Установка для контактного стикового зварювання трубчастої оболонки із заглушкою

Установка для контактного стикового зварювання трубчастої оболонки із заглушкою, яка містить станину, змонтовані на ній пристрої подачі зварюваних деталей до зони зварювання, корпусинапрямні з каналами в кожному з них, виконаними СПІВВІСНО, в одному з яких розташований повзун та основний затискач трубчастої оболонки, який містить цангу, частина зовнішньої поверхні якої виконана конічною, а у другому - електрод-тримач для заглушки, з'єднаний з приводом створення зварного зусилля, герметичну роз'ємну зварну камеру, що включає стаканоподібний корпус, Винахід має відношення до машинобудування, зокрема до атомної техніки Найбільш ефективно винахід може бути використано у виробництві тепловидільних елементів енергетичних ядерних реакторів Основні ВИМОГИ, ЯКІ ставлять до згаданих виробів, є непроникність зварного шва, його висока СТІЙКІСТЬ до гідридного охрупчення, циклічного напруження, корозійна СТІЙКІСТЬ в водо-водяних середовищах в умовах підвищених температур Тепловидільні елементи є основою кожного атомного реактора БІЛЬШІСТЬ тепловидільних елементів являють собою трубчасту оболонку з корозійно- та радіаційно-стійких сплавів, заповнену ядерною паливною речовиною Обидва КІНЦІ трубчастої оболонки закриті заглушками, герметично привареними до оболонки Відома установка для контактного стикового зварювання трубчастої оболонки із заглушкою, яка містить станину, змонтовані на станині пристрої подачі зварюваних деталей до зони зварення, закріплений на корпусі-напрямнш основного затискача СПІВВІСНО її каналу, та розташовану усередині стаканоподібного корпусу цангу додаткового затискача трубчастої оболонки з упорним елементом, виконаним з можливістю переміщення уздовж осі корпусу з боку його відкритого торця та контакту з цангою додаткового затискача, а також джерело зварного струму, яка відрізняється тим, що повзун зі сторони зварної камери має хвостовик, який охоплює цангу основного затискача, частина внутрішньої поверхні хвостовика виконана конічною та має можливість взаємодії з конічною поверхнею цанги, прикріпленої до стаканоподібного корпусу, причому згадані КОНІЧНІ поверхні виконані звуженими в напрямку до зварної камери, а хвостовик повзуна з'єднаний з упорним елементом цанги додаткового затискача 2 Установка по п 1 , яка відрізняється тим, що хвостовик повзуна, який охоплює цангу основного затискача, виконаний знімним корпуси-напрямні з каналами в кожному з них, виконаними СПІВВІСНО В одному з каналів розташований повзун та основний затискач для трубчастої оболонки, який містить цангу, а в другому - затискач електрода-тримача для заглушки, з'єднаний з приводом створення зварного зусилля, роз'ємну зварну камеру, додатковий затискач для трубчастої оболонки, який містить цангу з приводом, а також джерело зварного струму (авт свід СССР №1490829, В23К11/00, 1991) [І] В установці герметична зварна камера виконана у вигляді привідних порожнистих повзунів, розташованих у СПІВВІСНИХ каналах корпусівнапрямних В одному з них розміщений основний затискач трубчастої оболонки, що включає порожнисті штоки з кільцевими ущільненнями ковзного типу, а в другому - електрод-тримач для заглушки, з кільцевими ущільненнями ковзного типу Повзуни через ущільнення впираються у фланець струмопідводу з обох його боків Додатковий затискач трубчастої оболонки забезпечує необхідну 00 ю ю 57589 жорсткість фіксації оболонки В цій установці конструкція вузла ущільнення зварної камери є складною тому, що містить велику КІЛЬКІСТЬ (не менш, як шість) ущільнювальних елементів утому числі не менше чотирьох кільцевих ущільнень ковзного типу Відома установка для контактного стикового зварювання трубчастої оболонки із заглушкою, яка містить станину, змонтовані на ній пристрої подачі зварюваних деталей до зони зварення, корпусинапрямні з каналами в кожному з них, виконаними СПІВВІСНО, в одному з яких розташований повзун та основний затискач трубчастої оболонки, який містить цангу, частина зовнішньої поверхні якої виконана конічною, а у другому - електрод-тримач для заглушки, з'єднаний з приводом створення зварного зусилля, герметичну роз'ємну зварну камеру, що включає стаканоподібний корпус, закріплений на корпусінапрямній основного затискача СПІВВІСНО його каналові, та розташовану усередині стаканоподібного корпусу цангу додаткового затискача трубчастої оболонки з упорним елементом, що має привід, а також джерело зварного струму (патент України №47847А, В23К11/00, 2001) [2] В установці цанга додаткового затискача розміщена усередині стаканоподібного корпусу та має привід, що містить упорний елемент, виконаний з можливістю переміщення уздовж осі корпусу з боку його відкритого торця та контакту з хвостовиком цанги, частина зовнішньої поверхні якої виконана конічною Цанга основного затискача закріплена на