RU2039640C1

RU2039640C1 - Method of pipe assembly and welding and device for its realization

Info

Publication number: RU2039640C1
Application number: RU93040014A
Authority: RU
Inventors: А.В. Стоянов; Г.И. Левченко; Е.Ф. Минка; Л.Н. Гапоненко; В.Г. Карапищенко
Original assignee: Творческий союз изобретателей Научно-Производственного объединения "Атомкотломаш"
Priority date: 1993-08-02
Filing date: 1993-08-02
Publication date: 1995-07-20

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: process of assembling pipes for welding is carried out with the measurement of the supply length, and a signal is shaped for installing the pipe face ends along the electrode axle of the welding head. The value of noncoincidence of the welded edges is measured. The measured value is compared with that of the tolerable noncoincidence of the edges built into the memory of the control device. The signal regulating the value of noncoincidence of edges is shaped by means of turning one of the pipes relative to another and shifting one pipe relative to another in the plane of measuring the value of the edge noncoincidence towards decreasing this value up to the given tolerable one in the memory of the control device. The welding process is carried out with the local blowing off of the melting zone by the inert gas from the inside and on the outside of the joint and using the regime of temporary weld, in case one pipe is shifted relative to another one in the plane of measuring the value of the edge shifting. The welding process is combined with the process of quality control of the weld beginning from the welding of the second pipe joint. In this case the device for the method realization has an electromagnetic coupling for connecting the drive shafts of rotators for the combined and separate rotation of spindles with three-jawed chucks. One of the chucks of each spindle is equipped with the pickup of the position control of the cam drive nest. The drives of the angular and longitudinal supply of pipes are equipped with position pickups. The mechanism for controlling the coaxiality of pipes has spring-loaded rods contacting with the surface of articles. EFFECT: facilitated manufacture. 2 cl, 8 dwg

Description

Изобретение относится к изготовлению трубчатых элементов методом сварки стыков труб неплавящимся электродом в среде защитного газа и может быть использовано в машиностроении, например в котлостроении при изготовлении элементов поверхностей нагрева. The invention relates to the manufacture of tubular elements by welding pipe joints with a non-consumable electrode in a shielding gas medium and can be used in mechanical engineering, for example, in boiler building, in the manufacture of heating surface elements.

Известен способ сборки и сварки труб в области стыков в среде защитного газа, реализуемый в установке, содержащей станину с закрепленными на ней двумя вращателями труб в виде двух шпинделей, на каждом из которых консольно закреплен трехкулачковый патрон, привод вращения шпинделей с патронами, выдвижной упор для установки торца труб по оси сварки, головку аргонодуговой сварки и входной и выходной рольганги для продольного перемещения труб (см. черт. 08S286.500.001.000 фирма Steinmuller). A known method of assembly and welding of pipes at the joints in a shielding gas medium is implemented in an installation comprising a frame with two pipe rotators fixed to it in the form of two spindles, on each of which a three-jaw chuck is cantilevered, a spindle rotation drive with chucks, a sliding stop for installation of the pipe end along the welding axis, the argon-arc welding head, and the input and output live rolls for longitudinal pipe movement (see drawing Steinmuller 08S286.500.001.000).

По этому способу обеспечивается подача первой трубы во второй вращатель, реверс ее до плоскости выдвижного упора, совпадающей с осью электрода сварочной головки (с осью сварки стыка труб), зажим первой трубы в трехкулачковом патроне, подачу второй трубы до упора в торец первой трубы, зажим второй трубы в первом вращателе, совместное вращение труб в процессе сварки, выполнение сварки в среде аргона с подачей его в полость труб и обдува защитным газом зоны сварки снаружи стыка. According to this method, the first pipe is fed into the second rotator, reversed to the plane of the retractable stop coinciding with the axis of the electrode of the welding head (with the axis of welding of the pipe junction), the clamp of the first pipe in a three-jaw chuck, the second pipe is fed all the way to the end of the first pipe, clamp the second pipe in the first rotator, joint rotation of the pipes during the welding process, welding in argon, feeding it into the pipe cavity and blowing the welding zone with the protective gas outside the joint.

По этому способу обеспечивается беззазорная сборка стыка труб под сварку без автоматического контроля точности процессов, что не позволяет реализацию этого способа в автоматизированных технологических процессах с применением вычислительной техники управления и не обеспечивает высокого качества изделий применительно к трубам отечественного производства, стандартом на изготовление которых допускаются более низкие требования на отклонение геометрических размеров. This method provides a gap-free assembly of the pipe joint for welding without automatic control of the accuracy of the processes, which does not allow the implementation of this method in automated technological processes using computer control technology and does not provide high quality products for domestic pipes, the standard for the manufacture of which allows lower geometric deviation requirements.

Известен способ сборки и сварки труб в среде защитного газа, принятый в качестве прототипа, реализуемый в установке для аргонно-дуговой сварки, содержащей станину с механизмом регулирования оси сварки машины по высоте, двух вращателей труб в виде шпинделей, на каждом из которых попарно закреплены трехкулачковые патроны с механизмом перемещения кулачков и с общим приводом синхронного вращения шпинделей вращателей, выдвижной упор установки торца трубы по оси сварки и головку аргонно-дуговой саврки (03352/0ff415, трубосварочная машина тип 415RSM2 с входным и выходным рольгангом фирмы ДЕЙМА, ГДР). A known method of assembly and welding of pipes in a shielding gas environment, adopted as a prototype, implemented in an installation for argon-arc welding, containing a bed with a mechanism for adjusting the axis of welding of the machine in height, two pipe rotators in the form of spindles, on each of which three-cam are fixed in pairs cartridges with a cam movement mechanism and with a common drive for synchronous rotation of the rotary spindles, a retractable stop for installing the pipe end along the welding axis and the argon-arc head (03352 / 0ff415, pipe welding machine type 415RSM2 with input and output live rolls of the DEYMA company, GDR).

По этому способу обеспечивается подача труб во вращатели, беззазорная сборка труб (их стыка) с помощью выдвижного упора, установка стыка по оси сварки, центричный двухкратный шеститочечный зажим свариваемых концов труб парой электрически управляемых зажимных патронов, синхронное вращение труб в процессе сварки, выполнение сварки с подачей аргона путем заполнения всей полости труб, продольное перемещение изделия механизмом подачи входного или выходного рольганга. This method ensures the supply of pipes to the rotators, the gap-free assembly of pipes (their joints) using a retractable stop, the installation of a joint along the welding axis, a centric double six-point clamp of the pipe ends to be welded with a pair of electrically controlled clamping chucks, synchronous rotation of the pipes during welding, welding with feeding argon by filling the entire pipe cavity, the longitudinal movement of the product by the feed mechanism of the input or output roller table.

Способ не предусматривает контроль соосности труб перед сваркой, не обеспечивает возможность поворота одной трубы относительно другой и их перемещение в плоскости измерения несоосности, что не исключает некачественную сборку, а следовательно, и сварку стыков в автоматическом режиме изготовления изделий. Отсутствие в способе локального обдува инертным газом с избыточным давлением зоны нагрева металла сварного соединения изнутри и снаружи стыка труб и сопутствующего контроля качества сварного соединения, а также отсутствие элементов автоматического контроля операций технологического процесса снижает качество изделий как по сварному соединению, так и по точности геометрических размеров. The method does not provide for monitoring the alignment of pipes before welding, does not provide the ability to rotate one pipe relative to another and move them in the misalignment measurement plane, which does not exclude poor-quality assembly, and consequently, welding of joints in the automatic manufacturing mode of products. The absence in the method of local inert gas blowing with overpressure of the weld metal inside and outside the pipe joint and the associated quality control of the welded joint, as well as the absence of elements for automatic control of the process operations, reduces the quality of the products both in terms of welded joint and geometric accuracy .

