Устройство для индукционной сварки встык полых изделий круглого профиля Советский патент 1991 года по МПК B23K13/00 B23K101/04 

Изобретение относится к сварке, а именно к оборудованию для индукционной сварки изделий круглого профиля.

Цель изобретения - повышение качества сварного соединения путем равномерного нагрева соединяемых изделий.

На фиг.1 изображено предлагаемое устройство, вид сбоку; на фиг.2 - вид А на фиг.1; на фиг.З - разрез Б-Б на фиг.2; на фиг.4 - разрез В-В на фиг.1.

Устройство для индукционной сварки содержит индуктор 1, который через жесткие токоподводы 2-7 соединен с жесткими шинами 8 и 9. Токоподводы 2-7 и шины 8 и

9 выполнены в виде пластин, причем как токоподводы 6 и 7, так и шины 8 и 9 разделены слоями изолирующего материала. Индуктор 1 имеет две выгнутые части 10 и 11, обращенные одна к другой вогнутыми сторонами. Каждая часть 10 и 11 индуктора 1 выполнена в виде рамки, продольные части 10а и 11а которой выгнуты так, что внутренние поверхности сдвинутых продольных частей 10а, 11а совпадают с поверхностью цилиндра, ось которого является осью 12 индуктора 1. Поперечные части рамок 10 и 11. соединяющие одни концы их продольных частей 10а, 11а, параллельны друг другу.

О Ю

О

о

со

Одни концы токоподводов 4 и 5 соединены с другими концами продольных частей Юа в рамки 10, а концы токоподводов 2 и 3 соединены с соответствующими концами продольных частей 11а рамки 11. Токопод- ЕОДЫ 2-5 от места присоединения к соответствующим частям рамок 10 и 11 проходят перпендикулярно оси 12. Боковые поверхности токоподводов 2 и 4 вблизи своих вторых концов примыкают одна к другой, а боковая поверхность токоподвода 4, в свою очередь, примыкает к боковой поверхности первого конца токоподвода 6. Аналогичным образом токопроводы 3 и 5, у вторых концов примыкают один к другому и к первому концу токоподвода 7. Токоподводы 6 и 7 также проходят перпендикулярно оси 12 индуктора 1. Токоподводы 2-5 надеты на втулку 13 с возможностью поворота вокруг ее оси. Втулка 13 проходит через соосные отверстия, выполненные вблизи концов токопод- чодов 2-5. Втулка 13 проходит также через отверстия, выполненные в токоподводах 6 и 7 и в разделяющем их слое изолирующего материала. Продольная ось втулки 13 парзл- пельна оси 12 индуктора 1. Через продольное отверстие втулки 1-3 проходит шток 14 пневмопривода 15, на одном конце которо- го выполнена резьба, а на другом конце имеется поршень 16. Поршень 16 размещен в полости корпуса 17, боковая поверхность которого прибегает к боковой поверхности токоподвода 3, С противоположной стороны полость корпуса 17 закрыта крышкой 18. Полость корпуса 17 через канал в штоке 14 соединена с источником сжатого воздуха (не показан). На резьбовом конце штока 14 установлены гайка 19 с контргайкой 19а. Между гайкой 19 и обращенной к ней поверхностью токоподвода 2 установлена упругая прокладка 20 из изолирующего материала.

Концы токоподводов 3 и 5, надетые на втулку 13, снабжены выступающими частями, концы которых через шарниры 21 и 22 соединены соответственно с поводками 23 и 24. Поводки 23 и 24 соединены между собой и со штоком пневмопривода 25 с помощью шарнира 26. Оси шарниров 23, 24 и 26 параллельны оси 12 индуктора 1, а шток пневмопривода 25 проходит перпендикулярно оси 12 индуктора 1. Пневмопривод 25 с помощью штуцера 27 соединен с источником сжатого воздуха (не показан).

Второй конец гокоподвода 6 соединен, например с помощью сварки с первым концом шины 8, боковые поверхности которой перпендикулярны боковым поверхностям токоподводз 6. Второй конец токоподвода 7 аналогичным образом соединен с первым концом шины 9, боковые поверхности которой перпендикулярны боковым поверхностям токоподвода 7 Таким образом рамка 10 через токоподводы 2 и 6 соединена с шиной 8, а через токоподводы 5 и 6 с шиной

9. Рамка 11 через токоподводы 2 и 6 соединена с шиной 8, а через токоподводы 3 и 6 с шиной 9.

Устройство содержит также станину 28. установленную на основании 29. На стани0 не 28 соосно установлены неподвижный 30 и подвижный 31 : центрирующие зажимы На станине 28 по обе стороны от зажимов 30 и 31 установлены рычаги 32 и 33 привода осадки соответственно

5Устройство содержит также корпус 34

который через ролики 35 и 36 опирается ня направляющие 37 установленные на основании 29. Рабочие поверхности направляющих 37 проходят перпендикулярно оси 12

0 индуктора 1 Корпус 34 и станина 28 установлены таким образом, что в одном из по ложений корпуса 34 индуктор 1 занимает положение, при котором он находится между зажимами 30 и 31, а его ось 12 совпадает

5 с их осями.

На основании 29 установлен также пневмопривод 38 для перемещения корпуса 34 вдоль направляющих 37. Пневмопривод 38 связан с корпусом 34 через скобу 39 На

0 корпусе 34 в кожухе 40, выполненном из изолирующего материала, установлен сварочный трансформатор 41. Трансформатор 41 содержит первичную обмотку 42, выполненную в виде спирали, ось которой совпз5 дает с осью 12 индуктора 1 Отводы 43 и 44 первичной обмотки соединены с источником питания (не показан) Внутри первичной обмотки коаксиально ей установлена вторичная обмотка 45, выполненная в виде раз0 резного цилиндра 46, стенки 47 которого, проходящие вдоль разреза, загнуты внутрь цилиндра 46, проходят параллельно диаметру цилиндра 46 и разделены слоем изолирующего материала 48. Ось цилиндра 46,

5 т е. ось вторичной обмотки 45, совпадает с осью 12 индуктора 1. Вторичная обмотка 45 с помощью подшипников 49 и 50 закреплена с возможностью поворота вокруг оси цилиндра 46, а значит и вокруг оси 12

0 индуктора 1, в кожухе 40 С одной стороны вторичная обмотка 45 кинематически связа на через редуктор 51 с электродвигателем 52, а с другой стороны вторичная обмотка 45 своими стенками 47 соединена, например

5 с помощью сварки с вторыми концами шин 8 и 9. Эти концы шин 8 и 9 соединены с их другими концами участками шин 8 и 9, проходящими под углом к оси 12 индуктора 1 Перед сваркой шины 8 и 9 и инд/ктоп 1 находятся в горизонтальном г с о

стороны, противоположной стороне, с которой находится оператор. Части 10 и 11 индуктора 1 разведены, а корпус 34 с помощью пневмопривода 38 отведен по горизонтальным направляющим 37 в ту сторону, где расположены шины 8 и 9.

Устройство работает следующим образом.

Подлежащие сварке трубы 53 и 54 закрепляют в центрирующих зажимах 30 и 31. После этого корпус 34 перемещают в положение, при котором ось сварочного трансформатора 41 совпадает с осью центрирующих зажимов 30 и 31. Затем индуктор 1 приводят в рабочее положение. Для этого снижают давление воздуха в полости корпуса 17, благодаря чему уменьшается усилие прижима токоподводов 2 и 4 к токоподводу 6 и токоподводов 5 и 3 к токо- пэдводу 7 чем обеспечивается возможность сдвигания частей 10 и 11 индуктора 1. Затем с помощью пневмопривода 25 приводят в движение шарнир 26, что вызывает перемещение вместе с ним поводков 23 и 24. В результате этого токоподводы 4 и 5 поворачиваются вокруг осей шарниров 21 и 22, одновременно поворачиваясь вокруг оси втулки 13 и вызывая этим поворот токоподводов 2 и 4 вокруг этой же оси. При этом части 10 и 11 индуктора 1 сдвигаются и охватывают своими изогнутыми частями 10а, 11а трубы 53 и 54 в районе стыка между ними. После установки частей 10 и 11 индуктора 1 в рабочее положение в полость корпуса 17 подают через каналы в штоке 14 сжатый воздух, что вызывает перемещение поршня 16. При этом гайка 19 прижимает прокладку 20 к боковой поверхности токо- подвода 2, вызывая этим смещение токоподводов 2 и 4 индуктора 1 в направлении оси втулки 13 и плотное их пластине к токоподвоДу 6 шины 8. Одновременно стенка корпуса 17, перемещаясь в направлении оси втулки 13, прижимает токоподводы 3 и 5 к токоподводу 7 шины 9. Этим обеспечивается надежный электрический контакт между токоподводами 2-5 индуктора 1 и токолодзодами 6 и 7 шин 8 и 9.

После этого на трансформатор 41 подают напряжение, обеспечивающее протекание по индуктороу 1 сварочного тока. Одновременное помощью двигателя 52 осуществляют колебательные движения обмотки 45 трансформатора 41, поворачивая ее вокруг ее оси, а значит, и вокруг оси 12 индуктора 1 поочередно в одну и другую сторону на 180°. Колебательно-вращательное движение обмотки 45 вызывает соответствующие колебания шин 8 и 9, токоподводов 2-7 и частей 10 и 11 индуктора 1. Поскольку ось 12 индуктора 1 совпадает с осями центрирующих зажимов 30 и 31, индуктор 1 поворачивается вокруг труб 53 и 54. В кромках труб 53 и 54 индуцируется 5 сварочный ток, который благодаря описанной форме индуктора 1 и эффекту близости вытесняется на торцовые поверхности труб 53 и 54, После расплавления торцов осуществляют осадку труб 53 и 54 в осевом нз10 правлении с помощью рычагов 32 и 33 привода осадки. После этого прекращают колебательные движения обмотки 45, шин 8 и 9 и индуктора 1, причем колебательные движения прекращают тогда, когда шины 8

5 и 9 занимают горизонтальное положение и отклонены в сторону возможного перемещения корпуса 34.

