SU1271697A1 - Способ сварки нерадиальных патрубков с обечайкой - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области сварки, касаетс  способов сварки нерадиальных патрубков с обечайкой и может найти применение в энергетическом и химическом машиностроении. Изобретение позвол ет повысить производительность труда и качество: сварного 86 соединени  патрубков с обечайкой сосуда высокого давлени . Сборку, содержащую обечайку 1, патрубки 3 и . копиры 6, укладывают на роликоопоры одна ,из которых снабжена программатором , а друга  многоскоростным приводом . Смещают дентр масс указанной сборки к оси патрубков 3 при помощи противовеса 11. Ввод т, сварочный автомат 9 в упругое взаимодействие с поверхностью 7 копира 6, Скорость вращени  привода обеспечивает посто нство скорости движени  пламени дуги вдоль периметра разделки 4. Сварочньй автомат 9, с учетом воздействий со е стороны датчика, обеспечивает положение электрода на гипотенузе угла: (/) Между кромкой патрубка 3 и поверхноС стью обечайки 1, а также в месте нахождени  очередного валика шва. 3 ил. ///////////////////////// .1

Description

Изобретение относится к сварке и может быть использовано при сварке нерадиальных патрубков с обечайкой сосудов высокого давления объектов энергетического, химического и других видов машиностроения.

Цель изобретения заключается в повышении производительности при выполнении узла соединения нерадиального патрубка с обечайкой и улучшении качества сварного соединения.

На фиг.1 показана часть стенда для сварки одного из нерадиальных патрубков с обечайкой; на фиг.2 - вид А на фиг.1 с частичным разрезом; нафиг.3 < узел I на фиг.1.

К обечайке 1 швом 2 присоединен патрубок 3 с разделкой кромки 4. К другому торцу патрубка 3 при помощи (приварки хомутов 5 присоединен технологический копир 6, поверхность 7 которого выполнена эквидистантной наружной поверхности обечайки 1 в месте соединения с ней патрубка 3 и взаимодействует с водилом 8 сварочного автомата 9 со сварочной головкой

10. На обечайке 1 со стороны оси патрубка 3 установлен противовес 11. Копир 6 кольцевой канавки 12 опирается на роликоопоры 13 и 14, первая из которых снабжена программатором линейной скорости вращения ролика от привода 17, установленного на роликоопоре 14. Сварочный автомат снабжен датчиком 18 отклоняющей электрод 19 системы. Еще две роликоопоры расположены с другой стороны обечайка на которые опирается второй патрубок или же ось, укрепленная соосно патрубку 3 на обечайке 1 (указанные элементы не указаны и не обозначены).

Разделку кромки 4 патрубка 3 выполняют на станке с ЧПУ по управляющим программам, при этом угол cU.. между касательной к обечайке и кромкой на образующей патрубка максимальной длины определяют из соотношения _гг<>. , e+(R₂-t)

55>°<>arcsin---~~---, (1) где е - смещение осей патрубка и обечайки;

R₍. - наружный радиус обечайки; R_? - наружный радиус патрубка; t - толщина стенки патрубка, а угол β между касательной к обечайке и перпендикуляром к оси обечайки на образующей патрубка минимальной длины определяют из соотношения • J5 =arcsin---------. (2)

На обечайке 1 выполняют соосное оси патрубка 3 отверстие (не обозначено) , через которое центрируют патрубки относительно его оси на продолжении ее внутри обечайки, после чего патрубок приваривают к обечайке швом 2. Поверхность 7 копира 6 обрабатывают также на станке с ЧПУ радиусом, равным наружному радиусу обечайки, проведенным из оси обечайки, параллельной оси патрубка. Кольцевую канавку 12 выполняют на токарном станке. При изготовлении заготовки патрубка 3 и копира 6 делают метки, которые используются при соединении копира с патрубком для обеспечения их соосности и эквидистантности поверхности 7 наружной поверхности обечайки 1 в месте нахождения патрубка 3. Соединение копира 6 с патрубком 3 осуществляют путем приварки хомутов 5 к их внутренним поверхностям. В случае наличия с другой стороны обечайки второго патрубка, соосного первому,, повторяют указанный цикл работдля .этого патрубка. Если надобность во втором патрубке отсутствует, то с другой стороны обечайки соосно патрубку 3 приваривают ось (не показана) . Полученную сборку укладывают на роликоопоры 13 и 14, а также еще на две роликоопоры (не показаны). При помощи противовеса 11 смещают центр масс обечайки в совокупности с противовесом на ось патрубка 3. Затем согласно заданной скорости сварки и соотношения ' . r(e-R2-cos'P) sind> Ί² ,и₁₊ ----------------J ·, ’ L RS-ie-R^ -cos^p)²J