Известно устройство для осуществления способа, содержащее основание, на котором смонтирована с возможностью установочного перемещения в вертикальной плоскости станина, несущая корпуса с установленными на них вращателями труб со шпинделями, каждый из которых оснащен двумя трехкулачковыми патронами с приводами перемещения кулачков в каждом патроне и общий привод синхронного вращения двух пар патронов, приводные валы с роликами для продольной подачи труб, выдвижной упор для установки торца трубы по оси сварки, при этом корпус одного из вращателей смонтирован на станине с возможностью установочного перемещения от индивидуального привода в плоскости, параллельной плоскости основания, систему управления механизмами и приводами устройства, оснащенную датчиком для измерения длин, датчиками для измерения величины несоосности собираемых под сварку труб, датчиком для измерения величины несоосности одного вращателя относительно другого и конечным переключателем для фиксации углового поворота двух пар патронов с установкой гнезда привода кулачков патронов против торцового ключа привода перемещения кулачков и головку для аргонно-дуговой сварки. A device for implementing the method is known, comprising a base on which the bed is mounted with the possibility of installation movement in the vertical plane, supporting bodies with pipe rotators with spindles mounted on them, each of which is equipped with two three-jaw chucks with cam movement drives in each chuck and a common synchronous drive rotation of two pairs of cartridges, drive shafts with rollers for longitudinal pipe feeding, a retractable stop for installing the pipe end along the welding axis, while the housing of one of of the spreaders is mounted on the bed with the possibility of installation movement from an individual drive in a plane parallel to the base plane, a control system for the mechanisms and drives of the device, equipped with a sensor for measuring lengths, sensors for measuring the misalignment of pipes assembled for welding, a sensor for measuring the misalignment of one rotator relative to another and a limit switch for fixing the angular rotation of two pairs of cartridges with the installation of the drive socket of the cam cams of cartridges against end th drive key of cam movement and head for argon-arc welding.

Этим устройством обеспечивается подача труб во вращатели, установка торцов труб по оси электрода сварочной головки с помощью выдвижного упора, синхронное вращение труб в процессе сварки, продольное перемещение с измерением величины перемещения и введением ее в память управляющего устройства, фиксирование торцов труб с помощью датчиков обнаружения, реверсирование трубы до плоскости упора, измерение по наружным поверхностям в зоне свариваемого стыка величины смещения свариваемых кромок (величины несоосности свариваемых труб), корректирование величины несоосности смещением одного из вращателей (его корпуса) в плоскости измерения этой величины с уменьшением величины несоосности до заданного допустимого предела, введенного в память управляющего устройства, и возврат корпуса вращателя с зажимным устройстом в первоначальное соосное положение его с неподвижным вращателем. This device ensures the supply of pipes to the rotators, the installation of the ends of the pipes along the axis of the electrode of the welding head using a retractable stop, synchronous rotation of the pipes during welding, longitudinal movement with measuring the magnitude of the movement and entering it into the memory of the control device, fixing the ends of the pipes using detection sensors, reversal of the pipe to the abutment plane, measurement of the displacement of the welded edges (misalignment of the welded pipes) on the outer surfaces in the area of the welded joint, correct tion misalignment offset value of one of the rotators (its housing) in the plane of measurement of this magnitude with decreasing to a predetermined misalignment margin inputted into the memory control unit, and return the spinner housing with clamping ustroystom in its initial position coaxial with the fixed rotator.

Однако, это устройство не обеспечивает выполнение операции раздельного вращения труб для поиска оптимального варианта сборки стыка труб при наличии несовпадения свариваемых кромок, что снижает качество изготовления свариваемых изделий как по сварному соединению, так и по точности выполнения геометрических размеров, а механизм для измерения величины несоосности собираемых под сварку труб обеспечивает измерение в пределах точности растровых датчиков, чувствительные элементы которых контактируют непосредственно с поверхностью труб в зоне стыка. However, this device does not provide the operation of separate rotation of the pipes to find the best option for assembling the joint of the pipes in the presence of mismatch of the welded edges, which reduces the manufacturing quality of the welded products both in the welded joint and in the accuracy of geometric dimensions, and a mechanism for measuring the misalignment of the assembled for pipe welding provides measurement within the accuracy of raster sensors, the sensitive elements of which are in direct contact with the surface of the pipes the junction area.

Недостатком этого механизма является то, что чувствительные элеметы датчиков при контакте непосредственно с изделием в процессе измерения из-за разной шероховатости поверхности могут давать локальные неточности измерения, что снижает качество вводимой в управляющую машину информации, а отсутствие в механизме возможности регулирования передаточного отношения между замеряемой величиной и ходом чувствительного элемента датчика снижает точность измерения и усокряет износ контактирующего наконечника датчика. The disadvantage of this mechanism is that the sensitive elements of the sensors, when in direct contact with the product during the measurement process, can cause local measurement inaccuracies due to different surface roughness, which reduces the quality of the information entered into the control machine, and the lack of the mechanism for regulating the gear ratio between the measured value and the course of the sensor element of the sensor reduces the accuracy of the measurement and accelerates the wear of the contacting tip of the sensor.

Цель изобретения повышение качества сварки и точности геометрических размеров изделий. The purpose of the invention is improving the quality of welding and the accuracy of the geometric dimensions of the products.

Это достигается тем, что в способе сборки и сварки труб, включающем подачу первой трубы во второй вращатель с зажимным устройством с реверсом ее до установки свариваемого торца по плоскости выдвижного упора на ось сварки, центричный зажим конца первой трубы путем двухкратного шеститочечного зажима парой электрически управляемых зажимных патронов, подачи второй трубы до упора в торец с первой трубой, зажим второй трубы аналогично первой, вращение труб вращателями с зажимными устройствами со скоростью сварки и операции сварки, включающие подачу инертного газа, присадочной проволоки и ввод горелки для сварки вольфрамовым электродом в рабочий режим, в процессе сборки труб под сварку подачу первой трубы ведут с измерением величины подачи после обнаружения следящим датчиком первого торца трубы, формируют сигнал, пропорциональный величине перемещения, и вводят в память управляющего устройства (управляющей вычислительной машины), продолжают подачу с измерением величины подачи до обнаружения второго торца первой трубы, формируют сигнал останова, затем реверсируют трубу на замедленной скорости на заданное в памяти управляющего устройства расстояние, выраженное количеством электрических импульсов, сравнивают это количество с количеством импульсов, введенных в память управляющего устройства операции реверса первой трубы для формирования сигнала установки второго ее торца по оси электрода сварочной головки и выполнения операции зажима первой трубы во втором вращателе зажимным устройством. Подачу второй трубы ведут с измерением величины подачи после обнаружения следящим датчиком первого торца ее, после чего снижают скорость и ведут подачу на заданное расстояние, выраженное количеством электрических импульсов, соответствующим введенному в память управляющего устройства операции установки торца второй трубы по оси электрода сварочной головки, и производят зажим второй трубы в первом вращателе зажимным устройством. Измеряют по наружным поверхностям труб в зоне свариваемого стыка величину смещения свариваемых кромок, определяют и регулируют максимальную величину смещения кромок поверхностей труб путем поворота одной из труб относительно неподвижной второй и перемещением одной из труб в плоскости измерения величины смещения кромок в направлении уменьшения этой величины до заданного допустимого предела, введенного в память управляющего устройства. This is achieved by the fact that in the method of assembly and welding of pipes, which includes feeding the first pipe into a second rotator with a clamping device with its reverse before installing the welded end along the plane of the sliding stop on the welding axis, centric clamping of the end of the first pipe by double six-point clamping by a pair of electrically controlled clamping cartridges, feeding the second pipe all the way to the end with the first pipe, clamping the second pipe similarly to the first, rotation of the pipe rotators with clamping devices with a welding speed and welding operations, including supply of inert gas, filler wire and putting the torch for welding with a tungsten electrode into operation, during the assembly of pipes for welding, the supply of the first pipe is carried out with the measurement of the supply after the first sensor detects the first pipe end, a signal is generated proportional to the displacement, and is stored control device (control computer), continue to feed with measuring the amount of feed until the second end of the first pipe is detected, a stop signal is generated, then the pipe is reversed to slow speed at a distance specified in the control device memory, expressed by the number of electrical pulses, compare this number with the number of pulses entered into the control device memory of the reverse pipe operation of the first pipe to generate the installation signal of its second end along the axis of the electrode of the welding head and perform the operation of clamping the first pipe into the second rotator clamping device. The supply of the second pipe is carried out with the measurement of the feed value after the first end face is detected by the tracking sensor, then it reduces the speed and feeds at a predetermined distance, expressed by the number of electrical pulses corresponding to the operation of installing the end of the second pipe along the axis of the electrode of the welding head, entered into the memory of the control device, and clamp the second pipe in the first rotator with a clamping device. The displacement of the welded edges is measured on the outer surfaces of the pipes in the area of the welded joint, the maximum displacement of the edges of the surfaces of the pipes is determined and adjusted by turning one of the pipes relative to the stationary second and moving one of the pipes in the plane of measurement of the amount of displacement of the edges in the direction of decreasing this value to a predetermined allowable the limit entered in the memory of the control device.

