ГОЛОВКА ДЛЯ СВАРКИ КРУГОВЫХ ШВОВ

Полезная модель относится к оборудованию для сварки и может быть использована для автоматической сварки круговых швов конструкций из сталей и алюминиевых сплавов в среде защитных газов неплавящимся электродом.
Известно устройство для сварки круговых швов, содержащее центрирующий элемент, устанавливаемый в трубе, подлежащей ввариванию в трубную доску. Центрирующий элемент вводится в трубу до контакта с ее торцом заплечиками и фиксируется гайкой.
Центрирующий элемент размещен на стойке с возможностью вращения. Стойка скреплена с кареткой, на которой установлен двигатель-редуктор и червяк, находящийся в зацеплении с полым червячным колесом, в полости которого установлен подшипник. Устройство оснащено сварочной горелкой, соединенной с токогазоподводом коллекторного типа, содержащим стакан и коллектор подачи газа. На коллекторе установлена пружина, обеспечивающая быструю установку хвостовика с конической полостью в полость коллектора.
В процессе работы устройства на трубной доске выбирают отверстия для установки центрирующего элемента в виде цангового распора. Центрирующее отверстие в трубной доске выбирают так, чтобы можно было обработать максимальное количество отверстий, то есть, вварить в них трубы при осуществлении максимальных передвижений и поворотов устройства и без перестановки его с отверстия, на котором оно зафиксировано. После установки устройства на доске и фиксации его гайкой, начинают последовательно проваривать швы установленных в трубной доске труб, обеспечивая за один установ устройства вваривание труб во все отверстия трубной доски.
(см. патент РФ №2096153, кл. B23K 37/02, 1997 г.).
В результате анализа конструкции данного устройства необходимо отметить, что оно при использовании не требует перестановки после вваривания каждого элемента и обеспечивает высокую производительность, однако устройство предназначено для обработки крупногабаритных плит и не обеспечивает высокой точности установки горелки на стык, его сложно использовать при фиксации труб небольшого диаметра, что ограничивает область применения известного устройства, особенно в части сваривания ответственных изделий.
Известна сварочная головка, состоящая из корпуса, выполненного в виде цилиндра, в котором с возможностью вращения установлен полый вал, содержащий боковые отверстия, через которые выведены газоводотокоподводы к сварочной горелке.
На полом валу посредством кронштейна на направляющих размещена подвеска, на которой установлен механизм подачи проволоки, включающий кассету, роликовый механизм, направляющую, мундштук, механизм регулирования положения рабочего конца мундштука, а также электродвигатель роликового механизма. На сварочной горелке установлено зеркало для наблюдения за свариваемым стыком. На верхней части корпуса установлен механизм вращения полого вала, включающий электродвигатель, кинематически связанный с шестерней, закрепленной на полом валу. Корпус посредством кронштейна, промежуточного звена, направляющих и исполнительного механизма блока регулировки дуги установлен на стойке с помощью шаровой кинематической пары.
Со стороны нижнего торца корпуса имеется токоподвод, выполненный в виде изолятора, жестко закрепленного на полом валу и соосно с ним. Изолятор содержит гнезда, в которые при помощи пружины установлены плавающие щетки, расположенные коаксиально по отношению к полому валу, причем щетки размещены в гнездах с неравномерным шагом. Верхний торец щеток сопряжен с закрепленным на нижнем торце корпуса медным диском, а нижний торец щеток с помощью электропровода соединен с токоподводящим медным диском, установленным на нижнем торце изолятора.
Сварочная головка также содержит водогазораспределитель, выполненный в виде цилиндра и втулки, содержащих в зоне сопряжения кольцевые канавки.
Кольцевые канавки при помощи каналов со стороны верхней части цилиндра совмещены с соответствующими штуцерами водогазоподводящих магистралей, а с нижней стороны дополнительно с каналами и при помощи шлангов и уплотнений соединены с горелкой.
Головка также содержит многосекционный токоподвод для обеспечения питанием электродвигателя подающего механизма проволоки. При этом токоподвод выполнен в виде коллектора, установленного на полом валу и самоподжимающих щеток, расположенных в гнездах корпуса.
Сварочная головка может быть использована для сварки вварных элементов круговыми швами, например деталей типа фланцев в обейчаку. Ввариваемый фланец собирают с обечайкой при помощи стыкового соединения на съемной подкладке или с помощью прихватки. Затем при помощи центратора совмещают ось вращения полого вала с центром фланца и поджимают центратором.
В качестве центратора может быть использован присос или дисковая шайба, или центрирующий конус.
(см. патент РФ №2048281, кл. B23K 37/02, 1995 г.) - наиболее близкий аналог.
В результате анализа конструкции известной головки необходимо отметить, что она обеспечивает сварку круговых швов в среде защитного газа с использованием присадочной проволоки, однако данная головка имеет довольно сложную настройку на свариваемый стык, так как для этого необходимо перемещать узлы, имеющие довольно большую массу, что приводит к потере точности настройки. Кроме того, данная головка довольно сложна конструктивно.
Техническим результатом настоящей полезной модели является разработка конструкции сварочной головки для сварки круговых швов, обеспечивающей возможность точной настройки горелки на свариваемый стык и обработку (сварку) круговых швов широкого диапазона размеров за счет простой переналадки головки.
Указанный технический результат обеспечивается за счет того, что в головке для сварки круговых швов, содержащей смонтированный на кронштейне с возможностью вращения посредством привода шпиндель, центратор, установленный на нижнем торце шпинделя, размещенный на шпинделе токоподвод, сварочную горелку с подводами охлаждающей воды и газа, а также механизм подачи присадочной проволоки, новым является то, что она снабжена радиальной и вертикальной каретками, радиальная каретка установлена с возможностью радиального перемещения на стойке, закрепленной на шпинделе, вертикальная каретка установлена с возможностью вертикального перемещения на радиальной каретке, при этом горелка и механизм подачи присадочной проволоки установлены на вертикальной каретке.
Сущность заявленной полезной модели поясняется графическими материалами, на которых:
- на фиг.1 - сварочная головка, общий вид;
- на фиг.1 - вид А по фиг.1
Головка для сварки круговых швов содержит шпиндель 1, на верхней (в плоскости чертежа) части которого установлен коллектор 2, предназначенный для подвода к горелке сварочного тока и для питания электродвигателей механизмов перемещения горелки, подачи присадочной проволоки, блокировки двигателей механизмов радиального и вертикального перемещения горелки и водогазового коллектора.
Под коллектором 2 на шпинделе закреплено зубчатое колесо 3, находящееся в зацеплении с зубчатым колесом 4, закрепленным на валу электродвигателя 5. Зубчатые колеса 3, 4, электродвигатель 5 образуют механизм вращения шпинделя 1.
Под зубчатым колесом на шпинделе 1 закреплена стойка 6. На стойке 6 с возможностью вращения установлен винт 7, кинематически связанный с электродвигателем 8, установленным на стойке. На боковых поверхностях стойки имеются направляющие 9.
На направляющих 9 с возможностью перемещения смонтирована радиальная каретка 10. На радиальной каретке 10 закреплена гайка 11, в которую ввинчен винт 7, образующий с гайкой 11 винтовую пару.
На каретке радиального перемещения закреплено основание 12 с направляющими 13, на которых с возможностью вертикального перемещения установлена вертикальная каретка 14. Механизм перемещения вертикальной каретки выполнен в виде установленного на основании винта 15, связанного с электродвигателем 17 и навинченной на него гайки 16, закрепленной на каретке 14.
На каретке 14 размещены горелка 18, механизм подачи присадочной проволоки, выполненный в виде кассеты 19, приводных роликов 20 и мундштука 21 для проволоки.
На горелке имеются подводы 22 для обеспечения циркуляции по ее полости охлаждающей воды и подвод 23 для подачи газа (аргона) в зону сварки.
На нижнем торце шпинделя 1 по его оси установлен центратор 24.
Шпиндель смонтирован на кронштейне 25, имеющем места (не показаны) для крепления на сварочном стапеле (не показан).
Управление работой головки осуществляется с ручного пульта управления (не показан).
Головка для сварки круговых швов работает следующим образом.
Посредством кронштейна 25 головка фиксируется на сварочном стапеле.
Сварочная проволока заправляется в ролики 20 и заправляется в мундштук 21.
Включают электропитание головки.
Перемещением механизмов стапеля опускают головку до контакта центратора 24 со свариваемым изделием.
Включением электродвигателя 8 перемещают радиальную каретку 10 на заданный радиус свариваемого шва.
Включением электродвигателя 17 опускают вертикальную каретку 14, обеспечивая заданное положение горелки 18 по высоте относительно свариваемого шва. Включают подвод охлаждающей воды, подачу газа, подачу присадочной проволоки.
Включают механизм вращения шпинделя 1, в результате чего горелка осуществляет рабочее перемещение относительно свариваемого изделия осуществляя сварку кольцевого шва.
По окончании сварки шва отключают вращение шпинделя, подачу воды и газа, перемещают от изделия вертикальную каретку, отводя горелку от сваренного стыка.