Устройство для формирования швов при сварке поворотных кольцевых стыков

 

Изобретение относится к автоматической сварке цилиндрических изделий и предназначено для формирования обратного шва и предотвращения протекания расплавленного металла. Сущность изобретения: устройство содержит тележку со стойкой, с закрепленными на ней распорным механизмом и подпружиненной подкладкой, механизмом возврата подкладки в исходное положение, состоящим из пневмоцилиндра с пневмораспределителем и концевыми выключателями, водилом и упорами, разгрузочным механизмом, выполненным в виде пневмоцилиндров и поршней. Свариваемое изделие устанавливается на ролики кантователя и тележка продвигается до совпадения середины подкладки со стыком свариваемых обечаек. Подается вода на охлаждение подкладки-ползуна и воздух на пневмораспределитель. Включается привод кантователя и зажигается дуга сварочной головки. Усилием пружин подкладка-ползун прижата к обечайке и за счет сил трения увлекается во вращение совместно с обечайкой. Происходит процесс сварки. При нажатии упором концевого выключателя срабатывает пневмораспределитель и воздух сжимает пружины, при этом подкладка-ползун отжимается от обечайки, а шток пневмодвигателя возвращает подкладку-ползун в исходное состояние, при этом упор нажимает концевой выключатель, пневмораспределитель сбрасывает воздух и подкладка-ползун пружинами прижимается к обечайке. Процесс сварки повторяется. 3 ил.

Изобретение относится к электросварке, в частности к автоматической сварке, предназначено для предотвращения протекания расплавленного металла и формирования обратного шва и может применяться для сварки цилиндрических изделий, свариваемых за один проход.

Известно устройство с медным ползуном, охлаждаемым водой для формирования кольцевых швов при сварке цилиндрических резервуаров [1].

Также известна медная водоохлаждаемая подкладка, монтируемая снаружи обечайки для формирования наружных обратных швов [2].

В качестве прототипа принимается устройство [1]. Недостатком указанного устройства является то, что при вращении свариваемой обечайки его механизмы выполняют роль стабилизаторов положения ползуна, не давая ему отклониться от зоны сварки, а пружины, создающие необходимое усилие прижима ползуна, создают силы трения между ползуном и свариваемым изделием, чем вызывается быстрый износ ползуна. Кроме того, не исключена возможность прижога поверхности ползуна в районе сварочной ванны, так как вся тепловая нагрузка от сварки приходится на ограниченную зону ползуна. К недостаткам прототипа также можно отнести неоправданно сложный механизм возврата ползуна в исходное положение.

Целью изобретения является повышение срока службы за счет предотвращения износа и прижога подкладки.

Это достигается тем, что устройство снабжено механизмом возврата подкладки в исходное положение, выполненным в виде пневмоцилиндра с пневмораспределителем и концевыми выключателями, водилом и упорами, разгрузочным механизмом, выполненным в виде пневмоцилиндров и поршней, при этом на стойке закреплено с возможностью поворота водило, кинематически связанное со штоком пневмоцилиндра механизма возврата, упоры установлены на водиле с возможностью взаимодействия с концевыми выключателями, которые связаны с пневмораспределителем, водило кинематически связано с подкладкой, которая выполнена из формирующей части и основания, в основании размещены пневмоцилиндры разгрузочного механизма, штоки которых связаны с формирующей частью, а сами пневмоцилиндры связаны с пневмораспределителем механизма возврата.

В отличие от прототипа сварка осуществляется на всей длине подкладки, чем предотвращается прижог от тепловой нагрузки, сосредоточенной в одной точке. Таким образом можно сделать вывод, что заявляемое решение соответствует критерию "новизна".

Сравнение изобретения с прототипом показывает, что в отличие от прототипа практически исключается износ подкладки, вызванной трением подкладки о свариваемую обечайку, чем подтверждается критерий изобретения "существенные отличия".

На фиг.1 показано устройство со стороны механизма возврата; на фиг.2 - то же, вид сбоку; на фиг.3 - то же, со стороны распорного устройства.

