Патент ссср 281703

 

О П И С А Н И Е 2 8!703

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Cows Соеетских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 23Л 1,1969 (№ 1342167/25-27) с присоединением заявки №

Кл. 21h, 32/10

МПК В 23k 9/16

Ппиопитет

Комитет по делам изобретений и открытий

0рН Сосете Министров

СССР

Опубликовано 14.1Х.1970. Бюллетень ¹ 29

УДК 621.791.754.037 (088.8) Дата опубликования описания 19.1.1971

Авторы

:: зобретения A. М. Беленький, H. А. Глаголев, А. Ф. Иваненко, Е. И.:;Истомйн, М. Д. Литвинчук, A. М. Макара, О. К. Назаренко, Ю. В. Непорожний, H. Е. Протосей, Л. П. Стрекаль, А. М. Тощеев, А. И. Чвертко и Ю. В. Зубченко

Институт электросварки им. Е. О. Патона

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СВАРКИ КОЛЪЦЕВЪ(Х ШВОВ ТРУБ

Изобретение относится к оборудованию, предназначенному для сварки в среде защитного газа и вакууме кольцевых швов труб или других изделий, представляющих собой полые тела вращения, и может быть использовано в других областях техники.

Известно устройство для электроннолучевой сварки кольцевых швов труб магистральных газо- и нефтепроводов, состоящее из трехсегмсптной разъемной вакуумной камеры, обхватывающей кольцевой стык свариваемых труб только в зоне сварки, электроннолучевой сварочной пушки, перемещаемой вместе с механизмом подачи присадочной проволоки и копирным устройством слежения за стыком свариваемых кромок внутри трехсегментиой в»куумной камеры при помощи автономного привода и специального цептрирующего устройства, располагаемого внутри свариваеMbIx труб и снабженного уплотнительным кольцом. Однако при помощи такого устройства нельзя сваривать трубы с большой толщиной свариваемого металла, поскольку при переходе от среднего положения к потолочному и затем снова к среднему жидкий металл сварочной ванны не удерживается в пределах свариваемого металла, а под действием собственного веса истекает за пределы свариваемого металла с образованием пустот в металле сварного швя и существенным ослаблением сечения этого сварного шва. Недостатками известного устройства являются также большая длительность и сложность операций по частичной разборке устройства после сварки одного кольцевого стыка труб и его последующей сборке с целью сварки нового кольцевого стыка труб, а также относительная сложность подвода электропитания к источпп10 ку сварочного нагрева, перемещаемому относительно неподвижного кольцевого стыка сварпваемых труо.

Предложенное устройство отличается от известного тем, что сварочная камера выполне15 ня в виде двух дисков. снабженных надувными уплотнениями со стороны свариваемых труб и смонтированных с возмож.юстью поворота па неподвижном полом валу. ось вала совмещена с осью симметрии сварпваемых

20 труб, причем в полом валу выполнено отверстие, в котором установлен источник сварочного нагрева, а один пз дисков кпнематпчески связан с приводом вращения. Такое выполнение устройства позволяет повысить пропзво25 дптельность и обеспечивает сварку изделий большпх толщин.

На фпг. 1 показана схема описываемого устройства; па фиг. 2 — разрез по А — А ня фиг. 1.

30 Введенный в конструкцию устройства l10281703

60 лый вал 1 закреплен консольно за пределами свариваемой трубы 2. На валу, ось симметрии которого совпадает с осью симметрии свариваемых труб 2 и 8, iIB подшипниках установлена сварочная камера, выполненная в виде дисков 4 и 5, снабженных со стороны вала уплотнениями б и со стороны свариваемых труб — надувными уплотне|ниями 7.

Диски 4 и 5 сварочной камеры отстоят один от другого на расстояние, достаточное для размещения электроннолучевой сварочной пушки 8, закрепленной вместе с механизмом 9 подачи присадочной,проволоки и копирным устройством (на чертеже .не показано) на валу 1.

На валу выполнены отверстия 10, через которые осуществляется подвод электропитания 11 и охлаждения в зону сварки, наблюдение за процессом сварки при помощи оптической системы, наблюдение со световодом 12 передачи изображения. Через отверстия 10 зона сварки соединена с системой вакуумной откачки.