Далее измеряют и вводят в память управляющего устройства угловое перемещение одной трубы относительно другой и формируют сигнал для возврата вращателя после операции сварки и разжима труб в исходное состояние, процесс сварки при этом ведут с локальным обдувом зоны нагрева металла сварного соединения инертным газом изнутри и снаружи стыка труб. При этом в случае перемещения одной из труб в плоскости измерения величины смещения свариваемых кромок, процесс сварки начинают по заданной программе параметров режима сварки в режиме "прихватки" на заданный угол вращения свариваемых труб, в пределах которого с задержкой времени начинают производить возврат подвижного в плоскости измерения и регулирования величины смещения свариваемых кромок вращателя с зажатой трубой в соосное положение с неподвижным вращателем и заканчивают процесс сварки после перекрытия угла сварки труб в режиме "прихватки" на уменьшенном сварочном токе, а процесс контроля качества сварного соединения ведут одновременно с началом сварки последующего стыка труб и совмещают с процессом сварки, кроме контроля последнего стыка изделия, который выполняют без операции сварки. Next, the angular displacement of one pipe relative to another is measured and entered into the memory of the control device and a signal is generated to return the rotator after the welding operation and expand the pipes to its original state, while the welding process is conducted with local airflow of the weld metal heating zone with an inert gas inside and outside the pipe joint . In this case, if one of the pipes moves in the plane of measurement of the displacement of the welded edges, the welding process begins according to a predetermined program of parameters of the welding mode in the "tack" mode to the specified rotation angle of the welded pipes, within which, with a time delay, they begin to return the movable in the measurement plane and regulating the magnitude of the offset of the welded edges of the rotator with the clamped pipe to the coaxial position with the stationary rotator and complete the welding process after closing the angle of the pipe welding in the mode "tacking" at a reduced welding current, and the quality control process of the welded joint is carried out simultaneously with the start of welding of the subsequent pipe joint and combined with the welding process, in addition to monitoring the last joint of the product, which is performed without a welding operation.

Предлагаемое устройство для осуществления способа снабжено муфтой для соединения приводных валов вращателей труб с возможностью раздельного реверсивного вращения одного из шпинделей или совместного синхронного реверсивного вращения шпинделей вращателей с трехкулачковыми патронами от общего привода шпинделей, один из патронов каждого шпинделя снабжен датчиком контроля положения гнезда привода кулачков патрона относительно оси ключа механизма перемещения кулачков патронов, управляющий элемент которого закреплен на патроне с возможностью регулирования положения его относительно гнезда патрона и чувствительного элемента датчика, который закреплен неподвижно на станине с возможностью установочного перемещения его относительно оси вращения патрона, при этом каждый привод механизма реверсивной продольной подачи изделий и привод вращения шпинделей снабжен датчиком положения, закрепленным на валу двигателя и электрически связанным с управляющим устройством, а механизм измерения величины несоосности собираемых под сварку труб снабжен двумя подпружиненными штангами с регулируемой длиной, закрепленными подвижно к поверхности труб в направляющих втулках с регулируемой длиной, смонтированных на подвижной планке симметрично свариваемого стыка труб, и контактирующими с поверхностью труб посредством упоров и с чувствительными элементами датчиков через подпружиненные рычаги, закрепленные шарнирно с помощью осей и вилок в пазах кронштейна, установленного на подвижной планке с возможностью регулирования длины плеч рычагов. The proposed device for implementing the method is equipped with a coupling for connecting the drive shafts of the pipe rotators with the possibility of separate reverse rotation of one of the spindles or joint synchronous reverse rotation of the spindles of rotators with three-jaw chucks from the common spindle drive, one of the chucks of each spindle is equipped with a sensor for monitoring the position of the cam jaw drive socket relative to the axis of the key of the cam cam movement mechanism, the control element of which is fixed to the cartridge with it is possible to adjust its position relative to the socket of the cartridge and the sensor element of the sensor, which is fixed motionless on the bed with the possibility of installing it moving relative to the axis of rotation of the cartridge, while each drive of the mechanism for reversing the longitudinal feed of products and the rotation drive of the spindles is equipped with a position sensor fixed to the motor shaft and electrically connected to the control device, and the mechanism for measuring the misalignment of the pipes assembled for welding is equipped with two spring-loaded units with adjustable lengths, fixed movably to the pipe surface in adjustable length guide bushings mounted on a movable plate of a symmetrically welded pipe joint, and contacting the pipe surface with stops and with sensor elements through spring levers pivotally mounted using axles and forks in the grooves of the bracket mounted on a movable bar with the ability to adjust the length of the arms of the levers.

Выполнение операций подачи труб с установкой торцов их по оси электрода сварочной головки с применением операций измерения величины подачи, формирование сигналов по числу электрических импульсов, пропорциональному величине подачи, свранение этих сигналов с введенными в память управляющего устройства для управления технологическим процессом операций сборки труб под сварку отсутствует в известных устройствах. Применение перечисленных операций позволяет улучшить качество изделий за счет повышения точности сборки и возможности регулирования величины зазора в стыке свариваемых труб в зависимости от толщины стенок свариваемых изделий. There are no pipe feed operations with installation of their ends along the axis of the electrode of the welding head using the operation of measuring the feed value, generating signals according to the number of electrical pulses proportional to the feed rate, and these signals are not stored in the memory of the control device to control the technological process of pipe assembly operations for welding in famous devices. The application of these operations allows to improve the quality of products by increasing the accuracy of the assembly and the ability to control the size of the gap at the junction of the pipes being welded, depending on the wall thickness of the items being welded.

