Автомат для сварки кольцевых стыков

 

1. АВТОМАТ ДЛЯ СВАРКИ КОЛЬЦЕВЫХ СТЫКОВ, содержащий корпус, ротор со сварочным электродом и оптическим устройством контроля с оптической системой передачи информации , отличающийся тем, что, с целью повышения точности настройки электрода относительно стыка с одновременньм обеспечением контроля в процессе сварки, оптическое устройство контроля снабжено окуляром с измерительной сеткой и нейтральным светофильтром и дополнительно информационнь1м каналом, состоящим из объектива, линзовых оборачивающих систем, измерительной сетки, окуляра и световода подсветки , при этом оптическое устройство контроля и дополнительный информационный канал установлены на роторе с возможностью перемещения по крайней мере по двум координатам. 2.Автомат по п. 1, отличающийся тем, что оптическое устройство контроля снабжено системой охлаждения. 3.Автомат, по п. 1, отличающийся тем, что измерительные сетки установлены с возможностью вращения вокруг оптической оси. 4.Автомат по п. 1, о т л ичающийся тем, что, с целью сл обеспечения контроля поверхностных дефектов сварного шва, в световод подсв етки введены блоки регулирования уровня освещенности и спектрального состава излучения, при этом световод подсветки вьтолнен из оптического материала, дрозрачного в СП диапазоне длин волн 0,2-0,8 мкм, а О) в блок регулирования спектрального 00 00 состава введены селективные светофильтры , пропускающиеуказанный диапазон излучения.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

4(sI) В 23 К 31/06 37/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕйНЫЙ НОЫИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3625458/25-27 (22) 25.07.83 (46) 23.05.85. Бюл. Й 19 (72) В.А. Шкандыков, А.Н. Васильченко, В.Г. Крылов, Вал. Н. Бурцев, Вл. Н. Бурцев и В.Н. Рубцов (53) 621.79 1.?5(088.8) (56) Устройство для сварки труб с визуальным контролем процесса сварки. — "Optical Spectra", 1971, 5, Ф 9, с. 26-27.

Заявка Франции N- 2382304, кл. В 23 К 37/02, 1978 (прототип) . (54) (57) .1. АВТОМАТ ДПЯ СВАРКИ КОЛЬЦЕВЫХ СТЫКОВ, содержащий корпус, ротор со сварочным электродом и оп— тическим устройством контроля с оптической системой передачи информации, отличающийся тем, что, с целью повышения точности настройки электрода относительно стыка с одновременным обеспечением контроля в процессе сварки, оптическое устройство контроля снабжено окуляром с измерительной сеткой и нейтральным светофильтром и дополнительно информационным каналом, состоящим из объектива, линзовых

„„ЯЯ„„1156880 оборачивающих систем, измерительной сетки, окуляра и световода подсветки, при этом оптическое устройство контроля и дополнительный информационный канал установлены на роторе с возможностью перемещения по крайней мере по двум координатам.

2. Автомат по и. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что оптическое устройство контроля снабжено системой охлаждения.

3. Автомат. по и. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что измерительные сетки установлены с возможностью вращения вокруг оптической оси.

4. Автомат по и. 1, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью обеспечения контроля поверхностных дефектов сварного шва, в.световод подсветки введены блоки регулирования уровня освещенности и спектрального состава излучения, при этом световод подсветки выполнен из оптического материала, прозрачного в диапазоне длин волн 0,2-0,8 мкм, а в блок регулирования спектрального состава введены селективные светофильтры, пропускающие укаэанный диапазон излучения.

11568

Изобретение относится к. области производства сварных конструкций, более конкретно к автоматам для сварки кольцевых стыков, и может быть использовано для настройки сварочно- 5 го оборудования на стык визуального контроля процесса сварки и контроля качества сварного шва в труднодоступных местах.

Цель изобретения — повышение точ- 10 ности установки положения сварочного электрода относительно стыка свариваемых деталей с одновременным обеспечением контроля процесса сварки, а также обеспечение контроля поверх- l5 ностных дефектов сварного шва.