I где 4' - текущий угол поворота патрубка,· вводят программу вращения ролика 16 на роликоопоре 14 под воздействием привода 17 в программатор 15 на роликоопоре 13. Водило 8 сварочного автомата 9 вводят в контакт с поверхностью 7 копира 6. Устанавливают электрод 19 в положение начала сварки. Датчик 18 вводят в соприкосновение с наружной поверхностью обечайки _/ (одна из кромок соединения). В сварочный автомат вводят программу пере' мещения сварочной головки 10 с элект родом 19 в пределах разделки кромки

4. Эта программа с учетом воздействий со стороны датчика 18 обеспечивает нахождение электрода 19 на гипотенузе угла между поверхностью обечайки и кромкой патрубка 3, а также последовательность и количество валиков шва в ряду и последовательность перехода с одного ряда валиков шва на другой до полного заполнения разделки кромки 4 наплавленным металлом. Включают привод 17. При этом ролик 16 вращается с линейной скоростью согласно соотношению (3), за счет сил трения вращение ролика 16 передается копиру 6, а вместе с ним патрубку Зи обечайке 1 с противовесом 11, вращение копира 6 передается ролику роликоопоры 13, в результате чего в программатор постоянно вводится сигнал угла поворота патрубка 3, в соответствии с которым корректируется скорость вращения ролика 16. Водило 8, взаимодействуя с поверхностью 7 копира 6, перемещают по направляющим сварочный автомат 9, удерживая электрод 19 в ' пределах разделки кромки 4. Датчик

18, взаимодействуя с поверхностью обечайки 1, удерживает электрод 19 в пределах гипотенузы угла между кромкой патрубка 3 и поверхностью обечайки 1. Таким образом, до зажимания дуги конец электрода 19.постоянно находится в месте производства первого валика в первом ряду шва и равномерно перемещается вдоль этого положения. При включении сварочной дуги начинается плавление электрода, расплавленный металл образует первый валик в первом ряду шва. Как только кончается один оборот, по сигналу от датчика угла поворота дуга выключается, а сварочный автомат по заданной программе переводит сварочную головку -с электродом 19 в положение для наложения второго валика шва, после чего дуга вновь включается. Такие действия повторяются до заполнения первого ряда валиков шва. После этого сварочный автомат переводит электрод в положение для выполнения второго ряда валиков и т.д. до полного заполнения разделки кромки 4 направляемым металлом. Далее производят контроль выполнения требований к качеству сварного соединения, а внутреннюю поверхность после снятия сборки со стенда и противовеса 11 с обечайки обрабатывают на расточном станке, в результате чего копир 6 отделяется от патрубка 3, снимается шов 2 и отверстие в обечайке 1 (не обозначено) обрабатывается до диаметра, равного внутреннему диаметру патрубка.

В таком состоянии изделие (обечайка с патубком) считается готовым.

В случае приварки двух соосных друг другу патрубков с обеих сторон обечайки перечисленные операции осуществляются параллельно и на втором соединении. Если в данном случае приваривают патрубки разного диаметра, то в соотношение (3) подставляются только значения, относящиеся к патрубку большего диаметра.

При использовании способа обрабатывается только сопрягаемая с обечайкой кромка патрубка, что в значительной степени сокращает время на подготовительные работы к сварке и время использования уникального оборудования . Копир в данном случа.е является элементом многоразового использования и время на его изготовление практически влияет на произво'дительность труда и меньшей степени по сравнению с временем на разделку кромок отверстия в известном способе В способе траектории перемещения пламени дуги обеспечивается элементами программного управления сварочного автомата, программатора на одной из роликоопор и поверхностью на : свободном конце копира. Данное обстоятельство в значительной степени снижает трудоемкость процессов составления программ работы- оборудования и его влияет на вительных настройки, которая такжепродолжительность подготоработ.

