Каретка 7 сварочной головки и каретка 8 механизма деформирования имеют каждая свой привод перемещения. Привод перемещения сварочной головки 1 вдоль сварочного шва состоит из каретки 7, в которой смонтированы четыре ролика 11 (фиг.З), являющиеся направляющими, н которых в вертикальном направлении перемещается балка 12. В корпусе верхнего конца балки 12 смонтирован механизм 10 копирования с электродвигателем 13. От электродвигателя через редуктор приводится во вращение шестерня 14, которая перемещается по криволинейной рейке 15, делительный диаметр которой является эквидистантной свариваемой линии. Соосно с шестерней 14 смонтирован ролик 16,перемещающийся: по пазу П копира 9. На корпусе механизма 10 копирования установлен второй ролик 17, идентичный ролику 16. Ролик 17 перемещается по 5 второму пазу П 2 копира 9На нижнем конце балки 12 расположен кронштейн 18 со сварочной головкой 1, Кронштейн 18 может поворачиваться относительно балки 12 вок руг оси 01. Механизм 10 копирования связан с кронштейном 18 тягой 19 с шарнирами на концах.Привод перемещения механизма деформирования состоит иэ каретки 8 35 с гидроцилиндром 3, из коробки скоростей с электродвигателем (на Фиг.1-3 не показаны) и приводимого ими во вращение ходового винта 20, От винта 20 через гайку, установленную в корпусе каретки 8 (на Фиг.1-3 не показана), каретка 8 получает поступательное перемещение, Гидроцилиндр 3 выполнен по принци пу двойного действия, т,е. имеет25 два поршня 21 и 22 (фиг.1), на кон" цахштоков которых (прижимной элемент в виде ролика 23) установлен упорный ролик 24. При работе ролик 23, упирается в сварочный шов, а ролик 24 - в силовую балку 25, установленную на станине устройства. С целью сохранения постоянства усилия раскатки на всей длине сварного шва механизм деформирования снабжен механизмом автоматического разворота З 5 гидроцилиндра 3. Этот механизм состо. ит иэ кронштейна 26., установленного на штоке поршня 21, продольной тяги 27 с цапфами 28 и копира 29.Устройство работает следующим об разом.При нажатии соответствующей кнопки на пульте управления (на фиг,1-3 не показан) приходят в движение одновременно сварная головка 1 и гидроцилиидр 3, которые двигаются синхронно на расстоянии 1 друг от друга вдоль продольно"криволинейной свариваемой линии Л (фиг,1) в направлении сварки. Шестерня 14 механизма 10 копирования, перемещаясь по криволинейной рейке 15, приводит в поступательное движение механизм 10 копирования. Ролики 16 и 17, перемещаясь по пазам П и П копи1ра 9, производят разворот корпуса механизма копирования вокруг оси О. Движение разворота через тягу 19 передается кронштейну 18 со сварочной головкой 1. Перемещаясь по копиру, механизм 10 копирования через 60 баЛку 12 сообщает сварочной головке 1 одновременно горизонтальное и вертикальное перемещение. Таким об, разом, горелка сварочной головки 1 движется строго вдоль свариваемой кривой и перпендикулярно к ней своей осью. Так как ось поворота О го релки проходит через точку сварки (фиг.2 и 3), то пово 1 от горелки происходит вокруг точки сварки, чем достигается постоянство скорбсти сварки.Одновременно со сварочной головкой 1 вдоль свариваемой линии перемещается гидроцилиндр 3. При этом масло, подаваемое в полость П гидроцилиндра, создает на поршне 21усилие раскатки, а на поршне 22 такое же усилие. При этом усилие раскатки через ролик 23 передается на сварочный шов, а через ролик 24 на балку 25. При .такой конструкции усилие раскатки не передается на каретку 8 и на балку 5, что унрощает их конструкцию и повышает надежность работы устройства. При осевом перемещении поршня 21 через кронштейн 26 движение передается про-дольной тяге 27. Цапфы 28 тяги 27, перемещаясь по пазу 30 копира 29, производят разворот оси гидроцилиндра 3 вокруг цапф 31. Профиль паза соответствует профилю свариваемой линии.П р и м е р, При однофазной сварке в среде защитных газов неплавящимся электродом алюминиевого сплава АМгб толщиной 5 мм встык со скоростью сварки 18 м/ч сила тока составляет 280 А. Прокатку производят при максимальном приближении ролика к сварочной горелке, обеспечивая условия термомеханической обработки 400 С,что соответствует расстоянию 0 между осью электрода и роликом - 50 мм. Допустимая степень деформации металла шва для сплава АМгб при термомеханической обработке не должна превышать 25. Исходя из этого степень деформации металла шва составила при усилии прокатки Р=22000 Н-21.Внедрение предлагаемого устройства при изготовлении крупногабаритных иэделий из материалов типа АМГб, М 40, 1201 позволит полностью устранить остаточные сварочные деФормации, повысить культуру производства и качество продольных сварных соединений эа счет уплотнения металла шва, околошовной зоны и сокращения зоны термического влияния. Сочетание статической и динамической нагрузок на металл шва при интенсивном охлаждении сварного шва и околошовной эоны непосредственно в процессе сварки практически обеспечивает для многих сплавов получение равнопрочных с основным металлом сварных соединений.Экономическая эффективность от внедрения предлагаемого устройства составит 80 тыс,руб.1018830 дидВ Составител Редактор Н.Бобкова Техред О.ЯЗа писно фили ПП Патент, г. Ужгород, ул, Проект ИПИпо035 Тираж 1106 осударствеиног лам изобретены Москва, Ж,В.Томбулатове Корректор В.Бут комитета СССРи открытийуюская наб д