Способ уплотнения флюса и устройство для его осуществления

(19 51)5 В 23 К 37 ЗОБРЕТЕН САН ДЕТЕЛЬСТ СКОМ А(71) Специальное конструкторско-технологическое бюро "Искра" Луганского машиностроительного института(56) Шебеко Л.П. Оборудование и технология автоматической и полуавтоматической сварки. Изд. 1 И. МВысшая школа, 1981, с.296, с.87-88, рис.бб.Авторское свидетельство СССР ЛЬ 560962, кл, В 23 К 37/06, 30,01,76,Авторское свидетельство СССР М 1177111, кл. В 23 К 37/06, 07.08,85.Авторское свидетельство СССР М 664806, кл, В 23 К 37/06, 30.05,79,ОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ О ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР(54) СПОСОБ УПЛОТНЕНИЯ ФЛЮСА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к сварочному производству и может быть использовано для автоматической сварки деталей встык с обратным формированием корня шва на флюсовой подушке, Цель изобретения - повышение качества формирования обратной стороны корневого валика за счет повышения плотности слоев подкладочного флюса, прилежащих к поверхности изделия. Сущность способа заключается в воздействии на флюс ударной нагрузкой веса изделия при сбрасывании последнего на желоб флюсовой подушки. Устройство содержит желоб 1 с флюсом 2, в котором установлен подвижный каркас 3. На желобе 1 с помощью проушин 4 закреплены упоры 6 регулируемой1722760 длины, снабженные на верхних концах роликами 9, Под желобом 1 размещен двойной клин 13, взаимодействующий с упорами 6 и пневморукавом 15, Свариваемые детали 10 опираются на ролики 9. При наполнении пневморукава 15 воздухом клин 13 перемещается вниз, освобож 5 10 15 20 25 30 35 40 45 дая упоры 6. В результате этого упоры 6 резко разворачиваются, что вызывает падение деталей 10 на каркас 3. Последний опускается и производит эффективное уплотнение верхних слоев флюса зэ счет динамического удара падающих деталей 10.2 с. и 1 з.п, ф-лы, 4 ил. ром под воздействием сварочных прижимов .и собственного веса свариваемого изделия последнее нажимает на подвижный каркас, вдавливая его в неподвижный желоб, из которого флюс, благодаря наклонному расположению стенок каркаса, выдавливается вверх и поджимается к свариваемому стыку.Недостатком известного способа является низкая эффективность уплотнения флюса; хотя стенки каркаса и наклонены под сходящимся углом, максимальное давление на флюс всегда направлено по нормали к их поверхности, Следовательно, максимальная степень уплотнения будет не под стыком, а в центре каркаса. Кроме того, наклонные стенки создают трение флюса о них, что вызывает увеличение потери энергии уплотнения флюса.Наиболее близким к предлагаемому по своей сущности и достигаемому эффекту является устройство для уплотнения флюса, выполненное в виде флюсовой подушки, содержащей корытообразный желоб с флюсом, пневморукав, размещенный на дне желоба, подвижный каркас и упоры шарнирно закрепленные на внешней стороне боковых стенок желоба с возможностью взаимодействия с пневморукавом через подпятники, шарнирно связанные с нижними участками упоров.Недостатком известного устройства является невозможность уплотнения флюса с его помощью с применением ударной нагрузки, так как при наполненном пневморукаве упоры располагаются вертикально, препятствуя использованию веса изделия для уплотнения флюса, а данное расположение пневморукава не обеспечивает высокую плотность флюса под свариваемым стыком.Цель изобретения - повышение качества формирования обратной стороны корневого валика за счет повышения плотности слоев подкладочного флюса, прилежащих к поверхности изделия.Указанная цель достигается тем, что при реализации известного способа, использующего энергию сварочных прижимов и веса изделия, последнее сбрасывают на желоб, воздействуя на флюс ударной динамической нагрузкой веса изделия, При ударе иэделие уплотняет верхние слои флюса в желобе, прилегающие к свариваемому стыку, Следовательно, отсутствуют потери энергии уплотнения флюса, обеспечивается максимальная плотность флюса под стыком и не требуется дополнительных источников энергии для уплотнения флюса.