АВТОМАТ ДЛЯ ВЕРТИКАЛЬНОЙ ЛАЗЕРНО-ДУГОВОЙ СВАРКИ

Полезная модель относится к вертикальной сварке толстолистового металла, а именно к конструкции автомата для лазерно-дуговой сварки в среде защитных газов стыковых соединений стальных конструкций больших толщин, и может быть использована в судостроении, машиностроении и других отраслях промышленности.
Известен переносный самоходный автомат для дуговой электросварки (сварочный трактор), который перемещается вдоль свариваемых кромок по поверхности изделия или по легкому переносному рельсовому пути. Головка трактора имеет механизм подачи электродной проволоки, которая проходит через мундштук к месту сварки. Головка установлена на ходовой тележке, на которой расположены также катушка с проволокой и пульт управления. Автомат входит в состав поста для автоматической сварки, который имеет также источник питания сварочным током, аппаратуру контроля, приспособления для осуществления сварки (http://slovari.yandex.ru). Однако этот автомат не может производить сварку вертикально расположенных стыков.
Известен сварочный автомат по патенту РФ №2372176 для сварки толстолистового металла методом «Поперечная горка», принятый за прототип, содержащий сварочный трактор с механизмом шагового перемещения, смонтированную на нем каретку, выполненную с возможностью перемещения, на которой установлены устройство поперечных колебаний сварочной головки, приводной вал которого жестко соединен со сварочной головкой, узел поддержания постоянного вылета электрода, узел подачи сварочной проволоки и узел подачи защитного газа, и систему управления с компьютером, имеющим программное обеспечение. Кроме того механизм шагового перемещения, каретка, устройство поперечных колебаний и узел подачи сварочной проволоки снабжены сервоприводами, воспринимающими команды, вырабатываемые системой управления.
Основным недостатком известного сварочного автомата для реализации технологии вертикальной сварки толстолистового металла является очень низкая скорость сварки только сварочной головкой, что будет приводить к высокому тепловложению в металл, сопровождающемуся избыточными сварочными напряжениями, с последующим образованием дефектов в сварных соединениях. Кроме того этот автомат также не может производить сварку вертикально расположенных стыков.
Задачей настоящего изобретения является создание автомата для лазерно-дуговой сварки толстолистовых конструкций при вертикальном расположении свариваемых стыков, обеспечивающего повышение качества и производительности сварки.
Техническим результатом, обеспечивающим решение этой задачи, является улучшение качества сварных швов и повышение производительности сварки за счет высокой скорости и проникающей способности лазерно-дугового процесса. Кроме того, благодаря использованию в конструкции автомата приспособлений для фиксации к свариваемого изделию, позволяет существенно упростить и ускорить операции по монтажу и демонтажу сварочного оборудования.
Указанный технический результат достигается за счет создания автомата для вертикальной лазерно-дуговой сварки, который содержит ходовую тележку с механизмом продольного перемещения, смонтированную на ней каретку, выполненную с возможностью поперечного перемещения, на которой установлены устройство поперечных колебаний сварочной головки, узел подачи сварочной проволоки и узел подачи защитного газа, а также систему управления с компьютером, имеющим программное обеспечение, при этом механизм перемещения тележки, каретка и устройство поперечных колебаний снабжены сервоприводами, воспринимающими команды, вырабатываемые системой управления. Кроме указанных признаков, имеющихся в прототипе, на каретке установлена оптическая лазерная сварочная головка, ходовая тележка с механизмом перемещения установлена на вертикальные направляющие, расположенные на платформе и имеющие верхние и нижние зажимы для быстрой фиксации автомата к свариваемому изделию, каретка оснащена кронштейнами для позиционирования сварочной и лазерной головки друг относительно друга при сварке на спуск или на подъем.
Сущность изобретения поясняется рисунком (фиг.), на котором схематически показан автомат для вертикальной лазерно-дуговой сварки, состоящий из платформы 1 с установленными на ней вертикальными направляющими 2, ходовой тележки 3, на которой установлена каретка 4 с лазерной 5 и дуговой 6 сварочными головками, верхних 7 и нижних 8 зажимов для фиксации автомата к свариваемому изделию 11.
Платформа 1, с установленными на ней вертикальными направляющими 2 при помощи роликов на своем основании 9, обеспечивает позиционирование автомата относительно изделия, после чего фиксируется на полу, например с помощью домкратов и жестко закрепляется к изделию 11 верхними 7 и нижними 8 зажимами, например, струбцинами.
Ходовая тележка 3 обеспечивает перемещение установленной на ней каретки 4 по вертикальным направляющим 2 на рабочей и маршевой скорости. Каретка 4, на которую установлены механизм поперечного колебания сварочной головки и механизм подачи сварочной проволоки с кассетой 10, снабжена сервоприводами, которые по информации от системы слежения за свариваемым стыком, обеспечивают поперечное перемещение в процессе сварки лазерной 5 и дуговой 6 головок по линии стыка с постоянством контроля расстояния до поверхности свариваемого изделия 11.
В конструкции каретки предусмотрены кронштейны для перестановки лазерной головки, сварочной головки и системы наведения на сварочный стык, с целью быстрой переналадки автомата для проведения процесса вертикальной сварки сверху вниз, либо снизу вверх.
Система управления автомата для лазерно-дуговой сварки представляет собой распределенную вычислительную управляющую систему, выполняющую функцию автоматического управления всеми технологическими компонентами и имеющую в своем составе систему наведения на сварочный стык, содержащую триангуляционный лазерный сканер, закрепленный на сварочной головке и обеспечивающий контроль за положением и параметрами свариваемого стыка, а также за поддержанием заданного расстояния между лазерной и дуговой сварочными головками и свариваемой поверхностью, системой видеонаблюдения с видеокамерой, закрепленной на каретке и позволяющую оператору дистанционно наблюдать за ходом технологического процесса, шкаф и пульт управления, обеспечивающие управление всеми модулями технологической установки, выбор, установку, контроль и поддержание необходимых параметров процесса в целом.