Устройство для сварки вертикальных угловых швов

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИ СПУВЛИК(19) 5 В 23 К 37/02 ЗОБРЕТЕНИ АН ОП СКОМУ ДЕТЕЛЬСТВУ К А 2(71) Центральный научно-исследовательский ийститут технологии судостроения(56) Авторское свидетельство СССРВ 339371, кл. В 23 К 37/02, 1957.Авторское свидетельство СССРй 423586, кл, В 23 К 9/30, 1972,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СВАРКИ ВЕРТИКАЛЬНЫХ УГЛОВЫХ ШВОВ(57) Использование: сварка в различных отраслях машиностроения при изготовлениисварных конструкций с вертикальными швами, Сущность изобретения; в устройствесварочная головка снабжена механизмом поддержания длины дуги. Это обеспечило повышение качества сварки, Конструктивное решение узлов сварочной головки и их оригинальная взаимосвязь позволила получить из основных исполнительных механизмов - поддержания длины дуги и поперечного колебания горелки - жесткую стойку, параллельную вертикальной направляющей и установленную с возможностью разворота и наклона относительно ее. Это обеспечило сокращение размеров каретки и самого устройства в горизонтальном сечении до минимума. При этом снабжение устройства счетчиком пройденного пути позволило расширить технологические возможности - использовать устройство для сварки вертикальных швов в особо затесненных условиях и труднодоступных местах, 2 з.п. ф-лы, 5 ил. сварочная головка и ее кинематическаясвязь с механизмом поддержания длины дуги,Как видно из чертежей, предлагаемоеустройство включает вертикальную направляющую 1, каретку 2 с электроприводом 3,сварочную головку 4, счетчик 5 пройденногопути, пульт и электронную систему управления (на черт. не показаны).Сварочная головка 4 содержит механизм 6 поперечного колебания с горелкой 7и электродом 8, механизм 9 поддержаниядлины дуги и копирный элемент 10Для обеспечения транспортировки к месту сварки, в соответствии с условиями за. тесненности, вертикальная направляющая1 выполнена из секций. Крайняя верхняясекция снабжена штырем 12, выполненным Изобретение относится к сварочному оборудованию, в частности к устройствам для сварки вертикальных угловых швов с механизмами колебания электрода и поддержания дуги,и может быть использовано в химической, энергетической промышленности и других отраслях машиностроения, где широко применяется автоматическая. сварка, а объекты имеют замкнутые объемы особой стесненности и требуют ограниченного времени пребывания человека.На фиг.1 показан общий вид устройства; на фиг.2 - установка механизма колебания горелки на каретке; на фиг.З - приводной кулисный механизм механизма колебания гооелки; на Фиг,4 и 5 показан .механизм поддержания длины дуги и установ-. ка роликов копирного элемента; на фиг.5 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССРв виде винта 13 и гайки 14, а крайняя нижняя - подвижной струбциной 15,Каретка 2 снабжена втулкой 16 (см,фиг.2), в которой на подшипниках качения 17 установлена ось 18 с фланцем 19 и вилкой 20.Сварочная головка снабжена стаканом25,Стакан 25 установлен на каретке 2 свозможностью радиального разворота и наклона относительно вертикальной направляющей 1.Для этого стакан 25 выполнен с ребром 26, которое помещено в вилку 20 и сочлене- но с ней посредством оси 27,Кроме того, стакан 25 снабжен ленточной пружиной 28, которая установлена под ребром 26 в вилке 20 и жестко закреплена на стакане,Ребро 26, пружина 28 и фланец 19 сочленены фиксатором 30,с помощью которого осуществлено стопорение сварочной головки при нерабочем режиме устройства,Фиксатор 30 выполнен в виде винта 31 и контргаек 32, Винт 31 снабжен шестигранной головкой 33 с корпусом 34 и фланцем 35.При установке стакана 25 в вертикальное положение нерабочего режима, конус 34 головки ЗЗ фиксатора 30 находится в конусном гнезде 36 кронштейна 37 втулки 16.Механизм 6 поперечного колебания горелки (см. фиг,2) выполнен в виде вала 40,один конец которого кинематически связанчерез кулисный механизм 42 и редуктор 43с электродвигателем 44, другой конец (см,фиг,4) жестко сочленен с полой штангой 45и установленной над последней горелкой 7,Вал 40 установлен в стакане 25 с возможность о разворота.Кулисный механизм 42 содержит кулису46 и камень 47 (см, фиг,2 и 3), Камень 47установлен в кулисе 46 с возмокностью радиального перемещения,Полая штанга 45 выполнена из двух частей 52 и 53 (см, фиг,4), сочлененных с возможностью разворота и жесткой фиксациимежду собой конической шпилькой 54,Механизм 9 поддеркания длины дугивыйолнен в виде размещенного в полойштанге 45 с возможностью автономногоразворота валика 58, один конец котороговыполнен в виде червяка 59 (см, фиг,4 и 5),другой кинематически связан через редуктор 60 с электродвигателем 61,Горелка 7 (см, фиг,5) снабжена рычагом62, Рычаг выполнен с зубчатым сектором 63. и установлен на полой штанге 45 с помощью оси 64. При этом зубчатый сектор кинематически связан с червяком 59,На торце полой штанги 45 установленмикровыключатель 65, который служит огра 5 ничителем хода горелки 7 в сторону вертикальной направляющей.