Измерение по наружным поверхностям труб в зоне свариваемого стыка величины смещения кромок, последующее регулирование максимальной величины смещения кромок путем поворота одной из труб относительно неподвижной второй и (или) перемещение одной из труб в плоскости измерения величины смещения в направлении уменьшения этой величины до заданного допустимого предела, введенного в память управляющего устройства с измерением, и введением в память управляющего устройства углового перемещения одной трубы относительно другой и, соответственно, одного из вращателей относительно другого для формирования сигнала и выполнения операции возврата вращателя в исходное состояние также новые признаки и позволяют повысить качество сварки и точность геометрических размеров изделий за счет повышения точности сборки и контроля качества сборки труб под сварку. Measurement of the edge displacement along the outer surfaces of the pipes in the area of the joint to be welded, the subsequent adjustment of the maximum displacement of the edges by turning one of the tubes relative to the stationary second and (or) moving one of the tubes in the plane of measurement of the displacement in the direction of decreasing this value to a predetermined allowable limit, entered into the memory of the control device with measurement, and the introduction into the memory of the control device of the angular displacement of one pipe relative to another and, accordingly o, one of the rotators relative to the other to generate a signal and perform the operation of returning the rotator to its original state is also new features and can improve the quality of welding and the accuracy of the geometric dimensions of the products by improving the accuracy of assembly and quality control of assembly of pipes for welding.

Введение процесса сварки с локальным обдувом зоны нагрева металла сварного соединения инертным газом изнутри стыка труб ранее не известно и позволяет снизить расход газа и улучшить качество сварного соединения за счет более интенсивной защиты зоны нагрева. The introduction of a welding process with local blowing of the inert gas weld metal heating zone from inside the pipe joint is not previously known and allows to reduce gas consumption and improve the quality of the welded joint due to more intensive protection of the heating zone.

Возможность введения начала процесса сварки с "прихваткой" на программируемый угол вращения свариваемых труб, в пределах которого с задержкой времени начинают и производят возврат перемещенного в плоскости измерения и регулирования величины смещения свариваемых кромок изделия в соосное первоначальное положение, позволяет улучшить качество сварного соединения за счет повышения качества сборки и корректировки положения собираемых изделий в стыке. The possibility of introducing the beginning of the welding process with a “tack” at a programmable rotation angle of the pipes being welded, within which, with a time delay, the displacement of the welded edges of the product moved in the plane of measurement and regulation is returned and adjusted to the coaxial initial position, it improves the quality of the welded joint by increasing build quality and adjust the position of the assembled products in the junction.

Ведение процесса контроля качества сварного соединения одновременно со сваркой последующего стыка труб позволяет корректировать параметры режима сварки последующих стыков изделия, улучшая их качество. The process of controlling the quality of the welded joint simultaneously with welding of the subsequent pipe joint allows you to adjust the parameters of the welding mode of the subsequent joints of the product, improving their quality.

Снабжение устройства для осуществления предлагаемого способа управляемой муфтой для соединения приводных валов вращателей труб с возможностью раздельного или совместного реверсивного вращения шпинделей вращателей с трехкулачковыми патронами для общего привода позволяет осуществить операцию сборки труб под сварку по предлагаемому способу. Providing a device for the implementation of the proposed method with a controlled coupling for connecting the drive shafts of the pipe rotators with the possibility of separate or joint reverse rotation of the rotor spindles with three-jaw cartridges for a common drive allows the pipe assembly to be welded by the proposed method.

Снабжение одного из патронов каждого шпинделя датчиком контроля положения гнезда привода кулачков патрона относительно оси ключа механизма перемещения кулачков патронов позволяет выполнить операцию возврата шпинделей в исходное положение после проведения операций измерения и регулирования величины смещения свариваемых кромок. Providing one of the chucks of each spindle with a sensor for monitoring the position of the cam cam drive socket relative to the key axis of the cartridge cam movement mechanism allows the operation to return the spindles to their original position after measuring and adjusting the displacement of the welded edges.

Закрепление на патроне управляющего элемента датчика контроля положения гнезда привода кулачков патрона с возможностью регулирования положения его относительно гнезда патрона и чувствительного элемента неподвижно на станине с возможностью установочного перемещения к оси вращения патрона позволяет повысить качество технологического процесса за счет надежности его выполнения при наличии регулировок на срабатывание датчиков контроля. The fastening on the cartridge of the control element of the sensor for monitoring the position of the cam cam drive socket with the possibility of adjusting its position relative to the cartridge socket and the sensing element motionless on the bed with the possibility of installation movement to the axis of rotation of the cartridge allows to improve the quality of the process due to the reliability of its implementation in the presence of adjustments to the sensors control.

Снабжение приводов механизмов продольной подачи изделий и привода вращения шпинделей датчиком положения, закрепленном на валу двигателя и электрически связанным с управляющим устройством, обеспечивает обратную связь с управляющим устройством в операциях продольного и углового перемещения труб по заданной программе. Providing the drives of the mechanisms for longitudinal feeding of products and the drive for rotating the spindles with a position sensor fixed to the motor shaft and electrically connected to the control device provides feedback to the control device in the operations of longitudinal and angular movement of pipes according to a given program.

Снабжение механизма для измерения величины смещения свариваемых кромок стыка труб двумя подпружиненными штангами с регулируемой длиной, закрепленными подвижно к поверхности труб в направляющих втулках с регулируемой длиной, смонтированных на подвижной планке симметрично стыка труб и контактирующими с поверхностью этих труб посредством упоров и с чувствительными элементами датчиков измерения размеров через подпружиненные рычаги, закрепленные шарнирно с помощью осей и вилок в пазах кронштейна, установленного на подвижной планке с возможностью регулирования плеч рычагов, позволяет выполнить операцию контроля величины смещения свариваемых кромок, регулирования этой величины в заданных пределах и ввода информации в управляющее устройство для формирования сигналов управления технологическим процессом. Supply of a mechanism for measuring the displacement of the welded edges of the pipe joint by two spring-loaded rods with an adjustable length, mounted movably to the surface of the pipes in guide sleeves with an adjustable length mounted symmetrically on the movable bar of the pipe joint and in contact with the surface of these pipes by means of stops and with sensitive elements of the measurement sensors sizes through spring-loaded levers pivotally mounted with the help of axles and forks in the slots of the bracket mounted on a movable plate with zmozhnostyu regulating lever arm, allows to perform the control operation value offset welded edges, adjusting this value within a predetermined range and input to the control device for generating process control signals.

На фиг.1 приведена схема технологического процесса сварки труб по предлагаемому способу; на фиг.2 схема исходного положения торцов двух труб, одна из которых (труба Т₁) имеет эллипсность и несовпадение осей; на фиг.3 схема исходного положения торцов двух труб, каждая из которых имеет эллипсность при совпадении осей; на фиг.4 схема исходного положения торцов двух труб из-за изогнутых концов труб; на фиг.5 схема процесса сварки с применением "прихватки"; на фиг. 6 устройство для осуществления предлагаемого способа, общий вид; на фиг.7 разрез А-А на фиг.6 (механизм для измерения величины несовпадения свариваемых кромок, вид сбоку); на фиг.8 вид по стрелке Б на фиг. 7 (механизм для измерения величины несовпадения кромок в стыке труб (несоосности труб), план.Figure 1 shows a diagram of the technological process of welding pipes according to the proposed method; figure 2 diagram of the initial position of the ends of the two pipes, one of which (pipe T ₁ ) has an ellipse and a mismatch of the axes; figure 3 diagram of the initial position of the ends of two pipes, each of which has an ellipse when the axes coincide; figure 4 diagram of the initial position of the ends of the two pipes due to the bent ends of the pipes; figure 5 diagram of the welding process using the "tack"; in FIG. 6 device for implementing the proposed method, General view; in Fig. 7 a section A-A in Fig. 6 (mechanism for measuring the magnitude of the mismatch of the welded edges, side view); Fig. 8 is a view along arrow B in Fig. 7 (a mechanism for measuring the magnitude of the mismatch of the edges in the pipe joint (pipe misalignment), plan.

На фиг.1 обозначены Т₁ первая труба, подаваемая под сварку по ходу технологического процесса;
Т₂ вторая труба, стыкуемая с предыдущей;
l₁ расстояние от датчика фиксирования торца трубы до оси механизма продольной подачи труб;
l₂ расстояние от датчика фиксирования торца трубы до оси электрода сварочной головки;
l₃ расстояние от второго датчика фиксирования торца трубы до оси электрода сварочной головки;
l₄ расстояние от оси электрода сварочной головки до оси исходного положения камеры контроля качества сварного соединения;
l₅ расстояние от датчика фиксирования торца до оси первого механизма продольной подачи труб;
Δl возможная максимальная величина несовпадения кромок в исходном положении труб перед корректировкой этой величины;
α угол режима сварки с применением "прихватки";
β угол зоны возврата вращателя в первоначальное соосное положение, если было смещение его в направлении уменьшения величины превышения кромок;
φ угол перекрытия зоны "прихватки" в процессе сварки стыка;
f угол сварки полный с учетом "прихватки";
а зона перекрытия "прихватки" в процессе сварки на ослабленных параметрах;
δ зона режима "прихватки".Figure 1 shows T _{1 the} first pipe supplied for welding along the process;
T _{2 the} second pipe, joined with the previous one;
l ₁ distance from the sensor fixing the end of the pipe to the axis of the mechanism of the longitudinal feed of pipes;
l _{2 the} distance from the sensor fixing the end of the pipe to the axis of the electrode of the welding head;
l ₃ distance from the second sensor to fix the end of the pipe to the axis of the electrode of the welding head;
l _{4 the} distance from the axis of the electrode of the welding head to the axis of the initial position of the camera quality control of the welded joint;
l _{5 the} distance from the sensor fixing the end to the axis of the first mechanism of the longitudinal pipe feed;
Δl possible maximum value of the mismatch of the edges in the initial position of the pipes before adjusting this value;
α angle of the welding mode using a tack;
β the angle of the zone of the return of the rotator to the initial coaxial position, if there was a shift in the direction of decreasing the magnitude of the excess edges;
φ the angle of overlap of the zone "tack" in the welding process;
f full angle of welding, taking into account the "tack";
and the overlapping zone of the “tack” in the welding process on weakened parameters;
δ zone of the "tack" mode.

Предварително в память управляющего устройства технологическим процессом вводят постоянные величины, выраженные количеством электрических импульсов датчиков измерения длины, датчиков положения приводов, скорости сварки, количества проходов для заданной толщины стенки свариваемых труб, численно равное углу поворота шпинделей. Кроме того, в память устройства вводят постоянные величины l₁, l₂, l₃, l₄, l₅ и величину предельно допустимого смещения кромок в стыке труб, например Δl₁ 0,1 мм.Preliminarily, constant values are introduced into the memory of the control device of the technological process, expressed by the number of electrical pulses of the sensors for measuring length, position sensors of the drives, welding speed, number of passes for a given wall thickness of the pipes being welded, numerically equal to the angle of rotation of the spindles. In addition, constant values of l ₁ , l ₂ , l ₃ , l ₄ , l ₅ and the value of the maximum permissible displacement of the edges in the pipe joint, for example, Δl ₁ 0.1 mm, are entered into the device memory.

При сборке труб под сварку первую трубу Т₁ (фиг.1) с рольганга 1 подают механизмом 2 продольной подачи и после обнаружения первого торца этой трубы датчиком 3 измеряют датчиком 4 величину подачи, которую сравнивают с величиной l₁, при достижении которой формируют сигнал включения механизма 5 с датчиком 6 и выключения механизма 2 и продолжают подачу до обнаружения второго торца первой трубы датчиком 7, останавливают механизм 5. Затем включают механизм 5 с датчиком положения 8 (например, модели ВЕ-178) на реверс трубы Т₁ на замедленной скорости, соответствующей скорости подачи, заложенной в память управляющего устройства на заданное расстояние l₂, формируют сигнал останова второго торца трубы по оси 9 электрода сварочной головки 10 и зажима первой трубы во вращателе 11 трехкулачковыми патронами 12 с зажимными устройствами 13 датчиком 8 положения.When assembling the pipes for welding, the first pipe T ₁ (Fig. 1) is fed from the roller table 1 by the longitudinal feeding mechanism 2 and after detecting the first end of this pipe by the sensor 3, the sensor 4 is measured by the sensor 4, which is compared with the value l ₁ , upon reaching which an activation signal is generated mechanism 5 with the sensor 6 and turning off the mechanism 2 and continue feeding until the second end of the first pipe is detected by the sensor 7, stop the mechanism 5. Then turn on the mechanism 5 with the position sensor 8 (for example, model BE-178) to reverse the pipe T ₁ at a slow speed, respectively at the given feed rate stored in the memory of the control device for a predetermined distance l ₂ , a stop signal is generated for the second pipe end along axis 9 of the electrode of the welding head 10 and the first pipe is clamped in the rotator 11 with three-jaw chucks 12 with clamping devices 13 with position sensor 8.

Подачу второй турбы Т₂ ведут с измерением величины подачи датчиком 4 после обнаружения следящим (устройством) датчиком 3 первого торца ее и формируют сигнал на снижение скорости подачи, включают механизм 2 на замедленную скорость и ведут счет импульсов датчиком 14 положения, который после подачи трубы на величину l₃ формирует сигнал останова механизма 2, установки первого торца второй трубы по оси 9 электрода сварочной головки 10 и производят зажим второй трубы во вращателе 15 трехкулачковыми патронами 16 с зажимными устройствами 13.The supply of the second turbine T _{2 is} carried out with the measurement of the feed rate by the sensor 4 after the tracking device 3 detects its first end and generates a signal to reduce the feed speed, turn on the mechanism 2 at a slower speed and count the pulses by the position sensor 14, which after the pipe is fed to a value of l ₃ generates a stop signal for mechanism 2, installation of the first end of the second pipe along axis 9 of the electrode of the welding head 10, and the second pipe is clamped in the rotator 15 by three-jaw chucks 16 with clamping devices 13.

