Способ удаления внутреннего грата и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к контактной стыковой сварке оплавлением различных деталей, имеющих внутреннюю полость, например труб. Цель - повышение качества удаления внутреннего грата. Дпя удаления грата при сварке трубы 1 и 2 в полости последних пред3 1 У/ ///////Ж // Л У/////////////// варительно устанавливают искрозащитные .р1итки 3 и 4. Между щитком 4 и пуансоном 5 помещают гратосъемный элемент 6 с размерами, соответствующими размерам полости свариваемых труб. Дпя упрощения операций установки элементов в трубу гратосъемный эле мент 6 может быть выполнен заодно со щитком 4. Элемент k может быть выполнен в виде кольца и оснащен стяжками, соединяющими его противоположные стороны . Устройство для осуществления способа снабжено дополнительным элементом , обеспечивающим деформирование грата и гратосъемного элемента после удаления грата. Имеется также толкатель и штанга для удаления грата и гратосъемного элемента из полости. Обеспечивается удаление внутреннего грата элементом, плотно прилегающим к поверхности детали по всему периметру . 6 з.п. ф-лы. 8 ил. f „.Jb

СВОЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 В 23 К 11 04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2 9 б

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4117940/31-27 (22) 02.06.86 (46) 23.07.88. Бюл. У 27 (71) Институт электросварки им. Е ° О. Патона (72) С.И. Кучук-Яценко, Б.И. Казымов, А.С. Никитин и И.Н. Мосендз (53) 621.774.21(088.8) (56) Кучук-Яценко С.И. и др. Контактная стыковая сварка толстостенных труб из теплоустойчивых сталей. — Автоматическая сварка. 1966, В 3. (54) СПОСОБ УДАЛЕНИЯ ВНУТРЕННЕГО ГРАТА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к контактной стыковой сварке оплавлением различных деталей, имеющих внутреннюю полость, например труб. Цель — повышение качества удаления внутреннего грата. Для удаления грата при сварке трубы 1 и 2 в полости последних пред„„SU„„3411108 А1 варительно устанавливают искрозащитные щитки 3 и 4. Иежду щитком 4 и пу— ансоном 5 помещают гратосъемный элемент 6 с размерами, соответствующими размерам полости свариваемых труб.

Для упрощения операций установки элементов в трубу гратосъемный эле" мент 6 может быть выполнен заодно со щитком 4. Элемент .6 может быть выполнен в виде кольца и оснащен стяжками, соединяющими его противоположные стороны. Устройство для осуществления способа снабжено дополнительным элементом, обеспечивающим деформирование грата и гратосъемного элемента после удаления грата. Имеется также толкатель и штанга для удаления грата и гратосъемного элемента из полости.

Обеспечивается удаление внутреннего грата элементом, плотно прилегающим к поверхности детали по всему периметру. 6 з.п. ф-лы. :8 ил.

l4!!108

Изобретение относится к обла! ти контэктной стыкОВОЙ сварки ОIП1авлР. нием различных деталей, имеющих внутреннюю Полость, например труб, и

5 может быть применено при способах стыково«! сварки давле«!ке!1, Цель изобретения — повышение качества удаления внутреннего грата.

Изобретение заключается в том, 1О что гратосъемный элемент разового использования выбирает зазор между пуансоном и поверхностью трубы. В результате на поверхности деталей ! практически не остается усиления и остатков расплавленного металла. При совмещении гратосъемного элемента с искрозащитным щитком сокращается одна операция, так как установка совмещенного элемента осуществляется одновременно.

Е1а фиг. l представлены свариваемые элементы и установленные в них эле,менты устройства до сварки; на фиг.2

, то-же, после удаления грата; на 2э

) фиг. 3 — гратосъемный элемент; на фиг.4 — вид А на фиг. 3; на фиг.5 устройство с дополнительным элементом до сварки„ .на фиг. 6 — то же, после удаления грата; на фиг. 7 — дополни- ЗО тельный элемент с ребрамк; на фиг .8 устройство для удаления грага и использованного гратосъемного элемента.

Способ осуществляется устройством, для удаления грата из труб и 2 пос- ле стыкосварки. Перед сваркой внутри .труб устанавливают защитные щитки 3 и 4, пуансон 5 и гратосъемный элемент 6. После сварки удаленный грат

7 вместе с гратосъсмным элементом 6 перемешает я пуансоном из зоны стыка. Гратосъемный элемент 6 для повышения жесткости может быть выполнен со стяжками 8 и 9. Гратосъемный элемент для снижения трудоемкости процесса может быть выполнен заодно с кскрозащитным щитком 4.

Устройство для осуществления способа содержит также дополнительный элемент 10 с рабочей поверхностью, выполненной в виде конуса. На поверхности элемента выполняют ребра 11..

В корпусе пуансона 5 выполняю-. со стороны его рабочей поверхности Io— лость 12, которая по конфигурации со- . ответствует поверхности конуса элемента 10. Кроме того, в корпусе пуансона помещают толкатель l3, внутри которого устанавливак!т штангу 14

ДЛЯ 1 1K PPIIJIP !!!!Л Л()1!О !I!! И !РЛЬ!1ОГО ЭПР мепта 10.

Способ осуществляется следующим образом.

Перед сваркой на участке, который подлежит сварке, подготавл«!Вают концы, например, труб к сварке. В о.цну кз труб помещают сначала пуансон 5, затем устанавливают гратосъемный элемент б, размерь! которого, выполненные с посадкой Н /18 или H>/1!I !«о заранее обмеренному участку трубы, после этого устанавливают искрозащитнь!й щиток 4. В другую трубу помещают дополнительный элемент !О, выполненный в виде конуса, а затем искрозащитный щиток 3.

После подготовки труб начинают сварку. После сварки удаляют грат.

В трубопровод со стороны пуансона поступает сжатый воздух или другая газовая среда с,заданным давлением.

В результате созданного усилия пуансон перемещается и передает усилие гратосъемному элементу б, который срезает грат с искрозащитными щитками. Продвигаясь вперед, грат 7 упирается в конус элемента 10 и принимает форму конуса. Благодаря этому размер гратосъемного элемента 6 по диаметру труб уменьшается. Это позволяет в процессе дальнейшей продувки удалить грат вместе с конусом и пуансоном из трубопровода. Деформация грата значительно облегчается, если грат упирается в ребра 11, так как прк изгибе он легко проникает в пространство между ребрами, Деформированные грат.и .гратосъемнь1й элемент удаляются толкателем 13.

В варианте устройства, когда дополнительный элемент в виде конуса

l0 закрепляется на штанге 14, снятый грат извлекается из полости труб обратным ходом пуансона совместно с конусом. Контроль за реализацией предлагаемого способа и устройства осуществляется с помощью ультразвуковых толщиномеров, которые с большой точностью определяют толщину грата по периметру.

Толщину 1, гратосъемного элемента б целесообразно устанавливать в пределах 0,5-!,0 ширины грата 1! у поверхности деталей. Зав!«симость толщины 1 1 от ширины грата объясняется тем, что ширина гра а определяет рабочий ход гратосъемнсго элемен-.а, 1411108

Чем шире и холоднее грат в момент срезки, тем большее сопротивление ис— пытывает гратасъемный элемент б. Кроме того, при выборе толщины 1 следует учитывать величину зазора между поверхностью трубы и пуансоном 5. Так, при наименьшей температуре грата (самый жесткий режим, применение которого возможно для данного типоразмера труб) и максимально возможном зазоре между пуансоном 5 и поверхностью трубы толщину 1„ гратосъемного элемента

6 устанавливают равной 1„=1,0:1 >.

При минимальной величине 1 и том же режиме сварки ширину 1!, как показали эксперименты, можно уменьшить до 1„=0,75 ° 1 . При максимальной температуре грата (мягкий режим) и максимальной величине 1 z ширину 1 уста-20 навливают равной 1„=0>75-1, а при максимальной температуре грата и минимальной величине 1 — равной

1„=0,5 l .

Ширину 1, рабочей поверхности гра- 25 тосъемного элемента 6 определяют как увеличенный в 1,5-2,5 раза максимальный зазор 1 3 между поверхностью трубы и пуансоном 5 (фиг. 2). Обычно на практике диаметр D, пуансона 5 выбирают с учетом минимально возможного: сечения трубы D Z по зависимости

D<=D -(1-2) мм, что обусловлено не1 2 абходимостью достижения беспрепятств енного перемещения пуансона 5 в трубе при срезке грата. Если в зоне свар35 ки внутренний диаметр трубы соответствует минимально возможной величине, то зазор 1 между пуансонам 5 и стенкой трубы составляет 1-2 мм. В этом случае ширину 1 рабочей поверхности устанавливают равной 1 =1,5 1 =

=1,5-3 мм. Однако за счет допусков на геометрические размеры внутренний диаметр может увеличиваться до определенного максимального значения, обусловленного техническими условиями на изготовление труб. В этом случае величину 1 устанавливают равной

1 =2,5 1 . Зксперю ентально установФ 3

50 лена, чта при выборе ширины гратасьемнога элемента 6 в указанных пределах обеспечивается наибольшая безотказность в работе предлагаемого устройства.

Пример. Срезка грата после сварки на мягком режиме гарячедефармированных труб ф2!9«16 мм из ст.20.

Предельные отклонения геометрических размеран этих тр б нри павышеннс>й точности лагат.аления составняют па наружному цна . етру 0,8Х, а па толщи— не стенки +10 .. — 12,5/, Диаметр ми— нимальна вазма,»нпгс проходного сечения таких труб составляет П =(219†2«0,87) †(16+16«107)х 2=-182 мм, Диа— метр пуансона Б,=П -2=182-2=!80 мм.

В месте сварки диаметр проходного сечения трубы определяли следующими параметрами. Допуск на наружный диаметр составляет 0,87. а по толщине стенки — 12,5Е. При этих условиях диаметр проходного сечения D=(219-219«0,8X)-(16-16«12,5X}«2=189,2 мм.

Зазор 1 между пуансонам и поверхностью трубы равен 1 =189.2-!80=

=-9,2 мм. Максимальный зазор 1, который может иметь место для данного типоразмера труб, между пуансонам и стенкой трубы равен 1 =(219-219 «

«0„8X) — (116 «12,57} х2-180.=12,8 мм. !!инимальному значению 1 у (2»1M) соответствует коэффициент 1,5 а максимальному (B данном случае

12,8 мм) — 2,5. Возрастание величины каэффициен"а с изменением происходит линейно, поэтому, зная уравнение, описывающее эту зависимость, устанавливаем величину коэффициента и для праме;-::,утачнага =.÷,à÷åння, :-i р"-.ссматриваемом случае, если па аси ординат отложить значени» коэффициента

GT 1,5 да .",5, а по оси абсцисс — зазор между пуансонам и поверхностью трубы, то взаимосвязь между этими двумя параметрамивыражается саатнаше— нием Y=O, 09 . 1 +1, 32. При 1 =9, 2Y=

=О, 09 «9, 2+1,32=2, 1. Отсюда определя— ем ширину 1, рабочей поверхности гратосъемнаго элемента 1 =2,1 9,2=!9 s:ì.

Толщину 1 гратосъемнаго элемента определяют, учитывая, чта режим сварки мягкий, т.е. температура грата максимальная. Зазор, имеющийся между пуансоном и паверхнастьк: трубы, в рассматриваемом случае составляет

9,2/12,8 100X=71,9X его возможной максимальной величины. Экспериментальна у-станавлена, чта прл сварке на мягком режиме труб Р219 х!б мм ширина грата 1 у поверхности деталей составляет 12 мм. Отсюда определяют толщину 1 гратасъемно-о элемента

1 =(0,5+0,25 71,9X) 1 =0,680 «12=8 мм.

Хаким образом, при сварке труб ф 219х х!6 мм на мягком режиме толщину гратосъемного элемента устанавливают! 4.11108 равной 0 мм, а ширину его рабочеи поверхности — 19 мм.

Предлагаемое изобретение позволяет повысить качество удаления грата при стыковой сварке полых изделий и повысить производительность операции.

Формула изобретения

1. Способ удаления внутреннего грата при контактной стыковой сварке оплавлением деталей с внутренней полостью, например труб, при котором перед сваркой зону обыскривания внутренней полости свариваемых деталей ограничивают искрозащитными щитками, после чего детали сваривают и затем удаляют внутренний грат путем выдавливания его вместе со щитками пуансоном размеры которого меньше разме1 ров проходного сечения, о т л и ч а ю щ и Й с я тем„ что, с целью повышения качества удаления внутреннего грата, перед сваркой между щитком и пуансоном помещают гратосъемный элемент, прилегающий к поверхности внутренней полости деталей по всему периметру, толщину гратосъемного элемента устанавливают равной

0,5-1,0 ширины усиления шва после сварки у поверхности деталей, а ширину его рабочей поверхности устанавливают равной 1,5-2,5 величины макси— мального зазора между поверхностью деталей и пуансоном.

2. Устройство для удаления внутреннего грата, включающее пуансон и искрозащитные щитки, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производитpëüíîñòè и качества снятия грата, устройство снабжено гратосъемным элементом и дополнительным элементом, рабочая часть которого выполнена в виде конуса, направленного вершиной в сторону пуансона, а в корпусе пуансона со стороны его рабочей поверхности выполнена

10 полость в виде конуса, соответствующего конусу дополнительного элемента.

3. Устройство по п. 2, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что гратосъемный элемент выполнен в виде Кольца

15 с двумя или более стяжками, соединяющими его противоположные стороны.

4. Устройство по п, 2, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что поверхность конуса дополнительного элемента снаб2g жена двумя или более ребрами, расположенными вдоль его образующих симметрично центральной оси конуса.

5. Устройство по и. 2, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что в корпусе

25 пуансона выполнено осевое отверстие, устройство снабжено толкателем, установленным в отверстии корпуса пуансона с возможностью осевого перемещения.

6. Устройство по пп. 2 и 5, о т

30 л и: ч а ю щ е е с я тем, что в корпусе толкателя выполнено осевое отверстие, устройство снабжено штангой, установленной в толкателе с возможностью осевого перемещения, штанга

З жестко связана с дополнительным ко-. нусным элементом.

7. Устройство по и. 2, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что гратосъемный элемент жестко связан с искроза 10 щитным щитком.

1! I1)08

Фиг.4

1411!08

71 7 6 U

Составитель Э. Ветрова

Редактор В. Данко Техред JI.Олийнык Корректор И. Пожо

Заказ 3512/12

Тираж 921 Подписное

В1П1ИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4