Рычаг 62 горелки взаимоэаменяем, в зависимости от потребности в величине плечарычага, может использоваться переходник66.Копирный элемент 10 выполнен в видеопорных роликов 68 и 69, расположенныхвзаимоперпендикулярно, и установлен настакане 25 (см. фиг,4).16 Копирные ролики обеспечивают слежение электрода по биссектрисе сварчваемого углового шва с точностью +.1 мм.Копирные ролики используются с принудительным механическим поджатием с по 20 мощью пружины 28,Счетчик 5 пройденного пути представляет собой цифровой преобразователь, Число оборотов выходного вала редуктораэлектролривода каретки 2 преобразуется в.величину линейного перемещения кареткисо сварочной головкой вдоль сварного стыка,Счетчик может быть выполнен различными техническими средствами. Например,30 первичный преобразователь перемещениякаретки может быть фотоэлектрического типа с использованием периодического изменения освещенности, сигналы с которогопоступают в систему управления, Счетчик35 пройденного пути включает в себя таккецифровой индикатор и задатчик в виде, например, программного переключателя (начертежах не показан).Счетчик электрически связан с системой управления устройства, с которой, всвоа очередь, также связан электропривод3 каретки 2,Предлагается описание работы устройства при использовании его для ремонтасепарационных блоков СППАЗС, находящихся в эксплуатации,Сепарационнь 1 й блок СППпредставляет собой узкий короб, имеющий доступ в эатесненный объем только снизу,После длительной эксплуатации в сварных швах приварки профильных листов краме сепарационных блоков появляетсябольшое количество трещин, в том числе исквозных, имеют место разрушения вертикальных швов, а также по основному металлу в виде трещин разных направлений.Для ремонта необходимо осуществитьсварку односторонних вертикальных угловых швов указанных конструкций из нержавеющей стали, кроме того, необходимоосуществить приварку накладных листов надефектные участки.Предлагаемое устройство может осуществить указанные сварочные работы в средезащитных газов неплавящимся электродомкак с присадочной проволокой, так и безнее.Перед началом сварки необходимо произвести установку и. предварительную настройку устройства.Для этого в потолочном листе коробасвариваемой конструкции просверлить технологическое отверстие Ф 18-20 мм, В этоотверстие снизу изнутри короба заводитсявинт 13 штыря 12 крайней верхней секциинаправляющей 1. На.винт 13 наворачивается гайка 14, затем собираются секции направляющей, Нижняя секция струбциной 15крепится к торцу свариваемой конструкции.Таким образом направляющая 1 установлена внутри изделия;Каретка 2 с электроприводом 3 смонтирована на нижней секции направляющей.На каретке 2 устанавливается стакан 25с упомянутыми исполнительными механиз мами.С помощью шестигранной головки 33 иработы винта 31 конусная головка 34 выводится из гнезда 36,При этом фланец 35 винта 30 толкаетодно из плеч пружины 28 вверх, а стакан25 разворачивается в радиальном направлении в подшипниках 17 совместно сфланцем 19 и одновременно наклоняетсяотносительно фланца 19 вокруг оси 27 кугловому сварному стыку до самоустановки опорных роликов 68 и 69 на плоскостистенок угла.Далее на угловой стык настраиваетсягорелка 7, Для этого освобождается. конусная шпилька 54 и верхняя часть 53 полойштанги 45 вместе с горелкой 7 разворачива-.ется иа требуемый угол; так чтобы электрод8 был установлен нз биссектрису стыка. После этого положение горелки фиксируетсяконусной шпилькой 54,Настройка технологически заданнойамплитуды поперечных колебаний горелки7 осуществляется с помощью радиального. перемещения камня 47 в кулисе 46 относительно оси выходного вала редуктора (см,фиг,2 и 3).. Настройка устройства закончена.Для запуска устройства в режим сваркис нажатием на пульте управления кнопки"Пуск" производится продувка газом и осуществляется поиск электродом 8 металла,. При этом включается электродвигатель 61механизма 9 поддержания длины дуги, Вращение выходного вала электродвигателя 61через редуктор 60 и валик 58 (см. фиг.4) передается на червяк 59 (см, фиг.5). Червяк 59, взаимодействуя с зубчатым сектором 63, наклоняет вокруг оси 64 рычаг 62 с горелкой 7 к металлу разделки до момента появления контакта. Сразу после упомянутого контакта начинается движение горелки в обратном направлении и зажигается дежурная дуга, а через определенный промежуток времени 10 рабочая дуга заданной величины. Послепрогрева металла включается электропривод 3 каретки 2 и исполйительные механизмы, в том числе и механизм 6 поперечногоколебания горелки,Устройство осуществляет сварку в автоматическом режиме.После прохода вертикального сварного шва с помощью конусной шпильки 54 можно развернуть верхнюю часть 53 полой штанги строив валик 58 на холостой ход (имеется в виду рассогласование зацепления червяка с зубчатым сектором рычага горелки) и выполнять любой эквидистантный предыдущему сварной нахлесточный шов. При этом ролики 68 и 69 копирного элемента 10 будут отслеживать стенки предыдущего стыка В процессе сварки на цифровом индикаторе счетчика 5 прОйденного пути посто 30 янно индицируется местоположение сварочной горелки и в момент погзсания дуги, вызванного наличием дефекта в свариваемой конструкции, местоположение де 35 фекта фиксируется на индикаторе в единицах длины, например в мм. Отсчет пути ведется от точки начала сварки. С помощью задатчика счетчика оператор вводит зту числовую величину в систему управле 40 ния. После закрепления накладного листа на дефектный участок оператор, используя зафиксированную информацию о местополажении дефекта, устанавливает нз цифровом задатчике счетчика требуемую величину расстояния до начала сварки и в автоматическом режиме перемещает сварочную головку о точку начала сварки, затем разворачивает сварочную головку, как описано выше, и производит сварку вертикальных швов заданной длины накладного 50 листа По цифровому индикатору оператор следит зз информацией пройденного горел 55 кой пути, включает и останавливает процесс сварки. Из материала, изложенного в заявке,можно сделать следующий вывод, Предполагаемое изобретение позволяет повысить качество сварки и расширить 20 45 со сварочной головкой 7 на любой угол, предварительно на время разворота на 1796393технологические возможности известного устройство снабжено счетчиком пройденно. оборудования. го пути, сварочная головка снабжена приЕго внедрение позволит осуществлять водным механизмом поддержания длины сварочные работы на объектах, характери- дуги, выполненным в виде валика с червя- .зующихся большой затесненностьюитруд ком на одном его конце, другой конец нодоступными зонами. которого кинематически связан с приводом,. Ярким прймером того, что предлагае- механизм поперечного колебания горелки мое устройство - необходимое технологиче- снабжен кулисным механизмом, кинематиское оборудование является тот факт, что чески связанным с валом, стаканом, смонтиспециалистами подтверждено, что выпол рованным на каретке с возможностью нениеремонтныхработвусловияхИАЗСпо наклона и радиального разворота, в кото- приварке профильных листов к раме сепа- ром установлен вал, и жестко закрепленной рационных блоков более предпочтительно. на валу полой штангой, в которой с возмож. Учитывая имеющееся в стране количе- ностью разворота расположен валик меха- ство однотипных АЗ Си длительный срок их 18 низма поддержания длины дуги, сварочная эксплуатации, а также важность вопроса их горелка закреплена на полой штансе и снабнадежности, нетрудно оценить, насколько жена рычагом, один конец которого выполнеобходимо сегодня наличие предлагаемо- нен в виде зубчатого сектора, шарнирно го устройства,установленного на полой штанге с возможФ о р м у л а и 3 о б р е т е н и я 20 ностью взаимодействия с червяком валика, 1. Устройство для сварки вертикальных а копирный элемент выполнен в виде опор- угловых швов, содержащее направляющую, ных роликов,.установленных на стакане.установленную на ней с возможностью пе. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е еремещения приводную каретку и размещен- с я тем, что полая штанга выполнена из двух ную на каретке сварочную головку, 25 частей,связанныхмеждусобойсвозможновключающую горелку с электродом, меха-, стью разворота относительно друг друга и низм поперечных колебаний с валом и ко- жесткой фиксации друг с другом.пирный элемент, пульт и систему 3, Устройство по пп.1 и 2, отл и ч а.юуправления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что. с щ е е с я тем, что приводы каретки, механизм целью повышения качества сварки и расшипоперечного колебания горелки и механиэрения технологических возможностей пу- ма поддержания длины дуги и счетчик пройтем обеспечения автоматической сварки в денного пути электрически связаны с замкнутых объемах особой стесненности, . системойуправления.1796393 Редактор Т.Ивайов Корректор В.Пет оиэводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужго Гагарина, 10 Составитель А.ЕреминТехред М.Моргентал аз 618 Тираж ВНИИПИ Государственного комитета по иэобр 113035, Москва, Ж. РаушПодписноеиям и открытиям при ГКНя наб.; 4/5