УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ДУГОВОЙ СВАРКИ

Полезная модель относится к устройствам для автоматической дуговой сварки труб, и направлена на повышение качества сварного шва труб, находящихся под углом к плоскости истинного горизонта.
На практике существует потребность в сваривании двух металлических труб, расположенных с уклоном по отношению к горизонту. В частности, в нормативном документе ГЭСН-2001-01 "Земляные работы" при строительстве магистральных и промысловых трубопроводов предусмотрены работы как в нормальных условиях равнинной местности, так и в усложненных условиях - в горной местности с продольными уклонами до 28 градусов. Существующая техника для строительства трубопроводов предназначена для работы на уклонах не более 30 градусов. При этом необходимо иметь сварочное оборудование, которое позволяет производить сварочные работы при тех же уклонах местности. ОАО «Газпром» для этих целей выпустил «Инструкцию по сварке магистральных газопроводов», в которой предусмотрено изменение угла наклона горелки. Однако этого недостаточно для получения качественного шва, т.к. колебания горелки осуществляются параллельно оси трубы. При этом в момент сварки трудно удержать сварочную ванну, которая стекает со сварного шва в сторону наклона труб. Чтобы этого не происходило, сварка осуществляется вручную квалифицированным сварщиком. Существует потребность в автоматизации этого процесса, чтобы не зависеть от квалификации сварщика.
Известно устройство для автоматической сварки труб фирмы LINCOLN ELECTRIC CO (США, US 5227601, В23К 9/028, опубл. 13.07.1993), в котором имеется каретка с приводом перемещения вдоль сварочного шва, на которой установлены механизм подачи проволоки, сварочная горелка с механизмом ее колебания и катушка с электродной проволокой. Недостатком устройства является то, что при превышении угла наклона оси труб к линии горизонта более чем на 15 градусов сварочная ванна также начинает стекать в сторону наклона труб. Формирование сварочной ванны можно видеть, в частности, в патенте США №6274845, В23К 9/173, опубл. 14.08.2001. В случае наклона оси свариваемых труб более чем 15 градусов расплавленный металл сварочной ванны трудно удержать в ней.
Наиболее близким аналогом (прототипом) заявляемого устройства является устройство по патенту США №6953909, опубл. 11.10.2005, В23К 9/02, в котором представлена сварочная головка для автоматической сварки труб, которая устанавливается на направляющую, находящуюся на свариваемой трубе. Сварочная головка имеет каретку, механизм ее перемещения по периметру трубы, горелку, установленную на узле колебания, а также основание с механизмами горизонтального и вертикального перемещения узла колебания. В процессе сварки горелка сварочной головки производит колебательные движения поперек сварочного шва, а механизм горизонтального перемещения корректирует эти колебания в случае смещения горелки в сторону от сварочного шва. Недостатком данной конструкции является то, что при сварке труб, ось которых наклонена к линии горизонта, так же как и в других аналогах, невозможно получить качественный шов, т.к. происходит вытекание расплавленного металла из сварного шва и шов получается неоднородный. Кроме того, добиться качества сварного шва одним наклоном горелки, как отмечено выше, невозможно.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является получение качественного сварного шва труб, находящихся под углом к плоскости истинного горизонта, за счет размещения механизма колебания горелки на поворотной платформе, что обеспечивает осуществление колебаний в плоскости истинного горизонта и выравнивание сварочной ванны.
Технический результат достигается за счет того, что устройство для автоматической дуговой сварки, имеющее каретку с механизмом ее перемещения по направляющей, основание с механизмами горизонтального и вертикального перемещения узла колебания, на котором установлена горелка с возможностью колебания поперечно сварному шву, отличается тем, что основание содержит платформу, установленную с возможностью поворота относительно сварного шва на угол до 30 градусов, и несущую узел колебания горелки.
Сущность полезной модели поясняется чертежами.
Фиг.1 - устройство для автоматической дуговой сварки металлических труб, расположенных в горизонтальном положении.
Фиг.2 - устройство для автоматической дуговой сварки металлических труб, расположенных под углом к плоскости истинного горизонта.
На Фиг.1 изображено устройство для автоматической дуговой сварки (сварочная головка), содержащее каретку 1 с основанием 2, на котором с возможностью поворота относительно сварного шва установлена платформа 3, снабженная шкалой 4. Каретка 1 имеет узел 5 колебания горелки 6, механизмы его горизонтального и вертикального перемещения (соответственно 7 и 8), механизм 9 подачи электродной проволоки, а также механизм 10 перемещения каретки 1 по направляющей 11, установленной на трубе 12.
Работа устройства для автоматической дуговой сварки осуществляется следующим образом.
На одну из свариваемых труб, расположенных под углом α, не превышающем 30 градусов к плоскости истинного горизонта, устанавливают направляющую 11 (Фиг.2), на которой фиксируют сварочную головку. На свариваемый стык труб с помощью механизмов горизонтального и вертикального перемещения (7 и 8 соответственно) выставляют горелку 6. Посредством угломера (не показан) измеряют угол наклона трубы. Поворачивая вручную или автоматически узел 5 колебания горелки 6 на платформе 3 на угол α по шкале 4, выставляют и фиксируют его, например, посредством кулачка, винтов, клина и пр. Далее подают напряжение от источника питания сварочного тока (не показан) на механизм 10 перемещения каретки 1 по направляющей 11, механизм 5 колебания горелки и на механизм 9 подачи электродной проволоки, которая, поступая в зону сварки, зажигает сварочную дугу. При этом сварной шов получается качественным и ровным, т.к. расплавленный металл не вытекает из сварочной ванны.
Проведенные испытания показали, что использование предлагаемого устройства для автоматической дуговой сварки позволило получить качественный сварной шов на трубах, расположенных под углом не более 30 градусов к плоскости истинного горизонта. Заявленного технического результата удалось достигнуть за счет размещения механизма колебания горелки на поворотной платформе, что обеспечивает изменение угла поперечных колебаний горелки относительно сварного шва и выравнивание сварочной ванны.