После окончания сварки и отключения питания индуктора 1 раздвигают части 10 и

0 11 индуктора 1. Для этого снова снижают давление в полости корпуса 17 для обеспечения возможности поворота токоподводов 2-5 вокруг оси втулки 13. Затем с помощью пневмопривода 25 приводят в движение

5 шарнир 26 и связанные с HVIM поводками 23 и 24 шарниры 21 и 22, вызывая этим поворот токоподводов 2-5 вокруг осей шарниров 21 и 22 и вокруг оси втулки 13. В результате части 10 и 11 индуктора 1 раздвигаются так,

0 что расстояние между параллельными поперечными частями рамок 10 и 11 становится больше диаметров свариваемых труб 53 и 54. После этого повышают давление в полости корпуса 1-7 для закрепления частей 10 и

5 11 индуктора 1 в разведенном положении. Затем корпус 34 с помощью пневмопривода 38 перемещают вдоль направляющих 37 перпендикулярно оси 12 индуктора 1 в направлении, совпадающем с направлением

0 наклона шин 8 и 9.

Колебательно-вращательное движение индуктора в процессе сварки обеспечивает равномерный нагрев свариваемых кромок по всему периметру сварного шва. Так как

5 сварочный трансформатор соединен с частями индуктора через шарниры и перемещается вместе с трансформатором в горизонтальном направлении, то обеспечивается возможность легкой установки и из0 влечения сваренных изделий, а также свободный доступ к сварному соединению после сварки, что необходимо для осуществления дополнительных операций, таких, как контроль качества сварного соедине5 ния, без извлечения сваренных изделий из сварочной машины.

Таким образом, предложенное устройство позволяет обеспечить получение высококачественного сварного соединения, в том числе при сварке таких металлов, как

легированные стали, у которых температура плавления их окислов выше температуры плавления металла.

Формула изобретения 1. Устройство для индукционной сварки встык полых изделий круглого профиля, содержащее основание, индуктор с двумя частями, установленными с возможностью взаимного перемещения, и сварочный трансформаторе вторичной обмоткой, которая соединена с частями индуктора через жесткие шины и жесткие токоподводы, отличающееся тем, что, с целью повышения

0

5

качества сварного соединения, части индуктора выполнены полукруглыми, вторичная обмотка сварочного трансформатора установлена соосно с индуктором с возможностью поворота вокруг своей оси, жесткие шины выполнены S-образными и шарнирно .соединены с соответствующими жесткими токоподводами, а оси шарнирного соединения параллельны оси индуктора.

2. Устройство по п.1. о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что сварочный трансформатор установлен с возможностью перемещения в плоскости, параллельной плоскости основания и перпендикулярной оси индуктора.

Изобретение касается сварки. Цель изобретения - повышение качества сварного соединения путем равномерного нагрева соединяемых изделий. Трубы 53, 54 укрепляют в центрирующих зажимах 30, 31. Перемещают корпус 34 в положение, при котором ось сварочного трансформатора 41 совпадает с осью центрирующих зажимов 30, 31. Затем индуктор 1 приводят в рабочее положение. Поворачивают токоподводы 4, 5 вокруг осей шарниров 21. 22, одновременно поворачивая вокруг оси втулки, чем вызывают поворот токоподводов 2,4 вокруг этой же оси Части 10 11 индуктора 1 сдвигаются и охватывают изогнутыми частями трубы 53, 54 Подают на трансформатор 41 напряжение. Одновременно с помощью двигателя 52 осуществляют колебательные движения обмотки 45 трансформатора 41, поворачивая ее вокруг ее оси, а следовательно, и вокруг оси индуктора 1 поочередно в одну и другую сторону на 180 , тем самым поворачивая и индуктор 1, что обеспечивает рав- номерный нагрев т о о ц о в . После расплавления торцов осуществляют осадку приводом осадки. Прекращают колебательные движения обмотки 45. Бла(одзря колебательно-вращательным движением индуктора в процессе сварки обеспечивается равномерный нагрев свариваемых кромок. 1 з.п. ф-лы, 4 ил. ё

52 51 5 W V2 Ц1ЧОЧ№

к

ЗУ

35 37 38 39 37 36

% 5 7

15

Фаг

Вид и

47

Риг 2

2 t 6 Б-Б 7 5 J 17

Фиг J

Фиг V