Способ удаления внутреннего грата и устройство для его осуществления

(19) 01 5)4 В 23 К 11 О ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН Ф ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Кучук-Яценко С.И. и др. Контактная стыковая сварка толстостенныхтруб из теплоустойчивых сталей. - Автоматическая сварка. 1966, В 3.(54) СПОСОБ УДАЛЕНИЯ ВНУТРЕННЕГО ГРАТА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к контактной стыковой сварке оплавлением различных деталей, имеющих внутреннююполость, например труб. Цель - повышение качества удаления внутреннегограта. Для удаления грата при сваркетрубы 1 и 2 в полости последних предварительно устанавливают искрозащитные щитки 3 и 4, Между щитком 4 и пуансоном 5 помещают гратосъемный элемент 6 с размерами, соответствующимиразмерам полости свариваемых труб,Для упрощения операций установкиэлементов в трубу гратосъемный эле"мент 6 может быть выполнен заодно сощитком 4. Элемент .6 может быть выполнен в виде кольца и оснащен стяжками,соединяющими его противоположные стороны. Устройство для осуществленияспособа снабжено дополнительным элементом, обеспечивающим деформированиеграта и гратосъемного элемента послеудаления грата. Имеется также толкатель и штанга для удаления гратаи гратосъемного элемента из полости.Обеспечивается удаление внутреннегограта элементом, плотно прилегающимк поверхности детали по всему периметру, 6 з.п. ф-лы, :8 ил, 1 А 1108Изобретение относится к обла.ти контэктой стыкОВОЙ сварке 0 павле нием различных деталей, имеющих внутреннюю Полость, например труб, и5 может быть применено при способах стыковой сварки давлением,Цель изобретения - повышение качества удаления внутреннего грата,Изобретение заключается в том,что гратосъемный элемент разовогоиспользования выбирает зазор междупуансоном и поверхностью трубы. Врезультате на поверхности деталейпрактически не остается усиления и 15остатков расплавленного металла, Присовмещении гратосъемного элементас искрозащитным щитком сокращаетсяодна операция, так как установка совмещенного элемента осуществляетсяодновременно,Еа фиг.представлены свариваемыеэлементы и установленные в них эле,менты устройства до сварки; на Фиг.2 , то.же, после удаления грата; на 25Фиг. 3 - гратосъемный элемент; нафиг,4 - вид А на фиг. 3; на Фиг.5 устройство с дополнительным элементом до сварки .на Фиг, 6 - то же, после удаления грата; на фиг. 1 - дополни тельный элемент с ребрами на Фиг,8 устройство для удаления грата и использованного гратосъемного элемента,Способ осуществляется устройством , для удаления грата из труб 1 и 2 пос- л ле стыкосварки. Перед сваркой внутри труб устанавливают защитные щитки 3 и 4, пуансон 5 и гратосъемный элемент 6. После сварки удаленный грат 7 вместе с гратосъсмным элементом б перемешается пуансоном из зоны стыка.Гратосъемный элемент б для повышения жесткости может быть выполнен состяжками 8 и 9. Гратосъеный элементдля снижения трудоемкости процесса может быть выполнен заодно с искрозащитным щиткомУстройство для осуществления способа содержит также дополнительный элемент 10 с рабочей поверхностью,выполненной в виде конуса. На поверхности элемента выполняют ребра 1. В корпусе пуансона 5 выполняют со стороны его рабочей поверхности полость 12, которая по конфигурации со- . ответствует поверхности конуса элемента 10, Кроме того, в корпусе пуансона помещают толкатель 13, внутри которого устанавливают штангу 14 для креле 5 л)0 ителього эпРмента 10.Способ осуцествляется следующимобразом.Перед сваркой на участке, которыйподлежит сварке, подготавливают концы, например, труб к сварке, В о,цнуиз труб помешают сначала пуансон 5,затем устанавливают гратосъемный элемент б, размерь которого, выполненные с посадкой Н /18 или Н/1позаранее обмеренному участку трубы,после этого устанавливают искрозащитньй щиток 4, В другую трубу помещаютдополнительный элемент О, выполненный в виде конуса, а затем искрозацитный щиток 3.После подготовки труб начинаютсварку. После сварки удаляют грат,В трубопровод со стороны пуансонапоступает сжатый воздух или другаягазовая среда с,заданным давлением.