МАШИНА ДЛЯ КОНТАКТНОЙ СТЫКОВОЙ СВАРКИ Российский патент 2019 года по МПК B23K11/04 B23K11/25 

Описание патента на изобретение RU2683668C1

Изобретение относится к устройствам для контактной стыковой сварки изделий и может быть использовано для получения неразъемных соединений из низко-, средне-, и высокоуглеродистых сталей.

Известна машина для контактной стыковой сварки изделий круглого сечения с зачисткой грата, содержащая неподвижную станину и подвижную станину с механизмом ее перемещения при оплавлении и осадке с приводом в виде пневмоцилиндра, на которых размещены два консольных зажима с верхними и нижними токоведущими сварочными электродами и приводами зажатия электродов в виде пневмоцилиндров, а также сварочный трансформатор и устройство управления зажатием электродов и перемещением подвижной станины при сварке, которое включает два пятилинейных трехходовых пневмораспределителя подачи сжатого воздуха в полости пневмоцилиндров подъема и зажатия сварочных электродов с переключением каждого от двух пилотных клапанов, реле времени и переключатель подачи сжатого воздуха в полости пневмоцилиндров зажатия сварочных электродов, а также распределители подачи сжатого воздуха в пневмоцилиндр механизма перемещения подвижной станины при осадке, при этом электроды снабжены установленными на обращенных друг к другу сторонах плоскими армирующими твердосплавными пластинами, обеспечивающими центрирование концов изделий и зачистку грата после сварки. (Патент RU №2465109 МПК B23K 11/04, B23K 37/08, опубл. 27.10.2012). Существенными недостатками данной машины являются:

- низкое качество сварного соединения из-за низкой точности срабатывания и плавности хода подвижной станины в процессе оплавления и осадки, в результате использования привода перемещения подвижной станины в виде пневмоцилиндра;

- не предусмотрена возможность термической обработки изделия после сварки.

Известно так же устройство для контактной стыковой сварки изделий компактного сечения, содержащее неподвижную и подвижную станины с зажимами и сварочными губками, соединенный с ними привод перемещения подвижной станины в виде гидроцилиндра с пропорциональным гидрораспределителем, клапаном осадки и датчиком положения, систему управления перемещением подвижной станины, сварочный трансформатор, блок-реле напряжения, термочувствительные элементы в виде термопар (Патент RU №2393068, МПК B23K 11/04, B23K 11/25, опубл. 27.06.2010).

Существенными недостатками данного устройства являются:

- низкое качество сварного соединения из-за непредсказуемого изменения скорости перемещения подвижной станины, связанное с переменной вязкостью рабочей жидкости в гидроцилиндре, температура которой изменяется в зависимости от условий работы машины;

- низкая эксплуатационная стойкость оборудования из-за высокой чувствительности к загрязнению рабочей жидкости абразивными частицами приводящая к быстрому износу элементов прецизионных пар в гидравлических агрегатах и выходу их из строя;

- повышенная отбраковка сварных соединений из-за снижения усилия осадки в результате износа прецизионных пар подвижной станины, приводящая к увеличению зазоров в них и возрастанию утечек рабочей жидкости;

- не предусмотрена возможность термической обработки изделия после сварки.

Известна, выбранная в качестве прототипа, машина для контактной стыковой сварки оплавлением, содержащая корпус, зажимные устройства, механический привод оплавления и осадки, устройство пневматическое для зажатия свариваемых деталей, систему охлаждения, устройство электрическое, содержащее трансформатор сварочный, переключатель ступеней напряжения сварочного трансформатора, релейную панель, пульт управления, блок концевых выключателей, контактор включения сварочного тока, электродвигатель привода оплавления (Технология и оборудование контактной сварки: учебник для студ. Учреждений сред. проф. образования / М.Д. Банов. - 3-е изд., стер. - М.: Издательский центр «Академия», 2008. - 224 с. Машина сварочная типа МС - 2008 / Техническое описание и инструкция по эксплуатации МС - 2008.000ТО, 1981 г.)

Существенными недостатками известной машины является невозможность осуществить термическую обработку изделия после сварки, а также производить сварку изделий из высокоуглеродистых марок сталей, с получением требуемой микроструктуры металла сварного шва.

Техническая проблема, которую решает предполагаемое изобретение, это расширение технологических возможностей машины, в частности создание технических средств, обеспечивающих возможность осуществления термической обработки изделия после сварки и получение требуемой микроструктуры металла сварного шва и улучшение качественных характеристик изделия.

Для решения данной технической проблемы предлагается машина для контактной стыковой сварки оплавлением, содержащая корпус, установленные на нем подвижный и неподвижный зажимы, соединенные с устройствами зажатия свариваемых деталей, закрепленными на основаниях зажимов, механический привод оплавления и осадки, соединенный с подвижным зажимом, систему охлаждения, устройство электрическое, содержащее сварочный трансформатор, переключатель ступеней напряжения сварочного трансформатора, релейную панель, пульт управления, блок концевых выключателей, контактор включения сварочного тока, электродвигатель привода оплавления и осадки, согласно изобретению, устройство электрическое дополнительно снабжено контроллером, который соединен с электродвигателем привода оплавления и осадки через концевой выключатель, установленный в блоке концевых выключателей и предназначенный для подачи сигнала на контроллер о начале этапа термообработки, а со сварочным трансформатором контроллер соединен с помощью симистора, который в свою очередь соединен с контактором включения сварочного тока при помощи контактного реле, установленного на релейной панели.

Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в улучшении качества сварных швов, получения требуемой микроструктуры металла сварного шва, в связи с возможностью проведения сварочным устройством термической обработки изделия после сварки, за счет пропускания электрических импульсов через сварной стык по заданной программе, а также обеспечение возможности сварки изделий из высокоуглеродистых сталей.

Предлагаемое устройство иллюстрируется чертежом, где на фиг. 1 изображен общий вид машины, а на фиг 2 - вид по стрелке А.

Предлагаемая машина для контактной стыковой сварки оплавлением содержит корпус 1, установленные на нем подвижный 2 и неподвижный 3 зажимы, соединенные с устройствами зажатия свариваемых деталей 4, закрепленными на основаниях зажимов 1 и 2, механический привод оплавления и осадки 5, соединенный с подвижным зажимом 2, систему охлаждения 6, сварочный трансформатор 7, переключатель 8 ступеней напряжения сварочного трансформатора 7, релейную панель 9, пульт управления (на чертеже не показан), блок концевых выключателей 10, контактор включения сварочного тока 11, электродвигатель 12 привода оплавления и осадки, который соединен через концевой выключатель, предназначенный для подачи сигнала на контроллер 13 о начале этапа термообработки, с контроллером 13. Этот концевой выключатель расположен в блоке концевых выключателей 10. Контроллер 13 соединен со сварочным трансформатором 7 с помощью симистора 14, который соединен с контактором включения сварочного тока 11 при помощи контактного реле (на рисунке не показано), установленного на релейной панели 9. Устройство реализовано на базе сварочной машины типа МС-2008.

Работает машина для контактной стыковой сварки оплавлением следующим образом:

Перед началом сварки устанавливаются и зажимаются свариваемые детали в подвижном 2 и неподвижном 3 зажимах, с помощью устройств зажатия свариваемых деталей 4. Если детали зажаты правильно, оператором на пульте управления включается кнопка «сварка». При этом срабатывает контактор включения сварочного тока 11, который в свою очередь включает сварочный трансформатор 7. Одновременно включается электродвигатель 12 привода оплавления и осадки. Начинается процесс оплавления. По мере сближения концов свариваемых деталей в конце оплавления и в начале осадки срабатывает концевой выключатель, предназначенный для подачи сигнала на контроллер 13 о начале этапа термообработки, и установленный на блоке концевых выключателей 10, и контактор включения сварочного тока 11 отключается. Осадка заканчивается без тока. В конце осадки срабатывает концевой выключатель, отвечающий за работу электродвигателя 12 привода оплавления и осадки, и происходит его остановка. При этом контроллер 13 через запрограммированный промежуток времени подает напряжение на симистор 14 для включения контактного реле, которое в свою очередь включает контактор включения сварочного тока 11, таким образом, включая сварочный трансформатор 7. Через зажатую деталь в зажимах 1 и 2 от сварочного трансформатора 7 протекает электрический ток, вследствие чего осуществляется нагрев сварного соединения до определенной температуры. По истечению заданного программой времени контроллер 13 перестает подавать сигнал на симистор 14, отключая сварочный трансформатор 7. Производится охлаждение сварного соединения до определенной температуры. Включение сварочного трансформатора 7 повторяется необходимое количество раз и через необходимые промежутки времени по заданной программе, записанной в контроллере 13. Таким образом, происходит процесс термообработки сваренных деталей. По завершению процесса сваренное изделие оператор удаляет для дальнейшего охлаждения в специально отведенную зону.

Заявляемая машина позволила осуществить способ контактной стыковой сварки деталей, разогрев свариваемых концов и осадку, при котором после осадки производят выдержку 5÷15 секунд после чего через сварной стык пропускают переменный электрический ток 2÷4 импульсами длительностью 0,5÷220 секунд с интервалами 10÷40 секунд при плотности тока 2÷40 А/мм2 (заявка на изобретение №2016148124/02). Результаты испытаний сварных соединений, изготовленных на заявляемом оборудовании приведены в таблице.

Использование заявляемой машины позволило обеспечить требуемую микроструктуру металла сварного шва (отсутствие недопустимой структуры мартенсит), уменьшить отбраковку по поверхностным дефектам (трещины, раковины) на 1,2%, снизить отбраковку по механическим свойствам (по параметру стрела прогиба на 0,6%, «усилие изгиба» 0,4%).

Похожие патенты RU2683668C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТАКТНОЙ СТЫКОВОЙ СВАРКИ С ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫМ ПОДОГРЕВОМ ИЗДЕЛИЙ КОЛЬЦЕВОГО ЗАМКНУТОГО ПРОФИЛЯ КОМПАКТНОГО СЕЧЕНИЯ 2010
  • Пасечник Николай Васильевич
  • Сивак Борис Александрович
  • Новицкий Александр Федорович
  • Зуев Николай Николаевич
  • Щевелев Евгений Михайлович
  • Яунжекарс Михаил Сергеевич
RU2424093C1
МАШИНА ДЛЯ КОНТАКТНОЙ СТЫКОВОЙ СВАРКИ РЕЛЬСОВ 2007
  • Байдин Игорь Владимирович
RU2366550C1
УСТРОЙСТВО СТЫКОВОЙ КОНТАКТНОЙ СВАРКИ ИЗДЕЛИЙ СОПРОТИВЛЕНИЕМ 2010
  • Пасечник Николай Васильевич
  • Сивак Борис Александрович
  • Новицкий Александр Федорович
  • Попов Александр Владимирович
  • Малышев Сергей Викторович
RU2434723C1
Машина для контактной стыковой сварки оплавлением 1986
  • Дмитриев Юрий Александрович
  • Танич Людмила Павловна
  • Даниленко Анатолий Петрович
  • Зуев Николай Николаевич
  • Деев Николай Андреевич
  • Савченко Игорь Григорьевич
SU1388228A1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТАКТНОЙ СТЫКОВОЙ СВАРКИ С ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫМ ПОДОГРЕВОМ ИЗДЕЛИЙ КОЛЬЦЕВОГО ЗАМКНУТОГО ПРОФИЛЯ КОМПАКТНОГО СЕЧЕНИЯ 2010
  • Пасечник Николай Васильевич
  • Тонконогов Вадим Яковлевич
  • Новицкий Александр Федорович
  • Комолов Игорь Викторович
  • Щевелев Евгений Михайлович
  • Зуев Николай Николаевич
  • Яунжекарс Михаил Сергеевич
  • Меньшиков Геннадий Аркадьевич
RU2433895C1
МАШИНА ДЛЯ КОНТАКТНОЙ СТЫКОВОЙ СВАРКИ ИЗДЕЛИЙ КРУГЛОГО СЕЧЕНИЯ С ЗАЧИСТКОЙ ГРАТА 2011
  • Пасечник Николай Васильевич
  • Сивак Борис Александрович
  • Новицкий Александр Фёдорович
  • Федулов Вячеслав Фёдорович
  • Шведов Кирилл Михайлович
  • Лагерев Валерий Леонидович
RU2465109C1
МАШИНА ДЛЯ КОНТАКТНОЙ СТЫКОВОЙ СВАРКИ ИЗДЕЛИЙ КРУГЛОГО СЕЧЕНИЯ С ЗАЧИСТКОЙ ГРАТА 2011
  • Пасечник Николай Васильевич
  • Сивак Борис Александрович
  • Новицкий Александр Фёдорович
  • Федулов Вячеслав Фёдорович
  • Шведов Кирилл Михайлович
  • Некрашевич Сергей Всеволодович
RU2455135C1
МАШИНА МСО-1201 ДЛЯ КОНТАКТНОЙ СТЫКОВОЙ СВАРКИ КОРОТКИХ ИЗДЕЛИЙ КОМПАКТНОГО СЕЧЕНИЯ 2015
  • Шведов Кирилл Михайлович
  • Новицкий Александр Федорович
  • Емельянов Виталий Константинович
  • Курников Николай Александрович
  • Гелетий Владимир Ярославович
RU2628948C2
МАШИНА ДЛЯ СТЫКОВОЙ СВАРКИ ОСТРЯКОВ И РЕЛЬСОВ 2021
  • Вальков Владимир Владимирович
  • Зимин Иван Николаевич
  • Кризский Вячеслав Михайлович
RU2766092C1
СПОСОБ И УСТРОЙСТВО КОНТАКТНОЙ СТЫКОВОЙ СВАРКИ ИЗДЕЛИЙ КОМПАКТНОГО СЕЧЕНИЯ 2009
  • Пасечник Николай Васильевич
  • Сивак Борис Александрович
  • Новицкий Александр Федорович
  • Крюков Григорий Михайлович
  • Маслов Виктор Николаевич
RU2393068C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 683 668 C1

