RU2122931C1

RU2122931C1 - Apparatus for automatic argon-arc welding of rotary butts

Info

Publication number: RU2122931C1
Application number: RU97120499A
Authority: RU
Inventors: В.А. Кузнецов
Original assignee: Научно-производственное предприятие "Технотрон"
Priority date: 1997-12-10
Filing date: 1997-12-10
Publication date: 1998-12-10

Abstract

FIELD: welding equipment, particularly, apparatuses for automatic argon-arc welding of rotary butts inside shops. SUBSTANCE: apparatus includes base with strut mounted on it and supporting welding head, mechanism for moving it and tube for supplying shield gas to welding head, rotating unit and control system. Apparatus also includes touch-free pickup, supporting nut, rigid pipe, removable pipes and nozzle. Rotating unit is in the form of rotary table driven by means of electric motor with buildup tachogenerator. Rigid pipe is mounted vertically in center of rotary table and it is joined with removable pipes. Cantilever type leaf spring with additional nozzle secured to it is mounted on upper removable pipe. Strut has outer thread for engaging with supporting nut. EFFECT: enlarged manufacturing possibilities, enhanced quality of welded joints. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к сварочному оборудованию, в частности к установкам для автоматической сварки в среде защитного газа поворотных стыков цилиндрических изделий в цеховых условиях. The invention relates to welding equipment, in particular to installations for automatic welding in a protective gas environment of rotary joints of cylindrical products in workshop conditions.

Известно устройство для сварки коллекторных пластин с выводами обмоток электрических машин, содержащее плиту с вращающимся центром, траверсу, закрепленную на стойке сварочной головки, командные датчики, токоподвод, ролики, поддерживающие якорь в вертикальной плоскости, и систему управления /см. авторское свидетельство СССР N 733906, кл. B 23 K 9/6, 1980). A device is known for welding collector plates with leads of windings of electric machines, comprising a plate with a rotating center, a beam fixed to the stand of the welding head, command sensors, current lead, rollers supporting the anchor in a vertical plane, and a control system / cm. USSR copyright certificate N 733906, cl. B 23 K 9/6, 1980).

Однако известное устройство имеет узкоспециализированное назначение, конструктивно сложно и неудобно в эксплуатации. However, the known device has a highly specialized purpose, structurally difficult and inconvenient in operation.

Наиболее близким аналогом является сварочная установка для аргонодуговой сварки поворотных стыков труб в цеховых условиях, содержащая основание, вращатель, стойку со сварочной головкой и механизмом перемещения ее, трубку для подвода к сварочной головке защитного газа и систему управления /см. Каталог "Сварочное оборудование", изд. ЦНИИатоминформ, Москва, 1985, с. 31, черт. CA-428M/. The closest analogue is a welding installation for argon-arc welding of rotary pipe joints in workshop conditions, containing a base, a rotator, a rack with a welding head and a mechanism for moving it, a tube for supplying a protective gas to the welding head and a control system / cm. Catalog "Welding Equipment", ed. Central Research Institute of Atominform, Moscow, 1985, p. 31, damn CA-428M /.

Недостатками известного устройства являются ограниченные технологические возможности, незначительный диапазон диаметров свариваемых изделий и толщин их стенок. The disadvantages of the known device are limited technological capabilities, a small range of diameters of the welded products and their wall thicknesses.

Целью изобретения является достижение нового технического результата, заключающегося в расширении технологических возможностей, универсальности установки и в повышении качества сварного шва при проведении сварочных работ как в непрерывном, так и в шагоимпульсном режимах. The aim of the invention is to achieve a new technical result, which consists in expanding the technological capabilities, universality of the installation and improving the quality of the weld when conducting welding work in both continuous and step-by-step modes.