Диски 4 и 5 сварочной камеры снабжены самоцентрирующими устройствами 18 и 14 с пневматическим приводом.

Диск 4 сварочной камеры через ступицу 15 соединен с приводом вращения сварочной камеры, свариваемых труб и дополнительной кольцевой оболоч:ur 1б, герметизирующей обратную сторону стыка.

Оболочка 1б выполнена в виде двух колец и снабжена надувными уплотнениями 17. Внутри оболочки помещено разъемное кольцо 18 смишенью 19,,поглощающей энергию потока электронов, прошедших через кратер сварочной ванлы. Оболочка 1б снаожена опорнымп роликамп,для облегчения ее перемещения по поверхности свариваемых труб 2 и вдоль продольной оси этих труб.

Устройство работает следующим образом.

Одна из свариваемых труб 2 надевается на диск 4 сварочной камеры так, чтобы ее торец находился в пределах зазора между дисками 4 и 5, и фиксируется B этом положении при помощи устройства 18. Другая сварнваемая труба 8 надевается на диск 5 сварочной камеры до упора в торец трубы 2 и фиксируется в этом положении при помощи устройства 14.

На стык свариваемых кромок накатывается оболочка 1б. Давление сжатого воздуха в уплотнениях 7 и 17 повышается до уровня, обеспечивающего герметизацию зоны сварки.

Через вал 1 и отверстия 10 при помощи средств вакуумной откачки в зоне сварки создается необходимое разрежение. Включается привод вращения, и .диски 4 и 5 сварочной камеры вместе со свариваемыми трубами 2 и

8 и оболочкой 16 вращаются с нсобходп.,roi скоростью относительно неподвижной сварочной пушки 8. Совмес гное вращение дисков, 5

40 труб и оболочки достигается за счет сил трсния между устройствами 18 и 14, трубами 2 и

8 и уплотнениями 17.

Включается сварочная пушка, и по достижении сварочного режима начинается подача прнсадочной проволоки 20. Проволока подается,под электронный луч 21 в направлении, противоположном направлению сварки, и со скоростью, превышающей скорость сварки.

Копирное устройство слежения за стыком свариваемых кромок обеспечивает непрерывное совмещение оси симметрии электронного луча с плоскость.о симметрии сварного стыка в процессе сварки.

После заверше гия сварки прекращается подача присадочной проволоки, а электронный луч отключается.

Давление в уплогненнях 7 сварочной камеры .и в пневматическом приводе устройств 18 и 14,понижается до атмосфер ного, и сваренные трубы вместе с оболочкой 1б выкатываются за пределы свчрочной камеры.

С целью наращивания сваренных труо па диск 4 сварочной камеры надевается очередная секция свариваемой трубы так, чтобы e торец находился в пределах зазора ме кду дисками сварочной камеры, и фиксируется в этом положении при помощи устройства 18, Ранее сваренные трубы 2 и 3 вместе с оболочкой 1б накатываются на диск 5 до .пора в торец вышеупомянутой секции сварив-е-,èé трубы и фиксируются при помощи устройства 14.

Давление в уплотнениях 17 понижается до атмосферного, и оболочка 1б накатывается на очерсдной стык сварпваемых труб. Далее в "e операции повторяются, Свободный конец сваренной трубы поддерживается при вращении опорными роликами.

Предмет изобретения

Устройство для сварки кольцевых швов труб изнутри, преимущественно;в среде защитных газов и вакууме, содержащее внутреннюю сварочную камеру с уплотнениями, внешнюю кольцевую оболочку для герметизации наружной стороны стыка, источник c3. грочного нагрева н привод вращения камеры, отлича ощееея тем, что, с целью повышения производительности и обеспечения сварки «зделий больших толщин, сварочная камера выполнена в виде двух дисков, снабженных надувными уплотнениями со стороны свариваемых труб и смо нтировапных с возможностью поворота на неподвижном полом валу, ось которого совмещена с осью симметрии свариваемых труо, причем в полом валу выполнено отверст.rc,:в котором установлен источ IHк сварочного нагрева, а один пз дисков кинематическп связан с приводом вращения.