Установка для автоматического управления дуговой сваркой кольцевых швов многослойных труб Советский патент 1982 года по МПК B23K9/10 

Изобретение относится к области сварочного производства и может быть использовано для автоматизации при установочных операциях и слежении за стыком при дуговой сварке кольцевых соединений многослойных труб, собранных из отдельных обечаек в процессе изготовления труб.

Известно устройство управления установкой для автоматической сварки труб 13, содержащее устройства слежения за разделкой и элементы, осуществляющие контроль за сваркой в несколько проходов.

Это устройство не позволяет отыскать шов.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для ориентации сварочной горелки при сварке незамкнутых швов С2 J, содержащее привод слежения и два струйных датчика, функционально соединенных с приводом слежения при помощи блока управления. В устройство введены два дополнительных датчика, блоки поиска стыка и окончания сварки и пороговые элементы основных и дополнительных датчиков. Выходы пороговых элементов основных струйных датчиков соединены со входами блоков управления приводом слежения, поиска стыка и окончания прсщесса сварки, а выход пороговых элементов дополнительных датчиков соединен с вторыми входами блоков окончания процесса сварки и управления приводом слежения.

Однако в этом устройстве наличие

10 струйных датчиков предполагает использование релейных элементов, что значительно усложняет самоустройство. Кроме того, поиск шва в случае, если головка аппарата, в котором использовано устройство, находится не

15 только в стороне от стыка, но смещена по вер-сикали, затруднен. Не исключена ошибка при поиске шва, так как любая трещина или заусенец при поиске стыка может служить сигналом

20 о его нахождении.

Целью изобретения является повышение производительности процесса сварки за счет уменьшения затрат на подготовительные и установочные

25 операции и исключение ошибок йри поиске шва.

Поставленная цель достигается тем, что в установку для автоматического управления дуговой сваркой

30 кольцевых швов многослойных труб. содержащую сварочные головки с блоками управления циклом работы, меха низмы горизонтальной и вертикальной корректировки положения сварочных головок с блоками управления этими механизмами, датчики нахлеста, датчики касания горизонтальной и верти кальных плоскостей, а также привод вращения трубы с блоком его управления, введены схемы совпадения, элементы вьвдержки времени и устройства счета числа оборотов трубы, через которые выходы датчиков нахле та соединены со входами одних схем совпадения. Через другие схемы совпадения соединены выходы датчиков касания одной вертикальной плоскости и выходы датчиков нахлеста с входами управления циклом работы каждой сварочной головки. Выходы да чиков касания другой вертикальной Плоскости соединены со входами схем совпадения через элементы выдержки в эемени, а выходы датчиков касания горизонтальной плоскости - со входа ми блока управления приводом вращения трубы и входами блоков управления механизмами горизонтальной, и ве тикальной корректировки положения сварочных головок. Выходы элементов выдержки времени соединены со входами блоков управления механизмами горизонтальной коррекции .положения сварочных головок и входами датчиков касания другой вертикальной плоскости. На чертеже показана функциональная схема установки для сварки коль цевых швов многослойных труб (с дву мя сварочными головками). Установка содержит две сварочные головки 1 и 2, которые содержат механизмы горизонтальной 3, 4 и верти кальной 5, 6 корректировки головок 1 и 2 относительно швов 7, 8 трубы Выходы датчиков касания 10, 11 левой вертикальной плоскости раздел швов 7 и 8 соединены со входами эле ментов выдержки времени 12, 13 и входами блоков 14, 15 управления ме ханизмами горизонтальной корректировки 3 и 4. Выходы элементов 12, 1 соединены также со входами блоков управления 14, 15 датчиками 16, 17 касания правой вертикальной плоскос ти швов 7, 8, одними входами схем совпадения 18, 19 и входами счетчиков 20, 21 числа оборотов трубы 9. Счетчики 20, 21 соединены с другими входами схем совпадения 18, 19. Выходы счетчиков 20, 21 соединены со входами пуска блоков 22, 23 управления циклами работы головок 1,2. Выходы окончания цикла сварки блоков 22, 23 через схему совпадени 24соединены с входом Стоп блока 25управления .механизмом 26 вращения трубы 9. ВЫХОДЫ датчиков 27, 28 касания горизонтальной плоскости соединены с блоками 29, 30 управления механизмами 5, 6 вертикальной корректировки, блоками 14, 15 через схему ИЛИ со входом Пуск блока 25 управления механизмом 26 вращения трубы 9. . Выходы датчиков 32, 33 нахлеста 34 соединены со счетчиками 20, 21 числа оборотов трубы 9. Предварительно сварочные головки 1, 2 занимают положение справа и вверху от соответствующих швов 7, 8, Установка работает следующим образом. Сигнал Пуск установки подается на входы блоков 29, 30 управления механизмами 5, 6 вертикальной корректировки сварочных головок 1, 2, При этом сварочные.головки опускаются вниз до срабатывания датчиков 27, 28. Датчики 27, 28, срабатывая, выдают команды на блоки 14, 15 управления механизмами 3, 4 горизонтальной корректировки. И от обоих датчиков 27 и 28 через схему ИЛИ 31 на блок управления 25 поступает команда Пуск. При этом команды от датчиков 27, 28 соответствуют перемещению сварочных головок 1, 2 влево к разделкам швов 7, 8. Датчики 27, 28 постоянно следят за горизонтальной плоскостью поверхностью трубы, осуществляя посредством механизмов 5, 6 вертикальную корректировку головок 1, 2. При попадании головок 1, 2 (их электродов) в разделку швов 7, 8 срабатывают датчики 10, 11, и через устройства 12, 13 сигналы попадают на один из входов элементов совпадения (-18, 19. Если в процессе движения вдоль трубы к разделке датчикам 10или 11 встречается препятствие (трещина, заусенец), то команда на включение сигнала сварки не выдается, так как эта команда формируется через вьщержку времени устройств 12, 13, Выдержка времени выбирается достаточной для того, чтобы датчики 10, 11 не выдали ошибочной команды о нахождении разделки шва. При нахождении разделки шва (его левой вертикальной плоскости) и подтверждении этой команды через выдержку времени устройств 12 и 13 с выходов этих устройств снимается команда на блоки 14, 15 о прекращении принудительного движения влево. Такая же команда выдается,если датчики 10, 11встретили любое препятствие при движении влево. Эта команда снимается, если препятствие исчезло за время, меньшее времени выдержки устройств 12, 13, а также на включение в работу датчиков 16, 17. При этом датчики 10, 11 и 16, 17 через блоки