Новый технический результат достигается тем, что установка для автоматической аргонодуговой сварки поворотных стыков изделий, содержащая основание, стойку со сварочной головкой и механизмом ее перемещения, трубку для подвода газа к сварочной головке, вращатель и систему управления, согласно изобретению снабжена бесконтактным датчиком управления вращением вращателя, опорной гайкой, дополнительной жесткой трубкой, жесткими съемными трубками и дополнительным соплом, при этом вращатель выполнен в виде поворотного стола с приводом, выполненным в виде кинематически связанного с поворотным столом электродвигателя со встроенным тахогенератором, дополнительная жесткая трубка установлена вертикально по центру стола с возможностью перемещения по вертикали и связана со съемными трубками, которые соединены с вертикальной дополнительной трубкой и между собой посредством байонетных соединений, при этом на верхней съемной трубке консольно закреплена плоская пружина с возможностью перемещения в горизонтальном направлении и с возможностью поворота в вертикальной плоскости, на конце плоской пружины закреплено дополнительное сопло, соединенное гибким шлангом с верхней съемной трубкой, стойка выполнена с наружной резьбой, на которой размещена опорная гайка, взаимодействующая с кареткой механизма перемещения сварочной головки. Бесконтактный датчик управления вращением поворотного стола выполнен индуктивным, его управляющий элемент выполнен в виде диска с прорезями и установлен на валу электродвигателя. A new technical result is achieved in that the installation for automatic argon-arc welding of rotary joints of products, containing a base, a rack with a welding head and a mechanism for moving it, a tube for supplying gas to the welding head, a rotator and a control system, according to the invention, is equipped with a non-contact sensor for controlling the rotation of the rotator, supporting nut, additional rigid tube, rigid removable tubes and an additional nozzle, while the rotator is made in the form of a rotary table with a drive, kinematically connected in the form of an electric motor kinematically connected to the rotary table with an integrated tachogenerator, an additional rigid tube is mounted vertically in the center of the table with the possibility of moving vertically and connected to removable tubes that are connected to the vertical additional tube and to each other by means of bayonet connections, while on the upper removable a flat spring cantilever fixed to the tube with the possibility of movement in the horizontal direction and with the possibility of rotation in a vertical plane, an additional nozzle is fixed at the end of the flat spring, connected by a flexible hose to the upper removable tube, the rack is made with an external thread, on which a support nut is placed, interacting with the carriage of the welding head movement mechanism. The non-contact sensor for controlling the rotation of the rotary table is made inductive, its control element is made in the form of a disk with slots and is mounted on the motor shaft.

Существенными отличительными признаками заявляемого технического решения являются выполнение вращателя в виде поворотного стола, выполнение привода в виде кинематически связанного со столом электродвигателя со встроенным тахогенератором, установка по центру поворотного стола дополнительной жесткой трубки, наличие жестких схемных трубок, связь съемных трубок с дополнительной жесткой трубкой и между собой посредством байонетных соединений, консольное закрепление на верхней съемной трубке плоской пружины, возможность горизонтального перемещения и поворота плоской пружины в вертикальной плоскости, закрепление на плоской пружине дополнительного сопла, соединение сопла гибким шлангом с верхней съемной трубкой, выполнение стойки с наружной резьбой, размещение на стойке опорной гайки, выполнение бесконтактного датчика индуктивным, выполнение управляющего элемента в виде диска с прорезями, закрепление диска на валу электродвигателя. The salient features of the claimed technical solution are the design of the rotator in the form of a rotary table, the design of the drive in the form of an electric motor kinematically connected to the table with an integrated tachogenerator, the installation of an additional rigid tube in the center of the rotary table, the presence of rigid circuit tubes, the connection of detachable tubes to the additional rigid tube and between by means of bayonet connections, cantilever fastening on the upper removable tube of a flat spring, the possibility of horizontal the first movement and rotation of the flat spring in the vertical plane, fixing the additional nozzle on the flat spring, connecting the nozzle with a flexible hose to the upper removable tube, making a stand with an external thread, placing a support nut on the stand, making the proximity sensor inductive, making the control element in the form of a disk with slots, fixing the disk to the motor shaft.

