Устройство для дуговой сварки неплавящимся электродом с подачей присадочной проволоки Советский патент 1987 года по МПК B23K9/16 

Изобретение относится к сварке в среде защитных газов, в частности к устройствам для сварки неплавящимся электродом с подачей присадочной проволоки, и может найти применение в любой отрасли народного хозяйства при автоматизации сварочньк процессов изготовления труб, монтажа трубопроводов и других конструкций.

Цель изобретения - повышение Качества сварки, упрощение конструкции и повьшение надежности ее в работе.

На фиг.1 приведена кинематическая схема предлагаемого -устройства; на фиг.2 - фрагмент кинематической схемы с параллелограммом, перенесенным по другую сторону горелки; на фиг.3- сечение по А-А фиг.1 и 2; на фиг.4 - сечение Б-Б фиг.1 и 2 (расположение кареток в одной плоскости); на фиг.5 временная диаграмма переходных процессов колебания горелки с присадочной проволокой; на фиг.6 - матрица состояний дешифратора в процессе работы.

Устройство для дуговой сварки неплавящимся электродом с подачей присадочной проволоки содержит (см. фиг.t) корпус 1 с размещенной на нем кареткой 2 механизма 3 колебания сварочной горелки 4 с электродом 5, электрически связанной с системой управления (на фиг. не показана), которая несет каретку 6 механизма 7 вертикального перемещения с горелкой 4 и мундштуком 8 для подачи присадочной проволоки 9, а также каретку.10 механизма 11 задержки проволоки 9 с тормозом 12 и датчиком 13 положения . проволоки 9. Направляющие 14 каретки 2 параллельны направляющим 15 каретк

10и расположены в одной плоскости (см. фиг.4). На каретке 10 механизма

11задержки проволоки 9 размещена же сткая направляющая 16, выполненная

в виде шпоночного паза 17, и закреплена на кронштейне 18 вдoJй оси 19 симметрии перпендикулярно направляющим 14, 15. Через шпоночный паз 17 одним концом 20 пропущена Z-образная поворотная ось 21. Другой конец 22 оси 21 через параллелограмм 23 связан с мундштуком 8. Обе каретки 2 и 10 соединены в одно целое замком 24 (см. фиг.1 и 4), состоящим из пружин 25 и штырей 26 каретки 2 механизма 3 колебания и штьфя 27 каретки 10 механизма 11 задержки. Привод 28 горелки

5

0

5

5

4 через блок программу, выполненную в виде дешифратора 29, связан с тормозом 12,. вьтолненным в виде электро- магнита, а датчик 13 цоложения мундштука 8 для подачи присадочной проволоки 9 - в виде преобразователя угол- код, который закреплен на валу 30 привода 28 механизма 3 колебания го- релки 4. Цикл процессов, происходящих при движении электрода 5 с присадочной проволокой 9 поперек стыка, представлен на фиг.5 в виде временной ди- аграммь переходных пр оцессов колебания горелки 4 с присадочной проволокой 9. Прохождение сигналов с дешифратора 29 на управление работой устройства, в соответствии с временной диаграммой (см. фиг.5) представлено на фиг.6 в виде матрицы состояний дешифратора 29 в процессе работы, где + наличие сигнала управления; - отсутствие сигнала управления.

На фиг.5 и 6 .обозначено:

А - амплитуда колебаний электрода;

В - величина отставания проволоки от электрода;

Т - время задержки электрода на кромках;

а - начало движения электрода от кромки;

b - останов электрода у противо-, положной кромки;

с - начало движения электрода от д противоположной кромки;

d - останов электрода;

е - начало повторного движения электрода;

k - начало движения проволоки;.

f - останов проволоки у противоположной кромКи;

g - начало движения проволоки от противоположной проволоки; . т - останов проволоки;

п - начало повторного движения проволоки;

0,0,02 - точки пересечения траекторий электрода и проволоки разделки шва; -- (Сплошная линия) траектория

0

0

0

5

движения электрода;

- (пунктирная 1щнкя) траектория

движения проволоки.

Кроме того, сигналы, поступающие в дешифратор 29 с пудьта управления (на фиг. не показан) в виде амплитуды колебания; Вх - отставания; Вх - задержки и Вх, - сигнала с преобразователя угол - код, преобразуются в нем и выходят в виде Вых, на привод 28 каретки 2 механизма 3 колебания горелки 4 и Ъьк на тормоз 12 механизма 11 задержки мундштука 8. Звено 31 параллелограмма 23, параллельное направляющим 14 и 15, выполнено в виде винтов ой пары (см.фиг. 1) Для размещения параллелограмма 23, несущего мундштук 8 с присадочной проволокой 9, в платформе 32, которая по центру поворотно закреплена на кольцевой направляющей 33 каретки

6(см. фиг.З) механизма 7 вертикального .перемещения горелки 4, выполнены гнезда 34 (см. фиг.2).

Устройство работает следуюпщм образом. Перед началом сварки в гнездо 34 платформы 32 каретки 6 механизма

7вертикального перемещения горелки 4 устанавливают в зависимости от условий сварки, слева или справа (см. фиг.1 и 2), параллелограмм 23 с мундштуком 8 для подачи присадочной проволоки 9. Поворотом платформы 32 в кольцевой направляющей 33 устанавливают в плоскости стыка требуемый угол наклона горелки 4 к стыку. Приводом 28 автоматически или вручную перемещают горелку 4 и устанавливают на середине разделки (точка О,, см. фиг.З), которая контролируется датчиком слежения (на фиг. не показан) по разделке. Устанавливают требуемую величину дугового промежутка, задают в дешифратор 29 амплитуду .колебания

А - Bx,j горелки 4, ее задержки Т - Вх на кромках (в крайних положениях горелки 4), а также величину отставания В - BXj у кромок разделки (см. фиг.5 и 6.) мундштука 8 с присадочной проволокой 9 от горелки 4. С помощью винтовой пары 31 параллелограмма 23 устанавливают мундштук 8 с присадочной проволокой 9 относительно электрода 5 горелки 4 в полости стыка. Зажигают дугу, включают привод 28, подают присадочную проволоку 9 в сварочную ванну. Каретка 2 совместно с кареткой 10 автоматически одновременно перемещает горелку 4 из точки а в точку b и из с в d и мунд- штук 8 с проволокой .из точки k в точку f и из g в d поперек разделки с заданным размахом (равным по величине двум амплитудам) и скоростью. При этом линейное перемещение каретки 2 механизма 3 колебания горелки 4 конт- .ролируется с помощью диска - преоб

0

5

5

разователя угол - код 13 и преобразуется в электрические сигналы, ко- поступают в дешифратор 29, где происходит сравнение фактической амплитуды с.заданной. При достижении кареткой 2 величины, равной заданной амплитуде колебаний проволоки 9, со- ответствующей разнице амплитуды колебания электрода 5 и величины отставания на кромках проволоки 9 от элект- рода 5, с дешифратора 29 .вьщается сигнал на включение электромагнита 12, которьй притягивается и замыкает электромагнитную цепь на каретке 10 и останавливает -ее вместе с жесткой направляющей в точках f и d, а каретка 2 продолжает перемещаться дальше на величину отставания В мундштука 7,

0 При этом замок 24, связывающий обе каретки 2 и 10 в единое целое, начинает раскрьшаться на величину хода каретки до ее остановки, и гасит силы инерции при движении каретки 2 механизма 3 колебания в момент ее остановки в точках b и d, чем достигается повьшгенная точность остановки горелки 4 на кромках разделки. При. этом ось 21 каретки 2 продолжает перемещаться вместе с горелкой 4 поступательно с одновременным поворотом вокруг собственной оси, оставляя неизменным место ввода проволоки 9 в сварочную ванну. Расстояние между электродом 5 горелки 4 и концом присадочной проволоки 9 равно величине отставания В. При обратном движении каретки 2 электрод 5 горелки 4 проходит к месту ввода проволоки 9 в ванну точки k, g, ив момент противостояния электромагнит 12 отключается, замок 24 замыкает каретки 2 и 10 в единое целое и электрод 5 с проволокой 9 одновременно перемещается (k-f и

5 g-m), При достижении на другой сто- . роне стыка кареткой 2 величины перемещения, равной амплитуде колебания проволоки 9, с дешифратора 29 выдаетт ся сигнал на электромагнит 12, и в

крайнем положении отключается привод 28, электрод 5 останавливается на время, равное величине задержки Т - , за которое осуществляется реверс привода 28. По истечении времени-за-, держки вьщается сигнал на движение, и каретка 2 перемещается к противоположной кромке с заданным размахом и скоростью.

0

5

0

5

При .движении от кромки каретки 2 механизма 3 колебания замок 24, связывающий обе каретки 2 и 10, начинает закрываться, уменьшая тем самым время начала движения с места каретки 2, и при прохозвдении ею величины отставания вьщается сигнал на отключение электромагнита 12, и обе каретки 2 и 10, связанные замком 24, перемещаются далее вместе к противоположной кромке, разделки с контролем прохождения середины разделки шва О, 0, Oj... Oj, (см. фиг.5) и коррекцией ; приводом .28 среднего положения каретки 2,

Устанавливаемая.величина отставания является величиной постоянной.

соответствующей заданной, и не зави-, сит от амплитуды колебания (размаха) горелки 4, которая определяется про- филем разделки и технологией сварки.

Устройство позволяет повысить качество сварного соединения за счет

;улучшения сплавления у кромок раздел- ки, точно ввдерживать и фиксировать в процессе сварки положение присадочной проволоки относительно электрода и их обошс относительно кромок

разделки. Функциональные узлы устройства во время процесса сварки выведены из зоны высоких температур.

«Utf

JL±

/

/#/

Редактор Т.Зубкова

Составитель В.Шефель

Техред В.Кадар . Корректор И.Муска

398571

Тираж 974Подписное

ВЮШПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий . 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4i