Устройство для аргонодуговой сварки продольных швов обечаек

Полезная модель относится к оборудованию для установки и крепления изделий в положении для сварки и может быть использована для автоматической аргонодуговой сварки продольных швов обечаек широкого спектра изделий, например, оболочек бункеров, обшивок смесителей и пр.
Известно устройство для сварки продольных швов обечаек, содержащее смонтированную на основании стойку, на которой параллельно друг другу установлены прижимная и опорная консоли, расположенные на прижимной консоли по ее длине прижимы с торцевыми пазами для введения с последующей фиксацией в них отбортованных кромок обечайки, размещенной на опорной консоли.
(см. а с СССР №1738083, кл. В23К 37/04, 1992 г.).
В результате анализа известного устройства необходимо отметить, что из-за использования прижимов, фиксирующих установленную на опорной консоли обечайку в зоне отбортовки по ее длине, сварка производится прерывистым швом, без возможности получения полного шва, что снижает его качество. Данное устройство может быть использовано только для ручной дуговой сварки, исключая возможность его применения для автоматических способов сварки. В конструкции устройства не предусмотрена возможность защиты получаемого сварного шва от окисления в процессе сварки, что также снижает его качество.
Известно устройство для сварки продольных швов обечаек, содержащее стойку, установленную на основании, оправку, консольно закрепленную на стойке, имеющую выполненный вдоль ее оси паз, кольцевой толкатель, предназначенный для перемещения подлежащей сварке обечайки по оправке, клиновый фиксатор положения свариваемого стыка, оснащенный приводом, а также механизм фиксации подлежащей сварке обечайки, в виде установленного на основании ложемента, выполненного в виде установленных с двух сторон относительно оправки полуколец, оснащенных приводами их сведения для фиксации обечайки в заданном положении и разведения для расфиксации помещенной на оправке обечайки после сварки ее продольного шва.
В процессе работы устройства подлежащую сварке обечайку помещают на оправку, толкателем перемещают обечайку вдоль оправки и надвигают ее на заходную клиновую поверхность фиксатора положения свариваемого стыка, введенного в паз оправки, при раскрытом ложементе, при этом выравниваются кромки по торцам обечайки и обечайка занимает заданное положение относительно сварочной горелки. Посредством приводов полукольца ложемента перемещаются по основанию и упирается в обечайку. При этом обечайка прижимается продольными кромками к клиновому фиксатору положения свариваемого стыка. При дальнейшем перемещении ложемента и одновременном подъеме клинового фиксатора положения свариваемого стыка, торцы кромок скользят по клиновой части фиксатора положения свариваемого стыка навстречу друг другу и совмещаются в одной плоскости. После выхода клинового фиксатора положения свариваемого стыка и смыкания кромок обечайки, обечайка перемещается в зону сварки для сварки ее продольного шва.
(см. патент РФ №2014194, кл. В23К 37/04, 1992 г.) - наиболее близкий аналог.
В результате анализа известного устройства необходимо отметить, что его использование позволяет одним технологическим приемом свести кромки, обечайки, выровнять их по торцам, совместить кромки в одной плоскости и выставить стык под сварку. Однако, консольное крепление оправки к стойке снижает жесткость данного узла устройства и при сварке продольных швов обечаек значительной массы приводит к провисанию оправки вместе с обечайкой, а, следовательно, к нарушению заданного расстояния от продольного шва до сварочной горелки, а это снижает качество сварки. Кроме того, в данном решении, как и в приведенном выше, не предусмотрена возможность защиты получаемого сварного шва от окисления в процессе сварки, что также снижает его качество.
Техническим результатом настоящей полезной модели является повышение качества сварного шва за счет более точного относительного расположения обечайки относительно сварочной горелки, а также за счет обеспечения защиты сварного шва от окисления в процессе сварки.
Указанный технический результат обеспечивается тем, что в устройстве для аргонодуговой сварки продольных швов обечаек, содержащем стойку, на которой установлена оправка, предназначенная для размещения подлежащей сварке обечайки, а также механизм фиксации обечайки на оправке в заданном положении для сварки, новым является то, что устройство оснащено второй стойкой, оправка установлена на двух стойках и выполнена в виде трубы, полость которой герметично закрыта по торцам фланцами, на образующей оправки имеется продольный паз, в котором размещен вкладыш, выполненный из теплопроводного материала и оснащенный продольной канавкой с размещенной в ней планкой с выполненными по ее длине распределительными дренажными отверстиями, причем устройство оснащено двумя штуцерами, введенными в полость оправки, один из которых имеет возможность соединения с емкостью с инертным газом, а другой соединен с продольной канавкой вкладыша.
Сущность заявленной полезной модели поясняется графическими материалами, на которых:
- на фиг. 1 представлено устройство для аргонодуговой сварки продольных швов обечаек, аксонометрическая проекция, в раздеталированном положении;
- на фиг. 2 - устройство с установленной на оправку подлежащей сварке обечайкой.