Указанные отличительные признаки обеспечивают достижение нового технического результата. Реализация этих признаков в совокупности с известными признаками позволяет создать более универсальную установку для автоматической аргонодуговой сварки поворотных стыков труб, обечаек, бочек и т.п. изделий. При этом предлагаемая установка имеет более широкие технологические возможности. Она обеспечивает возможность проведения сварных работ как в непрерывном режиме, так и в шагоимпульсном режиме, позволяет расширить диапазон свариваемых изделий по диаметру и толщине стенок, обеспечивает высокое качество сварных швов за счет стабилизации скорости и сварки и подачи защитного газа в зону сварки с внутренней стороны изделия. Возможность проведения сварки в непрерывном или шагоимпульсном режимах обеспечивается наличием в системе управления индуктивного датчика, который управляет заданными режимами сварки путем включения или отключения сварочного тока при наборе определенного числа импульсов со счетного диска с прорезями, установленного на валу электродвигателя. При шагоимпульсном режиме отключение тока происходит после набора числа импульсов, соответствующего заданному шагу сварного шва, а при непрерывном режиме сварочный ток отключается после набора числа импульсов, обеспечивающего полный оборот поворотного стола, причем при необходимости сварка может прекращаться при замыкании сварного шва с некоторым перекрытием его. Наличие дополнительной жесткой трубки, установленной по центру стола, съемных трубок и дополнительного сопла, закрепленного на консольной плоской пружине, обеспечивает возможность подачи защитного газа в зону сварки с внутренней стороны различных изделий, что в значительной степени способствует повышению качества шва при малом расходе газа. Размещение на резьбовой поверхности стойки опорной гайки, взаимодействующей с кареткой механизма перемещения сварочной головки, создает возможность быстрого опускания или поднятия горелки относительно поверхности поворотного стола при необходимости сварки изделий различных длин. При этом возможность перемещения центральной трубки по вертикали и наличие съемных трубок позволяет установить дополнительное сопло на высоте, соответствующей новому расположению сварного шва. На предлагаемой установке можно производить сварку как с использованием присадочной проволоки, так и без нее /при сварке малых толщин/. These distinctive features ensure the achievement of a new technical result. The implementation of these features together with the known features allows you to create a more universal installation for automatic argon-arc welding of rotary joints of pipes, shells, barrels, etc. products. Moreover, the proposed installation has wider technological capabilities. It provides the possibility of carrying out welding work both in continuous mode and in step-by-step mode, allows expanding the range of welded products in diameter and wall thickness, ensures high quality of welds due to stabilization of speed and welding and supply of protective gas to the welding zone from the inside of the product . The possibility of welding in continuous or step-by-step modes is ensured by the presence of an inductive sensor in the control system that controls the specified welding modes by turning on or off the welding current when a certain number of pulses are set from a counting disk with slots mounted on the motor shaft. In the step-by-step mode, the current is turned off after a set of pulses corresponding to a given step of the weld, and in continuous mode, the welding current is turned off after a set of pulses, which ensures a full rotation of the turntable, and if necessary, welding can stop when the weld is closed with some overlap. The presence of an additional rigid tube installed in the center of the table, removable tubes and an additional nozzle mounted on a cantilever flat spring, makes it possible to supply protective gas to the welding zone from the inside of various products, which greatly improves the quality of the weld at low gas flow. Placing on the threaded surface of the stand of the support nut interacting with the carriage of the mechanism for moving the welding head, makes it possible to quickly lower or raise the torch relative to the surface of the turntable if it is necessary to weld products of various lengths. The ability to move the central tube vertically and the presence of removable tubes allows you to install an additional nozzle at a height corresponding to the new location of the weld. At the proposed installation, it is possible to weld using both filler wire and without it / for welding small thicknesses /.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображена предлагаемая установка; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1. The invention is illustrated in the drawing, where in FIG. 1 shows the proposed installation; in FIG. 2 is a view A in FIG. one.