Устройство для реализации предлагаемого способа, выполненное в виде флюсовой подушки и содержащее желоб с флюсом, размещенный в желобе подвижный каркас и упоры, шарнирно закрепленные на стенках желоба с возможностью их взаимодействия с пневморукавом, дополнительно содержит ролики, установленные на верхних концах упоров, которые выполнены с возможностью регулирования длины, а желоб снабжен подвижным подпружиненным клином, Кроме того, каркас выполнен с выступами и подпружинен относительно желоба. Клин установлен с возможностью контакта с пневморукавом и упорами, а свободные от роликов упоры находятся в контакте с упомянутым клином, При этом уровень расположения цилиндрических поверхностей роликов смещен относительно уровня выступов каркаса. Ролики могут быть размещены под выступами каркаса. На ролики упоров опирают каркас или непосредственно изделие, после чего упоры отклоняют от вертикального положения, Это вызывает свободное падение изделий на желоб, но, поскольку изделие опирается на каркас, последний также входит вовнутрь желоба. В результате этого происходит уплотнение флюса в динамическом режиме. Таким образом, для уплотнения флюса используется энергия свободно падающего изделия, что вызывает максимальную плотность флюса в прилегающих его слоях к изделию,На фиг, 1 изображено предлагаемое устройство в исходном положении, поперечное сечение; на фиг. 2 - то же, в рабочемположении; на фиг. 3 - вариант выполнения устройства с поддержкой упорами подвижного каркаса; на фиг. 4 - то же, с поддержкой свариваемого изделия с помощью электромагнитов.Устройство выполнено в виде флюсовой подушки и содержит неподвижный желоб 1 с флюсом 2 и размещенный в желобе 1 подвижный каркас 3, имеющий возможность перемещаться в вертикальной плоскости относительно желоба 1, При этом наружные габаритные размеры каркаса соответствуют внутренним габаритным размерам желоба 1. На боковых стенках желоба 1 закреплены проушины 4, в которые с возможностью вра 5 10 15 40 45 50 флюсом 2, После установки деталей 10 на 55 20 25 30 35 щения на осях 5 установлены упоры б, длина которых может изменяться с помощью гаек 7, т,е. упоры 6 выполнены составными из двух частей, соединенных между собой гайками 7. Так как упоры 6 имеют возможность изменять свою длину, исходное положение каркаса 3 относительно желоба 1 может быть изменено, Это позволяет изменять высоту сбрасывания изделия на желоб 1 и учитывать выработку флюса 2 в нем. На верхних торцах упоров б на осях 8 закреплены с возможностью вращения ролики 9, Свариваемые детали 10 опирают на ролики 9, что облегчает корректировку стыка относительно продольной оси формирующего устройства. В процессе корректировки деталей 10 упоры б находятся почти в вертикальном положении,Такое их пространственное положение обеспечивается ограничителями 11, предотвращающими поворот упоров б в на правлен ии к центру формирующего устройства. Пружины 12 постоянно прижимают упоры б к ограничителям 11, которые могут быть выполнены регулируемыми по длине любым из известных способов, например, с помощью выкручиваемых винтов (не показан). Под желобом 1 размещен двойной клин 13, предупреждающий разворот упоров б в направлении от центра устройства, Таким образом, ограничители 11 и двойной клин 13 в совокупности обеспечивают расположение упоров 6 в заданном вертикальном положении, Клин 13 постоянно прижимается к желобу 1 с помощью пружин 14. Между желобом 1 и клином 13 расположен пневморукав 15, свободно опирающийся на клин 13, который имеет возможность перемещаться в вертикальном направлении. Дальнейшая сущность изобретения поясняется совместно с принципом работы предлагаемого устройства. В исходном состоянии (фиг. 1) упоры 6 расположены вертикально и