Устройство состоит из тележки со стойкой 1, с закрепленными на ней корпусом подшипника 2 с подшипником скольжения 3, упорами 4, концевыми выключателями 5 и 6 и пневмопереключателем 7. Кроме того, на стойке на цапфе установлен пневмодвигатель 8. В подшипник 3 установлен консольный вал 9, на коротком конце которого насажено водило 10, соединенное со штоком пневмодвигателя 8. На водило 10 установлены упоры 11, взаимодействующими с концевыми выключателями 5 и 6. На консольном конце вала 9 установлена крестовина 12, на конце которой имеются откидные (для удобства заводки) ролики 13, фиксирующие устройства относительно оси обечайки. В направляющем пазу крестовины 12 установлена штанга 14, на одном конце которой расположен выдвижной ролик 15, устанавливаемый по внутреннему диаметру обечайки, а на другом - основание поджима 16, связанное с поджимной водоохлаждаемой подкладкой - ползуном 17, направляющими штырями 18 с насаженными на них пружинами 19. В цилиндры основания 16 установлены разгрузочные поршни, связанные с подкладкой 17.

Устройство работает следующим образом.

Свариваемые обечайки устанавливаются на ролики кантователя и тележка 1 продвигается до совпадения середины прокладки 17 со стыком свариваемых обечаек. Ролики 13 заштыриваются в рабочее положение по внутреннему диаметру обечайки, фиксируя ось штанги 14 относительно центра обечаек. Опускается и стопорится опорный ролик 15, подаются вода на охлаждение подкладки-ползуна 17 и воздух - на пневмораспределитель 7. Устройство готово к работе.

Включается привод кантователя, придавая вращение обечайке, и зажигается дуга сварочной головки. При этом полость А цилиндров основания 16 соединена с атмосферой и подкладка 17 прижата к обечайке усилием пружины 19. За счет сил трения между прокладкой 17 и обечайкой подкладка 17 увлекается во вращение совместно с обечайкой и происходит процесс сварки на водоохлаждаемой подкладке-ползуне. При нажатии упором 11 концевого выключателя 6 срабатывает пневмораспределитель 7 и подается воздух в полость А цилиндров основания 16 и полость цилиндра 8. При этом сжимаются пружины 19, снимая усилие подкладки-ползуна 17 на обечайку и одновременно штоком пневмодвигателя 8 поворачивается водило 10, возвращая подкладку 17 в исходное положение, в котором упор 11 нажимает концевой выключатель 5. При этом пневмораспределитель 7 сбрасывает воздух из полости А и полости пневмодвигателя 8, подкладка-ползун 17 прижимается к обечайке и процесс повторяется.

Возвращение подкладки-ползуна происходит в десятые доли секунды, она не отрывается от обечайки (прижимается остаточным регулируемым усилием) и поэтому процесс сварки происходит непрерывно.

Позиции 8 и 10 в сочетании с позициями 6, 11 и 7 представляют собой механизм возврата, а позиция 20, цилиндры основания 1 в сочетании с позицией 6, 11 и 7 - разгрузочное устройство.

Механизм передвижения - система кантователь - обечайка.

Использование изобретения позволяет применить автоматическую сварку обечаек с использованием подкладки-ползуна, при этом снижается трудоемкость монтажа подкладки, предотвращается ее износ и прижог, улучшается качество шва и повышается производительность труда.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ШВОВ ПРИ СВАРКЕ ПОВОРОТНЫХ КОЛЬЦЕВЫХ СТЫКОВ, содержащее тележку со стойкой, на которой закреплены с возможностью поворота распорный механизм и подпружиненная подкладка, отличающееся тем, что, с целью повышения срока службы за счет предотвращения износа и прожога подкладки, оно снабжено механизмом возврата подкладки в исходное положение, выполненным в виде пневоцилиндра с пневмораспределителем и концевыми выключателями, водила и упоров, разгрузочным механизмом, выполненным в виде пневмоцилиндров и поршней, при этом на стойке закреплено с возможностью поворота водило, кинематически связанное со штоком пневмоцилиндра механизма возврата, упоры установлены на водиле с возможностью взаимодействия с концевыми выключателями, которые связаны с пневмораспределителем, водило кинематически связано с подкладкой, которая выполнена из двух частей: формирующей и основания, в основании размещены пневмоцилиндры разгрузочного механизма, штоки которых связаны с формирующей частью, а сами пневмоцилиндры связаны с пневмораспределителем механизма возврата.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3