Вводят в контакт с поверхностью труб датчики 17 и 18 (например, растровые датчики) и измеряют путем синхронного вращения шпинделей 19, 20 с зажатыми трубами Т₁, Т₂ максимальную величину Δl смещения свариваемых кромок, сравнивают ее с допустимой величиной Δl₁, заложенной в память управляющего устройства, определяют угловую величину положения Δl от первоначального положения (до вращения труб) датчиком 21 привода 22 вращения шпинделей 19, 20, перемещают зону максимального смещения кромок в плоскость измерения этой величины датчиками 17, 18 и регулируют максимальную величину смещения кромок до минимальной величины путем поворота трубы Т₁ относительно неподвижной трубы Т₂, если, например, обе трубы имели геометрические отклонения в области стыка в виде эллипсов, расположенных соосно (фиг.3) или путем перемещения одной трубы относительно неподвижной второй в плоскости измерения величины несовпадения кромок за счет смещения корпуса 23 вращателя 15 по направляющей 24 в направлении уменьшения величины Δl до заданной величины Δl₁ (фиг.2), или путем перемещения одной трубы относительно неподвижной другой и вращением одной трубы относительно другой, если, например, обе трубы имели изогнутые концы в зоне свариваемого стыка с несоосным расположением торцов относительно оси вращателей 11, 15 (фиг.4).Sensors 17 and 18 (for example, raster sensors) are brought into contact with the surface of the pipes and measured by synchronous rotation of the spindles 19, 20 with the tubes T ₁ , T ₂ clamped, the maximum value Δl of the offset of the edges to be welded is compared with the permissible value Δl ₁ embedded in the memory of the control device, determine the angular value of the position Δl from the initial position (before the rotation of the pipes) by the sensor 21 of the spindle drive 22 of the spindle 19, 20, move the zone of maximum displacement of the edges into the plane of measurement of this value with the sensors 17, 18 and adjust the maximum displacement of the edges to a minimum by turning the pipe T ₁ relative to the fixed pipe T ₂ , if, for example, both pipes had geometric deviations in the joint area in the form of ellipses located coaxially (Fig. 3) or by moving one pipe relative to the stationary second in the plane of measurement of the magnitude of the mismatch of the edges due to the displacement of the housing 23 of the rotator 15 along the guide 24 in the direction of decreasing the value of Δl to a predetermined value of Δl ₁ (figure 2), or by moving one pipe relatively motionless the other and the rotation of one pipe relative to the other, if, for example, both pipes had bent ends in the area of the welded joint with an misaligned arrangement of the ends relative to the axis of the rotators 11, 15 (Fig. 4).

В процессе регулирования величины смещения кромок измеряют датчиком 21 и вводят в память управляющего устройства угловое перемещение одной трубы относительно другой, что равнозначно угловому перемещению шпинделя 20 с патронами 12, а следовательно, и перемещению гнезда 25 относительно ключа 26 зажимного устройства 13, и формируют сигнал для возврата вращателя в исходное состояние после операции сварки и разжима кулачков патронов. In the process of adjusting the magnitude of the displacement of the edges is measured by the sensor 21 and the angular movement of one pipe relative to another is entered into the memory of the control device, which is equivalent to the angular movement of the spindle 20 with cartridges 12, and therefore the movement of the socket 25 relative to the key 26 of the clamping device 13, and a signal is generated for return of the rotator to its original state after the welding operation and unclenching of the cams of cartridges.

Исходное состояние установки патронов, когда гнездо 25 привода кулачков расположено соосно с ключом 25 зажимного устройства 13, что контролируют с помощью датчиков 27 с управляющим элементом 28 и датчиком 21 привода 22. The initial state of the installation of the cartridges, when the cam drive socket 25 is located coaxially with the key 25 of the clamping device 13, which is controlled by sensors 27 with a control element 28 and a sensor 21 of the drive 22.

Процесс сварки ведут с локальным обдувом зоны нагрева металла сварного соединения инертным газом путем ввода, например, в полость труб в зону стыка газопроводящей штанги 29 с соплом 30 механизмом 31 подачи штанги с приводом 32 и обдува снаружи металла шва соплом горелки сварочной головки 10. При этом, если было перемещение трубы Т₂ относительно трубы Т₁ за счет смещения корпуса 23 вращателя 15, то процесс сварки начинают по заданной программе параметров режима сварки в режиме "прихватки" на заданный угол вращения свариваемых труб α который устанавливают экспериментально и вводят в память управляющего устройства. В пределах этого угла с задержкой времени начинают и производят возврат вращателя 15 с датчиком типа 18 в исходное соосное положение с вращателем 11. Время и скорость возврата вращателя в соосное положение ограничвается углом β который должен быть меньше угла α (фиг.5).The welding process is carried out with local blowing of the weld metal zone of the welded joint with inert gas by introducing, for example, into the pipe cavity into the joint zone of the gas conductor rod 29 with the nozzle 30 by the rod feeding mechanism 32 with the drive 32 and blowing the weld head with the nozzle of the welding head 10 outside. , if there was a movement of the pipe T ₂ relative to the pipe T ₁ due to the displacement of the housing 23 of the rotator 15, then the welding process is started according to a predetermined program of parameters of the welding mode in the "tack" mode by a given rotation angle of the pipes being welded α which is set pour experimentally and enter into the memory of the control device. Within this angle, with a time delay, the rotator 15 with the type 18 sensor is returned to its initial coaxial position with the rotator 11. The time and speed of the rotator return to the coaxial position is limited by an angle β which must be less than the angle α (Fig. 5).

Заканчивают процесс сварки после перекрытия угла α на угол φ в пределах которого сварку выполняют постепенным уменьшением сварочного тока до режима "прихватки". Трубы после сварки первого стыка и разжима кулачков патронов вращателей 11 и 15 перемещают механизмом 5 до фиксирования торца труб датчиком 7, формируют сигнал останова, а затем реверса сваренных труб Т₁ и Т₂, измеряют при этом длину подачи датчиком 6 и датчиком 8, формируют сигнал установки камеры 33 на ось стыка 34. Затем подают следующую трубу описанным способом и повторяют операции сборки и сварки, причем сварку последующих стыков ведут одновременно с контролем качества сварного соединения, кроме контроля последнего стыка изделия, который выполняют без включения сварочной головки в рабочий режим.The welding process is completed after the angle α is closed by the angle φ within which welding is performed by gradually reducing the welding current to the “tack” mode. After welding the first joint and expanding the cams of the cartridges of the rotators 11 and 15, move the mechanism 5 until the end of the pipes is fixed by the sensor 7, generate a stop signal, and then reverse the welded pipes T ₁ and T ₂ , measure the feed length with the sensor 6 and sensor 8, form the signal of the installation of the chamber 33 on the axis of the joint 34. Then the next pipe is supplied in the described manner and the assembly and welding operations are repeated, and the welding of subsequent joints is carried out simultaneously with the quality control of the welded joint, in addition to monitoring the last joint of the product, which They are performed without turning on the welding head in the operating mode.

Устройство для осуществления способа содержит станину 35, подвижную в вертикальной плоскости относительно неподвижного основания 36. На станине 35 установлены вращатели 37, 38, на шпинделях 39 которых попарно закреплены трехкулачковые патроны 40 с зажимными устройствами 41. Вращатели 37 и 38 соединены валом 42 с электромагнитной муфтой 43 через зубчатую передачу (на чертеже не показано) с общим приводом 44 с датчиком 45 положения, установленным на валу двигателя. По оси 46 на кольцевой направляющей 47 установлена головка 48 для аргонно-дуговой сварки стыков труб с механизмом 49 подачи присадочной проволоки, закрепленных на общем кронштейне 50. The device for implementing the method comprises a bed 35, movable in a vertical plane relative to the fixed base 36. Rotators 37, 38 are installed on the bed 35, three-jaw chucks 40 with clamping devices 41 are mounted in pairs on the spindles 39. The rotators 37 and 38 are connected by a shaft 42 to an electromagnetic coupling 43 through a gear train (not shown) with a common drive 44 with a position sensor 45 mounted on the motor shaft. On the axis 46 on the annular guide 47, a head 48 for argon-arc welding of pipe joints with a filler wire feed mechanism 49 mounted on a common bracket 50 is mounted.

По оси 46 на станине смонтирован механизм 51 контроля соосности изделий в свариваемом стыке, снабженный двумя подпружиненными штангами 52 (фиг.7, 8) с регулируемой длиной посредством резьбового соединения с упорами 53, закрепленными с пружинами 54 в направляющих втулках 55, 56 с резьбовым соединением их между собой для регулирования общей длины направляющей. Along axis 46, a mechanism 51 for controlling the alignment of products in the welded joint is mounted, equipped with two spring-loaded rods 52 (Figs. 7, 8) with adjustable length by means of a threaded connection with stops 53 fixed with springs 54 in guide bushings 55, 56 with a threaded connection them together to control the total length of the guide.

