ГОЛОВКА ДЛЯ ОРБИТАЛЬНОЙ СВАРКИ ТРУБОПРОВОДОВ

Полезная модель относится к сварочной технике, в частности к устройствам для автоматической сварки неповоротных стыков тонкостенных труб малого диаметра (от 3 до 30 мм) из сталей и сплавов в среде защитных газов.
Известно устройство для сварки неповоротных стыков труб, содержащее разрезную планшайбу, смонтированную с возможностью вращения посредством привода на корпусе, который оснащен элементами крепления для фиксации устройства на трубе свариваемого трубопровода. На планшайбе установлена горелка с вольфрамовым электродом. Устройство снабжено механизмом настройки электрода на стык свариваемого трубопровода, выполненным в виде имитатора одной из частей планшайбы и клиновидного бурта, посредством которого корпус располагается на свариваемом трубопроводе в положении, обеспечивающем точное расположение электрода в плоскости свариваемого стыка. Головка также оснащена газо- и электроподводящей арматурой.
(см. а.с. СССР №1320039, кл. В23К 31/06, 1987 г.).
В результате анализа конструкции данного устройства необходимо отметить, что наличие съемной части планшайбы, перемещение которой осуществляют в радиальном направлении, требует увеличенного монтажного расстояния между соседними трубопроводами, что ограничивает применение устройства для сварки в затесненных местах, механизм фиксации устройства на трубе сложен и неудобен в использовании.
Известно устройство для сварки неповоротных стыков труб, состоящее из разъемного корпуса, установленной в корпусе разрезной планшайбы с зубчатым венцом по ее образующей. На планшайбе размещена сварочная горелка с соплом для подачи защитного газа и электродом. Напротив сварочной горелки установлен жиклер. Планшайба оснащена приводом ее вращения, содержащим связанный с электродвигателем червяк, который через промежуточное зубчатое колесо передает движение на зубчатый венец планшайбы.
Разъемный корпус устройства выполнен из подвижной и неподвижной частей, соединенных общей осью и подпружиненных друг относительно, друга. На подвижной части корпуса имеется лапка. Для удобства монтажа устройства на трубе, на образующей поверхности планшайбы установлены невыпадающие винты. Штуцер для подачи защитного газа установлен на неподвижной части корпуса. Токосъемник установлен в разъеме планшайбы.
Для установки устройства на свариваемой трубе отвинчивают невыпадающие винты, нажимом на лапку «раскрывают зев», то есть, поворачивают подвижную часть корпуса относительно неподвижной вокруг оси. В раскрытом состоянии корпус устройства охватывает свариваемую трубу в месте сварки и базируется на трубе посредством пружины и фиксируется завинчиванием невыпадающих винтов. После установки устройства на свариваемой трубе и включения подачи защитного газа включают привод вращения планшайбы и осуществляют установленным на ней электродом сварку стыка труб. Подача защитного газа осуществляется через штуцер, а его избыток отводится через жиклер, исключая тем самым, доступ воздуха в зону сварки.
(см. патент РФ №2260504, кл. В23К 31/02, 2005 г.) - наиболее близкий аналог.
В результате анализа известно устройства необходимо отметить, что оно, как и заявленное, имеет установленную на корпусе с возможностью вращения посредством привода планшайбу, на которой установлен электрод. Однако использованный в устройстве механизм фиксации неудобен, особенно при сварке труб малого диаметра, так как требует довольно большого рабочего пространства для завинчивания невыпадающих винтов, доступ к которым затруднен. При завинчивании винтов возможно смещение устройства на свариваемой трубе, что приводит к нарушению положения электрода относительно свариваемого стыка, а это ухудшает качество сварки.
Техническим результатом настоящей полезной модели является повышение качества сварки труб малого диаметра, а также повышения удобства работы и производительности сварки за счет сокращения времени на установку, фиксацию и наладку механизмов головки.
Указанный технический результат обеспечивается тем, что в головке для орбитальной сварки трубопроводов, содержащей корпус, выполненный из соединенных друг с другом двух частей, имеющих возможность относительного поворота друг относительно друга, механизм фиксации корпуса на свариваемом трубопроводе, установленную на корпусе с возможностью вращения посредством привода разрезную планшайбу, на которой имеется место для установки электрода, установленный на корпусе штуцер подачи защитного газа в зону сварки, причем на частях корпуса имеются радиальные вырезы, в которых установлены вкладыши под заданный диаметр свариваемого трубопровода, новым является то, что механизм фиксации корпуса на трубопроводе выполнен в виде шарнирно соединенных друг с другом двух рычагов, каждый из которых шарнирно соединен с одной из частей корпуса, а привод вращения планшайбы размещен на кронштейне, соединяемым с корпусом с возможностью разъема посредством механизма фиксации, при этом, механизм фиксации кронштейна относительно корпуса выполнен в виде направляющего паза на накладке, закрепленной на кронштейне и имеющего возможность контакта с направляющей, имеющейся на корпусе, а также фиксирующего рычага, установленного с возможностью поворота на кронштейне, подпружиненного относительно него и имеющего возможность контакта с фиксирующим выступом, выполненным на корпусе.