Реферат патента 2019 года МАШИНА ДЛЯ КОНТАКТНОЙ СТЫКОВОЙ СВАРКИ

Изобретение относится к области контактной стыковой сварки изделий. Машина содержит корпус, установленные на нем подвижный и неподвижный зажимы, соединенные с устройствами зажатия свариваемых деталей, закрепленными на основаниях зажимов, электромеханический привод оплавления и осадки, соединенный с подвижным зажимом, сварочный трансформатор с системой охлаждения, переключатель ступеней напряжения сварочного трансформатора, релейную панель, пульт управления, блок концевых выключателей и контактор включения сварочного трансформатора. При этом машина снабжена контроллером, вход которого соединен с концевым выключателем подачи сигнала о начале этапа термообработки, установленным в блоке концевых выключателей, а выход контроллера через симистор и контактное реле, установленное на релейной панели, соединен с контактором включения сварочного трансформатора. Использование изобретения за счет возможности проведения сварочным устройством термической обработки изделия после сварки позволяет улучшить качество сварных швов и получить заданную микроструктуру металла сварного шва. 2 ил., 1 табл.

Формула изобретения RU 2 683 668 C1

Машина для контактной стыковой сварки оплавлением, содержащая корпус, установленные на нем подвижный и неподвижный зажимы, соединенные с устройствами зажатия свариваемых деталей, закрепленными на основаниях зажимов, электромеханический привод оплавления и осадки, соединенный с подвижным зажимом, сварочный трансформатор с системой охлаждения, переключатель ступеней напряжения сварочного трансформатора, релейную панель, пульт управления, блок концевых выключателей и контактор включения сварочного трансформатора, отличающаяся тем, что она снабжена контроллером, вход которого соединен с концевым выключателем подачи сигнала о начале этапа термообработки, установленным в блоке концевых выключателей, при этом выход контроллера через симистор и контактное реле, установленное на релейной панели, соединен с контактором включения сварочного трансформатора.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2019 года RU2683668C1

БАНОВ М.Д
"Технология и оборудование контактной сварки", М., изд
центр "Академия", 2008, стр
Устройство непрерывного автоматического тормоза с сжатым воздухом 1921
  • Казанцев Ф.П.
SU191A1
Способ восстановления хромовой кислоты, в частности для получения хромовых квасцов 1921
  • Ланговой С.П.
  • Рейзнек А.Р.
SU7A1
УСТРОЙСТВО СТЫКОВОЙ КОНТАКТНОЙ СВАРКИ ИЗДЕЛИЙ СОПРОТИВЛЕНИЕМ 2010
  • Пасечник Николай Васильевич
  • Сивак Борис Александрович
  • Новицкий Александр Федорович
  • Попов Александр Владимирович
  • Малышев Сергей Викторович
RU2434723C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТАЛЬНОГО КОМПОНЕНТА СТЫКОВОЙ СВАРКОЙ ОПЛАВЛЕНИЕМ И КОМПОНЕНТ, ИЗГОТОВЛЕННЫЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭТОГО СПОСОБА 2012
  • Дальман, Патрик
  • Ресина, Виктор
  • Ларссон, Стаффан
RU2591907C2
МАШИНА ДЛЯ СТЫКОВОЙ СВАРКИ ОПЛАВЛЕНИЕМ И ПОСЛЕДУЮЩЕЙ ТЕРМООБРАБОТКИ ПОЛОС 2009
  • Пасечник Николай Васильевич
  • Сивак Борис Александрович
  • Новицкий Александр Федорович
  • Крюков Григорий Михайлович
RU2399467C1
Устройство для автоматической термообработки сварных швов 1984
  • Дружинин Николай Николаевич
  • Дружинин Андрей Николаевич
  • Колядич Владимир Миронович
  • Рыбьев Юрий Михайлович
  • Смирнов Лев Викторович
  • Новицкий Александр Федорович
  • Рысс Борис Адольфович
  • Стрекалин Николай Александрович
SU1197808A1
Устройство для управления термообработкой сварных соединений 1986
  • Новицкий Александр Федорович
  • Смирнов Павел Николаевич
  • Ошеверов Исай Израйлевич
  • Рыбьев Юрий Михайлович
SU1458122A1
JPH 04182075 A, 29.06.1992
JPS 51142446 A, 08.12.1976
CN 105014212 A, 04.11.2015.

RU 2 683 668 C1

Авторы

Протопопов Евгений Валентинович

Козырев Николай Анатольевич

Шевченко Роман Алексеевич

Кратько Сергей Николаевич

Хомичева Валентина Евгеньевна

Даты

2019-04-01Публикация

2017-12-25Подача