Claims (1)

1. « Изобретение относитс  к сварке и может быть использовано при сварке нерадиальных патрубков с обечайкой сосудов высокого давлени  объектов энергетического, химического и други видов машиностроени . Цель изобретени  заключаетс  в повьшении производительности при выполнении узла соединени  нерадиально го патрубка с обечайкой и улучшении качества сварного соединени . На фиг.1 показана часть стенда дл  сварки одного из нерадиальных патруб ков с обечайкой; на фиг,2 - вид А на фиг.1 с частичным разрезом; нафиг.З узел I на фиг.1. К обечайке 1 швом 2 присоединен патрубок 3 с разделкой кромки 4. К другому торцу патрубка 3 при помощи |П1:1Иварки хомутов 5 присоединен техно логический копир 6, поверхность 7 которого выполнена эквидистантной наружной поверхности обечайки 1 в месте соединени  с ней патрубка 3 и взаимодействует с водилом 8 сварочно го автомата 9 со сварочной головкой 10. На обечайке 1 со стороны оси патрубка 3 установлен противовес 11 Копир 6 кольцевой канавки 12 опираетс  на роликоопоры 13 и 14, перва  из которых снабжена программатором 15линейной скорости вращени  ролика 16от привода 17, установленного на роликоопоре 14. Сварочный автомат снабжен датчиком 18 отклон ющей элек трод 19 системы. Еще две роликоопоры расположены с другой стороны обечай на которые опираетс  второй патрубок или же ось, укрепленна  соосно патрубку 3 на обечайке 1 (указанные эле менты не указаны и не обозначены). Разделку кромки 4 патрубка 3 выполн ют на станке с ЧПУ по управл ющим программам, при этом угол с(--,между касательной к обечайке и кромкой на образующей патрубка максималь ной длины определ ют из соотношени  cctf / e-i-() 55 / arcsin--- -, 1 где e - смещение осей патрубка и обечайки; R,.. - наружньш радиус обечайки; Ry - наружный радиус патрубка; t - толщина стенки патрубка, а угол f между касательной к обечайке и перпендикул ром к оси обечайки на образующей патрубка минимальной длины определ ют из соотношени  97 EliSiltl arcsin На обечайке 1 выполн ют соосное оси патрубка 3 отверстие (не обозначено ) , через которое центрируют патрубки относительно его оси на продолжении ее внутри обечайки, после чего патрубок приваривают к обечайке швом 2, Поверхность 7 копира 6 обрабатывают также на станке с ЧПУ радиусом, равным наружному радиусу обечайки, проведенным из оси обечайки, параллельной оси патрубка. Кольцевую канавку 12 вьшолн ют на токарном станке. При изготовлении заготовки патрубка 3 и копира 6 делают метки, которые используютс  при соединении копира с патрубком дл  обеспечени  их соосности и эквкщистантности поверхности 7 наружной поверхности обечайки 1 в месте нахождени  патрубка 3. Соединение копира 6 с патрубком 3 осуществл ют путем приварки хомутов 5 к их внутренним поверхност м, В случае наличи  с другой стороны обечайки второго патрубка, соосного первому, повтор ют указанный цикл работ дл  ЭТОГО патрубка. Если надобность во втором патрубке отсутствует, то с другой стороны обечайки соосно патрубку 3 приваривают ось (не показана ) , По лученную сборку укладывают на роликоопоры 13 и 14, а также еще на две роликоопоры (не показаны)„ При помощи противовеса 11 смещают центр масс обечайки в совокупности с противовесом на ось патрубка 3. Затем согласно заданной скорости сварки и соотношени  (e-R2-cos4) sinip 1 ,j R2,-(e-R -cosH)4 где - текущий угол поворота патрубка , . ввод т программу вращени  ролика 16 на роликоопоре 14 под воздействием привода 17 в программатор 15 на роликоопоре 13. Водило 8 сварочного автомата 9 ввод т в контакт с поверхностью 7 копира 6, Устанавливают электрод 19 в положение начала сварки . Датчик 18 ввод т в соприкосновение с наружной поверхностью обечайки (одна из кромок соединени ). В сварочный автомат ввод т программу перемещени  сварочной головки 10 с злект родом 19 в пределах разделки кромки 4. Эта программа с учетом воздействий со стороны датчика 18 обеспечивает нахождение электрода 19 на гипотенузе угла между поверхностью обечайки и кромкой патрубка 3, а также последовательность и количество валиков шва в р ду и последовательность перехода с одного р да валиков шва на другой до полного