14, 15 управляют механизмами 3, 4 в режиме слежения за направлением швов 7,8.

Головки 1, 2 снабжены своими датчиками 32, 33 нахлеста 34, так как линия нахлеста 34 может не совпадать, на каждой из обечаек трубы 9.

Нахлест 34 служит началом пуска цикла сварки и концом этого цикла.

Команды от датчиков 32, 33 поступают на счетчики импульсов 20, 21, на счетчиках 20, 21 предварительно устанавливается количество проходов сварки, т.е. количество срабатываний датчиков 32, 33.

При этом на вторые входы схем совпадения 18, 19 поступают сигналы пуска от счетчиков 20, 21. На выходе схем 18, 19 в случае нахождения разделок швов 7, 8 и своих нахлестов 34 формируется команда на включение блоков 22, 23, управляющих циклами работы сварочных головок 1, 2. Каждая головка сваривает свой шов в автоматическом режиме с коррекцией как по горизонтали, так и по вертикали самих головок относительно своих швов.

После сварки необходимого числа проходов датчики 32, 33 через счетчики 20, 21 схем 18, 19 выдают на блоки 22, 23 команды на конец цикла сварки. После обработки конца цикла сварки блоки 22, 23 через схему совпадения 24 вьщают команду на остановку механизмов вращения трубы.

Одновременно с этим выдается команда на подъем сварочных головок 1-2 и их отвод в правое исходное положение (связи, осуществляющие цикл отвода головок в исходное положение, на чертеже не показаны).

Установка позволяет значительно сократить время на различные нала-дочные и установочные операции. В установке может быть применено не-сколько (до 8) сварочных головок, которые обслуживаются минимальным числом операторов-сварщиков (1-2). При этом исключаются ошибки в поиске разделок швов и в слежении за самой разделкой.

Проведенные в реальных условиях испытания ; установки показали ее высокую надежность и эффективность.

Формула изобретения

,1 становка для автоматического упЕавления дуговой сваркой кольцевых швов многослойных труб, содержащая сварочные головки с блоками управления циклом работы, механизмы горизонтальной и вертикальной корректировки положения сварочных головок с блоками управления этими механизма0ми, датчики нахлеста, датчики касания горизонтальной и вертикальной плоскостей, а также привод вращения трубы с блоком управления, отличающаяся тем, что, с

5 целью повышения производительности процесса сварки за счет уменьшения затрат времени на подготовительные и установочные операции и исключения ошибок при поиске шва, в нее введе0ны cxeNbi совпадения, элементы выдержки времени и устройство счета числа оборотов трубы, через это устройство выходы датчиков нахлеста соединены с входами одних схем сдв5падения, через другие схемы совпадения соединены выходы датчиков касания одной вертикальной плоскости и выходы датчиков нахлеста с выходами блоков управления-ЦИКЛОМ работы каждой

0 сварочной головки, причем выходы датчиков касания другой вертикальной плоскости соединены с входами одних схем совпадения через элементы выдержки времени, а выходы датчиков касания горизонтальной плоскости сое5динены с входами блока управления приводом вращения трубы и входами блоков управления механизмами горизонтальной и вертикальной корректировки положения сварочных головок.

0

2. Установка по п. 1, о т л и .чающаяся тем, что выходы элементов выдержки .времени дополнительно соединены с входами блоков управления механизмами горизонталь5ной корректировки положения сварочных головок и входами датчиков касания другой вертикальной плоскости.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США № 414992, кл. 228-102, 20.03.79.

2.Авторское свидетельство СССР № 559778, кл. В 23 К 9/10, 04.06.75

(прототип).