Способ сварки нерадиальных патрубков с обечайкой Советский патент 1986 года по МПК B23K31/06 B23K33/00 

« Изобретение относится к сварке и может быть использовано при сварке нерадиальных патрубков с обечайкой сосудов высокого давления объектов энергетического, химического и други видов машиностроения. Цель изобретения заключается в повьшении производительности при выполнении узла соединения нерадиально го патрубка с обечайкой и улучшении качества сварного соединения. На фиг.1 показана часть стенда для сварки одного из нерадиальных патруб ков с обечайкой; на фиг,2 - вид А на фиг.1 с частичным разрезом; нафиг.З узел I на фиг.1. К обечайке 1 швом 2 присоединен патрубок 3 с разделкой кромки 4. К другому торцу патрубка 3 при помощи |П1:1Иварки хомутов 5 присоединен техно логический копир 6, поверхность 7 которого выполнена эквидистантной наружной поверхности обечайки 1 в месте соединения с ней патрубка 3 и взаимодействует с водилом 8 сварочно го автомата 9 со сварочной головкой 10. На обечайке 1 со стороны оси патрубка 3 установлен противовес 11 Копир 6 кольцевой канавки 12 опирается на роликоопоры 13 и 14, первая из которых снабжена программатором 15линейной скорости вращения ролика 16от привода 17, установленного на роликоопоре 14. Сварочный автомат снабжен датчиком 18 отклоняющей элек трод 19 системы. Еще две роликоопоры расположены с другой стороны обечай на которые опирается второй патрубок или же ось, укрепленная соосно патрубку 3 на обечайке 1 (указанные эле менты не указаны и не обозначены). Разделку кромки 4 патрубка 3 выполняют на станке с ЧПУ по управляющим программам, при этом угол с(--,между касательной к обечайке и кромкой на образующей патрубка максималь ной длины определяют из соотношения cctf / e-i-() 55 / arcsin--- -, 1 где e - смещение осей патрубка и обечайки; R,.. - наружньш радиус обечайки; Ry - наружный радиус патрубка; t - толщина стенки патрубка, а угол f между касательной к обечайке и перпендикуляром к оси обечайки на образующей патрубка минимальной длины определяют из соотношения 97 EliSiltl arcsin На обечайке 1 выполняют соосное оси патрубка 3 отверстие (не обозначено) , через которое центрируют патрубки относительно его оси на продолжении ее внутри обечайки, после чего патрубок приваривают к обечайке швом 2, Поверхность 7 копира 6 обрабатывают также на станке с ЧПУ радиусом, равным наружному радиусу обечайки, проведенным из оси обечайки, параллельной оси патрубка. Кольцевую канавку 12 вьшолняют на токарном станке. При изготовлении заготовки патрубка 3 и копира 6 делают метки, которые используются при соединении копира с патрубком для обеспечения их соосности и эквкщистантности поверхности 7 наружной поверхности обечайки 1 в месте нахождения патрубка 3. Соединение копира 6 с патрубком 3 осуществляют путем приварки хомутов 5 к их внутренним поверхностям, В случае наличия с другой стороны обечайки второго патрубка, соосного первому, повторяют указанный цикл работ для ЭТОГО патрубка. Если надобность во втором патрубке отсутствует, то с другой стороны обечайки соосно патрубку 3 приваривают ось (не показана) , По лученную сборку укладывают на роликоопоры 13 и 14, а также еще на две роликоопоры (не показаны)„ При помощи противовеса 11 смещают центр масс обечайки в совокупности с противовесом на ось патрубка 3. Затем согласно заданной скорости сварки и соотношения (e-R2-cos4) sinip 1 ,j R2,-(e-R -cosH)4 где - текущий угол поворота патрубка, . вводят программу вращения ролика 16 на роликоопоре 14 под воздействием привода 17 в программатор 15 на роликоопоре 13. Водило 8 сварочного автомата 9 вводят в контакт с поверхностью 7 копира 6, Устанавливают электрод 19 в положение начала сварки. Датчик 18 вводят в соприкосновение с наружной поверхностью обечайки (одна из кромок соединения). В сварочный автомат вводят программу перемещения сварочной головки 10 с злект родом 19 в пределах разделки кромки 4. Эта программа с учетом воздействий со стороны датчика 18 обеспечивает нахождение электрода 19 на гипотенузе угла между поверхностью обечайки и кромкой патрубка 3, а также последовательность и количество валиков шва в ряду и последовательность перехода с одного ряда валиков шва на другой до полного заполнения разделки кромки 4 наплавленным металлом. Включают привод 17. При этом ролик 16 враш;ается с линейной скоростью согласно соотношению (3), за счет сил трения вращение ролика 16 передается копиру 6, а вместе с ним патрубку Зи обечайке 1 с противовесом 11, вращение копира 6 передается ролику роликоопоры 13, в результате чего в программатор постоянно вводится сигнал угла поворота патрубка 3, в соответствии с которым корректируется скорость вращения ролика 16. Водило 8, взаимодействуя с поверхностью 7 копира 6, перемещают по направляющим сварочный автомат 9, удерживая электрод 19 в пределах разделки кромки 4. Датчик 18, взаимодействуя с поверхностью обечайки 1, удерживает электрод 19 в пределах гипотенузы угла между кромкой патрубка 3 и поверхностью обечайки 1. Таким образом, до зажи ания дуги конец электрода 19. постоянно находится в месте производства первого валика в первом ряду шва и равномерно перемещается вдоль этого положения. При включении сварочной дуги начинается плавление электрода, расплавленньш металл образует первый валик в первом ряду шва. Как только кончается один оборот, по сигналу от датчика угла поворота дуга выключает ся, а сварочный автомат по заданной программе переводит сварочную головк -с электродом 19 в положение для нало жения второго валика шва, после чего дуга вновь включается. Такие действи повторяются до заполнения первого ря да валиков шва. После этого сварочнь автомат переводит электрод в положение для вьшолнения второго .ряда вали ков и т.д. до полного заполнения раз делки кромки 4 направляемым металлом Далее производят контроль выполнения требований к качеству сварного соединения, а внутреннюю поверхность после снятия сборки со стенда и противовеса 11с обечайки обрабатывают на расточном станке, в результате чего копир 6 отделяется от патрубка 3, снимается шов 2 и отверстие в обечайке 1 (не обозначено) обрабатывается до диаметра, равного внутреннему диаметру патрубка. В таком состоянии изделие (обечайка с патубком) считается готовым. В случае приварки двух соосных друг другу патрубков с обеих сторон обечайки перечисленные операции осуществляются параллельно и на втором соединении. Если в данном случае приваривают патрубки разного диаметра, то в соотношение (3) подставляются только значения, относящиеся к патрубку большего диаметра. При использовании способа обрабатывается только сопрягаемая с обечайкой кромка патрубка, ч.то в значительной степени сокращает время на подготовительные работы к сварке и время использования уникального оборудования . Копир в данном случа.е является элементом многоразового использования и время на его изготовление практически влияет на производительность труда и меньшей степени по сравнению с временем на разделку кромок отверстия в известном способе. В способе траектории перемещения пламени дуги обеспечивается элементами программного управления сварочного автомата, программатора на одной из роликоопор и поверхностью на : свободном конце копира. Данное обстоятельство в значительной степени снижает трудоемкость процессов составления программ работы- оборудования и его настройки, которая такжевлияет на продолжительность подготовительных работ. Формула изобретения Способ сварки нерадиальных патруб ков с обечайкой, при котором вьшолняют разделку кромки патрубка с обеспечением постоянства Угла между сопрягаемыми поверхностями патрубкаи обечайки, патрубок устанавливают на обечайку по ОСи, параллельной радиальной оси обечайки и смещенной относительно нее, закрепляюти осуществляют сварку приперемещении сварочной головки относительно продольной оси патрубка, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения производительности и качества сварного соединения, в процессе сварки обечайку вращают относительно продольной оси со скоростью V , которую определяют из соотношения

V 1YaL.

8р

1+Tisi i-SSESl-fiSH-l L RS -Ce-Rj -cos cJ J

Vj - максимально допустимая скорость сварки;

R - наружньш радиус обечайки; R - наружный радиус патрубка; е - смещение осей патрубка и

обечайки;

Ч- текущий угол поворота патрубка .

Изобретение относится к области сварки, касается способов сварки нерадиальных патрубков с обечайкой и может найти применение в энергетическом и химическом машиностроении. Изобретение позволяет повысить производительность труда и качество: сварного 86 соединения патрубков с обечайкой сосуда высокого давления. Сборку, содержащую обечайку 1, патрубки 3 и . копиры 6, укладывают на роликоопоры одна ,из которых снабжена программатором, а другая многоскоростным приводом. Смещают дентр масс указанной сборки к оси патрубков 3 при помощи противовеса 11. Вводят, сварочный автомат 9 в упругое взаимодействие с поверхностью 7 копира 6, Скорость вращения привода обеспечивает постоянство скорости движения пламени дуги вдоль периметра разделки 4. Сварочньй автомат 9, с учетом воздействий со е стороны датчика, обеспечивает положение электрода на гипотенузе угла: (/) Между кромкой патрубка 3 и поверхноС стью обечайки 1, а также в месте нахождения очередного валика шва. 3 ил. ///////////////////////// .1

7///////////////У//////////// /// Фиг. 2

Фиг.3