Направляющие втулки 55, 56 закреплены на подвижной планке 57 с приводом в виде винта 58 и гайки 59, симметрично относительно свариваемого стыка 60 труб 61, 62. Одна из штанг 52 контактирует с поверхностью трубы 61, а другая с поверхностью трубы 62 посредством упора 53, а второй конец каждой штанги контактирует с рычагом 63 с пружиной 64, закрепленным шарнирно с помощью оси 65 и вилки 66 в пазу 67 кронштейна 68, в пазах 67 которого также закреплены держатели 69 с датчиками 70 с возможностью регулирования длины плеч рычагов 63 за счет установочного смещения вилок 66 и держателей 69 в пазах 67 кронштейна 68. The guide bushings 55, 56 are mounted on a movable plate 57 with an actuator in the form of a screw 58 and a nut 59, symmetrically with respect to the welded joint 60 of the pipes 61, 62. One of the rods 52 is in contact with the surface of the pipe 61, and the other with the surface of the pipe 62 by means of a stop 53, and the second end of each rod is in contact with the lever 63 with a spring 64 pivotally mounted using the axis 65 and the fork 66 in the groove 67 of the bracket 68, in the grooves of 67 of which the holders 69 with sensors 70 are also fixed with the possibility of adjusting the length of the shoulders of the levers 63 due to the installation bias forks 66 and d rzhateley 69 in slots 67 bracket 68.

На станине 35 установлены на входе механизм 71 и на выходе механизм 72 реверсивной подачи изделий, каждый из которых снабжен датчиками 73, 74 измерения длины изделий в процесе их перемещения и датчиками 75 и 76 положения (например, модели ВЕ-178), установленными на валах двигателей 77 и 78 механизмов 71 и 72. On the bed 35, a mechanism 71 is installed at the input and an output mechanism 72 for output of products, each of which is equipped with sensors 73, 74 measuring the length of the products during their movement and position sensors 75 and 76 (for example, models BE-178) mounted on shafts engines 77 and 78 of mechanisms 71 and 72.

Корпус вращателя 37 смонтирован на направляющей 79 с возможностью перемещения вращателя в направлении измерения соосности изделий. На подвижном корпусе вращателя установлен датчик 80 контроля соосности вращателей 37 и 38. Один из патронов каждого вращателя снабжен датчиком 81 контроля положения гнезда привода кулачков патронов относительно оси ключа механизма перемещения кулачков патронов, управляющий элемент 82 которого закреплен на патроне с возможностью регулирования посредством пазов 83, положения его относительно гнезда 84 патрона и чувствительного элемента датчика, который закреплен на станине 35 с возможностью установочного перемещения его от оси или к оси вращения патрона. The rotator housing 37 is mounted on the guide 79 with the possibility of moving the rotator in the direction of measurement of the alignment of the products. A sensor 80 for monitoring the alignment of the rotators 37 and 38 is mounted on the movable housing of the rotator. One of the cartridges of each rotator is equipped with a sensor 81 for controlling the position of the cam cam drive socket relative to the axis of the key of the cam cam movement mechanism, the control element 82 of which is mounted on the cartridge with the possibility of adjustment by means of grooves 83, its position relative to the socket 84 of the cartridge and the sensor element of the sensor, which is mounted on the frame 35 with the possibility of installation moving it from the axis or to the axis of the rotational cartridge

На входе устройства смонтирован входной рольганг 85 с газопроводящей штангой 86, перемещаемой в полость труб по направляющим роликам 87, а на выходе установлена камера 88 контроля качества сварного соединения, смонтированная на приводной тележке 89. At the input of the device, an input roller table 85 is installed with a gas rod 86, which is moved to the pipe cavity along the guide rollers 87, and a weld joint quality control chamber 88 mounted on the drive trolley 89 is installed at the output.

Для контроля прохождения торцов труб устройство снабжено следящими датчиками 90 и 91, закрепленными на подвижной станение 35. To control the passage of the ends of the pipes, the device is equipped with tracking sensors 90 and 91, mounted on a mobile station 35.

Сборка и сварка труб с помощью предлагаемого устройства осуществляется по предлагаемому способу следующим образом. The assembly and welding of pipes using the proposed device is carried out by the proposed method as follows.

При сборке труб под сварку первую трубу с рольганга 85 (фиг.6) подают механизмом 71 продольной подачи и после обнаружения первого торца этой трубы датчиком 90 измеряют датчиком 73 величину подачи, которую сравнивают с величиной, введенной в память управляющего устройства, при достижении которой формуют сигнал включения механизма 72 и выключения механизма 71 и продолжают подачу до обнаружения второго торца первой трубы датчиком 91, останавливают механизм 72. Затем включают механизм 72 с датчиком 76 двигателя 78 на реверс трубы на замедленной скорости и подают на заданное расстояние, заложенное в памяти управляющего устройства, формируют датчиком 76 сигнал останова второго торца трубы по оси 46 электрода сварочной головки 48 и зажимают первую трубу во вращателе 38 трехкулачковыми патронами 40 с зажимными устройствами 41. Подачу второй трубы ведут с измерением величины подачи датчиком 73 после обнаружения следящим датчиком 90 первого торца ее, формируют сигнал датчиком 90 на снижение сокрости подачи, включают механизм 71 на замедленную скорость и ведут счет импульсов датчиком 75 положения, который после подачи трубы на величину, заложенную в память управляющего устройства, формирует сигнал останова механизма 71 установки первого торца второй трубы по оси 46 электрода сварочной головки 48 и производят зажим второй трубы во вращателе 37. When assembling the pipes for welding, the first pipe from the roller table 85 (Fig. 6) is fed by the longitudinal feed mechanism 71 and after detecting the first end of this pipe by the sensor 90, the feed quantity is measured by the sensor 73, which is compared with the value entered in the memory of the control device, upon reaching which it is formed the signal to turn on the mechanism 72 and turn off the mechanism 71 and continue to feed until the second end of the first pipe is detected by the sensor 91, stop the mechanism 72. Then turn on the mechanism 72 with the sensor 76 of the engine 78 to reverse the pipe at a slow speed and fed to a predetermined distance stored in the memory of the control device, the sensor 76 generates a stop signal for the second end of the pipe along axis 46 of the electrode of the welding head 48 and clamps the first pipe in rotator 38 with three-jaw chucks 40 with clamping devices 41. The second pipe is fed with a measurement of the feed sensor 73 after detection by the tracking sensor 90 of its first end, a signal is generated by sensor 90 to reduce the feed rate, the mechanism 71 is turned on at a slower speed and the pulses are counted by a position sensor 75, which after the first feed tube to a value embedded in the memory of the control device generates a stop signal setting mechanism 71 of the first end of the second pipe along an axis of the welding head 46 of the electrode 48 and produce a second pipe clamp 37 in the rotator.