Устройство для аргонодуговой сварки продольных швов обечаек содержит оправку, выполненную в виде трубы 1 с продольным пазом на наружной ее поверхности. К торцам оправки прикреплены с обеспечением герметичности ее полости (например, посредством сварки) фланцы 2, имеющие места (позициями не обозначены) для установки оправки на стойках 3. Такие места могут быть выполнены различным известным образом, например, в виде пластин (позициями не обозначены), прикрепленных (например, посредством сварки) к свободным торцам фланцев 2. Оправка установленными на фланцах пластинами монтируется на опорные пластины (позициями не обозначены), расположенные на верхних торцах стоек 3. Пластины стоек и оправки оснащены центрирующими отверстиями (позициями не обозначены), в которые при установке оправки на стойки вставляются центраторы 4, центрируя оправку 1 относительно стоек 3. Продольный паз оправки при этом занимает заданное (верхнее) положение.
В продольном пазу оправки 1 установлен вкладыш 5, выполненный в виде пластины из материала, имеющего высокое значение теплопроводности, например, меди.
Во вкладыше 5 имеется продольная канавка, в которой размещена планка 6 с распределительными дренажными отверстиями (позициями не обозначены) по ее длине.
Свариваемая обечайка устанавливается на оправку (см. фиг. 2), таким образом, чтобы свариваемый стык располагался в вертикальной плоскости продольной канавки вкладыша 5, после чего фиксируется прижимом 7
Прижим 7, представляет собой пластину, на которой выполнена сквозная V-образная продольная канавка, предназначенная для обеспечения доступа сварочной горелки (не показана) к свариваемому стыку.
Прижим 7 устанавливают на оправке поверх надетой на нее обечайки посредством крепежного болта 8 и направляющего штифта 9, центрирующих прижим относительно оправки 1
Для фиксации установленной на оправке обечайки прижимом 7 используется зажимной механизм, установленный на одной из стоек 3. Данный механизм выполнен известным образом, например, в виде закрепленного на стойке 3 кронштейна 10, шарнирно связанного со стяжкой 11, оснащенной рукояткой 12, и фиксатора 13, соединенного со стяжкой 11 и с захватом 14, оснащенным прижимными элементами 15, контактирующими с прижимом 7.
Усилие прижатия зажимного механизма регулируется вращением гайки 16, расположенной на фиксаторе 13.
На оправке 1, например, на одном из ее фланцев 2, установлен штуцер 17, введенный в полость оправки и имеющий возможность соединения с емкостью (не показана) для инертного газа.
На оправке 1, например, не ее цилиндрической части установлен штуцер 18, соединяющий ее полость с продольной канавкой вкладыша 5 и предназначенный для подвода инертного газа из полости оправки в полость продольной канавки вкладыша 5 под планку 6.
Планка 6 с распределительными дренажными отверстиями предназначена для рассеивания потока инертного газа на границе сварного стыка по всей его длине, надежно защищая внутреннюю поверхность сварного шва от окисления в процессе сварки.
Устройство работает следующим образом.
Свариваемую обечайку помещают на оправку 1 в произвольном положении, посте чего оправка с обечайкой устанавливается на опорные поверхности стоек 3, паз оправки с размещенным в нем вкладышем 5 и планкой 6, должны располагаться в верхнем положении.
В заданном положении оправка фиксируется центраторами 4.
Совмещают плоскость стыка свариваемой обечайки с плоскостью продольной канавки вкладыша 5.
Устанавливают поверх обечайки при жим 7 в положение, при котором его V-образный паз совмещен со свариваемым стыком обечайки. Фиксируют прижим 7 на оправке болтом 7 и штифтом 8, после чего зажимным механизмом крепят прижим 7 на обечайке.
Для этого необходимо ввести в зацепление фиксатор 13 и захват 14 и переместить рукоятку 12 в направлении против часовой стрелки до ее касания со стойкой 3.
Штуцер 17 соединяют с емкостью для инертного газа. Обечайка установлена и зафиксирована на оправке в заданном положении.
Включают сварочное оборудование и подачу инертного газа в полость оправки. В процессе сварки сварочная горелка перемещается вдоль V-образной продольной канавки, сваривая продольный стык обечайки. Параллельно, инертный газ под давлением поступает в полость оправки 1, из которой через штуцер 18 попадает под планку 6 вкладыша 5. Планка 6, за счет дренажных отверстий, рассеивает газовый поток на границе сварного стыка, равномерно распределяя его по свариваемому шву, тем самым, надежно защищая внутреннюю поверхность сварного шва от окисления в процессе сварки, а тепло отводится из зоны сварки через вкладыш, исключая возможность прожига металла в зоне шва.
После окончания сварки продольного шва, отключают сварочное оборудование и подачу инертного газа в полость оправки, раскрепляют и снимают прижим 7, раскрепляют и снимают оправку 1 со сваренной обечайкой со стоек 3. Снимают обечайку с оправки. Процесс завершен.
Устройство, за счет установки оправки на двух стойках, обеспечивает точное расположение подлежащей сварки обечайки относительно сварочной горелки, выполнение вкладыша из теплопроводного материала обеспечивает оптимальную температуры в зоне сварки, а подача в зону сварки инертного газа обеспечивает надежную защиту сварного шва от окисления в процессе сварки. Все это позволяет получить сварной шов высокого качества.