повзуні, розміщеному у каналі корпуса-напрямної Частина її зовнішньої поверхні виконана конічною та має можливість контактувати з внутрішньою поверхнею каналу корпуса-напрямної, частина поверхні якого також виконана конічною Між цангою додаткового затискача та днищем корпусу, з одного боку, та упорним елементом, з другого боку, а також між бічними поверхнями корпусу та цангою розміщені ущільнювальні елементи В даній конструкції установки геометрія корпусу зварної камери та и закріплення на корпусінапрямній основного затискача сприяє зменшенню КІЛЬКОСТІ ущільнюючих елементів з шести до трьох Герметизація зварної камери забезпечується взаємодією цанги додаткового затискача з упорним елементом, контактуючим з нею Незважаючи на згадані переваги, конструкція установки залишається складною Це обумовлено тим, що кожна з цанг основного та додаткового затискачів, які використовують для фіксації трубчастої оболонки, мають окремі приводи та діють роздільно Це веде до зниження надійності її роботи та складності в автоматизації В основу винаходу поставлена задача створити таку установку для контактного стикового зварювання трубчастої оболонки із заглушкою, яка у порівнянні із установкою, обраною як прототип, була б більш простою та дозволяла скоротити тривалість технологічного циклу заповнення та герметизації тепловидільного елементу, тобто збільшити швидкодію Поставлена задача вирішується в установці для контактного стикового зварювання трубчастої оболонки із заглушкою, яка містить станину На ній змонтовані пристрої подачі зварюваних деталей до зони зварення, корпуси-напрямні з каналами в кожному з них, виконаними СПІВВІСНО В одному з каналів розташований повзун та основний затискач трубчастої оболонки, який містить цангу, частина зовнішньої поверхні якої виконана конічною, а у другому - електрод-тримач для заглушки, з'єднаний з приводом створення зварного зусилля Установка має герметичну роз'ємну зварну камеру, яка включає стаканоподібний корпус, закріплений на корпусі-напрямній основного затискача СПІВВІСНО її каналу, та розташовану усередині стаканоподібного корпусу цангу додаткового затискача трубчастої оболонки з упорним елементом Останній виконаний з можливістю переміщення уздовж осі корпусу з боку його відкритого торця та контакту з цангою додаткового затискача Установка містить також джерело зварного струму Згідно З винаходом повзун зі сторони зварної камери має хвостовик, який охоплює цангу основного затискача, частина внутрішньої поверхні хвостовика виконана конічною та має можливість взаємодії з конічною поверхнею цанги, прикріпленої до стаканоподібного корпусу, причому згадані КОНІЧНІ поверхні виконані звуженими в напрямку до зварної камери, а хвостовик повзуна з'єднаний з упорним елементом цанги додаткового затискача Крім того, для полегшення ремонтних робіт, обслуговування установки, та спрощення виготовлення, хвостовик повзуна, який охоплює цангу основного затискача, може бути виконаний з'ємним Виконання повзуна з хвостовиком, який охоплює цангу основного затискача, прикріплену до стаканоподібного корпусу, частина внутрішньої поверхні якого виконана конічною для забезпечення можливості контактувати з конічною поверхнею згаданої цанги та приводити и в дію, а також те, що згадані КОНІЧНІ поверхні виконані звуженими в напрямку до зварної камери, дало можливість надійно з'єднати хвостовик повзуна з упорним елементом цанги додаткового затискача (наприклад, за допомогою штанг) та забезпечити синхронну взаємодію цанг Останнє дозволило виключити з конструкції установки привід переміщення цанги додаткового затискача, який використовується в прототипі, і, таким чином, значно спростити и конструкцію та збільшити швидкодію установку На кресленні зображено схему пропонованої установки Установка для контактного стикового зварювання трубчастої оболонки із заглушкою містить станину 1, на якій через ізоляційну прокладку 2 закріплена корпус-напрямна 3 повзуна 4 основного затискача та корпус-напрямна 5, з'єднана із приводом 6 зварного зусилля Корпусинапрямні 3 та 5 мають СПІВВІСНІ канали, ВІДПОВІДНО 7 та 8 У каналі 7 розміщені повзун 4, який має хвостовик 9, та цанга 10 основного затискача трубчастої оболонки 11 Хвостовик 9 має можливість контактувати своєю конічною поверхнею 12 з зовнішньою поверхнею цанги 10 основного затискача Повзун 4 з'єднаний з приводом 13 КОНІЧНІ поверхні повзуна 4 та цанги 10 виконані 57589 звуженими в напрямку до зварної камери У каналі 8 корпуса-напрямної 5 закріплений шток 14 зі з'ємним електродом-тримачем 15 для заглушки 16 (фіг) На корпусі-напрямній 3 СПІВВІСНО його каналу 7 закріплений стаканоподібний корпус 17 Усередині корпусу 17 розміщена цанга 18 додаткового затискача Вона контактує з упорним елементом 19, виконаним у вигляді фланця з центральним отвором, що має можливість переміщатись уздовж осі корпусу 17 з боку його