СПОСОБ ДУГОВОЙ СВАРКИ ПОЛОС НА МАШИНАХ НЕПРЕРЫВНЫХ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ АГРЕГАТОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
METHOD OF ARC WELDING OF STRIPS AT CONTINUOUS ARC WELDING MACHINES AND DEVICE TO THIS END

Предлагаемое изобретение относится к сварочному производству, а именно к способам и устройствам для сварки полос, выполняемой на специализированных машинах, которые устанавливаются в высокопроизводительных непрерывных металлургических агрегатах, например трубосварочных и профилегибочных станах, травильных линиях и пр.
Известна сварочная машина с механизированной установкой полос /авт. свид. СССР №308837, кл. МПК5 В23К 101/16, 09. VII. 1969/, включающая станину, на которой смонтированы с возможностью поворота нижний суппорт и верхний суппорт ножниц, а также центрователь, выполненный в виде цилиндра, шток поршня которого укреплен на неподвижной части станины впереди оси резания ножниц, при этом машина имеет в своем составе устройства, которые передают полосы с предварительно обрезанными концами из позиции резки в позицию сварки.
Недостатки такого варианта сварки полос связаны с необходимостью создания некоторого запаса полосы, в виде петель, перед и за сварочной машиной для беспрепятственной работы передающих устройств машины при установке полос. Указанные петли создаются петлеобразующими механизмами, которые устанавливаются по обеим сторонам сварочной машины. Транспортные каретки и петлеобразующие устройства увеличивают габариты и массу сварочных машин и, в некоторых случаях, например при реконструкции металлургических агрегатов из-за недостатка места по длине, это создает сложности с применением таких машин. Кроме этого, увеличение массы сварочной машины приводит к повышению стоимости ее изготовления.
Известен также способ соединения концов полос под сварку и устройство для его осуществления /авт. свид. SU №1625638 А1, кл. В23К 37/04, 07.02.91/, при которых подают первую полосу до упора с образованием на ней изгиба, центрируют полосу, подают вторую полосу до упора с образованием на ней изгиба, центрируют ее, зажимают, затем одновременно обрезают кромки обеих полос и соединяют их поворотными столами с двух сторон.
Недостатком такого способа и устройства является необходимость вывода за машину первой полосы для подъема ножниц в положение реза и подачи концов до упора в узкой щели, что затрудняет установку, центрирование полос двумя центрователями при серповидности полос требует достаточно сложных устройств и времени для устранения перекоса полос при установке, при этом обрезка одновременно двух концов полос вызывает необходимость удвоения усилия резания на ножницах, а двойной рез усложняет обслуживание ножниц при настройке ножей.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ сварки полос и машина для его осуществления МСО 16.06, конструкция которой описана в статье Новицкого А.Ф. и Мокеичева В.Г. «Сварка полос в металлургическом производстве», «Тяжелое машиностроение» №5, 2002, стр.22-26. Способ, включающий подачу концов полос в зону резания, центрование заднего и переднего концов внутренним и внешними центрователями, обрезку концов полос гильотинными ножницами с верхним и нижним суппортами, при этом после обрезки оба конца полос остаются зажатыми в стационарных зажимах, а сварочное устройство имеет возможность перемещаться из позиции обрезки в позицию сварки. Реализация этого способа осуществляется на сварочной машине для контактной стыковой сварки, содержащей подвижную и неподвижную станины с зажимами, снабженными зажимными губками, которая также снабжена двумя парами тянущих роликов для подачи полос на входе и выходе из машины с возможностью осуществления реверса.
Недостатком этого способа и устройства для его осуществления является то, что реализация обрезки переднего конца полос с удалением обрезка полос, требует обязательный поворот нижнего суппорта ножниц, приводящий к усложнению и утяжелению конструкции машины. У всех известных работающих по такой схеме машин дуговой сварки при обрезке переднего конца полос, который укладывается в зоне резания ножниц сверху на обрезанный задний конец, обрезок убирается оператором вручную. Эта операция до сих пор не была механизирована.
В предлагаемом изобретении решается вопрос достижения технического результата за счет оптимизации подготовки концов полос под сварку с автоматическим удалением обрезанного конца передней полосы, совершенствования машины дуговой сварки с повышением точности при центрировании и установке полос для последующей сварки, упрощения обслуживания машины и обеспечения безопасности работы на машине без применения дополнительных узлов.
Технический результат с достижением вышеуказанного эффекта обеспечивается тем, что в способе дуговой сварки полос на машинах непрерывных металлургических агрегатов, включающем подачу концов полос в зону резания, центрирование заднего и переднего концов внутренним и внешними центрователями, обрезку концов полос гильотинными ножницами с верхним и нижним суппортами, при этом после перемещения через металлургическую линию заднего конца предыдущей полосы его останавливают вблизи оси резания, опускают верхний суппорт ножниц в промежуточное положение и центрируют полосу сведением первого внешнего и внутреннего центрователей, зажимают первым зажимом, разводят внутренний центрователь и обрезают задний конец полосы, останавливают верхний суппорт ножниц в нижнем положении и сводят внутренний центрователь, поднимают верхний суппорт ножниц в верхнее положение вместе с зажатым во внутреннем центрователе задним концом полосы, затем подают передний конец следующей полосы под поднятый задний конец предыдущей полосы и останавливают его вблизи оси резания, разводят внутренний центрователь и задний конец укладывают на передний, опускают верхний суппорт ножниц в промежуточное положение, центрируют передний конец полосы сведением внутреннего и второго внешнего центрователей, зажимают полосу во втором зажиме, разводят внутренний центрователь и обрезают передний конец полосы, поднимают верхний суппорт ножниц вверх, перемещают сварочную подкладку с горелкой к состыкованным полосам, опускают прижимы, поднимают первый и второй зажимы, разводят внешние центрователи, затем осуществляют сварку.
Устройство для реализации предлагаемого способа представляет собой сварочную машину, содержащую закрепленные на единой каретке гильотинные ножницы с верхним и нижним суппортами, внутренний центрователь, сварочную горелку и расположенную под ней медную подкладку с прижимами концов полос, размещенными вблизи зоны сварки, привод перемещения каретки по направляющей, а также два внешних центрователя с зажимами полос в виде пар роликов, при этом внутренний центрователь полос, закрепленный на верхнем суппорте ножниц, расположен за осью резания, при этом привод каретки выполнен в виде гидромотора, а направляющая перемещения каретки размещена под углом 3-5° в сторону сварочной подкладки.
Заявляемый способ контактной стыковой сварки полос и устройство для его осуществления приведены на фиг.1, 2, 3, 4 и 5, где:
- на фиг.1 схематично показана заявляемая сварочная машина (в разрезе по оси) в положении обрезки с проходящими через нее полосами,
- на фиг.2 схематично показана заявляемая сварочная машина (в разрезе по оси) в положении сварки с проходящими через нее полосами,
- на фиг.3 приведена схема обрезки предыдущего конца полосы по предлагаемому способу,
- на фиг.4 приведена схема подачи для центровки и обрезки последующего конца полосы по предлагаемому способу,
- на фиг.5 приведена схема обрезки последующего конца полосы по предлагаемому способу.
Сварочная машина содержит закрепленные на единой каретке 1 гильотинные ножницы 2 с верхним 3 и нижним 4 суппортами, внутренний центрователь 5, сварочную горелку 6 и расположенную под ней медную подкладку 7 с прижимами концов полос 8 и 9, размещенными вблизи зоны сварки, привод перемещения каретки 10 по направляющей 11, а также два внешних центрователя 12 и 13 с зажимами полос в виде пар роликов 14 и 15, при этом внутренний центрователь полос 5, закрепленный на верхнем суппорте ножниц 3, расположен за осью резания, при этом привод каретки 1 выполнен в виде гидромотора 10, а направляющая перемещения каретки 1 размещена под углом 3-5° в сторону сварочной подкладки 7. Прижим заднего конца машины 9 снабжен механизмами продольной 16 и поперечной 17 ручной корректировки установки поосы. На машине имеются также поддерживающие холостые ролики 18 и короба для обрезков 19 с двух сторон от оси резания ножниц 2.
Заявляемый способ дуговой стыковой сварки в заявляемом устройстве осуществляется следующим образом:
- по окончании переработки рулона в металлургическом агрегате задний конец предыдущей полосы 20 останавливается в сварочной машине вблизи ножниц 2;
- после перемещения через металлургическую линию заднего конца предыдущей полосы 20 его останавливают вблизи оси резания ножниц 2;
- опускают верхний суппорт 3 ножниц 2 в промежуточное положение до срабатывания конечного выключателя (не показан) и центрируют полосу 20 сведением первого внешнего 12 и внутреннего 5 центрователей, зажимают первым зажимом 14,
- разводят внутренний центрователь 5 и обрезают задний конец полосы 20, при этом обрезок попадает в короб 19, установленный впереди оси резания;
- останавливают верхний суппорт 4 ножниц 2 по конечному выключателю в нижнем положении и сводят внутренний центрователь 5;
- поднимают верхний суппорт 4 ножниц 2 в верхнее положение до упора вместе с зажатым во внутреннем центрователе 5 задним концом полосы 20;
- затем подают передний конец следующей полосы 21 под поднятый задний конец предыдущей полосы 20 и останавливают его вблизи оси резания ножниц 2;
- разводят внутренний центрователь 5 и задний конец полосы 20 укладывают на передний конец полосы 21;
- опускают верхний суппорт 4 ножниц 2 в промежуточное положение, центрируют передний конец полосы 21 сведением внутреннего 5 и второго внешнего 13 центрователей, при этом внутренний центрователь 5 абсолютно точно совмещает передний конец полосы 21 с задним сцентрированным концом полосы 20, зажимают полосу 21 во втором зажиме 15;
- разводят внутренний центрователь 5 и обрезают передний конец полосы 21, при этом обрезок полосы 21 попадает в короб 19, установленный за осью резания либо сразу после реза либо в начале движения каретки 1 в положение сварки;
- поднимают верхний суппорт 4 ножниц 2 вверх до упора;
- перемещают каретку 1 гидромотором 10 привода и вместе с ней сварочную подкладку 7 с горелкой 6 к состыкованным полосам 20 и 21 в положение сварки, при этом сварочная подкладка 7, двигаясь по наклонной направляющей 11 под углом 3-5°, несколько приподнимается внизу вверх и останавливается точно под стыком полос 20 и 21, при перемещении каретки 1 полосы 20 и 21 поддерживают холостые ролики 18;
- опускают прижимы 8 и 9, при необходимости вручную корректируют положение заднего конца полосы 20 относительно переднего конца полосы 21 механизмами 16 и 17, первый из которых позволяет регулировать зазор между торцами свариваемых полос, а второй устраняет боковое смещение свариваемых кромок полос;
- поднимают первый 14 и второй 15 зажимы, разводят внешние центрователи 12 и 13, затем осуществляют сварку;
- затем поднимают прижимы 8 и 9 и дают разрешение на транспортировку сваренных полос в агрегат, а каретку 1 перемещают гидромотором 10 в исходное положение - положение обрезки полос и занимает позицию перед следующей сваркой.
Таким образом предлагаемый способ для дуговой сварки полос на машинах непрерывных металлургических агрегатов, при котором после перемещения через металлургическую линию заднего конца предыдущей полосы его останавливают вблизи оси резания, опускают верхний суппорт ножниц в промежуточное положение и центрируют полосу сведением первого внешнего и внутреннего центрователей, зажимают первым зажимом, разводят внутренний центрователь и обрезают задний конец полосы, останавливают верхний суппорт ножниц в нижнем положении и сводят внутренний центрователь, поднимают верхний суппорт ножниц в верхнее положение вместе с зажатым во внутреннем центрователе задним концом полосы, затем подают передний конец следующей полосы под поднятый задний конец предыдущей полосы и останавливают его вблизи оси резания, разводят внутренний центрователь и задний конец укладывают на передний, опускают верхний суппорт ножниц в промежуточное положение, центрируют передний конец полосы сведением внутреннего и второго внешнего центрователей, зажимают полосу во втором зажиме, разводят внутренний центрователь и обрезают передний конец полосы, поднимают верхний суппорт ножниц вверх, перемещают сварочную подкладку с горелкой к состыкованным полосам, опускают прижимы, поднимают первый и второй зажимы, разводят внешние центрователи, затем осуществляют сварку, позволяет решить вопрос оптимизации подготовки концов полос под сварку с автоматическим удалением обрезанного конца передней полосы, исключив ручные операции по удалению обрезков, что упрощает обслуживание сварочной машины; а выполнение устройства для реализации способа с использованием машины для дуговой сварки полос непрерывных металлургических агрегатов, содержащего закрепленные на единой каретке гильотинные ножницы с верхним и нижним суппортами, внутренний центрователь, сварочную горелку и расположенную под ней медную подкладку с прижимами концов полос, размещенными вблизи зоны сварки, привод перемещения каретки по направляющей, а также два внешних центрователя с зажимами полос в виде пар роликов, за счет того, что внутренний центрователь полос, закрепленный на верхнем суппорте ножниц, расположен за осью резания, при этом привод каретки выполнен в виде гидромотора, а направляющая перемещения каретки размещена под углом 3-5° в сторону сварочной подкладки, позволяет:
- усовершенствовать машину дуговой сварки с повышением точности при центрировании и установке полос для последующей сварки без применения дополнительных узлов машины,
- облегчить работу и обеспечить безопасность обслуживающего персонала,
- более эффективно использовать сварочные дуговые, а также машины с использованием других видов сварки, установленные в высокопроизводительных непрерывных металлургических агрегатах.