Сущность полезной модели поясняется графическими материалами, на которых:
на фиг.1 - головка, общий вид;
на фиг.2 - вид А по фиг.1;
на фиг.3 - разрез Б-Б по фиг.1.
Головка для орбитальной сварки трубопроводов состоит из разъемного корпуса, выполненного из двух частей 1 и 2, установленных на общей оси 3 с возможностью относительного поворота. На части 1 корпуса закреплена направляющая 4. На части 2 корпуса установлен штуцер 5 для подачи защитного газа. Для обеспечения монтажа сварочной головки на трубопроводах разных диаметров, на частях 1 и 2 корпуса имеются радиальные вырезы, в которых установлены сменные вкладыши 6.
Механизм фиксации головки на трубе свариваемого трубопровода выполнен в виде установленного на оси на части 1 корпуса рычага 7 и установленного на оси на части 2 корпуса рычага 8. Рычаги 7 и 8 соединены друг с другом посредством оси 9. Рычаг 7 имеет удлиненное плечо для осуществления его поворота вручную. В принципе, это стандартный рычажный зажимной механизм.
На частях 1 и 2 корпуса с возможностью вращения установлена разрезная планшайба 10, по образующей которой выполнен зубчатый венец. На планшайбе имеется место 11 для установки электрода (не показан). На планшайбе закреплен сменный разрезной экран 12 с центральным отверстием, выполненный из керамического материала и предназначенный для создания замкнутого объема для защитного газа в зоне сварки.
Привод вращения планшайбы 10 размещен на кронштейне 13 и выполнен в виде электродвигателя (предпочтительно, шагового) 14, на выходном валу которого закреплено коническое зубчатое колесо 15, находящееся в зацеплении с коническим зубчатым колесом 16, спаренным с цилиндрическим зубчатым колесом 17, имеющим возможность зацепления с зубчатым венцом планшайбы 10. Зубчатые колеса 16 и 17 установлены с возможностью вращения на оси 18, закрепленной на накладке 19, зафиксированной на кронштейне 13.
Головка оснащена механизмом фиксации кронштейна с приводом вращения планшайбы на корпусе.
Данный механизм выполнен в виде выполненного на накладке 19 направляющего паза 20, имеющего возможность контакта с направляющей 4, а также размещенного на кронштейне 13 фиксатора, выполненного в виде установленного на оси 21 с возможностью поворота рычага 22, подпружиненного относительно кронштейна и имеющего возможность взаимодействия с фиксирующим выступом 23, выполненным на части 1 корпуса. На кронштейне 13 закреплен токоподвод (не показан) к токоведущим элементам головки.
Головка для орбитальной сварки трубопроводов работает следующим образом.
Для обеспечения работы головки ее токоведущие элементы соединяют с источником тока, к штуцеру 5 подсоединяют шланг подачи защитного газа (аргона). На частях 1 и 2 корпуса крепят сменные вкладыши 6, посадочный диаметр которых соответствует диаметру свариваемой трубы, на планшайбе крепят экран 12, диаметр центрального отверстия которого несколько больше (на 0,4 мм) диаметра свариваемой трубы. На место 11 планшайбы 10 устанавливают электрод.
Нажимом на удлиненное плечо поворачивают рычаг 7, разводя части 1 и 2 корпуса. Устанавливают корпус головки на свариваемую трубу таким образом, чтобы электрод располагался напротив свариваемого шва. Поворотом рычага 7 в противоположном направлении фиксируют головку на трубе. Стыкуют кронштейн 13 с корпусом, для чего направляющий паз 20 накладки 19 вводят до контакта его с направляющей 4 части 1 корпуса. Перемещение кронштейна 13 относительно корпуса осуществляют до тех пор, пока фиксирующий выступ 23 части корпуса 1 не зайдет за рычаг 22, который, поворачиваясь на оси 21 под действием упругого элемента, фиксирует кронштейн 13 относительно корпуса. При фиксации кронштейна на корпусе зубчатое колесо 17 входит в зацепление с зубчатым венцом планшайбы 10.
Включают источник питания, подачу защитного газа и привод вращения планшайбы, в результате чего вращательный момент с электродвигателя 14 через зубчатые колеса 15, 16, 17 передается на зубчатый венец планшайбы и приводит ее во вращение. Установленный на планшайбе электрод совершают орбитальное движение относительно свариваемого стыка, осуществляя сварку труб трубопровода. Зона сварки защищена от действия кислорода защитным газом, подаваемым в пространство между вкладышами 6 и экраном 12.
По окончании сварки стыка отключают источник питания и прекращают подачу защитного газа. Поворачивают рычаг 22, выводя его из контакта с выступом 23, и снимают кронштейн 13 с корпуса. Поворотом рычага 7 разводят части 1 и 2 корпуса и снимают устройство со сваренного трубопровода. Далее цикл повторяется аналогично описанному выше.
Использование данной головки обеспечивает ее установку на свариваемом трубопроводе в точно заданном положении, что повышает качество сварки. Механизм фиксации головки на трубе прост, надежен и удобен.
Выполнение головки из двух блоков (корпус и кронштейн) обеспечивает удобство при изготовлении и сборке головки, облегчает монтаж (демонтаж) ее на свариваемом трубопроводе, повышает ремонтопригодность.