Автомат для сварки кольцевых стыков

(19) (11) А 6880 51) В 23 К 31/06 37/02 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРСКОМ ВИДЕТЕЛЬСТВ ГОСУДАРСТВЕйНЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИ(56) Устройство для сварки трубс визуальным контролем процесса сварки. - "Ор 1 са 1 БресСга", 1971,5, Ф 9, с. 26-27.Заявка Франции У 2382304,кл. В 23 К 37/02, 1978 (прототип).(54)(57) .1. АВТОМАТ ДПЯ СВАРКИ КОЛЬЦЕВЫХ СТЫКОВ, содержащий корпус,ротор со сварочным электродом и оп -тическим устройством контроля соптической системой передачи информации, о т л и ч а ющ и й с ятем, что, с целью повышения точностинастройки электрода относительностыка с одновременным обеспечениемконтроля в процессе сварки, оптическое устройство контроля снабженоокуляром с измерительной сеткой инейтральным светофильтром и дополнительно информационным каналом,состоящим из объектива, линзовых оборачивающих систем, измерительнои сетки, окуляра и световода подсветки, при этом оптическое устройство контроля и дополнительный информационный канал установлены на роторе с возможностью перемещения по крайней мере по двум координатам.2. Автомат по и. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что оптическое устройство контроля снабжено системой охлаждения,3. Автомат. по и. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что измеритель ные сетки установлены с возможностью вращения вокруг оптической оси.4. Автомат по и. 1, о т л ич а ю щ и й с я тем,что, с целью обеспечения контроля поверхностных дефектов сварного шва, всветоводподсветки введены блоки регулирования уровня освещенности и спектрального состава излучения, при этомсветовод подсветки выполнен из оптического материала, прозрачного вдиапазоне длин волн 0,2-0,8 мкм, ав блок регулирования спектральногосостава введены селективные светофильтры, пропускающие укаэанный диапазон излучения.11568Изобретение относится к. областипроизводства сварных конструкций,более конкретно к автоматам для сварки кольцевых стыков, и может бытьиспользовано для настройки сварочного оборудования на стык визуальногоконтроля процесса сварки и контролякачества сварного шва в труднодоступных местах,Цель изобретения - повышение точности установки положения сварочногоэлектрода относительно стыка свариваемых деталей с одновременным обеспечением контроля процесса сварки,а также обеспечение контроля поверхностных дефектов сварного шва.На фиг. 1 представлен автоматдля сварки и контроля, вид сбоку;Фна фиг. 2 - то же, вид со стороныротора; на фиг. 3 - оптическая схема 20дополнительного информационного канала; на фиг. 4 - оптическая схемагибкого оптического устройства контроля; на фиг. 5 - вид поля зренияустройства контроля. 25Автомат для сварки и контроля втруднодоступных местах (фиг, 1 и 2)содержит корпус 1, размещенный внутри или снаружи свариваемых деталей2. Разжимаемые кулачки 3. Фиксируют З 0устройство. Ротор 4 установлен навалу 5. Сварочный электрод 4 с соплом 7 ориентирован на стык 8 свариваемых деталей, а его ось лежит вплоскости стыка. Оптическое устройство 9 контроля и дополнительныйинформационный канал 10 в жесткомисполнении установленыв посадочныхместах 11 и 12, связанных с устройством 13 перемещения по двум илиболее координатам. Оптические осиустройс гва контроля и дополнительного информационного канала размещены одна, относительно другой такимобразом, что их оптические оси обра- .45зуют угол более 90 О,1Оптическая схема жесткого дополнительного информационного канала(фиг. 3) и оптическая схема устройства контроля (Фиг. 4) в своем сос" 50таве содержат объективы 14, окуляры15, измерительные сетки 16, выполненные с возможностью вращения вокругоптической оси. Нейтральный светофильтр 17 вьйолнен съемным и примени.%5ется при наблкдении процесса сварки.Подсветка полости осуществляетсясветоводом 18 из оптического мате 802риала, прозрачного в диапазоне излучения 0,2-0,8 мкм. Один торец указанного световода установлен у объектива 14, второй подсоединен к блоку 19 регулирования уровня освещенности и спектрального состава излучения, содержащему набор сменных селективных светофильтров 20, перекрывающих указанный диапазон излучения.Дополнительный информационный канал 10 содержит также линзовые оборачивающие системы 21 переноса изображения (фиг. 3,), а оптическое устройство 9 контроля (Фиг. 4) гибкий стекловолоконный жгут 22 регулярной укладки.Работа устройства осуществляется следующим образом.В посадочные места 11 и 12 устанавливают и фиксируют дополнительный информационный канал 10 и оптическое устройство 9 контроля. С помощью устройства 13 перемещения добиваются совмещения острия сварочного электрода 6 с центром перекрестия измерительной сетки 16 (фиг. 5).Так как устройство 9 контроля и дополнительный информационный канал 10 жестко связаны с устройством 13 перемещения, то совмещением с центром перекрестия одного из них обеспечивают центровку и другого,Устройство для сварки и контроля вводят внутрь свариваемых деталей 2 до тех пор, пока в поле зрения устройства 9 контроля и дополнительного информационного канала 10 не появятся изображения- сваривавмого стыка 8. Посредством разжимныхкулачков 3 корпус 1 устройства фиксируют. Вращая ротор 4, осуществляют контроль зазора в стыке, определяют взаимное положени электрода 6 относительно стыка 8 и величину дугового промежутка, которая регулируется посредством дистанционного устройства (не показано). При обнаружении смещения изображения сварного стыка 8 относительно центра перекрестия измерительной сетки 16 его устраняют посредством разворота корпуса 1 внутри свариваемых деталей 2.