В результате созданного усилия пуансон перемещается и передает усилиегратосъемному элементу 6, которыйсрезает грат с искрозащитными щитками, Продвигаясь вперед, грат 7 упирается в конус элемента 10 и принимаетформу конуса. Благодаря этому размергратосъемного элемента б по диаметрутруб уменьшается. Это позволяет в процессе дальнейшей продувки удалитьграт вместе с конусом и пуансоном изтрубопровода. Деформация грата значительно облегчается, если грат упирается в ребра 11, так как при изгибеон легко проникает в пространство между ребрами, Деформированные грат.игратосъемньй элемент удаляются толкателем 13,В варианте устройства, когда дополнительный элемент в виде конусаО закрепляется на штанге 14, снятыйграт извлекается из полости труб обратным ходом пуансона совместно сконусом. Контроль за реализацией предлагаемого способа и устройства осуществляется с помощью ультразвуковых толщиномеров, которые с большой точностью определяют толщину грата попериметру.Толщину 1, гратосъемного элементаб целесообразно устанавливать в пределах 0,5-,0 ширины грата 11 у поверхности деталей, Зависимость толщины 1 1 от ширины грата объясняется тем, что ширина гра.а определяет рабочий ход гратосъемного элемента, 1411108Чем шире и холоднее грат в момент срезки, тем большее сопротивление испытывает гратосъемный элемент б. Кроме того, при выборе толщины 1 следует учитывать величину зазора между поверхностью трубы и пуансоном 5, Так, при наименьшей температуре грата (самый жесткий режим, применение которого возможно для данного типоразмера труб) и максимально возможном зазоре между пуансоном 5 и поверхностью трубы толщину 1 гратосъемного элемента б устанавливают равной 1=1,0 1 , При минимальной величине 1 и том же режиме сварки ширину 1., как показали эксперименты, можно уменьшить до 1=0,75 1. При максимальной температуре грата (мягкий режим) и максимальной величине 1ширину 1 устанавливают равной 1=0,75.1, а при максимальной температуре грата и минимальной величине 1- равной 1=0,5 1.Ширину 1, рабочей поверхности гра тосъемного элемента б определяют как увеличенный в 1,5-2,5 раза максимальный зазор 1между поверхностью трубы и пуансоном 5 (фиг. 2). Обычно на практике диаметр Р, пуансона 5 выбирают с учетом минимально возможногосечения трубы 0по зависимости 0=0 -(1-2) мм, что обусловлено не 2обходимостью достижения беспрепятственного перемещения пуансона 5 в трубе при срезке грата. Если в зоне свар 35 ки внутренний диаметр трубы соответствует минимально возможной величине, то зазор 1 между пуансоном 5 и стенкой трубы составляет 1-2 мм, В этом случае ширину 1рабочей поверхности устанавливают равной 1=1,51= =1,5-3 мм, Однако за счет допусков на геометрические размеры внутренний диаметр может увеличиваться до определенного максимального значения, обусловленного техническими условиями на изготовление труб. В этом случае величину 1 устанавливают равной 1 =2,51 . Зксперкчентально установа50 лено, что при выборе ширины гратосьемного элемента 6 в указанных пределах обеспечивается наибольшая безотказность в работе предлагаемого устройства.П р и м е р. Срезка грата после сварки на мягком режиме горячедеформированных труб ф 29 х 16 мм из ст.20. Предельные отклонения геометрических размеров этих труб при повышеннойточности игот влепия составпяют по наружному диаметру О,ЯЕ, а по толши - не стенки +1 О ., - 12,5/, Диаметр минимально возможпогс проходного сечения таких труб составляет П=(219- в 20,8 Ж) в (16+16107)х 2=-182 мм, Диа - метр пуансон 1 П 2 82-2 80 мм. В месте сварки диаметр проходного сечения трубы определяли следующими параметрами. Допуск на наружный диаметр составляет 0,87. а по толщине стенки - 12,5 Е, При этих условиях диаметр проходного сечения В=(219- -2190,8 Ж)-(16-6 х 12,57)х 2=189,2 мм,Зазор 1 между пуансоном и поверхностью трубы равен 1=189.2-180= =-9,2 мм, Максимальный зазор 1, который может иметь место для данного типоразмера труб, между пуансоном и стенкой трубы равен 1 х =(219-219 х х О 8 Ж) - ( 6-16 12, 57) х 2-180 - .12, 8 мм.