поджимаются ограничителями 11 с помощью пружин 12, Воздух в пневморукаве 15 отсутствует и клин 13 поджат к желобу 11 посредством пружин 14, Пружины 16 поддерживают каркас 3 над желобом 1, Каркас 3 и желоб 1 полностью заполнены каркас 3 и их поджатия сварочными прижимами (не показаны) к формирующему устройству пневморукав 15 заполняют воздухом. В результате этого он расширяется и перемещает клин 13 вниз, Как только клин 13 опустится ниже уровня упоров б, последние под действием веса деталей 10 и направленного действия прижимов резко развернутся в противоположные стороны от центра устройства, При этом детали 10, неимея опоры, начнут быстро перемещаться вниз и произойдет удар о каркас, в результате чего последний резко опустится, Объем флюса 2 в устройстве резко уменьшится и произойдет его уплотнение, При этом максимальная плотность флюса будет наблюдаться под свариваемым стыком деталей 10, так как они (детали 10) в этом случае выступают в роли механизма уплотнения флюса, который непосредственно взаимодействует с верхними слоями флюса, т.е. отсутствуют потери энергии уплотнения флюса. Кроме того, ударное воздействие на флюс 2 повышает его плотность, так как энергия удара во всех случаях выше энергии плавного сжатия,Таким образом, сущность предлагаемого способа уплотнения флюса 2 заключается в приложении к нему ударной нагрузки с помощью свариваемых деталей 10 со Стороны, непосредственно прилегающей к свариваемому стыку, что обеспечивает максимальную эффективность использования энергии уплотнения флюса,Возможен вариант выполнения устройства (фиг. 3), когда упоры 6 поддерживают каркас 3, а свариваемые детали 10 в этом случае устанавливают непосредственно на каркас 3. При этом часть флюса 2 из верхней части каркаса 3 удаляют, чтобы обеспечить возможность его ударного уплотнения. При этом степень уплотнения флюса 2 регулируется количеством предварительно удаленного флюса 2 из каркаса 3, Работа этого варианта и эффект уплотнения флюса аналогичны описанному, Такой вариант выполнения устройства целесообразно использовать при сварке массивных деталей 10, когда нет необходимости или возможности применять сварочные прижимы.Если сварочный стенд оснащен электромагнитами для удержания деталей 10 над каркасом 3 устройства, то его можно упростить (фиг. 4) путем ликвидации упоров 6 и клина 13. В этом случае детали 10 сбрасывают на каркас 3, что вызывает аналогичное уплотнение флюса 2 под стыком.Существенное отличия предлагаемого изобретения от ранее известных заключается в том, что, с помощью подающих деталей 10 уплотняют флюс 2 ударной нагрузкой, прикладываемой к флюсу 2 со стороны свариваемого стыка. Указанное отличие способа позволяет максимально уплотнить флюс 2 под стыком с минимальными потерями энергии уплотнения, так как в качестве механизма уплотнения флюса 2 используются непосредственно падающие детали 10, Это обеспечивается конструктивными особенностями устройства, которое существенноПри сбрасывании деталей с высоты 10мм плотность флюса под стыком составляет 2,070 г/смз, с высотой 20 мм - 2,555 г/см, с высоты 30 мм - 2,781 г/см, а при обычном345 уплотнении флюса с помощью пневморукава плотность его составляет 1,910 г/смК техническим преимуществам предлагаемого технического решения можно отнести следующее: возможность 50 максимального уплотнения флюса непосредственно под свариваемым стыком за счет того, что свариваемые детали выполняют роль механизма уплотнения флюса и оказывают давление его верхние слои;55 отсутствие потерь энергии уплотнения флюса по той же причине; высокая эффективность уплотнения флюса за счет использования энергии удара; возможность ориентации свариваемого стыка деталей относительно формирующего устройства за 5 10 15 20 2530 3540 отличается от ранее известных тем, что желоб 1 снабжен подпружиненным клином 13, а упоры выполнены регулируемой длины и снабжены роликами 9, При этом каркас 