Способ сварки криволинейных швов и установка для его осуществления

ОП ИСАНИ Е („1965683

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских.

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 31.10.78 (21) 2714376/25-27 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) M. Кл.

В23 К 37/04

Гасударственный канитет

СССР

Опубликовано 15.10.82. Бюллетень № 38 (53) УДК 621.791..039 (088.8) ле делан лзееретенкй и етлрнтий

Дата опубликования описания 15.10.82 (72) Автор изобретения

И. В. Вальков

Научно-исследовательский и проектно-1

I конструкторский институт целлюлозного машиностроения (71) Заявитель

t (54) СПОСОБ СВАРКИ КРИВОЛИНЕЙНЫХ ШВОВ

И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ с

Изобретение относится к механизации сборочно-сварных работ и может быть использовано в крупногабаритном химическом машиностроении и других отраслях промышленности.

Известен способ сварки криволинейных швов, при котором иаделие поворачивают в вертикальной плоскости, устанавливая свариваемый участок в горизонтальное положение на опоре, а сварку производят в точке касания изделия с опорой дугой, непрерывно перемещаемой вдоль шва.

Этот способ осуществляют на установке, содержащей подвижную вдоль основания сварочную головку с датчиком положения изделия, опору для изделия и манипулятор с зажимами для установки изделия в положение сварки на опоре (1).

Недостатком известного способа является то, что поворот изделия в положение сварки является.установочным и при повороте происходит смещение точки сварки по высоте и по горизонтали и изменение скорости сварки, что ухудшает качество сварки. Кроме того, команда на включение манипулятора поступает от общего датчика, что не обеспечивает необходимого соотно2 шения скоростей перемещения концов изделия и вызывает смещение точки сварки по высоте и вдоль шва и, таким образом, не

1 обеспечивается необходимое качество сварного соединения.

Целью изобретения является повышение качества сварки путем стабилизации скорости сварки.

Цель достигается тем, что согласно способу сварки криволинейных швов, при ко о тором изделие поворачивают в вертикальной плоскости, устанавливая свариваемый участок в горизонтальное положение на опоре, а сварку производят в точке контакта изделия с опорой дугой, непрерывно перемещаемой вдоль шва, поворот изделия в вертикальной плоскости осуществляют перекатыванием его вдоль опоры.

Такой способ осуществляется устройством, содержащим подвижную вдоль основания сварочную головку с .датчиком полого жения изделия, опору для изделия и манипулятор с зажимами для установки изделия в положение сварки на опоре, выполненной в виде балки, закрепленной на основании по оси перемещения сварочной головки, датчик положения изделия выполнен в виде

965683 двух копирных роликов для изделия, смонтированных по обе стороны сварочной головки вдоль оси ее перемещения и установленных с возможностью независимого подьема, а манипулятор выполнен в виде двух шарнирно установленных на основании силовых цилиндров, шарнирно соединенных между собой, при этом каждый силовой цилиндр соединен с соответствующим ему копирным роликом, а зажимы смонтированы на штоках указанных силовых цилиндров.

На фиг. 1 изображена установка, общий вид; на фиг. 2 — манипулятор.

Установка содержит смонтированную параллельно основанию 1 опорную балку 2 для изделия, сварочную головку 3, установленную с возможностью перемещения параллельно опорной балке 2. Сварочная головка 3 может быть установлена непосредственно на опорной балке 2 (фиг. 1) или на дополнительных направляющих 4 (фиг. 2).

На корпусе сварочной головки 3 закреплены с возможностью независимого подъема два толкателя 5 и 6, расположенныа по разным сторонам сварочной головки вдоль оси опорной балки 2.

На толкателях закреплены копирные ролики 7 и 8, каждый толкатель взаимодействует с соответствующим ему конечным выключателем 9 и 10.

Установка снабжена манипулятором для установки изделия в положение сварки, выполненным в виде двух шарнирно установленных на основании 1 вдоль оси опорной балки 2 силовых цилиндров (гидроцилиндров ) 11 и 12, шарнирно связанных между собой силовым цилиндром 13 для компенсации изменения расстояния между. цилиндрами 11 и 12. Для предохранения цилиндров 11, 12 и 13 на основании установлен силовой цилиндр 14, шарнирно соединенный с силовым цилиндром 12.

На штоках силовых цилиндров ll и 12 шарнирно закреплены зажимы 15 для изделия (фиг. 2) или для ложемента 16 для закрепления на нем изделия (фиг. I).

На ложементе 16 закреплены приводные направляющие роликоопоры 17.

Конечные выключатели 9 и 10 соединены с контактами электрогидроусилителей 18 и

19, включенными в электрогидравлическую систему управления процессом сварки, включающую гидравлический насос 20, посредством реле давления 21 соединенный с делительным клапаном 22, а также дроссель с регулятором 23, соединенный с редукционным клапаном 24.

Гидроцилиндры 11 и 12 соответственно электрически и гидравлически сиязаны с электрогидроусилителями 18 и 19, соединенными между собой и с делительным клапаном 22. Электрогидроусилители 18 и 19 связаны также с дросселем и с регулятором 23 посредством редукционного клапана 24, включенными в силовую магистраль.

1О

15 го

25 зо

4

Способ сварки криволинейных швов включает поворот изделия в вертикальной плоскости перекатыванием его вдоль опоры, установку свариваемого участка в горизонтальное положение на опоре и сварку изделия непрерывно перемещаемой вдоль шва дугой в точке контакта изделия с опорой.

Способ осуществляется следующим образом.

Свариваемое изделие (полотнища с криволинейной формой поверхности) с помощью зажимов 15 (гидравлических струбцин) закрепляются на ложементе 16 (или непосредственно в зажимах), который, в свою очередь, концами закрепляется в штоках гидроцилиндров 11 и !2 с помощью приводных роликоопор 17, приводимых в контакт со свариваемым изделием. Последнее устанавливается на ложементе 16 таким образом, чтобы свариваемый стык располагался между опорными балками 2. Перед сваркой (в начальном положении) шток гидроцилиндра 12 выдвинут, а шток гидроцилиндра 11 втянут таким образом, что свариваемое изделие приводится в соприкосновение с опорными балками 2. Сварочная головка 3 устанавливается на начальном участке сварного шиа, при этом копирные ролики 7 и 8 приводятся в соприкосновение с поверхностью свариваемого изделия. Включается сварочный автомат, и сварочная головка 3 начинает с постоянной скоростью перемещаться по опорным балкам 2. При этом ролики 7 и 8 (свободно перемещающиеся) перемещают толкатели 5 и 6 в вертикальном направлении, обкатывая при этом поверхность свариваемого изделия, поочередно замыкая и размыкая контакты соответственно выключателей 9 и 10 электрогидроусилителей

18 и 19. При этом штоки гидроцилиндров ll и 12, соединенных с электрогидроусилителями 18 и 19, при срабатывании контактов и выключателей 9 и 10 соответственно втягиваются и выдвигаются. Свариваемое изделие своей поверхностью без скольжения перекатывается вдоль опорной балки 2, причем скорость перемещения точки контакта, определяемая скоростью обкатывания поверхности изделия роликами 7 и 8, совпадает со скоростью перемещения сварочной головки 3. Этим обеспечивается постоянный контакт последней со свариваемым изделием

1 по окончании сварки занимающим конечное положение. Фиксация и поддержка гидроцилиндров 11 и 12, а также компенсация изменения расстояния между ними в процессе сварки производятся вспомогательным гидроцилиндром 13. Для предотвращения черезмерных перемещений предусмотрены дополнительные контакты, при замыкании которых штоки совершают обратные перемещения. Для обеспечения постоянного касания изделия с опорными балками гидроцилиндр 12 работает с повышенным противодавлением, обеспечивающим прижим изде965683 лия к балкам и плавное перекатывание (для чего слив может быть выполнен раздельным для каждого гидроцилиндра).

Сварку можно производить как с наружной, так и с внутренней стороны изделия.

Чтобы обеспечить равномерную скорость, т. е. перемещение точки контакта изделия с опорной балкой, угловая скорость определяется из формулы

0D =

i0 где V —; r — радиус кривизны изделия.

Скорость выдвижения штока гидроцилиндров должна быть равна Ч = Mrsinu1, при 0 cñ ut и, !

5 где t — время; скорость втягивания штока гидроцилиндров должна быть равна Ч „=

4эг$1п(4 G3t) при 0 + ят 4 расстояние между цилиндрами изменяется

2rsin — cos(— " — t), при 0

7. 20

16 4 . 4

Так как сварка стыков выполняется на

«спуск» и угол смещения сварочной дуги от зенита может быть от 0 до 15, то для обеспечения равномерной сварки достаточно хода толкателя 1 — 3 мм, чтобы обеспечить непрерывное перекатывание изделия перемещением штоков импульсами.

Таким образом, использование способа обеспечивает автоматический процесс сварки крупногабаритных изделий с криволинейной поверхностью, в частности днищ сварочных котлов как с внутренней, так и с наружной поверхности. Кроме того, из-за стабилизации скорости сварки обеспечивается более высокое качество сварного соединения.

Формула изобретения

1. Способ сварки криволинейных швов, при котором изделие поворачивают в вертикальной плоскости, устанавливая свариваемый участок в горизонтальное положение на опоре, а сварку производят в точке контакта изделия с опорой дугой, непрерывно перемещаемой вдоль шва, отличающийся тем, что, с целью повышения качества сварки путем стабилизации скорости сварки, поворот изделия в вертикальной плоскости осуществляют перекатыванием его вдоль опоры.

2. Установка для сварки криволинейных изделий, содержащая подвижную вдоль основания сварочную головку с датчиком положения изделия, опору для изделия и манипулятор с зажимами для установки изделия в положение сварки на опоре, отличаюи1аяся тем, что, опора выполнена в виде балки, закрепленной на основании по оси перемещения сварочной головки, датчик положения изделия выполнен в виде двух копирных роликов для изделия, смонтированных по обе стороны сварочной головки вдоль оси ее перемещения и установленных с возможностью независимого подъема, а манипулятор выполнен в виде двух шарнирно установленных на основании силовых цилиндров, шарнирно соединенных между собой, при этом каждый силовой цилиндр соединен с соответствующим ему копирным роликом, а зажимы смонтированы на штоках указанных силовых цилиндров.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Ко 747666, кл. В 23 К 37/00, 29.03.78 (прототип).

965683

Составитель Е. Крюкова

Редактор Г. Гербер Техред И. Верес Корректор М. Демчик. Заказ 7186/16 Тира ж 1 153 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д: 4/5

Филиал ППП «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4