відкритого торця Упорний елемент 19 штангами 20 (наприклад, трьома) з'єднаний з хвостовиком 9 повзуна 4 Між торцем цанги 18 з боку її пелюстків та днищем корпусу 17 розмішений кільцевий ущільнювальний елемент 21, а між бічними поверхнями корпусу 17 та цангою 18 - кільцевий ущільнювальний елемент 22 Для ущільнення штоку 14 у хвостовій частині цанги 18 виконано проточування, у якому розміщений кільцевий ущільнювальний елемент 23 У СТІНЦІ стаканоподібного корпусу 17 виконано отвір 24, з'єднаний патрубком 25 з вакуумною помпою 26 та джерелом 27 подачі інертного газу Установка також містить привід 28 подачі заглушки 16 та привід подачі трубчастої оболонки 11 (на кресленні не показано) до зварної камери, страховий затискач, а також джерело 29 імпульсного струму Установка працює таким чином У початковому стані повзун 4 і, ВІДПОВІДНО, упорній елемент 19 знаходяться в крайньому правому положенні і не контактують із цангами основного та додаткового затискачів При цьому пелюстки цанг знаходяться у розкритому положенні Ущільнювальні елементи 21, 22 та 23 знаходяться у нестиснутому стані Шток 14 при цьому розташований поза корпусом 17 на деякій відстані від нього для забезпечення можливості встановлення заглушки 16 Таким чином, зварна камера знаходиться у розкритому стані і установка готова до проведення циклу зварювання Після закріплення заглушки 16 у електродітримачі 15, вмикають привід 6 і шток 14, з заглушкою 16, вводять усередину корпусу 17 зварної камери до заданного положення Далі крізь порожнистий повзун 4 корпуса-напрямної 3, отвори цанг основного та додаткового затискачів, подають трубчасту оболонку 11 до зварної камери на задану відстань таким чином, щоб між торцевими поверхнями оболонки 11 та заглушки 16 залишалась відстань, необхідна для вакуумування та наступного заповнення оболонки 11 інертним газом Після подачі в зварну камеру оболонки 11 вмикають привід 13 повзуна 4 Останній переміщується у бік приводу 13 та одночасно приводить в дію упорний елемент 19 При цьому, хвостовик 9 повзуна 4, контактуючи своєю конічною поверхнею з конічною поверхнею цанги 10 основного затискача, стискає пелюстки цанги 10 основного затискача, забезпечуючи фіксацію трубчастої оболонки 11 Упорний елемент 19 контактуючи з цангою 18 переміщує її вліво, в результаті чого вона одночасно з цангою 10 основного затискача фіксує трубчасту оболонку 11 та стискує кільцевий ущільнювальний елемент 21, який охоплює згадану оболонку 11, а також кільцевий ущільнювальний елемент 22, який охоплює бічну поверхню цанги 18 В свою чергу, переміщуючись, упорний елемент 19 стискає кільцевий ущільнювальний елемент 23, який охоплює шток 14 Таким чином, після цих дій оболонка зафіксована в цангах основного та додаткового затискачів, а зварна камера герметизована Далі, за допомогою вакуумної помпи 26 здійснюють відкачку зварної камери та трубчастої оболонки 11 до заданого розрідження Після цього відкачку припиняють та напускають інертний газ від джерела 27 до відкачаного об'єму до заданого тиску При такому тиску витримують 2 3 секунди та вмикають привід 6, внаслідок чого заглушка 16 притискується до торця трубчастої оболонки 11 Одночасно з цим вмикають джерело 29 і імпульс зварного струму проходить крізь трубчасту оболонку 11 та заглушку 16, внаслідок чого між ними утворюється герметичне зварне з'єднання Після закінчення зварного процесу привід 6 вимикають, припиняють подачу інертного газу, а газ, який залишився у камері, випускають до системи вентиляції Привід 6 перемикають на зворотній хід Після виходу заглушки 16 з електрода-тримача 15 включають привід 13, який переміщає повзун 4 в напрямку зварної камери, внаслідок чого розтискується цанга 10 основного затискача Одночасно повзун приводить в дію упорний елемент 19, який розтискує цангу 18 додаткового затискача При цьому розтискуються ущільнювальні елементи 22 та 23, звільняючи цангу 18 додаткового затискача та шток 14, та розтискується ущільнювальний елемент 21, що приводить до звільнення трубчастої оболонки 11 із привареною заглушкою 16 Після повернення корпусу-напрямної 5 до первинного положення привід 6 вимикають Далі готовий виріб вилучають із зварної камери та починають новий цикл зварювання Таким чином, конструкція пропонованої установки для контактного стикового зварювання трубчастої оболонки із заглушкою, завдяки одночасній дії основного та додаткового затискачів оболонки від одного приводу, є більш простою Крім того скоротилась тривалість технологічного циклу заповнення та герметизації тепловидільного елементу у порівнянні із відомою установкою, тобто збільшилась швидкодія пропонованої установки 57589 7 4 Комп'ютерна верстка Н Лисенко 9 12 10 ЇЇ Ю 20 19 Підписано до друку 05 07 2003 Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ТОВ "Міжнародний науковий комітет", вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна