УСТРОЙСТВО ДЛЯ СВАРКИ ТРУБ

Полезная модель относится к устройствам, предназначенным для сварки труб, в частности труб большого диаметра, применяемых преимущественно для строительства магистральных нефтепроводов и газопроводов, а также водоканалов и тепловых сетей.
Наиболее близким аналогом, выбранным в качестве прототипа, является устройство для сборки и сварки труб (патент на изобретение RU 2301138 C1, B23K 37/04, B23K 101/06, опубл. 20.06.2007), содержащее сварочный узел со сварочной горелкой, соединенные тягой и выполненные с возможностью перемещения сварочные тележки. На тележках смонтированы приводные опорные ролики, предназначенные для размещения трубной заготовки и ее поворота в положение «под сварку».
Данное устройство не приспособлено под сварку труб с применением технологий лазерной сварки, поскольку не сконструировано для установки и корректировки положения трубной заготовки с высокой точностью и плавностью. Типичным дефектом формовки является «винт», когда стык кромок собранной трубной заготовки изменяет свое положение по длине относительно изначального по окружности. При традиционных технологиях производства (с применением многодуговой сварки под флюсом) изменение положения стыка кромок нивелируется шириной накладываемого шва, но при сварке с применением лазерного луча смещение стыка кромок по окружности приводит к повороту стыка кромок на небольшой угол, что при сварке вертикально направленным лучом приведет к частичному оплавлению кромок и неизбежному получению дефекта.
Таким образом, техническая задача связана с необходимостью расширения арсенала средств подобного назначения и создания устройства для сварки труб, использующего технологии лазерной сварки с возможностью точного наведения лазерного луча на стык кромок трубной заготовки.
Указанная техническая задача решается тем, что в устройстве для сварки труб, содержащем сварочный узел, соединенные тягой и выполненные с возможностью перемещения сварочные тележки, на которых смонтированы приводные опорные ролики, предназначенные для размещения трубной заготовки и ее поворота в положение «под сварку», согласно полезной модели сварочный узел снабжен блоком управления, лазерной сварочной головкой, датчиком слежения за положением стыка кромок трубной заготовки, предназначенным для передачи непрерывного сигнала о положении стыка кромок трубной заготовки на указанный блок управления, обеспечивающий передачу управляющего сигнала на привод опорных роликов.
Введение в сварочный узел лазерной сварочной головки приводит к возможности реализации назначения предлагаемой полезной модели.
Для точного наведения лазерного луча на стык кромок трубной заготовки используется управляемый привод, связанный с датчиком слежения за положением стыка кромок трубной заготовки. При этом передача управляющего воздействия на привод осуществляется блоком управления на основе сигнала о состоянии стыка кромок трубной заготовки.
Таким образом, с помощью заявляемого устройства становится возможным производить лазерную сварку труб при точном наведении лазерного луча на стык кромок трубной заготовки, поддерживая его в положении на «12 часов» с точностью до 0,1 мм, тем самым уменьшается риск появления дефектов сварного шва.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором изображен общий вид устройства (фигура).
Устройство для сварки труб содержит сварочные тележки 1, соединенные между собой тягой 2 и выполненные с возможностью перемещения по рельсам 3 или по линейным направляющим. Приводные опорные ролики 4, смонтированные на сварочных тележках 1, предназначены для размещения трубной заготовки 5 и ее поворота в положение «под сварку». Сварочный узел содержит пост управления с блоком управления 6, портал 7, сварочную головку 8 на вертикальном корректоре 9. При этом сварочная головка 8 включает оптическую лазерную головку и 1-2 дуговые сварочные горелки, располагаемые в непосредственной близости от точки свечения лазерного луча. Перед сварочной головкой 8 по направлению сварки располагается датчик слежения 10 за стыком кромок трубной заготовки 5, предназначенный для передачи непрерывного сигнала о положении стыка кромок трубной заготовки 5 на блок управления, обеспечивающий передачу управляющего сигнала на привод 11.
Целесообразно каждую сварочную тележку 1 оснастить механизмом подъема-спуска трубной заготовки, содержащим плиту 12, установленную с возможностью вертикального перемещения опорных роликов 4 от действия сервопривода (на фигуре не показан). Наличие такого механизма способствует повышению качества сварных швов, поскольку при наложении швов на спуск и на подъем дефекты сварных соединений образуются гораздо реже.
Устройство работает следующим образом.
Перед поступлением трубной заготовки 5 в зону сварки на посту управления 6 оператором устанавливаются режимы сварки, корректируется положение сварочной головки 8 и датчика слежения 10 путем подъема на вертикальном корректоре 9 под нужный диаметр трубной заготовки. Соединенные тягой 2 сварочные тележки 1 перемещаются в зону загрузки трубной заготовки 6. Трубная заготовка 6 устанавливается на опорные ролики 4 и вращается на них до установки стыка кромок на «12 часов». Тележки 1 перемещаются в зону сварки до момента, когда датчик 10 начнет сканировать стык кромок и определять точку наведения лазерного луча сварочной головки 8. Включается процесс сканирования. Трубная заготовка 5 перемещается на тележках 1 по рельсам 3 до момента, когда лазерный луч начнет светить в начальную точку сварки. При необходимости с помощью приводов 11 трубная заготовка 5 доворачивается до попадания луча точно встык кромок. Начальная точка фиксируется на посту управления 6. Начинается процесс сварки, при этом блок управления в непрерывном режиме производит необходимый доворот опорными роликами 4 трубной заготовки 5 с точностью до 0,1 мм на основе данных о положении стыка трубной заготовки 5, получаемых с датчика 10 с учетом расстояния между точкой свечения лазерного луча на трубной заготовке 5 и точкой сканирования датчика 10.
Использование в станах для производства труб настоящего устройства, обладающими вышеописанными преимуществами, расширяет перечень подобных средств.