Устройство для дуговой сварки

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ , содержащее станину ,с размещенными на ней сварочной головкой с механизмом ее перемещения и механизмом деформирования с приводом и прижимным элементом, от л и ч а ю ад ее с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей путем обеспечения сварки с пластическим деформированием криволине:йных в вертикальной плоскости швов, оно снабжено механизмами копирования для сва;рочной головки и для механизма деформирования и силовой балкой, механизм перемещениясварочной головкт выполнен в виде опорной балки с установ .ленной на ней с возможностью перемещения кареткой, в направляющих которой с возможностью перемещения размещена балка, на нижнем конце которой расположена сварочная головка, а на верхнем конце смонтирован механизм копирования 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 (Л с силойой бг.лкой упорным роликом, на штоке нижнего поршня которого закреплен прижимной элемент, при этом шток нижнего поршня связан с механизмом копирования для механизма деформирования. о 00 00 со

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

iОСУДАРСТВЕНН и HOMHTFT CCCP

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ИЙ (21) 3397650/25-27 (22) 16.02 ° 82 (46) 23.05.83. Вюл. 9 19 (72) Е.N.Ëàïèí, A.И.Сабанцев, В.НеПришвин, Г.N.Èâàíîâ, В.И.Ануфриев и Г.И.Теплоухов (53) 621.791.015(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 692711, кл. В 23 .К 28/00, 1977 °

2. Авторское свидетельство СССР

9 729945, кл. В 23 К 28/00, 1978

{прототип). (54) {57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ, содержащее станину c размещенными на ней сварочной головкой с ме-ханизмом ее перемещения и механизмом деформирования.с приводом и прижимным элементом, о т л и ч а ю щ е е— с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей путем обеспечения сварки с пластическим деформированием криволинейных в вер.„ЯК„1018830. А

3(Я) В 23 К 31 02 В 23 К 28 00 тикальной плоскости швов, оно снабжено механизмами копирования для сва рочной головки и для механизма деформирования и силовой балкой, механизм перемещения сварочной головк1 выполнен в виде опорной балки с установленной на ней с возможностью перемещения кареткой, в направляющих которой с возможностью перемещения размещена балка, на нижнем конце которой расположена сварочная головка, а на верхнем конце смонтирован механизм, копирования для сварочной головки, :привод механизма деформирования выполнен s-виде приводной каретки с гидроцилиндром двойного действия с установленным на штоке его верхнего . и1

Ф поршня с возможностью взаимодействия с силовой б.".лкой упорным роликом, на штоке нижнего поршня которого занееплен пенллмное элемент, прл этом шток нижнего поршня связан с механизмом копирования для механизма деформирования.

1 018830

Изобретение относится к сварке продольных швов оболочковых конструкций и плоских элементов, выполняемых ,преимущественно из алюминиевых спла,вов, и может быть использовано в paзличных отраслях народного хозяйст- 5 ва при производстве изделий с повышенными требованиями к точности из" готовления и качеству сварных соединений.

Известно устройство для дуговой 10 сварки, содержащее станину с размещенными на ней сварочной горелкой, механизм деформирования с прижимным элементом и приводом их перемещения (1 ). 15

Недостатком этого устройства является то, что оно не позволяет производить прокатку криволинейных продольных швов. Кроме того, прокатка сварного шва между двумя роликами алюминиевых сплавов приводит к внедрению в металл шва окисных плен, шлаков, имеющих место в корке шва," а это, в свою очередь, может резко снизить конструктивную прочность изделий.

Наиболее близким к изобретению является устройство для дуговой сварки, содержащее станину с размещенными на ней сварочной головкой с механизмом ее перемещения и механизмом деформирования с приводом и прижимным элементом (2 ).

Недостатком этого технического решения является невозможность деформирования сварных соединений конст- 35 рукций с криволинейной формой. Это объясняется тем, что при, например, прокатке роликом криволинейных швов изменяются режимы прокатки, в частности статическое усилие и перпендику.- 40 лярность ролика к образующей поверхности шва. Изменение этих параметров приводит к изменению величины осадки металла шва, а, следовательно, и к неоднородности механических свойств 45 по сечению шва. Такое различие в механических свойствах может вызвать дополнительную концентрацию напряжений и снизить работоспособность сварной конструкции в целом.

Цель изобретения - расширение технологических возможностей путем обеспечения сварки с пластическим деформированием криволинейных в вертикальной плоскости швов.

Для достижения поставленной цели устройство для дуговой сварки, содержащее станину с размещенными на ней сварочной головкой с механизмом ее перемещения и механизмом деформирования с приводом и прижимным 60 элементом, снабжено механизмами копирования для сварочной головки и для механизма деформирования и сило-.. вой балкой, механизм перемещения сварочной головки выполнен в виде опорной балки с установленной на ней с возможностью перемещения кареткой, в направляющих которой с возможностью перемещения размещена балка, на нижнем конце которой расположена сварочная головка, а на верхнем конце смонтирован механизм копирования 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.l изображены основные узлы устройства, общий вид; на фиг.2 разрез A-А на фиг.l; на фиг.3 — раэ" рез Б-Б на фиг.l; на фиг.4 - вид В на фиг.3.

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 разворота 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 подшипниковых 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 сварочной головки 1 расположены на каретке 7. аретка 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 ll (фиг.3), являющиеся направляющими, в 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 сва1018830 риваемой линии. Соосно с шестерней 14 смонтирован ролик lб,перемещающийся: по пазу П копира 9. На корпусе механизма 10 копирования установлен второй ролик 17, идентичный ролику 16. Ролик 17 перемещается по второму пазу П копира 9 °

На нижнем конце балки 12 расположен кронштейн 18 со сварочной головкой 1. Кронштейн 18 может поворачиваться относительно балки 12 вок- 10 руг оси 01. Механизм 10 копирования связан с кронштейном 18 тягой 19 с шарнирами на концах.

Привод перемещения механизма деформирования состоит иэ каретки 8 5 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. имеет

25 два поршня 21 и 22 (фиг.l), на кон цах штоков которых (прижимной эле" мент 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 гидроцилиндра 3. Этот механизм состоит иэ кронштейна 26., установленного на штоке поршня 21, продольной тяги

27 с цапфами 28 и копира 29.

Устройство работает следующим об- 4{) 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 0 друг от друга вдоль продольно-криволинейной свариваемой линии Л (фиг.l) в направлении сварки. Шестерня 14 механизма 10 копирования, перемещаясь по криволинейной рейке 15, приво дит в поступательное движение механизм 10 копирования. Ролики 16 и 17-, перемещаясь по пазам П и П копи»

1 ра 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 пово1-от горелки происходит вокруг точки сварки, чем достигается постоянство скорости сварки.

Одновременно со сварочной головкой 1 вдоль свариваемой линии перемещается гидроцилиндр 3. При этом масло, подаваемое в полость П гидроцилиндра, создает на поршне 21 ° усилие 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 продольной 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.

Пример. 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 A. Прокатку производят при максимальном приближении ролика к сварочной горелке, обеспечивая условия термомеханической обработки

400 C:÷òî соответствует расстоянию

0 между осью электрода и роликом—

50 мм. Допустимая степень деформации металла шва для сплава АМгб при термомеханической обработке не долж" на превышать 25%. Исходя из этого степень деформации металла шва составила при усилии прокатки P=22000820-21%.

Внедрение предлагаемого устройства при изготовлении крупногабаритных иэделий из материалов типа

AMr á, М40, 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 о

21

1018ВЗО

1018830 дидВ

Составитепь В.Томбулатов

Редактор Н.Бобкова Техред О.Неце Корректор В.Бутяга

Заказ Зб02/13 Тираж 1106 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4