По завершении настройки положения дугового промежутка осуществляютсварку стыка 8 с визуальным конт- .ролем процесса сварки, Для этого оптическое устройство 9 контроля или, дополнительный канал 10 устанав56880 4да н снабжено системой охлажденияв виде полого кожуха, охватывающегопосадочное место. В качестве охлаждающего агента применена вода, поступающая внутрь кожуха по впускномуштуцеру и удаляемая через выпускнойштуцер.Второе посадочное место выполнено неохлаждаемым, так как оно уста новлено со смещением относительнопервого Внутренние размеры посадочных мест выполнены одинаковыми( Ф 8,5 мм, длина 150 мм).Оптическое устройство контролявыполнено гибким типа ЭВП 8.5, 1200 сдиаметром объективной части 8,5 мми длиной 75 мм. Оптическая системаустройства обеспечивает угол полязрения 60 и разрешение до 10 лин/мм.Между информационным световодом иокуляром установлена оборачивающаялинзовая система и измерительнаясетка, обеспечивающая измерениедо 0,2 мм, Для ослабления излучениясварочной дуги применен нейтральныйсветофильтр. Устройство контроляприменено для контроля процессасварки. Длина устройства 1200 мм.Жесткий дополнительный информационный канал выполнен в виде линзового прибора ЭЛЖ 8,5.360. Объективная часть прибора выполненаидентичной прибору ЭВП 8.5 1200,длина прибора 360 мм, Оптическаясистема. ЭЛЖ 8,5,360 обеспечиваетподе зрения 70и разрешающую способность 20 лин/мм. з 11 ливают в посадочное место 11, ближай; шее к электроду 6, снабжают ослабляющим нейтральным фильтром 17 окуляр 15 и включают систему охлаждения посадочного места, т.е. осуществляют циркуляцию охлаждающего агента. После этого в дуговой промежуток через сопло 7 запускается инертный газ для защиты сварочнойванны от .окисления, включают ротор 4 и напряжение на электроде 6. Появление дуги, состояние сварочной ванны и контроль процесса сварки ведут визуально с помощью приборов 1 О или 9По окончании процесса сварки проводят контроль состояния сварного шва. Для этого в посадочное место 12 устанавливают дополнительный информационный канал 10, включают2 осветитель и осматривают шов, вращая ротор 4. Для обнаружения малоконтратных объектов (дефектов шва) с помощью блока 19 подбирают необходимый спектр излучения, устанавливая в блоке сменные селективные светофильтры 20, например фиолетовый фильтр ФС 6 ( Л = 0,29-0,46 мкм) или ультрафиолетовый УФС 1 (= 0,24- 0,42 мкм). При .необходимости размер дефекта может быть измерен с помощью,30 измерительной сетки 16. Для этого предварительно определяют цену деления укаэанной сетки посредством какого-либо репера известных размеров, находящегося на том же самом расстоянии от устройства контроля, что и дефект. В качестве репера можно применить присадочную проволоку, диаметр которой иэвестен. 40П р и м е р. Устройство выполнено в виде корпуса, внутри которого установлен электродвигатель, редуктор. На его цилиндрической поверхности установлены три выдвижных ку.- 45 лачка для фиксации корпуса. Редуктор соединен через вал с ротором, на котором установлены сварочный электрод, газовая магистраль для подвода защитного газа к дуге и два 56 посадочных .места для упаковки устройства контроля и дополнительного информационного канала. Электрод и посадочные места выполнены подвижными в направляющих по двум коорди- И натам.Одно из посадочных мест установлено в 15 мм от сварочного электроВ качестве осветителя в автомате сварки и контроля применен малогабаритный осветитель БП 7 на гало- генной лампе накаливания КГМ и осветительный стекловолоконный жгут диаметром 4 мм и длиной 1500 мм. Указанный жгут снабжен блоком управления уровнем освещенности и спектральным составом. Данный блок конструктивно выполнен в виде цилиндрической втулки, внутри которой размещена револьверная головка с набором светофильтров: нейтрального НС, оранжевого ОС-З, желтого ЖС, зеленого ЭСи фиолетового ФС-.6. Эта втулка фиксируется на ютуцере корпуса дополнительного ннформационного канала ЭЛЖ 8,5.360. При этом свет от световода . осветителя поступает на входной торец внутреннего осветительного свето 1156880вода, закрепленного в штуцере,. размещенном внутри дополнительного информационного каналаАвтомат для сварки и контроля в труднодоступных местах, таким образом, обеспечивает повышение точности установки положения электрода сварочной горелки относительно .свариваемого стыка, Наличие измерительных элементов позволяет проводить 10 измерение размеров обнаруженных дефектов.Достигаемая точность установки электрода и контроль состояния сварочной ванны позволяют улучшить 15 качество сварного шва, уменьшить число дефектов и увеличить надежность дуалей, узлов и агрегатов машин и механизмов.Наличие унифицированных узлов, ро таких как объективные части, окуляры, оборачивающие системы и измерительные сетки, обеспечение оптических устройств крнтроля подвижками в двух координатах позволяют получить устройства различного назначения, размеров и применения.Предварительная установка дугового промежутка и положения, электрода относительнО сварочного стыка обеспечивает оптимальные режимы сварки, уменьшая тем самым энергозатраты и увеличивая оперативность сварки. Снабжение предлагаемого устройства блоком регулирования уровня освещенности и спектрального состава дает возможность выявления малоконтрастных дефектов сварного шва, а также поверхностных дефектов.в Корректор М.Розман актор В.Да Тираж 1086 НИИПИ Государственн по делам изобретен 13035, Москва, ЖПодписноеа СССР Заказ 3241 1 го комит й и откр ии наб аушска илиал 11 ПП "Патент", г, Ужгород, ул. 11 роектная,В Щ 1 б Ю 17 йийййй61 ФагЯ