СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ЗАМОНОЛИЧИВАНИЯ СВАРКОЙ КРОМОК ГОФР СТЕНОК КОРПУСОВ ТРАНСФОРМАТОРОВ Российский патент 2011 года по МПК B23K37/02 B23K9/16 B23K31/02 

Изобретение относится к сварочному производству, а точнее к способам и устройствам для замоноличивания сваркой кромок гофр стенок корпусов трансформаторов, и может быть использовано в энергомашиностроении при изготовлении гофростенок сварных корпусов трансформаторов с протяженными поверхностями активного охлаждения.

Известны, например, способ и устройство для заварки кромок гофростенок в промышленной линии фирмы «Heinrich Georg GMBH» для изготовления гофрированных стенок трансформаторных емкостей тип TKWA 1600 (чертеж линии №2-020 070 и 1-015162, 1999 г.), в которой используется сварочный процесс MAG с двумя сварочными горелками (по одной на каждой стороне гофростенки) для подачи сварочной проволоки диаметром 0,8 мм с защитой в газовой смеси (85% аргона и 15% углекислого газа).

При этом на сварочную позицию гофростенку передают приводной транспортной цепью и убирают ей же гофростенку после сварки. Сварочные головки двигают вдоль неподвижной гофростенки согласно шагам (расстоянию между соседними гофрами), после каждого шага гофр зажимают губками и сваривают при достаточно высокой скорости сварки (прибл. 1,6 м/мин).

Однако для обеспечения бездефектного сварного шва на вертикальной гофре известным способом требуется высокая степень точности намотки сварочной проволоки в катушках с порядовой укладкой витков, так как любое, даже незначительное, торможение в подаче проволоки приводит к пропускам заполнения сварного шва и к его несплошностям. Исправление брака повторной сваркой в устройстве, также как и ручная подварка шва, ухудшают его товарный вид. Кроме этого перемещение сварочных головок относительно фиксированной гофростенки с определенным шагом требует сложных механизмов с серводвигателями и абсолютными кодирующими устройствами.

Известен также способ и устройство для замоноличивания сваркой кромок гофрированных стенок (см., например, статью Новицкого А.Ф., Крюкова Г.М., Анисимов В.Н. и др. «Создание сварочного комплекса для замоноличивания кромок гофрированных стенок корпусов трансформаторов нового поколения серии ТМГ» в журнале «Сварочное производство», 2007, №9, стр.30…34). В этом сварочном комплексе используется способ сварки неплавящимся электродом в среде аргона, при этом кромки свариваются за счет образования общей сварочной ванны движением сварочных горелок «сверху-вниз».

Основным недостатком описанного способа и устройства являются невысокая достигнутая скорость замоноличивания (около 0,4 м/мин), а также фиксирование сварочных устройств относительно гофростенок с некоторым зазором, что при наличии небольшой серповидности гофростенок приводит к отклонениям режимов сварки на одной или другой сторонах гофр.

Повышение скорости замоноличивания на таких устройствах возможно при использовании плазмотронов, однако впрямую их применить невозможно на известных устройствах из-за необходимости более точной ориентации плазменных горелок относительно кромок гофры как по зазору между кромкой и соплом, так и по направлению движения сопла относительно кромки.

Техническим результатом в предлагаемом изобретении является улучшение конструкции сварочных устройств для использования более производительных способов сварки с повышением качества сварных замоноличивающих швов и одновременное увеличение производительности изготовления гофростенок.

Технический результат достигается тем, что при способе замоноличивания сваркой кромок гофр стенок корпусов трансформаторов, включающем подвод к кромкам гофростенок сварочных устройств с двух сторон, зажим кромок в зажимных сварочных губках и удержание их при сварке, позиционирование сварочной горелки относительно кромок и сварку, при этом после подачи под сварку гофростенки выдвигают сварочные устройства на позицию сварки, кромки свариваемой гофростенки упирают в неподвижные губки сварочных устройств с двух сторон, затем поворачивают ограничители хода сварочных горелок в рабочее положение и перемещают сварочные горелками до соприкосновения ограничителей с кромками, зажимают кромки поворотом подвижных губок, отводят ограничители хода, включают сварочный ток и привод перемещения сварочных горелок и производят сварку, после сварки кромок выключают сварочный ток, а зажимные сварочные губки и сварочные горелки возвращают в исходное положение.

Технический результат с достижением вышеуказанного эффекта обеспечивается тем, что устройство для замоноличивания кромок сваркой гофр стенок корпусов трансформаторов содержит раму с цепным транспортером передачи гофростенки под сварку, установленные на общей раме с возможностью перемещения от приводов перпендикулярно транспортеру две плитовины, оснащенные сварочными горелками и зажимными сварочными губками, снабженными приводами вертикального перемещения и приводами зажатия соответственно, ограничителями хода перемещения сварочных горелок, двумя сварочными источниками, датчиками положения механизмов и системой управления циклом сварки, при этом устройство оснащено несущей плитой, имеющей возможность плоскопараллельного движения, с размещенными на ней направляющими для перемещения сварочных горелок, зажимными сварочными губками и ограничителями хода сварочных горелок, при этом одна из зажимных сварочных губок выполнена неподвижной, а вторая снабжена приводом поворота, ограничители хода выполнены в виде выдвижных упоров, оснащенных приводами, приводами поворота зажимных сварочных губок и выдвижных упоров служат гидроцилиндры, а приводы сварочных горелок, выполнены от электродвигателей через передачи «винт-гайка».

Заявляемый способ и устройство замоноличивания сваркой кромок гофр стенок корпусов трансформаторов показаны на фиг.1, 2, 3.

На фиг.1 схематично показано устройство замоноличивания сваркой кромок гофр гофростенок вид сверху.

На фиг.2 схематично представлен вид сбоку на устройство замоноличивания сваркой кромок гофр гофростенок.

На фиг.3 приведена схема последовательности операций при выполнении способа замоноличивания сваркой кромок гофр гофростенок.

Устройство замоноличивания сваркой кромок гофр стенок корпусов трансформаторов состоит из общей рамы 1 с цепным транспортером 2 передачи гофростенки 3 под сварку. Все узлы двух сварочных устройств смонтированы на плитовинах 4, имеющих возможность плоскопараллельного движения относительно транспортера 2. На них размещены неподвижные стойки 5, к которым через шарниры в проушинах присоединены качающиеся балки 6, приводимые в движение гидроцилиндрами 7, которые одной проушиной прикреплены к стойкам 5, а другой - к качающимся балкам 6. К качающимся балкам 6 через шарниры присоединены несущие плиты 8, на которых располагаются направляющие 9 и зажимные сварочные губки 10. Несущие плиты 8 связаны со стойками 5 через соединительные балки 11, обеспечивающие плоскопараллельное движение несущих плит 8. По направляющим 9 посредством передач «винт-гайка» 12 перемещаются каретки 13, в которых закреплены сварочные горелки 14. С внутренней стороны несущих плит 8 на подшипниках качения крепятся валы 15, поворачиваемые посредством гидроцилиндров 16. На валах 15 с эксцентриситетом располагаются подшипниковые корпуса 17, к которым крепятся рычаги 18. К рычагам 18 через шарнирное соединение крепятся серьги 19, вращающиеся вокруг осей, расположенных в несущих плитах 8. К рычагам 18 с помощью болтовых соединений крепятся зажимные сварочные губки 20. Для позиционирования гофростенки 3 в направлении осей сварочных горелок 14 с целью обеспечения требуемого расстояния между соплами сварочных горелок 14 и свариваемым стыком гофр гофростенки 3 на несущих плитах 8 смонтированы ограничители хода 21 сварочных горелок 14, причем в нерабочем положении ограничителей хода 21 обеспечивается свободный проход сварочных горелок 14 вдоль кромок гофры при сварке. Переход из рабочего в нерабочее положение осуществляется при совмещении поступательного и вращательного движений рабочих элементов 22 ограничителей хода 21 посредством гидроцилиндров 23.

Заявляемый способ осуществляется следующим образом:

1. Перед началом работы устройства сварочные горелки 14, размещенные с двух сторон от цепного транспортера 2, находятся в крайнем верхнем положении, поворотные зажимные сварочные губки 10 отведены от сварочных зажимных губок 20 в крайние (исходные) положения, ограничители хода 21 находятся также в нерабочем положении. Первый гофр гофростенки 3 подают в рабочую зону и настраивают положение плитовин 4 на размер гофростенки 3 (ручной привод перемещения плитовин перпендикулярно транспортеру на фигурах не показан).

2. Включают приводы поворота качающихся балок 6 - гидроцилиндры 7 и зажимные сварочные губки 10 и 20 за счет плоскопараллельного движения несущих плит 8 подают между гофрами на такое расстояние, чтобы при дальнейшем перемещении гофростенки 3 зажимные сварочные губки 10 служили ограничителями гофр с двух сторон. При этом плоскопараллельное перемещение несущих плит 8 контролируют датчиком положения, который дает команду в систему управления циклом сварки на отключение гидроцилиндров 7. Поворотные зажимные сварочные губки 20 при этом не препятствуют перемещению гофростенки 3, а у сварочных горелок 14 остается запас хода для позиционирования их относительно свариваемых кромок гофр.

3. Гофростенка 3 подается транспортером 2 до упора первого гофра в зажимные сварочные губки 10.

4. Ограничители хода 21 с двух сторон от гофростенки 3 устанавливают гидроцилиндрами 23 в рабочее положение.

5. Включают приводы поворота качающихся балок 6 - гидроцилиндры 7 и за счет движения несущих плит 8 к оси транспортера перемещают сварочные горелки 14, ограничители хода 21 и зажимные сварочные губки 10 и 20 до контакта ограничителей хода 21 с кромкам гофра, при контакте ограничителей хода 21 возрастает давление в гидроцилидрах 7 и по команде из системы управления циклом сварки гидроцилидры 7 отключают.

6. Включают гидроцилиндры 16, и поворачивая зажимные сварочные губки 20, зажимают гофр с двух сторон по всей его длине.

7. Гидроцилиндрами 23 ограничители хода 21 отводят в нерабочее (исходное) положение для свободного прохода сварочных горелок 14.

8. Сварочные горелки 14 перемещают вниз электродвигателем через передачу «винт-гайка», при этом датчики перемещения начинают отсчет пути и при подходе к верхней кромке гофра система управления циклом сварки дает команду на включение сварочных источников и производят процесс замоноличивания сваркой первого гофра гофростенки 3.

9. После отсчета датчиком положения заданного размера высоты гофр отключают сварочные источники, сварочные горелки 14 возвращают вверх и по датчику перемещения останавливают их на высоте, равной высоте гофров гофростенки 3, губки 20 разжимают гидроцилидрами 16.

10. Приводы несущих плит 8 - гидроцилиндры 7 включают на обратный ход, за счет чего зажимные сварочные губки 10 выходят за габариты гофростенки 3 для ее свободного перемещения цепным транспортером 2 на шаг вперед для замоноличивани кромок следующего гофры.

Далее процесс работы механизмов устройства повторяется с учетом количества гофр в гофростенке 3, только при этом сварочные источники включают сразу после зажима последующих гофр зажимными сварочными губками 10 и 20.

Таким образом, применение предложенного способа и устройства замоноличивания сваркой кромок гофр стенок корпусов трансформаторов позволяет:

- увеличить производительность изготовления гофростенок за счет использования горелок и форсированных режимов сварки с применением более концентрированных источников нагрева;

- получить надежные сварные швы без пропусков и исключить необходимость исправления брака ручной сваркой;

- исправлять небольшую серповидность гофростенок за счет сдвига кромок при упоре несущих плит;

- упростить систему согласования перемещения гофростенок относительно сварочных горелок, так как базой для гофр служат неподвижные губки.

Изобретение может быть использовано при изготовлении гофростенок сварных корпусов трансформаторов с протяженными поверхностями активного охлаждения. Устройство оснащено двумя несущими плитами 8 с размещенными на них направляющими 9 для перемещения сварочных горелок 14, зажимными сварочными губками 10 и 20 и ограничителями 21 хода сварочных горелок. Зажимные сварочные губки 10 выполнены неподвижными, а губки 20 снабжены приводом поворота. Ограничители 21 хода выполнены в виде выдвижных упоров с приводами. При реализации способа сварочные устройства подводят к кромкам гофростенок 3 с двух сторон. Кромки свариваемой гофростенки 3 упирают в неподвижные губки 10 сварочных устройств. Поворачивают ограничители 21 хода сварочных горелок 14 в рабочее положение и перемещают горелки 14 до соприкосновения ограничителей 21 с кромками гофростенок 3. Зажимают кромки поворотом подвижных губок 20 и отводят ограничители хода. Включают сварочный ток и привод перемещения сварочных горелок и производят сварку. После сварки кромок зажимные сварочные губки и горелки возвращают в исходное положение. Изобретение обеспечивает увеличение производительности сварки с повышением качества сварных замоноличивающих швов. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ замоноличивания кромок гофр стенок корпусов трансформаторов сваркой, включающий подвод к кромкам гофростенок сварочных устройств с двух сторон, зажим кромок в зажимных сварочных губках и удержание их при сварке, позиционирование сварочной горелки относительно кромок и сварку, отличающийся тем, что после подачи под сварку гофростенки выдвигают сварочные устройства на позицию сварки, кромки свариваемой гофростенки упирают в неподвижные губки сварочных устройств с двух сторон, затем поворачивают ограничители хода сварочных горелок в рабочее положение и перемещают сварочные горелки до соприкосновения ограничителей с кромками, зажимают кромки поворотом подвижных губок, отводят ограничители хода, включают сварочный ток и привод перемещения сварочных горелок и производят сварку, после сварки кромок выключают сварочный ток, а зажимные сварочные губки и сварочные горелки возвращают в исходное положение.

2. Устройство для замоноличивания кромок гофр стенок корпусов трансформаторов сваркой, содержащее раму с цепным транспортером передачи гофростенки под сварку, установленные на общей раме с возможностью перемещения от приводов перпендикулярно транспортеру два плитовины, оснащенные сварочными горелками и зажимными сварочными губками, снабженными приводами вертикального перемещения и приводами зажатия, соответственно, ограничителями хода перемещения, сварочных горелок, двумя сварочными источниками, датчиками положения механизмов и системой управления циклом сварки, отличающееся тем, что оно оснащено двумя несущими плитами, имеющими возможность плоскопараллельного движения, с размещенными на них направляющими для перемещения сварочных горелок, зажимными сварочными губками и ограничителями хода сварочных горелок, при этом одна из зажимных сварочных губок выполнена неподвижной, а вторая снабжена приводом поворота, ограничители хода выполнены в виде выдвижных упоров, оснащенных приводами, причем приводами поворота зажимных сварочных губок и выдвижных упоров служат гидроцилиндры, а приводы сварочных горелок выполнены от электродвигателей через передачи «винт-гайка».