заполнени  разделки кромки 4 наплавленным металлом. Включают привод 17. При этом ролик 16 враш;аетс  с линейной скоростью согласно соотношению (3), за счет сил трени  вращение ролика 16 передаетс  копиру 6, а вместе с ним патрубку Зи обечайке 1 с противовесом 11, вращение копира 6 передаетс  ролику роликоопоры 13, в результате чего в программатор посто нно вводитс  сигнал угла поворота патрубка 3, в соответствии с которым корректируетс  скорость вращени  ролика 16. Водило 8, взаимодейству  с поверхностью 7 копира 6, перемещают по направл ющим сварочный автомат 9, удержива  электрод 19 в пределах разделки кромки 4. Датчик 18, взаимодейству  с поверхностью обечайки 1, удерживает электрод 19 в пределах гипотенузы угла между кромкой патрубка 3 и поверхностью обечайки 1. Таким образом, до зажи ани  дуги конец электрода 19. посто нно находитс  в месте производства первого валика в первом р ду шва и равномерно перемещаетс  вдоль этого положени . При включении сварочной дуги начинаетс  плавление электрода, расплавленньш металл образует первый валик в первом р ду шва. Как только кончаетс  один оборот, по сигналу от датчика угла поворота дуга выключает с , а сварочный автомат по заданной программе переводит сварочную головк -с электродом 19 в положение дл  нало жени  второго валика шва, после чего дуга вновь включаетс . Такие действи повтор ютс  до заполнени  первого р  да валиков шва. После этого сварочнь автомат переводит электрод в положение дл  вьшолнени  второго .р да вали ков и т.д. до полного заполнени  раз делки кромки 4 направл емым металлом Далее производ т контроль выполнени  требований к качеству сварного соединени , а внутреннюю поверхность после сн ти  сборки со стенда и противовеса 11с обечайки обрабатывают на расточном станке, в результате чего копир 6 отдел етс  от патрубка 3, снимаетс  шов 2 и отверстие в обечайке 1 (не обозначено) обрабатываетс  до диаметра, равного внутреннему диаметру патрубка. В таком состо нии изделие (обечайка с патубком) считаетс  готовым. В случае приварки двух соосных друг другу патрубков с обеих сторон обечайки перечисленные операции осуществл ютс  параллельно и на втором соединении. Если в данном случае приваривают патрубки разного диаметра , то в соотношение (3) подставл ютс  только значени , относ щиес  к патрубку большего диаметра. При использовании способа обрабатываетс  только сопр гаема  с обечайкой кромка патрубка, ч.то в значительной степени сокращает врем  на подготовительные работы к сварке и врем  использовани  уникального оборудовани  . Копир в данном случа.е  вл етс  элементом многоразового использовани  и врем  на его изготовление практически вли ет на производительность труда и меньшей степени по сравнению с временем на разделку кромок отверсти  в известном способе. В способе траектории перемещени  пламени дуги обеспечиваетс  элементами программного управлени  сварочного автомата, программатора на одной из роликоопор и поверхностью на : свободном конце копира. Данное обсто тельство в значительной степени снижает трудоемкость процессов составлени  программ работы- оборудовани  и его настройки, котора  такжевли ет на продолжительность подготовительных работ. Формула изобретени  Способ сварки нерадиальных патруб ков с обечайкой, при котором вьшолн ют разделку кромки патрубка с обеспечением посто нства Угла между сопр гаемыми поверхност ми патрубкаи обечайки, патрубок устанавливают на обечайку по ОСи, параллельной радиальной оси обечайки и смещенной относительно нее, закрепл юти осуществл ют сварку приперемещении сварочной головки относительно продольной оси патрубка, отличающийс  тем, что, с целью повьш1ени  производительности и качества сварного соединени , в процессе сварки обечайку вращают относительно продольной оси со скоростью V , которую определ ют из соотношени 

   V 1YaL.

   8р

   1+Tisi i-SSESl-fiSH-l L RS -Ce-Rj -cos cJ J

   Vj - максимально допустима  скорость сварки;

   R - наружньш радиус обечайки; R - наружный радиус патрубка; е - смещение осей патрубка и

   обечайки;

   Ч- текущий угол поворота патрубка .

   7///////////////У//////////// /// Фиг. 2

   Фиг.3