Вводят в контакт с поверхностью труб 61, 62 (фиг.8) штанги 52 с упорами 53, контактирующие своими вторыми концами с рычагами 63 с пружинами 64, закрепленными на кронштейне 67 с помощью вилок 66 и передащими редуцированное перемещение на чувствительные элементы датчиков 70, и измеряют путем синхронного вращения шпинделей 39 с зажатыми трубами максимальную величину смещения свариваемых кромок, сравнивают ее с допустимой величиной, заложенной в память управляющего устройства, определяют угловую величину положения максимальной величины смещения кромок от первоначального положения (до вращения труб) датчиком 45 привода 44 вращения шпинделей 37, 38, перемещают зону максимального смещения кромок в плоскость измерения этой величины датчиками 70 и регулируют максимальную величину смещения до минимального размера путем поворота трубы 61 относительно неподвижной трубы 62 отключением муфты 43 и включением вращателя 38 или путем перемещения вращателя 37 по направляющей 79 в направлении уменьшения величины смещения кромок до заданной величины, заложенной в память управляющего устройства. The rods 52 with the stops 53 are brought into contact with the surface of the pipes 61, 62 (Fig. 8), contacting their second ends with the levers 63 with the springs 64 mounted on the bracket 67 with forks 66 and transmitting the reduced movement to the sensitive elements of the sensors 70, and measure by synchronous rotation of the spindles 39 with the tubes clamped, the maximum displacement of the welded edges, compare it with the permissible value stored in the memory of the control device, determine the angular value of the position of the maximum displacement of the chrome to the initial position (before the rotation of the pipes) by the sensor 45 of the drive 44 of the rotation of the spindles 37, 38, the zone of maximum displacement of the edges is moved to the plane of measurement of this value by the sensors 70 and the maximum displacement is adjusted to the minimum size by turning the pipe 61 relative to the fixed pipe 62 by disconnecting the sleeve 43 and turning on the rotator 38 or by moving the rotator 37 along the guide 79 in the direction of decreasing the amount of displacement of the edges to a predetermined value stored in the memory of the control device.

В процессе регулирования величины смещения кромок измеряют датчиком 45 и вводят в память управляющего устройства угловое перемещение одного шпинделя относительно другого и формируют сигнал для возврата вращателя в исходное состояние после операций сварки и разжима кулачков патронов 40. In the process of adjusting the magnitude of the displacement of the edges is measured by the sensor 45 and the angular displacement of one spindle relative to the other is entered into the memory of the control device and a signal is generated to return the rotator to its original state after welding and unclenching of the cams of cartridges 40.

Процесс сварки ведут с локальным обдувом зоны нагрева металла сварного соединения инертным газом путем ввода, например, в полость труб в зону стыка газопроводящей штанги 86 и обдува снаружи металла шва соплом горелки сварочной головки 48. The welding process is carried out with local blowing of the weld metal heating zone with inert gas by introducing, for example, into the pipe cavity into the joint zone of the gas conductor rod 86 and blowing the weld nozzle from the torch nozzle 48 outside the weld metal.

Трубы после сварки первого стыка и разжима кулачков патронов вращателей 37, 38 перемещают механизмом 72 до фиксирования торца труб датчиком 91, формируют сигнал останова, а затем реверсируют с измерением длины подачи датчиком 76, устанавливают торец трубы по оси 46 сварочной головки 48, зажимают турбу, а датчиком 74 формируют сигнал установки камеры 88 на ось первого стыка. Затем подают вторую трубу до оси сварки 46 описанным способом и повторяют операции сборки и сварки, причем сварку последующих стыков ведут одновременно с контролем качества сварного соединения, кроме контроля последнего стыка изделия, который выполняют без операции сварки. After welding the first joint and expanding the cams of the cartridges of the rotators 37, 38, move the mechanism 72 until the end of the pipes is fixed by the sensor 91, generate a stop signal, and then reverse with measuring the feed length by the sensor 76, install the pipe end along the axis 46 of the welding head 48, clamp the turbine, and the sensor 74 generates a signal to install the camera 88 on the axis of the first joint. Then the second pipe is fed to the welding axis 46 in the described manner and the assembly and welding operations are repeated, and the welding of subsequent joints is carried out simultaneously with the quality control of the welded joint, in addition to monitoring the last joint of the product, which is performed without a welding operation.

Claims

1. A method of assembly and welding of pipes, in which the first pipe is fed through the through hole of the first rotator to the second rotator with simultaneous measurement of the feed quantity, the pipe is braked and reversed at a slowed speed by a predetermined distance before installing its end along the axis of the electrode of the welding head, clamp the first pipe in the second rotator, feed the second pipe to the end of the end of the first pipe, clamp the second pipe, measure deviations from the alignment of the pipes and by moving one of the rotators with the pipe in a plane, perpendicular the joint plane of the base, the pipe joints are centered relative to each other, and then the pipes are welded by argon-arc welding when the pipes rotate at a welding speed, and the welding process begins according to a given program of parameters, first in the tack mode when the pipe is rotated through a given angle, within which time delay is performed the simultaneous return of the movable in the measuring plane of the rotator with the pipe in coaxial position with the stationary rotator, characterized in that the supply of the second pipe is carried out with the measurement of the flow rate, after centering the pipes one is measured relative to the other on the outer surfaces of the pipes in the area of the welded joint, the displacement of the welded edges is determined and the maximum displacement of the edges of the surfaces of the pipes is determined and adjusted by turning one of the pipes relative to the other, recording the angle of rotation, and moving one of the pipes into the plane of measuring the magnitude of the displacement of the edges in the direction of decreasing this value to a predetermined value, the welding process is carried out with the seam overlapping in the tack mode on the mind shennom welding current, and after welding and unclamp tube rotator operate return to its original position by turning on the measured rotation angle and perform quality control of the weld joint, which simultaneously leads to the beginning of the subsequent welding pipe joint in the process of welding, but the last joint.

2. A device for assembling and welding pipes, containing a base, an electromagnetic coupling, drive shafts with rollers for longitudinal feeding of pipes, a head for argon-arc welding with a mechanism for its installation movement relative to the welded joint, a filler of a filler wire, a control device, a mechanism for controlling misalignment of welding of pipes with sensors for measuring misalignment; on the base it is mounted with the possibility of installation movement in a plane perpendicular to the plane of the base, bed on which drive mechanisms for reversing pipe feeding with sensors for measuring pipe lengths during their movement are installed, as well as pipe rotators with spindles, each of which is equipped with two three-jaw chucks with a mechanism for moving the cam chucks with a key and a control element and with movement drives having sockets cams in each cartridge, the rotators are connected by a shaft with a reversible drive for synchronous rotation of the spindles, while the case of one of the rotators is mounted on a bed with the possibility of installation movement from an individual drive in a plane parallel to the base plane, characterized in that the reversible spindle synchronous rotation drive is equipped with a position sensor mounted on its shaft and connected to the rotary shaft by means of an electromagnetic coupling with the possibility of separate reverse rotation of one of the rotator spindles, one of of chucks of each spindle is equipped with a sensor for monitoring the position of the cam cam drive socket relative to the axis of the key of the cam movement mechanism c, the control element of which is mounted on the cartridge with the possibility of adjusting its position relative to the socket of the drive of the cartridge and the sensor of this mechanism, which is mounted on the bed with the possibility of installation movement relative to the axis of rotation of the cartridge, each drive of the mechanism for reversing longitudinal feeding of products is equipped with a position sensor mounted on the drive shaft and electrically connected with the control device, the misalignment control mechanism of the assembled pipes is made in the form of two spring-loaded rods with adjustable my length, guide bushings with adjustable length, movable bar, stops, spring-loaded levers, axles, forks and bracket with grooves, and the guide bushes are mounted on a movable bar, spring levers are pivotally mounted by axles and forks in the grooves of the bracket mounted on a movable bar with the ability to control the lengths of the leverage arms, and the stops are fixed at one end of the spring-loaded rods, which are placed in the guide bushings with the ability to move and contact with their other ends with odpruzhinennymi levers which are connected with the measurement sensors misalignment size.