Устройство для дуговой сварки деталей встык

 

Союз Советских

Социалист ииеских

Республик о11859075

К АВТОРСКОМУ СВИД6ТИИвСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву

{22) Заявлено 250979 (21) 2822539/25-27: (Я)м. кл.

В 23 К 9/16 с присоединением заявки Йо—

Государственный .комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 300881.. Бюллетень И9 32 (ЗЗ УДЮ „,.„,.. . 754. 037 (088. 8) Дата опубликоВанияописания 300881. (72) Авторы изобретения

М.Б.Жуков и Л.В.Карасева (71) Заявитель

» (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ ДЕТАЛЕЙ

ВСТЫК

Изобретение относится к сварке стыковых соединений с утолщением свариваемых кромок для получения равнопрочной с основным металлом зоны сварки и может быть использовано в различных отраслях машиностроения.

Известно устройство для сварки в среде защитных газов деталей с утоп- .(О щенными свариваемыми кромками, когда прижимное усилие прилагается только в зоне утолщения кромок в области го-. рения дуги, содержащее стол для разме.щения свариваемых деталей и сварочную головку, установленную с возможностью перемещения вдоль свариваемых кромок, .состоящую из корпуса и .закрепленной иа нем горелки для дуговой сварки.

В корпусе также крепятся на валах под 2О углом к горелке подпружиненные прижимные элементы в виде роликов, осуществляющие поджим утолщенных свариваемых кромок друг к другу в процессе сварки, и привод вращения роликов. 25

Оси роликов. расположены со смещением относительно оси горелки вперед в направлении перемещения корпуса относительно стола со свариваемыми деталями (13 . 30

При использовании известного устройства сжимаются кромки впереди расплавленной ванны, а так .как горелка с прижимными. роликами перемещается вдоль шва, затвердевание металла шва происходит в свободном состоянии, поэтому уплотнения структуры шва не происходит, свободная усадка металла шва приводит к возникновению внутренних напряжений и.деформаций, кроме того, в шве могут образоваться поры, рыхлоты, что резко снижает качество сварного соединения.

Цель изобретения — повышение качества сварных соединений с утолщен ными кромками путем снижения остаточных сварочных напряжений и.деформаций.

Цоставленыея цель достигается тем, что на каждом ролике со стороны его торца, обращенного к свариваемым кром- кам, смонтированы четыре установленные на дополнительных валах прижимных диска, равномерно расположенные вокруг оси .валов, на которых смонти рованы ролики, а на валах дисков со стороны торца ролика, противоположного первому, установлены упоры, взаимодействующие с установленной .на

859075 каждом валу ролика наклонной шайбой, при этом диски подпружинены относительно ролика и имеют возможность возвратно-поступательного перемещения относительно его оси, а горелка сме1 . щена от этой оси в сторону, противоположную направлению сварки.

Устройство обеспечивает прижатие утолщенных свариваемых кромок в области температур высоких упруго-пластических свойств металла шва и приложение усилия прижатия, благодаря взаимодействию дисков с деталью, по касательным к иэотермам этих температур, Известно, что пластическое течение в металле наступает при чистом сдвиге,-вызываемом касательными на- 15 пряжениями, которые вдвое .меньше нормальных, т.е. 1 = 1/20 .

Приложенное усилие вызывает ка"ательные напряжения и деформацию сдвига, что уплотняет металл свар- 2п ного шва, предотвращает свободную усадку и дает наибольший эффект по снижению уровня остаточных напряжений и деформации сварного соединения.

На фиг.1 представлено устройство, общий вид; на фиг.2 — то же, вид сверху; на фиг.3 — конструкция ролика с дисками; на фиг.4 — вид сверху на фиг.3; на фиг.5 — схема приложения усилий на металл сварного шва в области температур высоких упругопластических свойств; íà фиг.б — вид

А на фиг..5.

Устройство содержит стол l,на котором устанавливаются свариваемые детали 2 с утолщением кромок 3. Для осуществления процесса сварки корпус 4 или стол 1 с деталями 2 перемещают относительно друг друга (привод не показан) .

На корпусе 4 крепится сварочная 4р горелка 5, на определенном расстоянии от которой на вилке корпуса б закреплены обжимающие ролики 7 и 8 с приводами вращения 9 и 10 вокруг своих осей 11 (фиг ° 3). причем оси 11 4 поджимающих роликов 7 и 8 расположе. ны перпендикулярно стыку свариваемых деталей 2. На плоскостях 12 роликов

7 и 8 равномерно установлены по окружности вокруг их осей ll неповоротные диски 13, оси 14 которых параллельны .осям 11 соответствующих роликов.7 и 8. Диски 1.3 подпружинены пружиной 15 относительно поверхности .свариваемых деталей. Нижние торцы дисков 13 предназначены для периоди- S ческого взаимодействия с поверхностями деталей 2 при возвратно-поступательном движении дисков 13 вдоль их осей 14. Привод этого перемещенйя дисков 13 выполнен в виде наклонной 6О шайбы-втулки 16, жестко закрепленной на корпусе 4, и упоров 17., жестко закрепленных на осях 14 дисков 13, постоянно взаимодействующих с верхней поверхностью наклонной шайбы 16. 6S

Устройство работает следующим образом.

