專利名稱:由焊縫材料制備具有旋轉對稱的曲面構件的制作方法
本發(fā)明是有關用多層焊成形方法由焊縫材料制備具有旋轉對稱內壁形狀，特別是喇叭式內壁形狀的構件方法和裝置，為了始終處于水平位置施焊并沿著在非連續(xù)施焊時始終固定的焊機頭導向，構件焊接區(qū)環(huán)繞著以旋轉軸為對稱的軸運動。
完全由焊縫材料制備構件的成形焊方法是已知的。這種方法可以用于象在核工程中的連續(xù)件或法蘭或接合件的低合金鋼和高合金鋼高質量要求的產品及具有最嚴格的材料質量要求的構件快速而又經濟生產。采用的焊接方法是機械化埋弧焊，現(xiàn)在證明該生產方法生產效率很高并且裝置結構在許多方面是令人滿意的。采用成形高速焊接方法生產構件主要優(yōu)點是相對短的生產周期，相對低的生產成本及無縱向接頭的整體成形焊接件可能性。
在傳統(tǒng)的埋弧焊時，焊道由熔化電極的多層焊得之。在水平焊時，焊條焊接區(qū)總是沿著固定的焊接機頭運動。在生產具有旋轉對稱內曲面，特別是弧叭形內曲面，也許構件體積龐大，重量達幾噸時，這個要求會有相當困難。如果材料質量要求很高，而又不應有缺陷，焊接時要求機頭非常準確在水平位置導向時，困難就會變得更大。如焊頭導向僅出現(xiàn)一次非連續(xù)的偏離正確方向，就會導致在后續(xù)生產中成為報廢產品。
本發(fā)明的目的，是尋找一種用成形焊方法由焊縫材料制備一種旋轉對稱特別是喇叭形內壁形狀構件，得到一個完全沒有缺陷的高質量產品。發(fā)明的另一目的是保證這種方法的實施經濟、簡單，并易于操作，尤其是在各種控制程序中使用時應如此。
因此，根據(jù)本發(fā)明，在用多層焊成形方法，由焊縫材料制備具有旋轉對稱內壁形狀尤其是喇叭形內壁形狀，正如上文提到的，旋轉軸隨著焊縫金屬層數(shù)增加，繞垂直于旋轉軸的一個水平軸分段傾斜一個范圍，焊機頭也在上述不同時間相應于傾斜分段調整。
該發(fā)明的方法具有很大的優(yōu)點是焊條在焊接過程的各個狀態(tài)中有最佳的方向，即焊接始終沿著固定焊機頭保持在水平位置，隨著焊縫材料成形增加，旋轉軸分級傾斜，在傾斜位置變化時焊機頭分級調整。
這個方法的方案具有一個有利的，不復雜的特點即靠模板在兩個方向上運動可控制，即水平方向，也就是焊接區(qū)曲面壁的半徑方向，以及垂直方向，也就是焊接區(qū)的一段距離內。
在此有利條件是曲面壁曲率經非常準確測定，因為焊機頭是處于相對曲面壁曲率中心一定位置，并隨傾斜位置任何變化作相應調整，以及保持和重新恢復這個位置。例如，模板必要運動可以根據(jù)圖形來計算并轉換進一個數(shù)字控制程序中。
實施本發(fā)明方法另一突出特點應用已有控制程序對于每一焊道層傾斜角范圍被定下來，它相當于曲面壁的整個曲率角被構件在曲率范圍需施焊的焊道層數(shù)來除。
在這種情況下，突出特點是一焊道層完成了構件所具有壁厚全部寬度填充后傾斜角改變一個角度范圍。
為滿意完成該方法保證是最好用自動地方法，例如用光控方法在構件轉之后校正傾斜角。
這一步的好處是判定及校正在出現(xiàn)任何問題前焊機頭和構件可能存在已有相位位置偏差。
因此，采用本發(fā)明所獲之非常簡單和可靠方法能應用在數(shù)控程序中自動控制優(yōu)越性，尤其是由于傾斜角變化分段順序及焊機頭位置分段跟蹤特點。
在這種情況下，具有不同曲率半徑構件象具有一復合曲率基面能有效地自動按遵預先編排程序成形并成形程序是向上進行。
確定傾斜旋轉軸和垂直方向夾角α1是方便和不復雜的，它等于傾斜平面和由處于構件焊接區(qū)之外構件壁的曲率中心來的延長平線之間夾角α2。
發(fā)明用純碎圖形形式，附圖予以說明，由這些圖中，發(fā)明其它特點也可知道。
附圖中
圖1是在生產過程中，構件一傾斜位置的單純圖形說明
圖2生產一構件一個裝置側視圖和局部剖形說明
圖3一個橢園性基面焊接的圖形說明
圖4具有一復合曲率的基面焊接圖形說明
發(fā)明的方法如下述實施
