Сварочная головка для наплавки металла на внутреннюю поверхность цилиндрического изделия Советский патент 1987 года по МПК B23K9/18 B23K9/04 

Изобретение относится к сварочному производству и может быть использовано для наплавки слоя металла на внутреннюю поверхность цилиндрических изделий, например трубных узлов.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей по типоразмерам обрабатываемых деталей, используемому материалу и оборудованию.

На фиг. 1 показана сварочная головка, общий вид; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. .

Сварочная головка содержит корпус 1 с фланцами 2 и 3 и выходным патрубком 4. Внутри корпуса 1 расположен шнековый дозатор, состоящий из перегородок 5 и 6, щне- ка 7 и вала 8, на концах которого на щпонках 9 установлены направляющие втулки 10. На фланце 2 установлен привод 11, вал 12 которого по шпонке 9 соединен с втулкой 10. Конец вала 8 над выходным патрубком 4 соединен с подшипником 13 на фланце 3. Между фланцем 2 и перегородкой 5 расположено коромысло 14 с осью 15. Между фланцем 3 и перегородкой 6 расположено коромысло 16 с осью 17. Внутри выходного патрубка 4 между смен- ными губками 18 установлен электрод 19. Фиксация губок 18 относительно друг друга осуществлена при помощи втулок 20. На внутренней, поверхности выходного патрубка 4 расположен рассекатель 21. В стенках цилиндрической части корпуса 1 выполнены прорези 22-24 для прохода плавящегося электрода в виде металлической ленты или проволоки и отверстие 25, соединяющее шнековый дозатор с бункером 26. На внешней поверхности цилиндрической части корпуса 1 на стойках 27 размещены по винтовой ли- НИИ ступенчатые ролики 28 с осями 29, а на стойках 30 размещен барабан 31 для рулона плавящего электрода в виде ленты или проволоки. На коромысле 14 установлен прижимной ролик 32, взаимодействующий через коромысло 14 с винтом 33, сое- диненным по резьбе с втулкой 34. На коромысле 16 установлен прижимной ролик 35, который через коро мысло 16, палец 36, пружину 37 взаимодействует с винтом 38, соединенным по резьбе с втулкой 39. В Стен- ке патрубка 4 выполнены резьбовые отверстия под винты 40, проходящие через отверстия втулок 20. Между губками 18 и выступами 41 винтов 40 расположены пружины 42. Сварочный ток к электроду 19 подводится кабелем 43.

Рабочее положение оси вала 8 горизонтальное. В начале и конце винтовой линии, на которой расположены два ряда ступенчатых роликов, угол ее наклона выполнен переменным, т. е. в начале винтовой линии этот угол изменяется от нуля до его расчетного значения и в конце - от расчетного значения до нуля. Это достигается тем, что первые и последние три пары ступенчатых роликов располагаются в тангенциальном направлении под разными углами и в аксиальном направлении в пределах одного шага (или менее одного шага) между парами ступенчатых роликов, расположенных на винтовой линии с расчетным значением угла ее наклона. Например, в начале винтовой линии угол между первой и второй парами роликов составляет 30°, между второй и третьей парами роликов - 45°, а между последующими парами роликов на винтовой линии с расчетным значением угла ее наклона - 60°. Шаг между первой и второй парами роликов в аксиальном направлении практически равен нулю, шаг между второй и третьей парами роликов в аксиальном направлении составляет около четверти шага между парами роликов, расположенных на винтовой линии с расчетным значением угла ее наклона. В конкретном случае имеем двенадцать пар ступенчатых роликов, по три из которых предназначены для выхода на винтовую линию с расчетным углом наклона. Если известно расстояние между крайними парами роликов и шаг между первыми и последними тремя парами роликов, а также углы между ними, то вначале определяют, что на винтовой линии с расчетным значением угла ее наклона расположено шесть пар роликов, а между третьими парами роликов в начале и конце винтовой линии имеется семь равных отрезков винтовой линии. Отняв от расстояния между крайними парами роликов в аксиальном направлении два шага между первыми и последними тремя нарами роликов и, разделив полученну.ю разность на семь, получаем шаг .между роликами на винтовой линии с расчетным значением угла ее наклона в аксиальном направлении h. Разделив длину окружности, на которой расположены оси роликов, на шесть, получаем ujar между парами роликов на винтовой линии с расчетным значением угла ее наклона в тангенциальном направлении /. Отношение шага Л, , к шагу / дает значение тангенса расчетного значения угла наклона винтовой линии.

При наплавке неплавящимся электродом с присадочным материалом в виде металлического порошка работа сварочной головки происходит следуюгдим образом.

Загружают в бункер 26 присадочный материал в виде металлического порошка, который через отверстие 25 попадает в шнековый дозатор. Зафиксированные относитель- но друг друга при помоши втулок 20 губки 18 вместе с неплавящимся электродом 19 соединяют с помощью винтов 40, проходящих через отверстия указанных втулок, с выходны. патрубком 4. Винтами 40 сжимают пружины 42, в результате чего электрод 19 фиксируется в губках 18. Устанавливают электрод 19 вместе со сварочной головкой в исходное положение во BHVTренней полости цилиндрического изделия. По сварочному кабелю 43 подают ток к сварочной головке, а по другому сварочному кабелю - к изделию. Возбуждают дугу между электродом 19 и поверхностью изделия. Шнеко.м 7, вращающимся от привода 11, подают порошкообразный присадочный металл к выходному патрубку 4, где с помощью рассекателя 21 присадочный металл равномерно распределяется вокруг электрода 19 на внутренней поверхности вращаю- щегося изделия и плавится под воздействием энергии, выделяемой электрической дугой. По мере выгорания электрода 19 в процессе наплавки его перемещают вместе со сварочной головкой. В процессе наплавки сварочную головку перемещают вместе с электродом 19 в продольном направлении.

При наплавке плавящимся электродом в виде ленты или проволоки под слоем флюса работает сварочной головки происходит следующим образом.

На стойки 30 устанавливают барабан 31 с рулоном металлической ленты или проволоки. На выходной патрубок 4 устанавливают сменные губки 18 с полостью между ними, соответствующей профилю ленты или проволоки. Конец ленты (проволоки) вводят в контакт с нижними кромками частей меньщего диаметра входной пары ступенчатых роликов 28, в результате чего конец ленты входит в зажим между втулкой 10 и роликом 32. Далее поворачивают вал 8, в результате чего конец ленты упирается в части меньщего диаметра первой пары роликов 28 и изгибается в тангенциальном направлении в сторону второй пары роликов, установленных под углом к образующей цилиндрической части корпуса 1 сварочной головки. Лента упирается в вертикаль- ные кромки частей большего диаметра второй пары роликов 28 и получает первоначальный изгиб по винтовой линии вокруг цилиндрической части корпуса 1. На третьей паре роликов 28 угол наклона винтовой линии ленты принимает расчетное значение. Следующие шесть пар роликов 28 выполняют функции направляющих ленты, закрученной в спираль вокруг ци- линдрической части корпуса 1. Третья, вторая и первая от конца пары роликов 28 изгибают ленту в обратную сторону таким образом, что угол наклона винтовой линии ленты становится равным нулю. Последняя пара роликов 28 служит также для направления ленты между роликом 35 и втулкой 10, после чего она поступает в полость между губками 18, где лента окончатель- но разгибается под воздействием пружин 42 и выходит через выходной патрубок наружу. Далее винтами. 33, 38 и 40 регулируют зажим ленты между втулками 10 и роликами 32 и 35, а также между губ- ками 18 таким образом, чтобы обеспечить ее равномерный ход на участке от барабана 31 до выхода из патрубка 4. После

этого в бункер 26 насыпают порошкообразный флюс, который через отверстие 25 попадает в щнековый дозатор. Устанавливают сварочную головку в исходное положение во внутренней части цилиндрического изделия. По сварочным кабелям подают ток к сварочной головке и к изделию. Включают привод вращения изделия. Возбуждают дугу между ленточным электродом и поверхностью изделия. Шнеком 7, вращающимся от привода 1 1, подают порошкообразный флюс к выходному патрубку 4, где с помощью рассекателя 21 флюс равномерно распределяется вокруг ленты на внутренней поверхности цилиндрического изделия. По мере плавления ленточного электрода при работающем щнеке 7 вал 8 воздействует на втулки 10, которые также вращаются вместе со щнеком, сила трения между втулками 10, роликами 32 и 35 обеспечивает сматывание ленточного электрода с барабана 31 и подачу ленты в зону наплавки. При каждом обороте изделия осуществляют перемещение сварочной головки на величину, равную ширине ленты (или диаметру проволоки).

При использовании в качестве электрода ленты или проволоки отпадает надобность в вертикальном перемещении сварочной головки для компенсации выгорания электрода, так как оно компенсируется системой подачи электрода, работающей от привода щнекового дозатора. Совмещение осей щнека и корпуса снижает габариты сварочной головки в поперечном направлении и позволяет увеличить длину головки при обеспечении подачи порошкообразного присадочного металла или порО1икообразно- го флюса в зону наплавки. Это расширяет технологические возможности предлагаемой сварочной головки по типоразмерам обрабатываемых изделий и по виду применяемых сварочных материалов.

Формула изобретения

Сварочная головка для наплавки металла на внутреннюю поверхность цилиндрического изделия, содержащая корпус с токо- подводом, электрод с зажимом и шнековый дозатор с приводом, отличающаяся тем, что, с целью расширения технологических возможностей по типоразмерам обрабатываемых деталей, используемому материалу и оборудованию, корпус выполнен полым цилиндрической формы и снабжен двумя рядами ступенчатых роликов, размешенных по винтовой линии на его наружной поверхности с переменным углом подъема вначале и конце, и прижимными роликами, размещенными в его полости, шнек дозатора снабжен направляющими втулками, взаимодействующими с подвижными роликами, и размещен в полости корпуса, а зажим электрода снабжен сменными губками, при этом ступенчатые ролики обращены меньшими диаметрами друг к другу.

Zf --t

Z8

36

38

32

23

Составитель Т. Арест

Редактор Г. ВолковаТехред И. ВересКорректор А. Ильин

Заказ 730/15Тираж 976Подписно е

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская иаб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул Проектная 4

Фиг, 4

Изобретение относится к сварочно.му производству и может быть использовано для наплавки металла на внутреннюю поверхность цилиндрических изделий. Целью изобретения является расширение технологических возможностей сварочной головки по применяемым материалам и типоразмерам изделий. Сварочная головка содержит корпус (К) 1. Внутри К расположены перегородки 5 и 6, шнек 7 с валом В 8. На концах В установлены направляющие втулки 10. При этом один из концов В соединен с приводом 11. Втулки 10 взаимодействуют с прижимными роликами. В патрубке 4 установлен электрод 19. В стенках К выполнены прорези 22-24 для прохода электрода в виде ленты и отверстие 25, соединяющее полость К с бункером 26. На внешней поверхности К по винтовой линии расположены два ряда ступенчатых роликов 28. Связь системы подачи электродного материала с приводом дозатора обеспечивает одновременную подачу различных сварочных материалов, а уменьшение габаритов головки в поперечном направлении позволяет использовать ее для наплавки внутренних поверхностей малого диаметра. 4 ил. i (Л 1C со 00 о to