Установка содержит основание 1, на котором установлена стойка 2 с опорной гайкой 3, которая взаимодействует с кареткой 4, на которой размещена горизонтально расположенная рейка 5, взаимодействующая с шестерней 6, приводимой во вращение маховиком /на чертеже не показан/. На конце рейки 5 посредством оси 7 шарнирно закреплена сварочная головка 8 с горелкой 9, которая соединена с газоподводящей трубкой 10. Шарнирное закрепление сварочной головки 8 позволяет производить приварку фланцев, днищ и т.п. деталей. Сварочная головка 8 кроме горелки 9 включает в себя систему АРНД /автоматические регулирование напряжения дуги/, привод подачи присадочной проволоки и механизм колебаний горелки 9 /на чертеже не показаны/. На основании 1 установлен также поворотный стол 11, имеющий на поверхности радиальные пазы 12, в которых размещены ловители 13 для фиксации на столе 11 свариваемого изделия 14. Поворотный стол 11 приводится во вращение электродвигателем со встроенным тахогенератором 15 через редуктор 16 и зубчатую передачу 17. На валу 18 электродвигателя 15 закреплен управляющий элемент 19 бесконтактного датчика 20, установленного на основании 1. Управляющий элемент 19 выполнен в виде диска с радиальными прорезями 21. По центру поворотного стола 11 размещена вертикально расположенная дополнительная жесткая трубка 22, которая закреплена посредством зажима 23 на основании 1. Трубка 22 посредством байонетного соединения 24 связана с одной из съемных трубок 25, которые, в свою очередь, связаны между собой посредством соединений 24. На верхней трубке 25 закреплена заглушка 26, на которой посредством оси 27 шарнирно и консольно закреплена плоская пружина 28 с возможностью перемещения по пазу /на чертеже не показан/ в заглушке 26 в горизонтальной плоскости. На свободном конце плоской пружины 28 закреплено дополнительное сопло 29, которое соединено гибким шлангом 30 с верхней съемной трубкой 25. К поворотному столу 11 сварочный ток от источника тока 31 подается по токоподводу 32, через щетки 33, а к электроду головки 8 - по токоподводу 34. Установка снабжена автономным отдающим устройством 35, на котором устанавливается катушка 36 с присадочной проволокой 37. The installation comprises a base 1, on which a stand 2 with a support nut 3 is installed, which interacts with the carriage 4, on which is placed a horizontally mounted rack 5, interacting with the gear 6, driven by the rotation of the flywheel / not shown /. At the end of the rail 5, the welding head 8 with a torch 9, which is connected to the gas supply pipe 10, is pivotally fixed to the rod 5 by hinging the welding head 8 to allow welding of flanges, bottoms, etc. details. The welding head 8, in addition to the torch 9, includes an ARND system / automatic regulation of the arc voltage /, a filler wire feed drive and a torch oscillation mechanism 9 / not shown /. On the base 1 there is also installed a rotary table 11 having radial grooves 12 on the surface, in which catchers 13 are placed for fixing on the table 11 of the welded product 14. The rotary table 11 is rotated by an electric motor with an integrated tachogenerator 15 through a gearbox 16 and a gear transmission 17. On the shaft 18 of the electric motor 15 is fixed to the control element 19 of the proximity sensor 20 mounted on the base 1. The control element 19 is made in the form of a disk with radial slots 21. In the center of the turntable 11 is placed vertically located additional rigid tube 22, which is fixed by means of a clamp 23 on the base 1. The tube 22 by means of a bayonet connection 24 is connected to one of the removable tubes 25, which, in turn, are connected by means of connections 24. On the upper tube 25 is fixed to the plug 26, on which, by means of the axis 27, a flat spring 28 is pivotally and cantileverly mounted with the possibility of movement along the groove / not shown / in the plug 26 in a horizontal plane. An additional nozzle 29 is fixed at the free end of the flat spring 28, which is connected by a flexible hose 30 to the upper removable tube 25. Welding current from the current source 31 is supplied to the rotary table 11 through the current lead 32, through the brushes 33, and to the electrode of the head 8 through the current lead 34 The installation is equipped with an autonomous giving device 35, on which a coil 36 with a filler wire 37 is mounted.

Установка для автоматической аргонодуговой сварки поворотных стыков изделий работает следующим образом. Installation for automatic argon-arc welding of rotary joints of products works as follows.

Подготовленные для сварки и предварительно прихваченные изделия 14 вертикально устанавливаются на поворотный стол 11, где фиксируются в требуемом положении ловителями 13, которые размещены в пазах 12 стола 11. При установке изделия 14 возможно касание его с соплом 29, в результате чего конец плоской пружины 28 отклоняется от горизонтального положения /вниз или вверх, если касание происходит при съеме изделия 14 со стола 11/. После того как касание упомянутых элементов устраняется, плоская пружина 28 выпрямляется, возвращая сопло 29 в первоначальное положение. Путем ручного вращения маховика, связанного с шестерней 6, осуществляется перемещение рейки 5 по направляющим каретки 4 и соответственно сварочной головки 8 относительно изделия 14, установка головки 8 на оптимальном расстоянии от изделия 14. С помощью задатчиков на источнике тока 31 устанавливаются соответствующие требуемой технологии режимы сварки. Нажатием кнопки "Пуск" включается автоматический цикл сварки, при этом после продувки газа включаются привод АРНД, источник тока 31 и электродвигатель 15 привода вращения поворотного стола 11. При соответствующих режимах сварки включаются также привод подачи присадочной проволоки 37 и привод поперечных колебаний дуги. Вращение от электродвигателя 15 через редуктор 16 и зубчатую передачу 17 передается на поворотный ствол 11 и установленную на нем свариваемую деталь 14. При этом датчик 20 посылает в систему управления импульсы после прохождения через него каждой прорези 21 вращающегося диска 19. В момент, когда количество импульсов достигает величины, соответствующей одному обороту стола 11, сварка прекратится /отключатся источник тока 31 и электродвигатель 15/. Вращением шестерни 6 рейка 5 со сварочной головкой 8 отводится от сваренных изделий 14, которые снимаются затем со стола 11. Поскольку один импульс датчика 20 соответствует повороту стола 11 на незначительный угол, становится возможной сварка в шагоимпульсном режиме с любой величиной шага сварочного шва, а также сварка c перекрытием /один оборот стола 11 плюс или минус нужный угол поворота его/. Prepared for welding and pre-tacked products 14 are vertically mounted on the rotary table 11, where they are fixed in the required position by catchers 13, which are placed in the grooves 12 of the table 11. When installing the product 14, it is possible to touch it with the nozzle 29, as a result of which the end of the flat spring 28 is deflected from a horizontal position / down or up, if the touch occurs when removing the product 14 from the table 11 /. After the touch of the mentioned elements is eliminated, the flat spring 28 is straightened, returning the nozzle 29 to its original position. By manually rotating the flywheel associated with the gear 6, the rail 5 is moved along the guides of the carriage 4 and, respectively, of the welding head 8 relative to the product 14, the head 8 is installed at the optimal distance from the product 14. Using the adjusters on the current source 31, welding modes corresponding to the required technology are set . By pressing the "Start" button, an automatic welding cycle is started, and after gas purging, the ARND drive, current source 31 and electric motor 15 of the rotary table rotary drive 11 are turned on. With appropriate welding modes, the filler wire 37 and the transverse arc oscillation drive are also turned on. The rotation from the electric motor 15 through the gear 16 and the gear 17 is transmitted to the rotary shaft 11 and the welded part 14 mounted on it. In this case, the sensor 20 sends impulses to the control system after passing through each slot 21 of the rotating disk 19. At the time when the number of pulses reaches a value corresponding to one revolution of the table 11, the welding stops / the current source 31 and the electric motor 15 / turn off. By rotating the gear 6, the rail 5 with the welding head 8 is diverted from the welded products 14, which are then removed from the table 11. Since one pulse of the sensor 20 corresponds to a slight rotation of the table 11, welding in step-by-step mode with any step of the weld becomes possible overlapping welding / one turn of the table 11 plus or minus the desired angle of rotation of it /.

