АВТОМАТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА АРГОНОДУГОВОЙ СВАРКИ

Устройство относится к атомной промышленности и может быть использовано при проведении исследований в области реакторного материаловедения, в частности, восстановления способом аргонодуговой сварки облученных ударных образцов Шарпи (из обломков образцов Шарпи от предыдущих механических испытаний на ударный изгиб) в дистанционных условиях защитной камеры и повторных испытаний на ударный изгиб. Испытания являются экспериментальными исследованиями для определения механических свойств металла корпуса реактора АЭУ, отработавшего свой эксплуатационный ресурс.
Известны установки для сварки различных изделий, применяемые в различных отраслях промышленности (Технология механизированной дуговой и электрошлаковой сварки. Учебное пособие для подготовки рабочих на производстве. Изд. 3-е, перераб. и доп., М., «Высшая школа», 1977, с.319-320). Конструкция и эксплуатационные данные этих установок зависят от типа применяемой сварочной аппаратуры и вида изготавливаемых сварных конструкций.
Наиболее близким к заявляемому является установка для сварки (там же, с.321) содержащая балку, по которой передвигается тележка с подвижной головкой или самоходная головка. Балка перемещается по рельсовому пути от одного шва к другому. В первую очередь сваривают короткие поперечные соединения, а затем продольные соединения. Вся плоская секция сваривается на обычном стеллаже сварочными тракторами.
По принципу действия и взаимосвязи конструктивных узлов эту установку можно применить для восстановления облученных ударных образцов Шарпи.
Недостатком установки для сварки для плоских секций являются габаритные размеры и как следствие невозможность ее применения в
дистанционных условиях радиационно-защитной камеры при проведении экспериментальных работ по сварке облученных ударных образцов Шарпи.
Указанный недостаток обусловлен технологическим предназначением установки сварки. Кроме того, она не может быть управляема манипуляторами в дистанционных условиях защитной камеры.
Технический результат полезной модели - увеличение количества облученных ударных образцов Шарпи путем их восстановления из обломков образцов Шарпи от предыдущих механических испытаний на ударный изгиб способом аргонодуговой сварки, неплавящимся электродом без применения присадочного материала и, соответственно, расширение возможностей проведения материаловедческих исследований металла корпуса реактора для прогнозирования его остаточного ресурса.
Указанный технический результат достигается в автоматической установке аргонодуговой сварки содержащей корпус, стационарную сварочную головку, прикрепленную к корпусу, с мундштуком для подачи защитного газа, направляющие, размещенные внутри корпуса, на которых установлены пневмокамера с пневмозажимом рычажного типа и каретка, выполненные с возможностью движения по направляющим, прижимную цангу, блок управления процессом сварки, электродвигатель, причем цанга выполнена из материала с высокой теплопроводностью, а внутри ее размещены водоводы для циркуляции охлаждающей жидкости.
Предлагаемая установка имеет неподвижный верхний узел - сварочную головку и подвижный нижний узел - передвижную сварочную каретку для размещения образцов, подающей их на сварку по направляющим, с помощью блока управления процессом сварки, позволяющего эксплуатацию установки оператором-сварщиком в дистанционных условиях защитной камеры.
Наличие блока управления процессом сварки позволяет эксплуатировать установку условиях защитной камеры и ее габариты позволяют увеличить количество облученных ударных образцов Шарли путем восстановления способом аргонодуговой сварки неплавящимся электродом без
применения присадочного материала и, соответственно, расширить возможности проведения материаловедческих исследований металла корпуса реактора для прогнозирования его остаточного ресурса.
Конструкция выполнена с учетом минимизации геометрических размеров агрегатов и узлов для эффективного использования занимаемого пространства защитной камеры, а также легкости ее транспортировки в межкамерном пространстве для ее монтажа или ремонта. Габаритные размеры установки сварки позволяют ее легко эксплуатировать с помощью манипуляторов защитной камеры. Преимущественно, все элементы конструкции установки выполнены из нержавеющей стали и материалов, мало подверженных воздействию радиационной обстановки в условиях защитной камеры. В качестве защитного газа для ведения процесса сварки - используется инертный газ аргон, подаваемый по газовой магистрали из баллона. Для защиты металла сварного шва от атмосферы воздуха могут использоваться и смеси инертных газов аргона и гелия.
Предлагаемая автоматическая установка аргонодуговой содержит:
1 - корпус;
2 - стационарную сварочную головку;
3 - пневмокамеру с зажимом рычажного типа;
4 - направляющие;
5 - передвижную каретку;
6 - водоохлаждаемаю прижимную цангу;
7 - электродвигатель;
8 - токоподводы от источника питания;
9 - блок управления процессом сварки;
10 - свариваемые элементы образца;
11 - магистраль подвода защитного газа.
В корпусе 1 размещены стационарная сварочная головка 2, направляющие 4, на которых установлены пневмокамера, с зажимом
рычажного типа, 3 и передвижная каретка 5. Каретка передвигается по направляющим 4 под стационарную сварочную головку 2.
Установка работает следующим образом. Свариваемые элементы образца 10 размещают с помощью манипуляторов в передвижной каретке 5 и прижимают водоохлаждаемой прижимной цангой 6 для отвода тепла из зоны сварки. Зажимают свариваемые элементы зажимом рычажного типа пневмокамеры 3 за счет подачи в нее сжатого воздуха. С помощью сигнала с блока управления процессом сварки 9 включают электродвигатель 7 и передвигают каретку 5 с пневмокамерой 6 по направляющим 4 к стационарной сварочной головке 2. В момент встречи сварочного электрода с платформой для зажигания сварочной дуги (расположенной на задней стенке каретки) происходит короткое замыкание, возникает сварочная дуга и начинается процесс сварки одной из четырех сторон полуфабриката образца.
После сваривания стороны образца отодвигают каретку от сварочной головки обдувают аргоном сварочный шов, возвращают каретку 5 с полуфабрикатом образца в исходное положение, прекращают подачу сжатого воздуха в пневмокамеру 3, свариваемые элементы освобождают от зажима, манипулятором отводят прижимную водоохлаждаемую цангу, сварной полуфабрикат образца извлекают из каретки, поворачивают на 180°, вновь размещают в каретке и прижимают водоохлаждаемой прижимной цангой для сварки с противоположной стороны. И так до полного восстановления образца Шарпи, конструктивно состоящего из трех свариваемых элементов.