參照圖1，夾持在旋轉臺2上一構件4已在施焊。實線表示范圍是用非連續(xù)焊道層17成形焊。構件4環(huán)繞它的旋轉軸X-X以相應于焊道層17成形速度的角速度轉動。為保證構件4焊接區(qū)18總是處于焊接時水平位置上，軸X-X分段傾斜，傾斜大小取決于焊接層17成形增加并繞一垂直于軸X-X的水平軸19轉動。焊縫材料成形形用三角符號25象征性表示。傾斜軸X-X和垂直線V-V夾角α1等于傾斜平面K-K與處于焊接區(qū)18之外由構件內壁16曲率中心z的延長水平線h-h之間夾角α2。在例圖中表示的傾斜平面k-k和傾斜軸19及曲率中心z是重合的。但是，這并不是本方法的基本特征。傾斜平面k-k可很容易由所表示位置轉到與其自身平行位置上。重要特征是水平線h-h是連接壁16曲率中心z至焊接區(qū)18。因此，情況是當構件4繞著它們的軸x-x旋轉時，焊接區(qū)始終在焊接時保持水平位置。
實施該方法一個適用的裝置用圖2圖形表示出來。構件4用夾持手段3夾在旋轉臺2上。旋轉臺2和它的驅動(未示出)安放在傾斜支架1。支架1又是緊固在鋼結構8的柱子9上，以便其可繞一支點19轉動。一均勻可調的傾斜驅動11保證預先確定的傾斜位置可監(jiān)視的。臂12由結構8頂部20懸出作為焊機頭7導向裝置，并且臂12有一水平可移動滑動裝置13。13與水平導向5共同作用時，使機頭7作相應水平方向調整。機頭7垂直調整通過與滑動裝置13相連垂直導向裝置6進行，并且滑動裝置13用馬達裝置象一馬達21和一驅動桿22分級水平方向調整。垂直導向器6可控制，例如用往復式液壓傳動裝置23可進行控制。借助于機件15，機頭7安裝在垂直導向器6上。實例中表示三根平行排列焊條24同時進行每個焊道層17的成形焊。如圖例中示，構件壁16曲率中心不必位于軸19上。但是水平線h-h把中心z1和焊條24的焊接區(qū)18連在一起。
圖3、圖4圖形表示出任意一種焊接區(qū)域17開始和完成終端位置，表示焊點s′，s″，垂直切線v′v″及水平焊接平面h′h″。
實例表示裝置沒有連接結構力并且其設計受到技能水平限制。



權利要求
1、采用多層垂直向上增加成形焊，在壁厚成形過程中由焊縫材料制備具有旋轉對稱自然曲面壁形狀構件，構件繞以旋轉軸為對稱的構件軸旋轉，在保持焊接處于水平位置，在進行非連續(xù)焊道層施焊時保持固定機頭方向的一種方法其特征在于旋轉軸傾斜是分級的，傾斜大小取決于焊縫材料成形層數(shù)增加，繞與旋轉軸垂直水平軸轉動，焊機頭也隨著增加，繞與旋轉軸垂直水平軸轉動，焊機頭也隨著傾斜分級調整，在垂直于傾斜軸平面內，傾斜變化，實現(xiàn)使用裝置自動的和程序控制運動形成要求構件形狀。
2、根據(jù)權項1方法特征在于焊機頭利用靠模壓兩個方向，即水平地，也就是焊接區(qū)曲面壁的半徑方向和垂直地，也就是離焊接區(qū)曲面壁的一段距離內運動可控調整或再調整，并且機頭調整路線由相應的傾斜位置，構件外形和這種外形的垂直切線間接觸點來確定。
3、根據(jù)權項1和2方法特征在于一個坐標系位于一個垂直于傾斜軸的平面內并且坐標中心是用于焊機頭運動程序控制。
4、根據(jù)權項1或2或3方法特征在于對于每個焊道層來說，傾斜角大小已確定，它相當于曲面壁的整個曲率角被在曲率范圍構件成形所需焊道數(shù)相除。
5、根據(jù)權項1至4之任一方法特征在于在一層或多層焊道填充完構件所要求全部寬度后，傾斜角按著一個角度大小或幾個角度范圍總和數(shù)來變化。
6、根據(jù)權項1至5之任一方法特征在于已有數(shù)控程序實現(xiàn)傾斜角調整分級順序及焊機頭分級跟蹤自動控制。
7、根據(jù)權項1至6任一方法特征在于具有不同曲率半徑構件系具有復合曲率基面或一橢園形基面成形自動地完成并根據(jù)使用程序在朝上方向上完成。
專利摘要
由焊縫材料制備具有旋轉對稱的曲面構件，尤其是大型和重型構件。方法困難是沿著固定焊機頭使焊接區(qū)在施焊時始終保持水平位置。因為在數(shù)控條件下，這種成形焊形式經濟，提出方案是根據(jù)焊縫成形層數(shù)增加至一范圍，組件旋轉軸逐漸傾斜繞一垂直于旋轉軸的水平軸運動，而當傾斜位置在改變時，焊機頭作均勻調整。
文檔編號B23K9/04GK85102327SQ85102327
公開日1986年10月15日 申請日期1985年4月1日
發(fā)明者Dr·K米利思, H·蔡邁爾曼 申請人:奧格斯堡紐倫堡機械公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan