Устройство для сварки неплавящимся электродом с подачей присадочной проволоки

 

СЩ@3 СОВВТСИИХ сецщявСтичксиих ихяввлик

Ведбмст1ю coact (еюспАтент cccFj

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

Ь4

K ВЮСИОМУ С ИДВП СИУ

®) 3660323/27 (32) 36.12.83. (46) 30.1193 бни Ив 43-М (72)Млексееа АП„Серьезное BA„ Агеев АА: Бакаров BA„. Корнеев ЮН (в> 3U (ll) Щ ЩВ А1 (И) 81 K В

2 (64) УСТРОЙСТВО ДЛЯ CBAPKM пЕПЛАВЯЩИМСВМВПРОДОМ С ПОДАЧЕЙ йРИСАДОЧНОЙ ЙРОВОЯОКИ (Я) е м Ф

Е

1146908 релки с мундштуком при переходе к последующим проходам.

Новые конструктивные элементы позволяет еще улучшить качество при многопроходной сварке, поскольку коробчатая вилка, шарнирно закрепленная на двуплечем рычаге, перемещение которой осуществляется по программе изменения положения кромки разделки в процессе сварки и от прохода к проходу, стабилизирует положение электрода и присадочной проволоки у кромки, а значит, обеспечивает стабильное сплааление в этом месте, при этом через вилку корректируется и защита сварочной наины в этом месте, что полно50

Изобретение относится к сварке, в частности, толстостенных труб с узкой разделкой кромок и может найти широкое, применение в любой отрасли народного хозяйства, где необходимо сваривать толстостенные трубы или другие конструкции.

Цель изобретения -улучшение качества сварного соединения и повышение производительности путем повышения точности слежения положения .электрода и приса- 10 дочной проволоки относительно кромок разделки и автоматизации процесса регулирования амплитуды колебаний при перехо. де к следующему проходу, В таком выполнении механизм верти- 15 . кального перемещения горелки, входящие элементы которого в совокупности с датчиком рассогласования и Г-образным поводком образуют новую взаимосвязь, благодаря которой механизм вертикального 20 перемещения горелки, кроме функции сле- . -::жения, выполняет еще и функцию задержки мундштука у кромки разделки, обеспечивает подачу сварочной проволоки в требуемое место. Крометого, посколькумундштук под- 25 .ачи сварочной проволоки благодаря новой взаимосвязи выполняет и функцию щупа, . который контактирует непосредственно с разделкой стыка, сварка будет качествен-. ной даже в случае отклонения разделки от 80 требуемой геометрии, что очень важно пр» выполнении автоматической сварки на монтаже. Благодаря. новой функции мундштука не требуется ручной настройки амплитуды колебаний сварочной горелки в разделке 85 . при многопроходной сварке, в момент перехода с одного прохода на следующий, поскольку задается она с помощью датчика рассогласования, который кинематически .связан с мундштуком, постоянна контакти- 40 рующим с кромками разделки, что также способствует улучшению качества сварки и особенно повышению производительности процесса, поскольку автоматизирован процесс настройки амплитуды колебания го- 45 стью исключает подсос воздуха, а следовательно, улучшает качество сварки.

На фиг.1 схематически изображено устройство, общий вид; на фиг,2 — сечение А-А на фиг,1; на фиг.2 — вид Б на фиг1; на фиг.4вид В на фиг.1; на фиг.5 — сечение Г-Г на фиг.1; на фиг.6 — сечение Д-Д на фиг.5 на фиг.7- блок-схема устройства; на фиг.8— перемещение точки касания с кромкой разделки по торцу мундштука при сварке от прохода к проходу; на фиг,9- перемещение вилки по кромке разделки в процессе сварки от прохода к проходу; на фиг.10- схема взаимосвязи полки и поводка, связанных с горелкой, и флажка, связанного r; мундштуком для подачи присадочной проволоки, с датчиком рассогласования.

Устройство включает корпус 1, горелки

2 с соплом 3 и электродом 4, механизм ее вертикального.перемещения 5 и механизм ее колебания 6 с рычагом 7, приводы 3, 9, которые связаны через блок управления 10 с системой управления, мундштук 11 для подачи присадачной проволоки 12 с механизмом 13 ее подачи, Г-образный поводок

14 с датчиками рассогласования 15. Механизм 5 вертикального перемещения горелки 2 выполнен в аиде приводной цилиндрической каретки 16, концентрично насаженной на корпусе 1 с возможностью поворота и продольного перемещения по направляющим 17. На одном из торцов каретки 16 с возможностью поворота насажен и подпружинен пружиной 18 стакан 19, несущий мундштук 11 для подачи присадочной проволоки 12. В дне стакана 19 жестко закреплена штанга 20, пропущенная через корпус 1 и несущая флажок 21. Г-образный поводок 14 полкой 22 свободно насажен на штангу 20 с возможностью поворота. На полке 22 закреплены датчики 15 рассогласования с прорезями 23 для прохождения через них флажка 21. Другая полка Г-образного поводка 14 через шпоночное соединение 24 и каретку 16 механизма вертикального перемещения 5 связана с электродом 4 го-. релки 2, которая жестко закреплена в каретке 16 механизма вертикального перемещения 5. В каретке 16 и стакане 19 ответно выполнены диаметрально противоположные окна 25, через которые пропущен рычаг 7 механизма колебания 6, несущий жестко заделанное в нем сопло Э горелки 2 и шарнирно закрепленный на корпусе 1 с воэможностью поворота. Привод 9 механизма колебания 6 через блок управления 10 электрически Связан с датчиками рассогласования 15. Дополнительное сопло

26 закреплено с внешней стороны донной части стакана 19 через гаэоподвод 27, а дву1146908

50 ся заварка следующего прохода. По мере

55 заполнения разделки и увеличения амплимощью шарнира 29 закреплен на нем с возможностью поворота и одно плечо 30 подпружиненно пружиной 31 относительно стакана 19 и контактирует с кулачком 32 изменения угла разделки кромки, Кулачок

32 закреплен на каретке 16 механизма 5 вертикального перемещения горелки 2, Другое плечо 33 двуплечего рычага 28 несет вилку 34 коробчатой формы, которая посажена на.фигурный срез, выполненный на рабочем торце 35 дополнительного сопла 26.

Кроме того, на основном сопле 3 горелки 2 шарнирно с возможностью поворота закреплен шлейф 36, который улучшает защиту сварочного изделия 37 в процессе сварки. Дополнительное сопло 26 и шлейф

36 с помощью гаэоподводов 27 и 38 соединены с коммуникациями подвода защитного газа (не показаны), Газоподвод 27 через обойму 39 жестко закреплен одним концом на стакане 19, а другим на сопле 26. Шлейф

36 имеет форму короба. а газовая линза 40 его выполнена со скосом а=50-60 относительно оси электрода 4, при этом отверстия

41 в ней выполнены под углом P - 30-40 относительно того же электрода 4.

Кроме того, для фиксации отклонения оси колебания электрода 4 от середины шва введен датчик 42, который закреплен на валу привода 9 и необходим для выставления и поддержания амплитуды колебаний относительно центра шва при сварке последнего прохода (усиления).

Устройство работает следующим образом.

Вначале электрод 4 горелки 2 (см.фиг.1) совместно мундштуком 11 подачи присадочной проволоки 12 выставляют по центру разделки. затем приводом 8 вертикального перемещения опускает горелку 2 с мундштуком 11 и разделку и выставляют дуговой промежуток между электродом 4 и изделием 37. Опускают шлейф 36 на иэделие 37 и осуществляют продувку сопла 3 горелки 2, шлейфа 36. и мундштука 11. Зажигают дугу и производят сварку nepsoro прохода. По окончании заварки первого прохода включают механизмы колебания 6 и подачи проволоки 12 и осуществляют заполнение разделки.

Поперечные перемещения колебательной системы, в которую входит горелка 2, сопло 3 и мундштук 11. осуществляют маятниковым движением рычага 7, связанного с приводом 9 механизма колебаний 6, При этом амплитуда колебаний системы задается автоматически. так как мундштук

11 подачи присадочной проволоки 12 контактирует с кромками разделки изделия 37, которые ограничивают его колебание. Величина амплитуды колебаний электрода 4 складывается из величины амплитуды колебания рабочего конца присадочной проволоки 12 плюс два расстояния Т ее до рабочего конца электрода 4 (см.фиг,5 и фиг.6). Одновременно с колебанием горелки

2 и мундштука 11 осуществляют и слежение за длиной дуги с помощью механизма вертикального перемещения 5. Возвратно-поступательное перемещение в вертикальном направлении, получаемое от привода 8. передается через шариковые направляющие

17, каретку 16 и далее на электродную часть горелки 2, а также на мундштук 11 через шариковые направляющие 17 и стакан 19. В процессе движения колебания в одну из сторон разделки мундштук 11 вилкой 34 упирается в кромку разделки. а электрод 4 продолжает движение на кромку на расстояние Т (см.фиг.5 и 6). При этом пружина 18, взведенная при сборке (см.фиг.2), еще более заневоливается. Образовавшийся при этом угол рассогласования между злектродом 4 и проволокой 12 соответствует углу рассогласования между флажком 21 и одним из датчиков 15, закрепленных на полке

22, так.как мундштук 11 с проволокой 12 через газоподвод 27, обойму 38, закрепленную в нижней части стакана 19, и штангу 20 связан с флажком,21, а электрод 4 с горелкой 2 через каретку 16, Г-образный поводок

14 — с полкой 22. Возрастание угла рассогласования происходит до тех пор, пока флажок 21 не пересчет прорезь 23 одного из датчиков 15, закрепленных на полке 22. Сигнал от датчиков 15 поступает на блок управления 10 и отключает привод 9 механизма колебания 6. Электрод 4 выдерживается у кромки разделки. По окончании выдержки электрода включается реверс привода 9 механизма колебания 6, и электрод 4 перемещается к противоположной кромке.

