Устройство для направления электрода по стыку

 

<„, 745617

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОИ:КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 20.1077 (21) 2534732/25-27 с присоединением заявки Ì9— (23) Приоритет—

Опубликовано 0707.80. Бюллетень М 25

Дата опубликования описания 10. 07. 80 (53) М, -Кл.2

В 23 К 9/10

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) 74((621 ° 791 ° 75 °. 03 (088. 8) В.. А. Тимченко, Е. Ф. Маличенко, A. М. Билык, О. Н. Гудима, Н. Н. Сакало, В. А, Курасов, В. A. Жуков, В. Н. Бизюкин, С. В. Щербаченко и Л. Н. Новиков (72) Авторы изобретения

Ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени институт электросварки им. Е. О. Патона (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОДА ПО СТЫКУ

Изобретение относится к автоматизации процессов сварки, в частности к устройствам для поиска стыка и последующего направления электрода по стыку, и может быть применено при сварке прямошовных труб, полотнищ и других листовых конструкций.

Известны устройства для направления электрода по стыку с помощью электромеханических датчиков, у кото рых щуп перемещается в разделке стыка (1) .

Недостатком таких устройств является то, что перед сваркой каждого нового стыка необходимо вручную уста- 15 навливать копирный щуп (или ролик) в разделку. Эта операция требует обязательного присутствия оператора, снижает производительность труда и не позволяет одному оператору эффектив- 20 но обслуживать несколько сварочных аппаратов при многоголовочной сварке.

Известно устройство, которое сигнализирует о западании щупа в разделку и о смещении стыка относительно электрода.

В указанном устройстве на держателе закреплен щуп, взаимодействующий с кромками разделки стыка, опорный ролик, остающийся на поверхности из- 30 делия в течение всего процесса работы, и выключатель, который дает сигнал при западании щупа в разделку, т. е. при смещении щупа относительно юпорного ролика ниже заранее установленного уровня (2).

Устройство содержит жестко соединенный со сварочной головкой корпус, с которым связаны нажимной ролик и копирный щуп . укрепленные на держателе и взаимодействующие с поворотным рычагом, установленным в подшип- никах и связанным с якорем индукционного преобразователя. Устройство содержит также пневмоцилиндр с подвижным штоком, обеспечивающим поджим щупа и ролика к иэделию, а также корректор положения сварочной головки., Недостаток этого устройства заключается в его больших габаритах в области стыка, что увеличивает расстояние места сварки от места зажимй кромок, а следовательно ухудшает качество сварки.

Целью изобретения является уменьшение габаритов устройства в зоне стыка.

Поставленная цель достигается за счет того, что пневмоцилиндр встро745617 ен в корпус устройства, а для крепления держателя введена поворотная тяга,установленная B подшипниках в полом, подпружиненном относительно из,делия штоке пневмоцилиндра, на одном конце тяги укреплен держатель, а

)другой конец через шлицезое соединение связан с рычагом, укрепленным йа якоре преобразователя. При этом подшипники, в которых установлен рычаг, смонтированы в корпусе пнев- )O моцилиндра, а щуп, выполненный в виде ролика, и нажимной ролик установлены консольно относительно поворотной тяги, причем оси их расположены в одной плоскости, перпендикулярной стыку.

На фиг. 1 представлен вид сбоку предлагаемого устройства (стрелкой A указано направление перемещения свариваемого изделия); на фиг. 2 — положение щупа и опорного ролика относительно разделки кромок стыка; на фиг. 3 — механизм качания опорного ролика (рычаг условно повернут в плоскость сечения).

Салазки 1 корректора электрода ус- 25 тановлены подвижно относительно штанги 2 сварочного аппарата и винтовой передачей 3 связаны с приводом корректора (условно не показан). К салазкам 1 крепится сварочная головка jg

4 с мундштуком и корпус 5 датчика.

Корпус 5 одновременно является цилиндром, в котором расположен поршень 6, закрепленный на штоке 7. Поршень подпружинен относительно изделия пружиной 8, В корпусе 5 (цилиндре) выполнен канал для подвода воздуха в нижнюю полость пневмоцилиндра.

Тяга 9 установлена на подшипниках

10 с возможностью вращения относительно штока 7. На нижнем конце тяги 9 @ закреплен держатель 11. Верхний конец тяги через шлицевое соединение связан c рычагом 12, который на подшипниках 13 установлен в корпусе пневмоцилиндра. 45

Рычаг 12 связан с подвижным якореМ дифтрансформаторного преобразователя

14. Преобразователь предназначен для получения сигнала, пропорционального величине смещению якоря, а по знаку— направлению смещения якоря.

В держателе ll смонтирован щуп 15 (фиг. 2), выполненный в виде вращающегося ролика из износостойкого материала. Форма щупа зависит от поперечного сечения разделки стыка трубы.

Опорный ролик 16 располагается от вершины щупа на расстоянии на 1...3 мм больше чем наибольший размер фаски разделки и при. этом ролик со щупом расположены в одной плоскости, перпен-6О дикулярной стыку. Ролик 16 свободно вращается относительно рычага 17 (фиг. 3), жестко закрепленного на оси

18; которая установлена в держателе

11 на подшипниках. На оси 18 крепит- Я ся пластина 19, которая взаимодействует с бесконтактным выключателем 20, установленным на держателе 11 с возможностью регулировки относительно пластины 19. Внутреннее отверстие тяги 9 используется для прохода проводов к выключателю в держателе. Поворот пластины 19 против часовой стрелки (фиг. 1) ограничивается упором 21, при этом ролик 16 опускается ниже щупа 15 (при отсутствии изделия) на 0,2...0,5 ьм. Расстояние между щупом 15 и осью сварочного мундштука головки 4 принимают таким, чтобы наибольшее возможное смещение стыка на данной длине не превышало допускаемого несовпадения электрода со стыком.

Габариты держателя 11 и штока 7 позволяют расположить сварочный мундштук головки 4 на минимальном расстоянии от нажимного ролика 22 трубосварочного проходного стана 23, что обеспечивает сборку и сварку трубной заготовки беэ превышения кромок и устраняет воэможность появления трещин в шве иэ-эа смещения кромок в процессе движения трубы.

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении (при отсутствии изделия) опорный ролик 16 под действием собственного веса поворачивает рычаг 17 и через о"ь 18 пластину 19 до упора 21. При этом опорный ролик 16 расположен на 0,2...0,5 мм ниже щупа, выключатель 20 регулируют относительно пластины 19 таким образом, чтобы выключатель находился в огключенйом состоянии, и такое состояние выключателя сохраняется и при касании изделия одновременно щупом

15 и роликом 16. При западанни щупа

15 в разделку опорный ролик 15 всегда остается на поверхности изделия и поэтому пластина 19 поворачивается по часовой стрелке. При смещении ролика 16 на величину, равную наименьшей возможной глубине разделки (для труб 2,5 мм), пластина 19 включает выключатель 20, что соответствует выдаче сигнала в схему управления.

Дальнейший подъем ролика 16, т. е. западание щупа 15 в глубокую разделку, не изменяют состояние выключателя 20, он находится во включенном состоянии. Регулировкой положения корпуса 5 относительно головки 4 с мундштуком обеспечивается следующее условие: при совмещении со стыком электрода и щупа 15 якорь дифтрансформаторного преобразователя 14 находится з среднем положении и поэтому сигнал на его выходе. равен О, т. е. привод корректора неподвижен. В исходном положении сжатый воздух подается в нижнюю полость цилиндра, поршень 6 поднимает шток 7 вверх, а также тягу 9

745617 с держателем 11. Тяга S перемещается относительно втулки. Пружины (не показаны). удерживают рычаг 12, а следовательно и держатель 11, примерно в среднем положении. Выключатель 20 находится в отключенном состоянии, 5 дифтрансформаторный преобразователь отключен от схемы управления корректором, салазки 1 находятся в крайнем исходном положении.

После установки стыка в позицию )Q сварки нижняя полость цилиндра соединяется через дроссель с атмосферой н пружина 8 без удара опускает щуп 15 и ролик 16 на поверхность изделия.