3 выполнен с выступами и подпружинен относительно желоба 1, Кроме того, клин 13 установлен на желобе 1 с возможностью контакта с пневморукавом 15 и упорами 6. Указанное отличие устройства позволяет обеспечить уплотнение верхних слоев флюса 2 с помощью ударной нагрузки, так как ролики 9 упоров 6 удерживаютдетали 10 на некотором расстоянии от поверхности устройства, а также поворот упоров 6 осуществляется с помощью перемещающегося клина 13. Ни один из известных способов не может обеспечить максимальное уплотнение флюса непосредственно под свариваемым стыком, так как либо содержит механизмы уплотнения флюса, расположенные под слоем флюса, либо уплотнение флюса производится плавно с постепенным нарастанием. Ни одно из известных устройств не позволяет осуществить предлагаемый способ уплотнения флюса, так как не содержитэлементов, обеспечивающих свободное падение изделия на флюс, т.е. не обеспечивает возможность приложения к верхним слоям флюса ударной нагрузки,П р и м е р. Желоб изготовлен из стального листа толщиной 10 - 12 мм. Ширина желоба 60 мм, высота 80 мм. Каркас изготовлен из стального листа толщиной 4-5 мм, Ширина каркаса 50 мм, высота 60 мм. В свободном состоянии каркас приподнят наджелобом на 20 мм. Общая высота слоя флюса 110 мм. Упоры устанавливают из стального прута диаметром 12 - 14 мм. Ролики имеют диаметр 20 мм. Клин изготовлен из стали, Пневморукав имеет диаметр 60 мм,счет того, что упоры снабжены роликами; простота фиксации упоров в вертикальном положении за счет наличия взаимодействующего с ними двойного клина; высокую надежность работы несмотря на отсутствие ударных нагрузок за счет того, что энергия удара гасится подвижн ы м каркасом, а фл юс является амортизатором; универсальность устройства - может быть использовано в стендах с различными типами прижимов (пневматическими, магнитными); перемещение пневморукава вовнутрь желоба позволяет преобразовать устройство в обычную флюсовую подушку.Экономический эффект от внедрения изобретения получают за счет повышения качества корня шва (возможность регулирования плотности флюса и повышения его плотности), экономии энергии, расходуемой на уплотнение флюса (для этой цели используется энергия падающих деталей) и универсальности устройства (позволяет на одном стенде реализовать по крайней мере три способа уплотнения флюса.Формула изобретения 1. Способ уплотнения фл юса во фл юсовой подушке, при котором производят относительное перемещение желоба подушки и свариваемого изделия, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества формирования обратной стороны корневого валика за счет повышения плотноСти слоев подкладочного флюса, прилежащих кповерхности изделия, перемещение произ 5 водят путем сбрасывания изделия на желоб,воздействуя на флюс ударной динамической нагрузкой веса изделия непосредственно перед сваркой.2, Устройство для уплотнения флюса,10 выполненное в виде флюсовой подушки, содержащее желоб с флюсом, пневморукав,размещенный в желобе, подвижный каркаси упоры, шарнирно закрепленные на стенках желоба с возможностью их взаимодей 15 ствия с пневморукавом, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что желоб снабжен подвижным подпружиненным клином, упоры снабжены роликами и выполнены с регулируемой длиной,а каркас выполнен с выступами и подпружи 20 нен относительно желоба, при этом клинустановлен на желобе с возможностью контакта с пневморукавом и упорами, роликиразмещены на концах упоровпротивоположных их другим концам, находящимся в25 контакте с клином, а уровень цилиндрических поверхностей роликов смещен относительно уровня выступов каркаса.3. Устройство по п, 2, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что ролики упоров расположены под30 выступами каркаса,1722760Составитель В.Калюжный дактор М,Кобылянская Техред М,Моргентал Корректор М.Кучеряваяз 1024 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарин