УСТРОЙСТВО для АВТОМАТИЧЕСКОЙ СВАРКИ Советский патент 1972 года по МПК B23K37/02 

Изобретение относится к устройствам для автоматической сварки внутренних кольцевых швов цилиндрических изделий, например поворотных стыков магистральных трубопроводов. Оно может быть использовано при сварке магистральных трубопроводов, в котлостроении, резервуаростроении и других отраслях народного хозяйства.

Известны устройства для автоматической сварки внутренних кольцевых швов цилиндрических изделий, содержащие внутреннюю со сварочной головкой и наружную штангу с визиром, причем штанги во время сварки жестко связаны между собой. Оси визира и электрода находятся в одной плоскости. Такие устройства нредназначены для сварки в последовательности изнутри-снаружи. Онератор в процессе сварки видит собранный, но еще не сваренный снаружи стык и, совмещая с ним визир, обеспечивает тем самым совмещение электрода со стыком. Визир и сварочная головка жестко связаны со своими штангами, так что при совмещении перемещается вся система сварочная головка - внутренняя штанга - наружная штанга-визир относительно свариваемого изделия или, наоборот, свариваемое изделие относительно этой системы. Если массы перемещающихся частей велики (например, при сварке длинпомерных сосудов, труб магистральных трубопроводов и т. п.), то

вследствие инерционности точность совмещения снижается. Если при сварке длинномерных сосудов внутренняя штанга оинраетоя-на поверхность сосуда колесами, оси которых параллельны оси сосуда, осевое перемещение внутренней штанги будет еще более грубым. Кроме того, оно не позволяет производить совмещение в тех случаях, когда линия сварки находится вне поля зрения оиератора (например, еслп наружные слои сварены раньще внутренних).

Предлагаемое устройство в отличие от известных позволяет улучшить качество сваркя путем повыщения точности совмещения электрода со стыком, а также производить совмещение (в том числе и установку электрода на стык перед сваркой) в тех случаях, когда линия сварки иаходится вне поля зрения оператора. В этом устройстве визир и сварочная головка установлены на каретках, смонтированных на штангах с возмолшостью продольного перемещения относительно стыка, причем привод каретки визира механически связан с ротором сельсин-датчика, а нривод каретки сварочной головки - с ротором сельсинприемнпка, соединенного электрически с сельс ш-датчиком. При сварке в последовательности снаружи-изнутри ось визира смещена относительно оси электрода на определенное, фиксированное для данного устройства расстояние. С целью исключения возможности

рассогласования визира и электрода при отсутствии питающего напряжепия, в кинематическую цепь привода каретки визира введена электромагнитная муфта. Жесткая связь внутренней и наружной штанг не является постоянной, а устанавливается лишь на время сварки.

На фиг. 1 изображено описываемое устройство, общий вид; на фиг. 2 - злектрокинематическая схема приводов кареток визира и сварочной головки.

Сварочная головка 1 укреплена на внутренней штанге 2. С внутренней штангой жестко связана наружная щтанга 3, на которой находится визир 4. Конструктивно эта связь может быть не постоянной, а лищь устанавливаемой на время сварки. Визир установлен на каретке 5, которая может перемещаться по направляющим 6 перпендикулярно линии сварки (стыку 7). Перемещение визира осуществляется при вращении вала 8 через редуктор 9 .винтом 10 (вал можно вращать вручную или электродвигателем). На одной осп с валом смонтирован ротор сельсин-датчика //.

Подающий механизм сварочной головки с мундштуком для электродной проволоки установлен на каретке 12, которая может перемещаться в продольном направлении по направляющим 13. Перемещение электрода 14 осуществляется при вращении ротора сельсинприемника 15 через редуктор 16 винтом 17.

Приводы каретки визира и электрода имеют одинаковую кинематику. Если стык 7 находится в поле зрения оператора, то оси визира и электрода располагаются в одной плоскости (а 0); если стык находится вне поля зрения оператора, ось визира смещена относительно оси электрода на определенное расстояние . Благодаря наличию жесткой связи расстояние между осями электрода и визира остается в процессе работы пеиз.менНЫЛ1 (fl const).

Бал и ротор сельсин-датчика могут быть соединены с помощью электромагнитной муфты 18 (муфта на фиг. 2 условно обозначена дважды - в электрической и кинематической частях схемы). Для включения электромагнитной муфты и напряжения, питающего сельсин-датчик и сельсин-приемник, предусмотрен выключатель 19.

При сварке в последовательности снаружи-изнутри на наружную поверхность изделия 20 наносятся риски 21 на расстоянии а от стыка.

Устройство работает следующим образом. Сварочная головка, укрепленная на внутренней штанге, вводится в свариваемое цилиндрическое изделие к месту стыка. Одновременно движется наружная щтанга с визиром.

После грубого совмещения оси визира со стыком (при последовательности сварки изнутри-снаружи) или риской (при последовательности сварки снаружи-изнутри) движение штанг прекращается. Затем производится точная установка визира, что достигается продольным перемещением каретки с визиро.м. При этом вращается ротор сильсиндатчика, причем угол поворота его пропорционален величине продольного перемещения визира.

Сельсин-датчик электрически связан с сельсин-приемником, ротор которого, как известно, повернется при этом па угол, равный углу поворота ротора сельсин-датчика. Сельсии-приемник выполняет также функцию исполнительного двигателя привода продольного перемещения электрода; перемещение электрода иропорционально углу поворота ротора сельсин - п р и ем н и ка.

Как было указано выще, кинематика приводов продольного перемещения визира и электрода одинакова, следовательно, перемещение электрода, отработанное сельсин-приемником, равно перемещению визира, заданному оператором с помощью сельсин-датчика. Отсюда следует, что при этих операциях расстояние меледу осями визира и электрода останется неизменным. В процессе сварки оператор, вращая вал 8, все время совмещает визир со стыком или риской.

При случайном отсутствии питающего напряжения в цепи сельсин-датчик -сельсинприемник молшо, вращая вал 8, сместить каретки 5 с визиром при неподвижных каретке

12 и электроде 14. Тем самым вся система окажется рассогласованной, так как изменится расстояние а. Чтобы этого не произошло, в кинематическую цепь привода каретки введена электромагнитная муфта, включаемая

одновременно с включением питающего напряжения с помощью выключателя. Муфта соединяет вал 8 с ротором сельсин-датчика. Таким образом, при отсутствии питающего напряжения вращение вала не передается ротору сельсин-датчика и винту 10, и рассогласование исключено. Принцип действия устройства не изменится, если штанги 2 к 3 неподвижны, а продольное пере.мещение сообщают изделию 20.

Предмет изобретения

Устройство для автоматической сварки внутренних кольцевых швов цилиндрических изделий, содержащее внутреннюю штангу со

сварочной головкой и наружную штангу с визиром, жестко связанные меледу собой, отличающееся тем, что, с целью улучшения качества сварки путем повышения точности совмещения электрода со стыком и возможности

осуществления сварки в последовательности снаружи-изнутри, оно снабжено приводными каретками, установленными на внутренней и наружной штангах с возможностью продольного перемещения, на которых соответственно установлены сварочная головка и визир, причем привод каретки визира механически связан с ротором сельсин-датчика, а привод каретки сварочной головки - с ротором сельсин-приемника, электрически соеди