На фиг. 1 представлен автомат для сварки и контроля, вид сбоку;

9 на фиг. 2 — то же, вид со стороны ротора; на фиг. 3 — оптическая схема 2О дополнительного информационного канала; на фиг. 4 — оптическая схема гибкого оптического устройства контроля; на фиг. 5 — вид поля зрения устройства контроля. 25

Автомат для сварки и контроля в труднодоступных местах (фиг. 1 и 2) содержит корпус 1, размещенный внутри или снаружи свариваемых деталей

2. Разжимаемые кулачки 3. фиксируют ЗО устройство. Ротор 4 установлен на валу 5. Сварочный электрод с соплом 7 ориентирован на стык 8 свариваемых деталей, а его ось лежит в плоскости стыка. Оптическое устройство 9 контроля и дополнительный информационный канал 10 в жестком исполнении установлены в посадочных местах l1 и 12, связанных с устройством l3 перемещения по двум или более координатам. Оптические оси устройс гва контроля и дополнительного информационного канала размещены одна, относительно другой таким образом, что их оптические оси обра- .45 зуют угол более 90О.

Оптическая схема жесткого дополнительного информационного канала (фиг. 3) и оптическая схема устройства контроля (фиг. 4) в своем сос- 50

1 таве содержат объективы 14, окуляры

15, измерительные сетки 16, выполненные с возможностью вращения вокруг оптической оси. Нейтральный светофильтр 17 вьйолнен съемным и примени-55 ется при наблкдении процесса сварки.

Подсветка полости осуществляется световодом 18 из оптического мате80 ..2 риала, прозрачного в диапазоне излучения 0,2-0,8 мкм. Один торец указанного световода установлен у объектива 14, второй подсоединен к блоку

19 регулирования уровня освещенности и спектрального состава излучения, содержащему набор сменных селективных светофильтров 20, перекрывающих указанный диапазон излучения.

Дополнительный информационный канал 10 содержит также линзовые оборачивающие системы 21 переноса изображения (фиг. 3,), а оптическое устройство 9 контроля (фиг. 4) гибкий стекловолоконный жгут 22 регулярной укладки.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

В посадочные места 11 и 12 устанавливают и фиксируют дополнительный информационный канал 10 и оптическое устройство 9 контроля. С помощью устройства 13 перемещения добиваются совмещения острия сварочного электрода 6 с центром перекрестия измерительной сетки 16 (фиг. 5).

Так как устройство 9 контроля и дополнительный информационный канал 10 жестко связаны с устройством

13 перемещения, то совмещением с центром перекрестия одного из них обеспечивают центровку и другого.

Устройство для сварки и контроля вводят внутрь свариваемых деталей

2 до тех пор, пока в поле зрения устройства 9 контроля и дополнительного информационного канала 10 не появятся изображения- сваривавмого стыка 8. Посредством разжимных кулачков 3 корпус 1 устройства фиксируют. Вращая ротор 4, осуществляют контроль зазора в стыке, определяют взаимное положени электрода 6 относительно стыка 8 и величину дугового промежутка, которая регулируется посредством дистанционного устройства (не показано). При обнаружении смещения изображения сварного стыка

8 относительно центра перекрестия измерительной сетки 16 его устраняют посредством разворота корпуса 1 внутри свариваемых деталей 2.

По завершении настройки положения дугового промежутка осуществляют сварку стыка 8 с визуальным конт- . ролем процесса сварки. Для этого оптическое устройство 9 контроля или. дополнительный канал 10 устанав56880 4 да н снабжено системой охлаждения в виде полого кожуха, охватывающего посадочное место. В качестве охлажлающего агента применена вода, поступающая внутрь кожуха по впускному штуцеру и удаляемая через выпускной штуцер.

Второе посадочное место выполнено неохлаждаемым, так как оно установлено со смещением относительно первого.. Внутренние размеры посадочных мест выполнены одинаковыми (Ф 8,5 мм, длина 150 мм).

Оптическое устройство контроля выполнено гибким типа ЭВП 8.5. 1200 с диаметром объективной части 8,5 мм и длиной 75 мм. Оптическая система устройства обеспечивает угол поля зрения 60 и разрешение до 10 лин/мм.

Между информационным световодом и окуляром установлена оборачивающая линзовая система и измерительная сетка, обеспечивающая измерение до 0,2 мм. Для ослабления излучения сварочной дуги применен нейтральный светофильтр. Устройство контроля применено для контроля процесса сварки. Длина устройства 1200 мм.

Жесткий дополнительный информационный канал выполнен в виде линзового прибора ЭЛЖ 8,5.360. Объективная часть прибора выполнена идентичной прибору ЭВП 8.5 1200, длина прибора 360 мм, Оптическая система. ЭЛЖ 8,5.360 обеспечивает поле зрения 70 и разрешающую способность 20 лин/мм. з 11 ливают в посадочное место 11, ближай.шее к электроду 6, снабжают ослабляющим нейтральным фильтром 17 окуляр -15 и включают систему охлаждения посадочного места, т.е. осуществляют циркуляцию охлаждающего агента. После этого в дуговой промежуток через сопло 7 запускается инертный газ для защиты сварочной ванны от .окисления, включают ротор 4 и напряжение на электроде 6. Появление дуги, состояние сварочной ванны и контроль процесса сварки ведут визуально с помощью приборов 10 или 9 °

По окончании процесса сварки проводят контроль состояния сварного шва. Для этого в посадочное место

12 устанавливают дополнительный информационный канал 10, включают

2 осветитель и осматривают шов, вращая ротор 4. Для обнаружения малоконтратных объектов (дефектов шва) с помощью блока 19 подбирают необходимый спектр излучения, устанавливая в блоке сменные селективные светофильтры 20, например фиолетовый фильтр ФС 6 (Л = 0,29-0,46 мкм) или ультрафиолетовый УФС 1 (Д = 0,240,42 мкм). При необходимости размер дефекта может быть измерен с помощью .30 измерительной сетки 16. Для этого предварительно определяют цену деления укаэанной сетки посредством какого-либо репера известных размеров, находящегося на том же самом расстоянии от -устройства контроля, что и дефект. В качестве репера можно применить присадочную проволоку, диаметр которой иэвестен.

Пример. Устройство выполнено в виде корпуса, внутри которого установлен электродвигатель, редуктор. На его цилиндрической поверхности установлены три выдвижных ку.- 4$ лачка для фиксации корпуса. Редуктор соединен через вал с ротором, на котором установлены сварочный электрод, газовая магистраль для подвода защитного газа к дуге и два SO посадочных .места для упаковки устройства контроля и дополнительного информационного канала. Электрод и посадочные места выполнены подвижнычи в направляющих по двум коорди- И натам.

Одно из посадочных мест установлено в 15 мм от сварочного электроВ качестве осветителя в автомате сварки и контроля применен малогабаритный осветитель БП 7 на галогенной лампе накаливания КГМ и осветительный стекловолоконный жгут диаметром 4 мм и длиной 1500 мм.

Указанный жгут снабжен блоком управления уровнем освещенности и спектральным составом. Данный блок конструктивно выполнен в виде цилиндрической втулки, внутри которой размещена револьверная головка с набором светофильтров: нейтрального НС-4, оранжевого ОС-3, желтого

ЖС-2, зеленого ЭС-3 и фиолетового

ФС-6. Эта втулка фиксируется на штуцере корпуса дополнительного информационного канала ЭЛЖ 8,5.360.

При этом свет от световода . осветителя поступает на входной торец внутреннего осветительного свето1156880 вода, закрепленного в штуцере,. размещенном внутри дополнительного информационного канала °

Автомат для сварки и контроля в труднодоступных местах, таким образом, обеспечивает повышение точности установки положения электрода сварочной горелки относительно свариваемого стыка. Наличие измерительных элементов позволяет проводить 10 измерение размеров обнаруженных дефектов.

Достигаемая точность установки электрода и контроль состояния сварочной ванны позволяют улучшить качество сварного шва, уменьшить число дефектов и увеличить надежность дуралей, узлов и агрегатов машин и механизмов.

Наличие унифицированных узлов, рО таких как объективные части, окуляры, оборачивающие системы и измерительные сетки, обеспечение оптических устройств крнтроля подвижками в двух координатах позволяют получить устройства различного назначения, размеров и применения.

Предварительная установка дугового промежутка и положения, электрода относительно сварочного стыка обеспечивает оптимальные режимы сварки, уменьшая тем самым энергозатраты и увеличивая оперативность сварки. Снабжение предлагаемого устройства блоком регулирования уровня освещенности и спектрального состава дает возможность выявления ма— локонтрастных дефектов сварного шва, а также поверхностных дефеков.

1156880

1156880

Составитель Л.Назарова

Техред М.Надь

Корректор М.Розман

Редактор В.Данко

Тираж 1086 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 3241/14

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

10 Щ гг ®

Чй)6ЕЕЕЕУ y g(g

Фиг.Ф