На рабочий стол 1 устанавливают свариваемые детали 2, например из алюминиевого сплава, толщиной 3 мм с утолщением кромок 1,5 мм на ширине

3 мм. На свариваемые детали 2 с помощью подвижного корпуса 4 устанавливают сварочную горелку 5 по стыку деталей и ролики 7 и 8 по разные стороны утолщений кромок 3,.

Величина смещения осей роликов относительно оси горелки в данном случает равна 20 мм, так как центральный участок зоны упруго-пластического состояния металла, т.е. изотерма

300, находится на расстоянии 20 мм за горелкой с помощьв винта 18, не" большим усилием ролики 7 и 8 прижимают к утолщенным кромкам в направлении, перпендикулярноМ стыку, так, чтобы нижняя плоскость роликов 7 и 8 находилась выше поверхности деталей 2 на h= 0,5 мм (фиг,3).

Перемещая корпус 4 устройства вдоль свариваемых кромок, устанавливают сварочную горелку:5 в начальное рабочее положение; зажигает дугу и включают приводы 9 и 10 вращения роликов 7 и 8. Ролики 7 и 8 обкатывают утолщенные кромки 3 и вместе со сварочной горелкой 5 перемещаютея вдоль стыка, При вращении роликов 7 и 8 упоры

17 (Фиг.3). дисков 13 взаимодействуют с шайбой-втулкой 16. Шайба lб имеет наклон, в сторону направления сварки, причем. наибольший наклон приходится на первую четверть окружности роликов 7 и .8 (фиг.б).

Таким образом, при вращении роликов 7 и. 8 диски 13 в одной четвер" той части роликов (фиг.б) поджимаются с помощью пружин 15 к поверхности свариваемых деталей 2 за утолщенными кромками 3 и создают усилие сжатия кромок HQ направлению касательной к иэотерме температуры наибольших упpyro-пластических свойств в металле шва.

Ив схемы, приведенной на фиг.5, видно, что дйски 13, проходя траекторию А-+,где они силой трения, взаимодействуя со свариваемыми деталями 2 за утолщенными кромками 3, создают две действующие на кромки силы Р„ и Р, которые складываются. в силу Р, направленную по. касательной к изотерме 300 .

Изотерма 300 является центром участка с высокими упруго-пластическими свойстзами, так как у алюминиевых сплавов этот участок находится в .интервале температур 250-350 .

Таким образом, Приложенное с двух сторон свариваемых кромок усилие в области температур высоких упругопластических свойств, вызывает касательные напряженйя и деформацию

859075 с снижению вн сдвига, что дает наибольший эффект по иия качества сварных соединений с сниж .нию уровня остаточных напряже- утолщенными кромками путем снижения . ний и деформаций сварного соединения. .остаточных сварочных напряжений и деТак, при сварке образцов нз алюмини ;формации,на каждом ролике со стороны евого сплава, выи на предла-,его торца,обращенного к свариваемым гаемом устройстве, образцы.практичес- кромкам смонтированы четыре уне юиеют послесварочной деформации. тановленные на доцолнятельных .васЭффект, от внедрения предлагаемо- . лах прижимных диска, равномерно . на но го устройства в различных отраслях расположенные вокруг оси вало в, ародного хозяйства, достигается -за, на которых смонтированы ролики, счет ликвидации операции правки и . а на валах . дисков со стороны повышЕн я кач ния качества, а, следовательно, торца ролика установлены упоры, взаи10 и ресурса эксплуатации сварных кон- модействующие с установленной йа струкций. каждом валу ролика наклонной .шайбой, при этоМ диски подпружинены относительно ролика и установлены с возможФорМула изобретения ностью возвратно-поступательного ineремещення относительно его оси, а

Устройство для .дуговой сварки де- горелка смещена от этой оси в сто оталей встык со в тык, содержащее стол для yc- . ну, .противаположную направлению тртановки деталей. и горелку с двумя сварки. смонтированными на ней и установ- 26. ленными на валах роликами для : Источники инФормации, обжима кромок, от которых смещены от- принятые во: внимание tIpe экспертизе . носительно осей горелки, а также прн- 1. Авторское свидетельство СССР вод:вращения роликов, о т л и ч а ю .- В. 418297,. кл..В 23 К.9/1á, 1971 (про.щ е .е с я тем, что, с целью повыше" gg татип).

8 59075

Д г.9

Мара Фг . иве сМар ки (Риг. Х

В а А

ВНИИПИ Закаэ 7421/25

Тираж 1148 Подписное

Филиал ППП "Патент", г..Ужгород, ул. Проектная, 4