При переходе на следующий проход привод 8 механизма вертикального перемещения 5 поднимает каретку 16 с электродом

4 и мундштуком 11, который колеблется уже с большей амплитудой, так как ширина разделки увеличивается, т.е. увеличивается расстояние между кромками, в которые он утыкается в процессе колебаний, Начинаеттуды колебания горелки 2 с электродом 4 и мундштука 11 для подачи присадочной проволоки 12 увеличивается и угол поворота мундштука 11 относительно продольной оси

1146908 корпуса 1. что приводит к уменьшению величины С вплоть до отрицательных значений (см.фиг.8). Расстояние от кромки до рабочего конца электрода 4, т,е. Т-С увеличивается, при этом электрод 4 смещается на 5 кромку разделки, а глубина сварочной ванны из-за высокой интенсивности отвода телла в изделие становится маленькой, и поступающая в нее проволока 12 утыкается в ее дно, в результате чего проволока "при- 10 мерзает", образуется в этом месте несплавление. Однако шарнирно заделанный двуплечий рычаг 28 с помощью вилки 34 исключает увеличение расстояний С и Т-С (см.фиг.6, 8), так как другов подпружинен- 15 ное плечо 30 двуплечего рычага 28 поджато к поверхности кулачка 32 и отрабатывает размер Ь(см.фиг.3), опуская вниз вилку 34 рычага 28, корректируя точку касания мундштука 11 с кромкой разделки и, следа- 20 вательно, стабилизируя глубйну сварочной ванны и ее положение относительно кромки, что дает качественное сплавление у кромок. Процесс повторяется до полного заполнения разделки. Дпя сварки последне- 25 го прохода блок управления 10 обеспечивает необходимую амплитуду колебания

30 ном, в дне которого жестко закреплена штанга, пропущенная через корпус и несущая на свободном конце флажок датчика рассогласования, при этом Г-образный поводок одной. полкой, несущей датчики рас35 согласования, смонтирован на штанге с возможностью поворота, а другой кинематически Связан с горелкой, а в каретке и стакане выполнены диаметрально противоположные окна, через которые пропу40 щен шарнирно установленный на корпусе . рычаг механизма колебаний, привод которого электрически связан с датчиками рас. согласования, а мундштук снабжен дополнительным соплом, жестко свяэан45 ным с дном стакана через газоподвод, и двуплечим рычагом, шарнирно установленным на газопроводе. причем одно плечо рычага подпружинено относительно стакана и находится в контакте с кулачком иэме50 нения угла кромки разделки, закрепленным на каретке механизма âåðтикапьного перемещения, а другое снабжено вилкой, свободно насаженной на рабочий торец дополнительного сопла.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СВАРКИ НЕПЛАВЯ@И СЯ ЛЯКТРOAOM C ПОДА1ЕЙ

ПРИСАДОЧНОЙ ПРОВОЛОКИ, содержащее корпус, смонтированные на нем горелку с механизмом ев вертикального перемещения, мундштук для подачи присадочной проволоки, механизм колебаний, рычаг которого связан с горелкой и мундштуком, и приводы вертикального перемещения и колебаний. связанные с системой управления, отличающееся тем, что, с целью улучшения качества сварки путем повышения точности слежения положения электрода и присадочной проволоки относительно .кромок разделки, оно снабжено

Г-образным поводком с установленными на одной из его полок двумя датчиками рассогласования, механизм вертикального перемещения горелки выполнен в виде приводной цилиндрической каретки, концентрично установленной на корпусе с возможностью поворота и снабженной на одном из торцов подпружиненным стакасварочной горелки 2 с мундштуком дпя подачи присадочной проволоки 12, которая поддерживается датчиком 40 автоматически. В таком выполнении устройство повышает качество сварного соединения за счет повышения точности слежения положения электрода, присадочной проволоки у кромки разделки путем использования мундштука для подачи присадочной проволоки в качестве щупа и перемещения его у кромки по программе, соответствующей изменению положения кромки в процессе сварки.

Изобретение позволяет увеличить и производительность процесса, поскольку происходит автоматическая настройка амплитуды колебания горелки с электродом и мундштука дпя подачи присадочной проволоки, а также их взаимного расположения при пе-. реходе от прохода к проходу, что очень важно при сварке больших толщин. (56) Касаткин Б.С, и др, Сварка кольцевых стыков толстостенных рупонированных сосудов высокого давления с применением следящей системы 06-2171. — Автоматическаг сварка, N4,,1982.

Авторское свидетельство СССР

М 1055603, кп. В 23 К 9/16, 1982, Вид Б(раЗ5ериуто

27

Г-Г

1146908

Заказ 3332

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Редактор О.Юркова

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор Л.Филь

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035, Москва. Ж-35. Раушская наб., 4!5