На предлагаемой установке возможна сварка изделий различных длин. В этом случае регулируется расстояние от поверхности поворотного стола 11 до сварочной головки 8 путем вращения опорной гайки 3, при этом происходит перемещение /вверх или вниз/ каретки 4 со сварочной головкой 8 по наружной резьбовой поверхности стойки 2. Для обеспечения расположения сопла 29 с внутренней стороны изделия точно напротив горелки сварочной головки 8 на трубке 22 удаляются /или добавляются/ одна или несколько съемных трубок 25 путем разъединения их байонетных соединений 24. Более точное выставление сопла 29 осуществляется смещением трубки 22 по вертикали при ослаблении зажима 23. At the proposed installation, welding of products of various lengths is possible. In this case, the distance from the surface of the turntable 11 to the welding head 8 is adjusted by rotating the support nut 3, while moving / up or down / the carriage 4 with the welding head 8 on the outer threaded surface of the rack 2. To ensure the location of the nozzle 29 from the inside products exactly opposite the torch of the welding head 8 on the tube 22 are removed / or added / one or more removable tubes 25 by disconnecting their bayonet connections 24. A more accurate alignment of the nozzle 29 is carried out by offset cutting 22 vertical by loosening the clamp 23.

Предлагаемая установка для автоматической аргонодуговой сварки поворотных стыков конструктивно проста, удобна в эксплуатации, позволяет производить сварку изделий с широким диапазоном габаритных размеров как по длине, так и по диаметру, с различными толщинами стенок как в непрерывном, так и в шагоимпульсном режимах. The proposed installation for automatic argon-arc welding of rotary joints is structurally simple, convenient to operate, and allows welding of products with a wide range of overall dimensions both in length and diameter, with various wall thicknesses in both continuous and step-by-step modes.

Claims

1. Installation for automatic argon-arc welding of rotary joints of products, containing a base, a rack mounted on it with a welding head and a mechanism for moving it, a tube for supplying protective gas to the welding head, a rotator and a control system, characterized in that it is equipped with a non-contact rotation control sensor a rotator, a support nut, an additional rigid tube, rigid removable tubes and an additional nozzle, while the rotator is made in the form of a rotary table with a drive made in the form kinematically connected to the rotary table of an electric motor with an integrated tachogenerator, an additional rigid tube is installed vertically in the center of the rotary table with the possibility of moving vertically, the removable tubes are connected to each other and to the vertical tube by means of bayonet connections, and a flat spring is cantilevered on the upper removable tube with the possibility of horizontal movement and rotation in a vertical plane, while an additional nozzle is fixed on a flat spring Coupled to a flexible hose with an upper removable tube rack is formed with an external thread, on which is placed the support nut, cooperating with a carriage mechanism for moving the welding head.

2. Installation according to claim 1, characterized in that the non-contact sensor for controlling the rotation of the rotary table is made inductive, and its control element is made in the form of a disk with radial slots and is mounted on the motor shaft.