Устройство для сварки Советский патент 1984 года по МПК B23K37/02 

N5

СО

оо

Изобретение относится к устройствам для сварки стыковых соединений и может использоваться в судостроении и в различных отраслях машиностроения.

Известно устройство для сварки, содержащее установленную на балке приводную каретку, смонтированные на каретке сварочную головку, снабженные индивидуальными гидравлическими прижимами прижимной узел и прокатный блок с двумя парами прокатных роликов, установленными одна за другой вдоль балки 1.

Недостатком этого устройства является невысокое качество сварочного соединения, вследствие неравномерного прижима свариваемых кромок, приводящего к повышенным деформациям и ухудшению условий деформирования сварного шва.

Цель изобретения - повыщение качества сварного соединения за счет снижения сварочных деформаций и улучшения условий формирования сварного шва.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для сварки, содержащем установленную на балке приводную каретку, смонтированные на каретке сварочную головку, снабженные индивидуальными гидравлическими прижимами прижимной узел и прокатный блок с двумя парами прокатных роликов, установленными одна за другой вдоль балки, прокатный блок снабжен балансиром и дополнительным прижимным узлом, выполненным в виде двуплечих рычагов, смонтрованных на концах оси пары прокатных роликов, дополнтельных роликов, установленных на одном из концов каждого рычага, и регулируемых упоров, установленных на свободном конце каждого рычага, при Э.ТОМ обе пары прокатных роликов смонтированы на балансире с возможностью свободного поворота в параллельных плоскостях, проходящих через их оси.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б - Б на фиг. 1.

Устройство состоит из направляющей балки 1, по которой перемещается приводная каретка 2 с прижимным узлом 3 и прокатным блоком 4.

В корпусе каретки 2 расположены два механизма прижима 5, направляющие 6 которых выполнены в виде герметичных емкостей четырехугольного сечения, установленных на роликоопорах 7 в корпус каретки 2 Внутри каждой направляющей 6 шарнирно закреплен шток гидроцилиндра 8, а гильза гидроцилиндра 8 аналогично закреплена на корпусе приводной каретки 2.

К основанию направляющих 6 крепятся прижимной узел 3 и прокатный блок 4, снабженные ходовыми винтами 9 и 10 и суппортами 11 и 12 для регулирования положения

основных прижи.мны.х роликов 13 и прокатных роликов 14 относительно горелки 15.

Корпус прижимного узла 3 щарнирно соединен с ползуном 16 суппорта П. В корпусе прижимного узла 3 на вертикальных осях установлены две поворотные цапфы 17. На каждой поворотной цапфе 17 установлено по паре роликов 13, которые с целью само установки расположены на поперечной оси крестовины 18.

Расположение роликов 13 на поперечной оси крестовины 18 позволяет прижать листы как можно ближе к оси щва и увеличить расстояния между центрами приложения сил к роликам 13, что улучщает возможность самоустановки этих роликов в связи с увеличением длины плеч уравновешивающих сил.

Поворотные цапфы 17 позволяют ориентировать оси роликов 13 под углом друг к другу верщиной в направлении, противоположном движению агрегата, обеспечивающим гарантированный зазор между свариваемыми кромками листов металла 19.

Прокатный блок 4 представляет собой блок из двух пар основных прокатных роликов 14 и одной пары дополнительных роликов 20. Каждая пара основных прокатных роликов 14 установлена на поперечных осях двух вилок 21 и 22, расположенных оппозитно и образующих балансир.

Одна из вилок 22 выполнена с полой продольной осью, внутри которой установлена с возможностью поворота и застопорена от осевого сдвига стопорным кольцом 23 продольная ось вилки 21.

Оси вилок 21 и 22 собраны в отверстии цапфы 24, поперечная ось которой шарнирно соединена с корпусом прокатного блока 4. Корпус прокатного блока 4 крепится в ползуне 25 суппорта 12 при помощи паза типа «ласточкин хвост. По торцам паза на планках 26 установлены регулировочные винты 0 27 для регулирования положения прокатного блока 4 поперек оси шва.

На оси вращения второй пары основных прокатных роликов 14 установлены с возможностью качания два двуплечих рычага j 28, на одном конце которых установлены дополнительные прижимные ролики 20, а на втором - регулируемые упоры 29 с подпружиненными основанием 30 в виде набора тарельчатых пружин.

Свариваемые листы 19 устанавливаются

0 на подкладку 31, предназначенную для

обратного формирования щва, отвода тепла

от сваривааемых листов и восприятия усилий

механизмов прижима.

Устройство работает следующим образом.

При поднятых прижимном узле 3 и прокатном блоке 4 на подкладке 31 устанавливаются свариваемые листы 19. После регулировки расстояний от осей ближайши.ч к горелке основных прокатных 14 и основных прижимных 13 роликов опускаются прижимной узел 3 и прокатный блок 4. Производится регулировка необходимых усилий прижима и прокатки путем изменения давления Б гидросистеме. При этом листы 19 плотно прижимаются к подкладке 31. Зажигается сварочная дуга при помощи горелки 15 и включается перемещение каретки приводной 2. Основные прижимные ролики 13 прижимают свариваемые кромки листов перед дугой, сообщают им усилие, противоположное напряжениям, стягивающим кромки, и предотвращают изменение зазора перед дугой. Шарнирное соединение вилок 21 и 22, цапфы 24 и блока 4 с роликами позволяет передать равномерное усилие прокатки по обе стороны щва. Основные прокатные ролики 14 перемещаются по нагретому дугой металлу околощовной зоны без касания к усилению шва, обеспечивают плотное прижатие с одинаковым усилием по обе стороны оси щва. В случае необходимости основные прокатные ролики 14 при помощи гидроцилиндров 8 сообщают металлу давление, достаточное для снятия усадочных напряжений в околощовной зоне, одновременно изменяя структуру металла.

Возможные при эксплуатации устройства утечки масла из соединений гидроцилиндров собираются в герметичной полости направляющей 6 и удаляются оттуда при плановопредупредительных ремонтах и осмотрах.

Применение направляющих 6 такой конструкции позволяет повысить качество сварки за счет предотвращения попадания масла в зону сварки.

Дополнительные прокатные ролики 20 прижимаются к металлу с усилиями, создаваемыми упорами 29 и обеспечивают плотное прижатие металла к подкладке 31 с обеих сторон оси щва практически до выравнивания их температур.

Прокатные ролики 14 при помощи суппорта 12, можно сместить к горелке, чтобы прокатывать более нагретьж металла, в случае сварки более прочного металла. Основные прижимные ролики 13 также могут быть смещены при помощи суппорта в ту или иную сторону в зависимости от толщины свариваемого металла.

При сварке металла толщиной 4 мм дополнительные ролики 20 переустанавливаются своими осями качения на ось вращения первой пары основных прокатных роликов 14, прижимая при этом листы в районе оси горелки впереди основных прокатных роликов 14, предотвращая таким образом от температурного удлинения выгиб участка металла, зажатого между основны.ми прижимными 13 и прокатными 14 роликами.

Применение двух пар основных прокатных роликов 14 и переустанавливаемых дополнительных роликов 20 расьпиряет технологические возможности (универс;1льность) агрегата.

При сварке металла толщиной 4 мм более целесообразно располагать дополнительные ролики сзади основных прокатных роликов, увеличивая таким образом площадь контакта свариваемого металла 19 с подкладкой 32.

При сварке листов толщиной 4 мм более эффективна установка дополнительных роликов 20 впереди основных 14, предотвращающая температурный выгиб металла между роликами 13 и 14 и проаал расплавленного металла в образовавщуюся пустоту. При таком расположении дополнительных роликов 20 общая площадь плотного контакта металла 19 с подкладкой 32 уменьщается, но так как тонкие листы быстрее остывают, то возникающей площади плотного контакта вполне достаточно для необходимого выравнивания температур металла 19 и подкладки 32, причем обеспечивается достаточно высокое качестве сварки.

В случае сварки металла разной толщины, в зависмости от этой разности, прокатные и прижимные ролики могут быть набраны из комбинации роликов разных щирин и разных диаметров, позволяющих менять расстояние между ними и удельное давление на металл. При этом дополнительно предусмотрена возможность смещения прокатного устройства в ту или иную стороны от оси щва при помощи поперечного ползуна суппорта 12.

Использование изобретения обеспечивает снижение остаточных внутренних напряжений и практически полное устранение остаточных деформаций, за счет возможности оптимального выбора усилий прокатки и прижима и расстояний от оси горелки до основных прижимных и прокатных роликов, а также конструктивных отличительных признаков, влияющих на качество сварного соединения.

Возможность выбора оптимальных усилий прижима практически позволяет отказаться от разворота под углом друг к другу прижимных роликов, что особенно важно для сварки металлов из АМг, так как при развороте осей прижимных роликов возникает проскальзывание по металлу и появление на поверхности металла надиров, снижающих качество сварного соединения. Экономический эффект от внедрения одного агрегата составляет 15 тыс. руб. в год. Г8 П 15 lit П 21 Чфиг. 2

W 24 22

У//7777/////7)(

Фиг.З 23

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СВАРКИ, содержащее установленную на балке приводную каретку, смонтированные на каретке сварочную головку, снабженные индивидуальными гидравлическими прижимами прижимной узел и прокатный блок с двумя парами прокатных роликов, установленными одна за другой вдоль балки, отличающееся тем, что, с целью повышения качества сварного соединения за счет снижения сварочных деформаций и улучшения условий формирования сварного шва, прокатный блок снабжен балансиром и дополнительным прижимным узлом, выполненным в виде двуплечих рычагов, смонтированных на концах оси пары прокатных роликов, дополнительных роликов, установленных на одном из концов каждого рычага, и регулируемых упоров, установленных на свободном конце каждого рычага, при этом обе пары прокатных роликов смонтированы на балансире с возможностью свободного поворота в параллельных плоскостях, проходяших через их оси.