МАШИНА ДЛЯ КОНТАКТНОЙ СТЫКОВОЙ СВАРКИ ИЗДЕЛИЙ КРУГЛОГО СЕЧЕНИЯ С ЗАЧИСТКОЙ ГРАТА Российский патент 2012 года по МПК B23K11/04 B23K37/08 

Предлагаемое изобретение относится к сварочному производству, а именно к устройствам для контактной стыковой сварки оплавлением прутков или стержней, выполняемой на специализированных сварочных машинах, устанавливаемых в волочильном производстве для укрупнения бунтов проволоки или в строительстве при соединении арматурных стержней.

Периодическая сварка бунтов горячекатаной проволоки, задаваемых в агрегаты волочения, не только обеспечивает непрерывность их работы, но и позволяет увеличить развес бунтов готовой проволоки, при этом длительность стыковки бунтов не должна допускать остановок или замедления темпа работы агрегата. Высокая производительность сварочных машин в этих условиях достигается за счет автоматизации сварочного процесса и ускорения вспомогательных операций, в частности операции удаления грата со сварных стыков, которая необходима перед их волочением. Удаление грата необходимо также при сварке арматурных стержней, так как усиление в стыке является концентратором знакопеременной нагрузки в армированных железобетонных изделиях, что нередко вызывает разрушение бетона в местах соединения арматуры. В настоящее время из-за отсутствия на сварочных машинах гратоснимателей, грат зачищают вручную шлифовальными кругами. Кроме этого, при установке под сварку изделий круглого сечения из-за быстрого износа электродов из медных сплавов возникают трудности осевого совмещения свариваемых торцов.

Известна сварочная машина К-606, предназначенная для сварки круглых заготовок, в том числе и арматурных стержней (см. Руководство по эксплуатации. ИЕГВ. 683260.001 РЭ, 1987 г.). Машина обеспечивает автоматическую сварку методом непрерывного оплавления и сварку с предварительным подогревом концов свариваемых изделий. Недостатком машины является отсутствие в ней механизмов для зачистки грата на сварных соединениях.

Известен способ удаления грата на круглых изделиях из термоупрочняемых сплавов алюминия Д16Т, Д18 (см., например, книгу «Контактная стыковая сварка сопротивлением с формированием соединения». Сб. науч. тр. АН УССР./Под ред. Лебедева В.К. - Киев, ИЭС им. Е.О.Патона,1988 г., стр.38…39), при котором металл при осадке выдавливается в грат между рабочими торцами формующих устройств электродов и на заключительном этапе осадки подрезается их кромками и отделяется.

Недостатком применения такого способа удаления грата при сварке стальных изделий является низкая стойкость формующих устройств электродов, вызванная термическим разупрочнением кромок при их контакте с нагретым металлом концов изделий, а также подплавление кромок проходящим током при осадке.

Известно также наиболее близкое устройство для снятия грата после сварки заготовок гаечного метчика четырьмя полукруглыми ножами с кольцевыми режущими кромками, охватывающими сваренную заготовку справа и слева от грата в отдельном гратоснимателе (см. книгу «Контактная стыковая сварка сопротивлением с формированием соединения». Сб. науч. тр. АН УССР./Под ред. Лебедева В.К. - Киев, ИЭС им. Е.О.Патона, 1988 г., стр.80…82).

Недостатком удаления грата в таком устройстве является невозможность сохранения температуры нагретого при сварке грата из-за быстрого его охлаждения при передаче изделия в гратосниматель, поэтому необходимы либо повторный нагрев, либо применение больших усилий для подрезки и отделения грата. Следует учитывать также, что при удалении грата на остывших изделиях из закаливаемых сталей возможно появление в стыке холодных трещин.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение производительности соединения изделий круглого сечения за счет совмещения операций сварки и удаления грата после контактной стыковой сварки.

Технический результат достигается тем, что в машине для контактной стыковой сварки изделий круглого сечения с зачисткой грата, содержащей неподвижную и подвижную станины, на которых размещены два консольных зажима с верхними прижимными и нижними токоведущими электродами, оснащенными полувтулками из трудноизнашиваемого материала, имеющими на обращенных друг к другу сторонах острые кромки, и приводами зажима в виде пневмоцилиндров, механизмы перемещения подвижной станины при оплавлении и осадке, сварочный трансформатор и систему управления зажатием и осадкой электродов, система управления дополнительно снабжена двумя пилотными клапанами и распределителями подачи давления в полости подъема цилиндров зажимов, реле времени и переключателем подачи сжатого воздуха в полости гидроцилиндров зажимов неподвижной и подвижной станин, а полости зажатия этих цилиндров снабжены клапанами быстрого выхлопа.

Заявляемая машина для контактной стыковой сварки оплавлением изделий круглого сечения показана на фиг.1…3, где

на фиг.1 схематично показана машина для контактной стыковой сварки изделий круглого сечения с зачисткой грата;

на фиг.2 схематично показано положение электродов перед зачисткой грата кромками полувтулок неподвижного зажима;

на фиг.3 показана схема управления машиной для контактной стыковой сварки изделий круглого сечения с зачисткой грата.

Заявляемая машина для контактной стыковой сварки изделий круглого сечения с зачисткой грата (см. фиг.1 и 2) содержит неподвижную 1 и подвижную 2 станины, на которых размещены два консольных зажима 3 и 4 с верхними 5 и нижними 6 токоведущими электродами, оснащенными трудноизнашиваемыми полувтулками 7, имеющими на обращенных друг к другу сторонах острые кромки 8, и приводами зажима в виде пневмоцилиндров 9 и 10, приводы перемещения подвижной станины 2 при оплавлении в виде силового кулачка (не показан) и при осадке, в виде пневмоцилиндра 11, систему управления зажатием электродов 5 и 6 и перемещением подвижной станины 2, сварочный трансформатор 12 для нагрева оплавлением изделий 13. Система управления (см. фиг.3) состоит из распределителей 14 и 15 зажатия и подъема электродов 5 и 6 пневмоцилиндрами 9 и 10, включаемых пилотными клапанами 16 и 17. Пневмоцилиндр осадки 11 управляется распределителем 18 и 19 от пилотных клапанов 20 и 21. Система снабжена редукционными клапанами 22 и 23 с манометрами 24 и 25 для настройки давления воздуха в подводящих магистралях и глушителями 26. Дополнительно система снабжена двумя распределителями 27 и 28 подачи воздуха в полости подъема цилиндров 9 и 10 и включаемых пилотными клапанами 29 и 30 соответственно, реле времени и переключателем (не показаны) включения цилиндров 9 и 10 зажимов 3 и 4, полости зажатия цилиндров 9 и 10 снабжены также клапанами быстрого выхлопа 31 и 32.

Заявляемая машина для контактной стыковой сварки изделий круглого сечения с зачисткой грата работает следующим образом:

- после обрезки и подачи в зону сварки между неподвижной 1 и подвижной 2 станинами концов изделий 13 устанавливают их на нижних токоведущих электродах 6 и сводят концы изделий до соприкосновения, затем включают пилотные клапаны 16 и 17 и распределителями 14 и 15 подают воздух в полости зажатия цилиндров 9 и 10, опускают верхние электроды 5 зажимов 3 и 4 и зажимают концы изделий 13 в электродах 5 и 6, оснащенных трудноизнашиваемыми полувтулками 7, неподвижной 1 и подвижной 2 станин, при этом полувтулки 7 не только зажимают, но и центрируют концы изделия 13;

- включают сварочный трансформатор 12 и привод перемещения подвижной станины 2, осуществляют оплавление, а затем в конце оплавления включают пилотный клапан 20, и распределитель 18 подает воздух в поршневую полость пневмоцилиндра 11, производится осадка и сварка изделий 13;

- после осадки, не снимая усилия осадки, отключают сварочный трансформатор 12, через заданный промежуток времени реле включает пилотный клапан 29 и сжатый воздух от распределителя 27 поступает в полость подъема цилиндра 9, при этом включается клапан быстрого выхлопа 31 из полости зажима цилиндра 9 и снижается усилие зажатия изделия 13 в электродах 5 и 6 зажима 3 неподвижной станины 1 до проскальзывания в них сваренных изделий 13, при этом кромки 8 полувтулок 7 электродов 5 и 6 зажима 3 сближаются с нагретым при сварке гратом и срезают его.

После износа кромок 8 стальных полувтулок 7 электродов 5 и 6 зажима 3 вводят в работу полувтулки 7 зажима 4 подвижной станины 2.

Для этого:

- перед сваркой изменяют положение ручки переключателя включения подачи сжатого воздуха, устанавливают в сварочной машине изделия 13, зажимают их в электродах 5 и 6 и сваривают;

- после осадки и отключения сварочного трансформатора 12, не снимая усилия осадки, посредством реле времени включают пилотный клапан 30 и сжатый воздух от распределителя 28 поступает в полость подъема цилиндра 10, при этом включается клапан быстрого выхлопа 32 из полости зажима цилиндра 10 и снижается усилие зажатия изделия 13 в электродах 5 и 6 зажима 4 подвижной станины 2 до начала проскальзывания в них сваренных изделий 13, при этом кромки 8 полувтулок 7 электродов 5 и 6 зажима 4 сближаются с нагретым при сварке гратом и срезают его.

После зачистки грата отключают пилотные клапаны 16, 17, 29 и 30 и верхние электроды 5 поднимают, освобождая сваренные изделия 13, включают пилотный клапан 21 и распределитель 19 подает воздух в поршневую полость пневмоцилиндра 11, при этом подвижная станина 2 отводится в исходное перед сваркой положение.

На предложенной машине можно сваривать проволоку и арматурные стержни диаметром 10…45 мм из различных материалов. Стойкость кромок полувтулок при зачистке грата составляет до переточки кромок не менее 100 стыков.

Таким образом, предложенная машина для контактной стыковой сварки изделий круглого сечения с зачисткой грата за счет использования оснащенных полувтулками из трудноизнашиваемых материалов электродов сварочной машины и дополнительных устройств системы управления позволяет:

- значительно ускорить процесс соединения круглых изделий за счет совмещения операций сварки и зачистки грата;

- улучшить качество зачистки грата за счет снятия высаженного металла сразу после сварки с сохранением температуры сварочного нагрева.

Предложенную машину можно применять не только при сварке арматуры, но и в непрерывных волочильных агрегатах в условиях ограничения времени, отводимого на стыковку бунтов перед волочением.

Изобретение может быть использовано для контактной стыковой сварки оплавлением прутков или стержней на специализированных сварочных машинах, устанавливаемых в волочильном производстве для укрупнения бунтов проволоки или в строительстве при соединении арматурных стержней. На подвижной и неподвижной станинах размещены два консольных зажима с верхними и нижними токоведущими электродами, оснащенными полувтулками из износостойкого материала с острыми кромками на обращенных друг к другу сторонах. Устройство управления зажатием электродов и перемещением подвижной станины при сварке включает реле времени, переключатель подачи сжатого воздуха в полости пневмоцилиндров зажатия электродов, распределитель подачи сжатого воздуха в пневмоцилиндр осадки, распределители подачи сжатого воздуха в полость каждого из пневмоцилиндров зажатия электродов и дополнительные распределители подачи сжатого воздуха в полость подъема каждого из пневмоцилиндров зажатия электродов. Последние оснащены клапанами быстрого выхлопа, соединенными с полостями зажатия, для снижения усилия зажатия одного из электродов и обеспечения зачистки грата. Все распределители подачи сжатого воздуха оснащены пилотными клапанами. Изобретение обеспечивает повышение производительности за счет совмещения операций сварки и удаления грата после контактной стыковой сварки. 3 ил.

Машина для контактной стыковой сварки изделий круглого сечения с зачисткой грата, содержащая неподвижную станину и подвижную станину с механизмом ее перемещения при оплавлении и приводом осадки в виде пневмоцилиндра, на которых размещены два консольных зажима с верхними и нижними токоведущими электродами, оснащенными полувтулками из износостойкого материала, имеющими на обращенных друг к другу сторонах острые кромки, и приводами зажатия электродов в виде пневмоцилиндров, а также сварочный трансформатор и устройство управления зажатием электродов и перемещением подвижной станины при сварке, которое включает реле времени и переключатель подачи сжатого воздуха в полости пневмоцилиндров зажатия электродов, распределитель подачи сжатого воздуха в пневмоцилиндр осадки, распределители подачи сжатого воздуха в полость каждого из пневмоцилиндров зажатия электродов и дополнительные распределители подачи сжатого воздуха в полость подъема каждого из пневмоцилиндров зажатия электродов, оснащенных клапанами быстрого выхлопа, соединенными с полостями зажатия, для снижения усилия зажатия одного из электродов и обеспечения зачистки грата, при этом все распределители подачи сжатого воздуха оснащены пилотными клапанами.