МАШИНА ДЛЯ ПРЕССОВОЙ СВАРКИ ТРУБ

Полезная модель относится к оборудованию для сварки дугой, вращающейся в магнитном поле, и может быть использована в различных отраслях промышленности при сварке трубчатых деталей, как в стационарных, так и в полевых условиях.
5
Известна машина для сварки дугой, вращающейся в магнитном поле [авторское свидетельство СССР №1712090, МПК В23К 9/08, 11/00, 1992]. Машина содержит установленные на направляющих подвижный и неподвижный блоки, гидроцилиндры осадки, регулируемые упоры, станину с направляющими пазами и плунжерами. Машина имеет установленные на блоках механизмы зажатия, каждый из которых снабжен двуплечим рычагом с роликом, а направляющие выполнены в виде штоков цилиндров осадки и их свободные концы установлены в направляющих пазах станины.
Недостатком машины является несовершенный механизм регулировки зазора отскока, состоящий из гидравлического плунжера и механических упоров, что вызывает необходимость проведения трудоемких операций по установке требуемого зазора отскока.
7
Прототипом предлагаемого технического решения является машина для прессовой сварки труб с нагревом дугой, управляемой магнитным полем [патент РФ №2185940, МПК В23К 9/08//В23К 101:06, 2001].
Машина содержит подвижный и неподвижный блоки, которые изолированы друг от друга и установлены на направляющих. Каждый из блоков имеет механизм зажатия. На штоке каждого гидроцилиндра осадки размещен основной и плавающий поршень, взаимодействующий с пружинным кольцом. Имеется регулировочная гайка, установленная с возможностью упора в заднюю крышку гидроцилиндра. Установленные на штоке поршни образуют три камеры: отскока, осадки и исходного положения.
К недостаткам машины следует отнести сложность конструкции трехкамерного гидроцилиндра и невозможность предварительного поджатия торцов свариваемых деталей. Все это снижает надежность машины и качество производимой ею сварки.
Технической задачей, стоящей перед полезной моделью, является повышение качества сварки, увеличение производительности труда, повышение надежности безотказной работы машины и снижение трудозатрат.
Для решения поставленной задачи в машине для прессовой сварки труб, содержащей установленные на направляющих штоках подвижный и неподвижный блоки, каждый из которых имеет механизм зажатия, закрепленные на неподвижном блоке гидроцилиндры для отскока и осадки, в полости которых размещены, установленные на штоке, плавающий и неподвижный поршни, образующие камеру отскока и камеру осадки, и регулируемые упоры, последние установлены в задних крышках гидроцилиндров, а площадь торцевой поверхности неподвижных поршней больше площади торцевой поверхности плавающих поршней, при этом в каждом гидроцилиндре плавающий (подвижный) поршень взаимодействует одним своим торцом с регулируемым упором, а другим торцом - с камерой отскока, а рабочий неподвижный поршень одним торцом контактирует с камерой отскока, а другим - с камерой осадки.
Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг.1 показан общий вид машины (сверху), на фиг.2 - вид А на фиг.1, а на фиг.3 - вид по ББ на фиг.1.
Машина для прессовой сварки труб с нагревом дугой, управляемой магнитным полем, содержит станину 1, на которой смонтированы неподвижный блок 2 и опоры 3 для направляющих штоков 4. Подвижный блок 5 установлен на направляющих штоках 4 с возможностью перемещения его в продольном направлении в определенном интервале.
Одни концы направляющих штоков 4 расположены во втулках опор 3, а вторые в гидроцилиндрах 6 отскока и осадки, закрепленных на неподвижном блоке 2.
Неподвижный блок 2 и подвижный блок 4 несут механизмы зажатия, состоящие из неподвижных зажимов 7 и шарнирно с ними связанных откидных зажимов 8, между которыми с помощью гидроцилиндров 9 зажимаются свариваемые трубы (трубные детали).
Полость гидроцилиндров 6 выполнена ступенчатой. В зоне с большим радиусом на штоке 4 установлен неподвижный поршень 10, а в зоне с меньшим радиусом на штоке 4 установлен плавающий поршень 11. Между поршнями 10 и 11 образована камера «а» отскока, а между поршнем 10 и передней, примыкающей к блоку 2, крышкой 12 образована камера «б» осадки. В задние крышки 13 гидроцилиндров установлены регулируемые упоры 14 с контргайкой 15.
Гидроцилиндры 6, расположенные на неподвижном блоке 2, обеспечивают в автоматическом режиме плотное поджатие торцов свариваемых деталей в момент подачи тока, последующий отскок свариваемых деталей на строго заданное расстояние для инициирования электрической дуги в образовавшемся зазоре и затем осадку свариваемых деталей после полного расплавления торцов. Постоянство и величина зазора отскока принципиально влияют на процесс сварки и качество полученного соединения.
Таким образом, конструкция предлагаемых гидроцилиндров является, в отличие от прототипа 2-х камерной и позволяет совместить все названные стадии процесса сварки.
Машина работает следующим образом.
Для вывода подвижного блока 4 в исходное положение для сварки в гидроцилиндры 6 подают давление масла одновременно в камеру «а» отскока и в камеру «б» осадки, при этом происходит перемещение штока 4, а значит и подвижного блока 5 в исходное положение, которое определяется положением упора 14. Это происходит под действием возникающего усилия на плавающий поршень 11, который тянет шток до соприкосновения с упором 14, так как усилие в сторону поршня 11 оказывается больше, чем в сторону поршня 10. Положение упора 14 предварительно выставляется по нониусу относительно торца задней крышки 13 гидроцилиндров 6 таким образом, чтобы рабочий неподвижный поршень 10 отошел от торца передней крышки 12 гидроцилиндра на величину требуемого зазора отскока (в пределах 1-3 мм) Упор 14 фиксируется от перемещений контргайкой 15.
В исходном положении подвижного блока 5 в ложементы блоков 2 и 5 устанавливают заготовки свариваемых труб (деталей) торцами друг к другу плотно без зазора и жестко фиксируют их в ложементах с помощью зажимов 8.
Затем из камер «а» отскока кратковременно сбрасывают давление масла, что приводит к плотному поджатию торцов деталей и синхронно с этим подают сварочный ток от инверторного источника питания дуги, а через доли секунды снова подают давление в камеру «а» отскока с одновременным сбросом давления из камеры «б» осадки. Благодаря тому, что площадь торцевой поверхности неподвижных поршней 10 больше площади торцевой поверхности плавающих поршней 11, происходит отскок торцов труб и инициирование дуги в зазоре, величина которого определена установкой упора 14. Вращающаяся в зазоре дуга разогревает торцы труб в течение нескольких секунд, после чего сбрасывают давление из камер отскока «а» и подают давление в камеры «б» осадки, в результате чего происходит процесс осадки торцов заготовок труб и образуется сварочный шов по всей длине окружности свариваемой трубы в виде кольцевого буртика.
Все стадии работы машины - подача давления от гидростанции, подача тока от инверторного источника, компьютерный контроль за параметрами сварки по определенной программе осуществляются с единого пульта в автоматическом режиме.
Применение предлагаемой машины позволит повысить качество сварки за счет строгого постоянства дугового зазора, оптимизации параметров сварочной дуги и осуществления компьютерного контроля параметров сварочного процесса в режиме on-line.
Производительность труда повысится за счет минимизации ручного труда благодаря автоматизации всех стадий сварочного процесса от единого поста управления и возможности встраивать машину в автоматическую линию по изготовлению серийной продукции.