Привод корректора перемещает головку 4 поперек стыка со скоростью поис ка. В начальный момент за счет трения между щупом 15 и изделием держатель 11 поворачивается вокруг оси тяги 9 и через шлицевое соединение пово- . рачивает рычаг 12 до упора (не показан). При подходе к разделке щуп 15 начинает западать в нее, опускаясь относительно ролика 16, который всегда остается на поверхности изделий .

После опускания щупа 15 на настроенную величину пластина 19 заходит в вырез выключателя 20, который выдает сигнал в схему управления на выключение привода корректора. Одновременно выдается сигнал на подключение дифтрансформаторного преобразователя к усилителю привода корректора, т. е. на включение устройства в режиме слежения за стыком. Рассогласование между щупом 15 и мундштуком головки 35

4, возникшее в начальный момент поиска, отрабатывается приводом корректора и электрод выводится на стык.

При сварке щуп 15 прижимается пру- ф) жиной 8 к разделке. Вращение ролика

15 обеспечивает перекатывание его через небольшие неровности и вмятины металла, которые могут образовываться на кромках при формовке трубы. При отклонении стыка от оси электрода кромки разделки воздействуют на щуп

15 и поворачивают держатель 1). и рычаг 12 вокруг оси тяги 9. Рычаг 12 .смещает якорь дифтрансформаторного преобразователя 14, который вырабатывает управляющий сигнал для включения привода корректора в направлении восстановления симметрии якоря .преобразователя, .т. е. совмещения электрода со стыком.

Расположение осей щупа 15 и опорного ролика 16 в плоскости, перпен- дикулярной стыку, устраняет влияние погрешностей поперечного сечения трубы в зоне стыка на точность определения положения нахождения щупом разделки, особенно при небольшой ее глубине. Колебания уровня сварки компенсируются пружиной 8, а беззазорное шлицевое соединение обеспечивает без погрешностей передачу отклонений щупа 15 с держателем 11 к рычагу 12 и якорю 14 дифтрансформаторного преобразователя.

В случае сбоя в работе устройства в процессе сварки и выходе щупа 15 иэ разделки пластина 19 отключает выключатель 20, что служит сигналом о нечеткой работе устройства, и при надобности, о выключении сварки.

После окончания сварки (или при подходе к месту перекрытия швов) при многоголовочной сварке дифтрансформаторный преобразователь отключается от привода корректора, включается сжатый воздух и держатель 11 поднимается над изделием. По команде, подаваемой схемой управления, привод перемещает салазки 1 в исходное положение .

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет приблизить точку сварки к месту зажима кромок стыка и тем самым исключить появление трещин и других дефектов в шве, а так-же повысить точность совмещения электрода со стыком при наличии колебаний уровня кромок вдоль стыка.

Формула изобретения устройство для направления электрода по стыку, содержащее жестко со-, единенный со сварочной головкой корпус,с которым связаны нажимной ролик и копирный щуп, укрепленные на держателе и взаимодействующие с поворотным рычагом, установленным в подшипниках и связанным с якорем индукционного преобразовате".я, пневмоцнлиндр с подвижным штоком, обеспечивающим поджим щупа и ролика к изделию, а также корректор положения сварочной головки, о т л и ч а ю щ е е с я тем„ что, с целью уменьшения габаритов устройства в зоне стыка, пневмоцилиндр встроен в корпус устройства, а для крепления держателя введена поворотная тяга„ установленная на подшипниках в полом, подпружинеййом относительно изделия штоке пневмоцилиндра, на одном конце тяги укреплен держатель, а другой конец через шлицевое соединение связан с рычагом, укрепленным на якоре преобразователя, при этом подшипники, в которых установлен рычаг, смонтированы в корпусе .пневмоцилиндра, а щуп, выполненный в виде ролика, и нажимной ролик расположены консольно относительно поворотной тяги, причем их оси расположены в одной плоскости, перпендикулярной стыку.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Львов Н. С. Автоматизация направления сварочной головки по стыку, Машиностроение, 1963

2. Авторское свидетельство)

Р 418296, кл. В 23 К 9/10, 09.11.71.

745ь17

Заказ 3858/8

Тираж 11бО

Подписное

ЦНИИПИ 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

Составитель E. Сомова

Редактор И. Гохфельд Техред О.Легеза Корректор С. щомак