инимальному значению 1(2 мм) соответствует коэффициент 1,5 а максимальному (в данном случае 12,8 мм) - 2,5, Возрастание величины коэффициента с изменением происходитлинейно, поэтому, зная уравнение, описывающее эту зависимость, устанавливаем величину коэффициента и для проме;".;уточпого значения, В рассматриваемом случае, если по оси ор динат отложить значени коэффициента от 1,5 до .",5, а по оси абс.цисс - зазор между пуансоном и поверхностью трубы, то взаимосвязь между этими двумя параметрамивыражается соотношением 7=0,09 1,+1,32. При 1 =9,27= =0,099,2+1,32=2,1, Отсюда определя - ем ширину 1, рабочей поверхности гратосъемного элемента 1=2,1 ф 9,2=9 мм, Толщину 1 гратосъемного элемента определяют, учитывая, что режим сварки мягкий, т.е, температура грата максимальная. Зазор, имеющийся между пуансоном и поверхностью отрубы, в рассматриваемом случае составляет 9.,2/12,8 1003=71,97. его возможной максимальной величины. Экспериментально установлено, что при сварке на мягком режиме труб Ф 219 хб мм ширина грата 1у поверхности деталей составляет 12 мч. Отсюда определяют толщину 1 гратасъемного элемента 1 = (О, 5+О, 25 71, 9/) 1 =О, 680 12=8 мм. Таким образом, при сварке труб ф 219 х х 6 мм на мягком режиме толщину гратосъемного элемента устанавливаютравной 8 мм, а ширину его рабочеи поверхности - 19 мм,11 редлагаемое изобретение позволяет повысить качество удаления грата при стыковой сварке полых изделий и повысить производительность операции,Формула изобретения1. Способ удаления внутреннего грата при контактной стыковой сварке оплавлением деталей с внутренней полостью, например труб, при котором перед сваркой зону обыскривания внутренней полости свариваемых деталей ограничивают искрозащитными щитками, после чего детали сваривают и затем удаляют внутренний грат путем выдавливания его вместе со щитками пуансоном размеры которого меньше размеров проходного сечения, о т л и ч а ю щ и Й с я тем что, с целью повышения качества удаления внутреннего грата, перед сваркой между щитком и пуансоном помещают гратосъемный элемент, прилегающий к поверхности внутренней полости деталей по всему периметру, толщину гратосъемного элемента устанавливают равной 0,5-1,0 ширины усиления шва после сварки у поверхности деталей, а ширину его рабочей поверхности устанавливают равной 1,5-2,5 величины максимального зазора между поверхностью деталей и пуансоном.2. Устройство для удаления внутреннего грата, включающее пуансони искрозащитные щитки, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности и качества снятия грата, устроиство снабжено гратосъемным элементом и дополнительным элементом, рабочая часть которого выполнена в виде конуса, направленного вершиной в сторону пуансона, а в корпусе пуансона со стороны его рабочей поверхности выполненаО полость в виде конуса, соответствующего конусу дополнительного элемента.3. Устройство по п. 2, о т л ич а ю щ е е с я тем, что гратосъемный элемент выполнен в виде Кольца 5 с двумя или более стяжками, соединяющими его противоположные стороны.4. Устройство по п, 2, о т л ич а ю щ е е с я тем, что поверхностьконуса дополнительного элемента снаб О жена двумя или более ребрами, расположенными вдоль его образующих симметрично центральной оси конуса.5. Устройство по и. 2, о т л ич а ю щ е е с я тем, что в корпусе 25 пуансона выполнено осевое отверстие,устройство снабжено толкателем, установленным в отверстии корпуса пуансона с возможностью осевого перемещения.6, Устройство по пп, 2 и 5, о т 30 л и: ч а ю щ е е с я тем, что в корпусе толкателя выполнено осевое отверстие, устройство снабжено штангой,установленной в толкателе с возможностью осевого перемещения, штангажестко связана с дополнительным ко-.нусным элементом.7. Устройство по и, 2, о т л ич а ю щ е е с я тем, что гратосъемный элемент жестко связан с искроза 4 О щитным щитком,141108 И 7 Е О Составитель Э. Ветровадактор В. Данко Техред Л,Олийнык, Корректор И. Пож аказ 3512/12 Ужгород, ул. Проектная, 4 Тираж 921 ВНИИПИ Государственного коми по делам изобретений и от 3035, Иосква, Ж, Раушская