专利名称:由焊缝材料制备具有旋转对称的曲面构件的制作方法
本发明是有关用多层焊成形方法由焊缝材料制备具有旋转对称内壁形状，特别是喇叭式内壁形状的构件方法和装置，为了始终处于水平位置施焊并沿着在非连续施焊时始终固定的焊机头导向，构件焊接区环绕着以旋转轴为对称的轴运动。
完全由焊缝材料制备构件的成形焊方法是已知的。这种方法可以用于象在核工程中的连续件或法兰或接合件的低合金钢和高合金钢高质量要求的产品及具有最严格的材料质量要求的构件快速而又经济生产。采用的焊接方法是机械化埋弧焊，现在证明该生产方法生产效率很高并且装置结构在许多方面是令人满意的。采用成形高速焊接方法生产构件主要优点是相对短的生产周期，相对低的生产成本及无纵向接头的整体成形焊接件可能性。
在传统的埋弧焊时，焊道由熔化电极的多层焊得之。在水平焊时，焊条焊接区总是沿着固定的焊接机头运动。在生产具有旋转对称内曲面，特别是弧叭形内曲面，也许构件体积庞大，重量达几吨时，这个要求会有相当困难。如果材料质量要求很高，而又不应有缺陷，焊接时要求机头非常准确在水平位置导向时，困难就会变得更大。如焊头导向仅出现一次非连续的偏离正确方向，就会导致在后续生产中成为报废产品。
本发明的目的，是寻找一种用成形焊方法由焊缝材料制备一种旋转对称特别是喇叭形内壁形状构件，得到一个完全没有缺陷的高质量产品。发明的另一目的是保证这种方法的实施经济、简单，并易于操作，尤其是在各种控制程序中使用时应如此。
因此，根据本发明，在用多层焊成形方法，由焊缝材料制备具有旋转对称内壁形状尤其是喇叭形内壁形状，正如上文提到的，旋转轴随着焊缝金属层数增加，绕垂直于旋转轴的一个水平轴分段倾斜一个范围，焊机头也在上述不同时间相应于倾斜分段调整。
该发明的方法具有很大的优点是焊条在焊接过程的各个状态中有最佳的方向，即焊接始终沿着固定焊机头保持在水平位置，随着焊缝材料成形增加，旋转轴分级倾斜，在倾斜位置变化时焊机头分级调整。
这个方法的方案具有一个有利的，不复杂的特点即靠模板在两个方向上运动可控制，即水平方向，也就是焊接区曲面壁的半径方向，以及垂直方向，也就是焊接区的一段距离内。
在此有利条件是曲面壁曲率经非常准确测定，因为焊机头是处于相对曲面壁曲率中心一定位置，并随倾斜位置任何变化作相应调整，以及保持和重新恢复这个位置。例如，模板必要运动可以根据图形来计算并转换进一个数字控制程序中。
实施本发明方法另一突出特点应用已有控制程序对于每一焊道层倾斜角范围被定下来，它相当于曲面壁的整个曲率角被构件在曲率范围需施焊的焊道层数来除。
在这种情况下，突出特点是一焊道层完成了构件所具有壁厚全部宽度填充后倾斜角改变一个角度范围。
为满意完成该方法保证是最好用自动地方法，例如用光控方法在构件转之后校正倾斜角。
这一步的好处是判定及校正在出现任何问题前焊机头和构件可能存在已有相位位置偏差。
因此，采用本发明所获之非常简单和可靠方法能应用在数控程序中自动控制优越性，尤其是由于倾斜角变化分段顺序及焊机头位置分段跟踪特点。
在这种情况下，具有不同曲率半径构件象具有一复合曲率基面能有效地自动按遵预先编排程序成形并成形程序是向上进行。
确定倾斜旋转轴和垂直方向夹角α1是方便和不复杂的，它等于倾斜平面和由处于构件焊接区之外构件壁的曲率中心来的延长平线之间夹角α2。
发明用纯碎图形形式，附图予以说明，由这些图中，发明其它特点也可知道。
附图中
图1是在生产过程中，构件一倾斜位置的单纯图形说明
图2生产一构件一个装置侧视图和局部剖形说明
图3一个椭园性基面焊接的图形说明
图4具有一复合曲率的基面焊接图形说明
发明的方法如下述实施
参照图1，夹持在旋转台2上一构件4已在施焊。实线表示范围是用非连续焊道层17成形焊。构件4环绕它的旋转轴X-X以相应于焊道层17成形速度的角速度转动。为保证构件4焊接区18总是处于焊接时水平位置上，轴X-X分段倾斜，倾斜大小取决于焊接层17成形增加并绕一垂直于轴X-X的水平轴19转动。焊缝材料成形形用三角符号25象征性表示。倾斜轴X-X和垂直线V-V夹角α1等于倾斜平面K-K与处于焊接区18之外由构件内壁16曲率中心z的延长水平线h-h之间夹角α2。在例图中表示的倾斜平面k-k和倾斜轴19及曲率中心z是重合的。但是，这并不是本方法的基本特征。倾斜平面k-k可很容易由所表示位置转到与其自身平行位置上。重要特征是水平线h-h是连接壁16曲率中心z至焊接区18。因此，情况是当构件4绕着它们的轴x-x旋转时，焊接区始终在焊接时保持水平位置。
实施该方法一个适用的装置用图2图形表示出来。构件4用夹持手段3夹在旋转台2上。旋转台2和它的驱动(未示出)安放在倾斜支架1。支架1又是紧固在钢结构8的柱子9上，以便其可绕一支点19转动。一均匀可调的倾斜驱动11保证预先确定的倾斜位置可监视的。臂12由结构8顶部20悬出作为焊机头7导向装置，并且臂12有一水平可移动滑动装置13。13与水平导向5共同作用时，使机头7作相应水平方向调整。机头7垂直调整通过与滑动装置13相连垂直导向装置6进行，并且滑动装置13用马达装置象一马达21和一驱动杆22分级水平方向调整。垂直导向器6可控制，例如用往复式液压传动装置23可进行控制。借助于机件15，机头7安装在垂直导向器6上。实例中表示三根平行排列焊条24同时进行每个焊道层17的成形焊。如图例中示，构件壁16曲率中心不必位于轴19上。但是水平线h-h把中心z1和焊条24的焊接区18连在一起。
图3、图4图形表示出任意一种焊接区域17开始和完成终端位置，表示焊点s′，s″，垂直切线v′v″及水平焊接平面h′h″。
实例表示装置没有连接结构力并且其设计受到技能水平限制。
权利要求
1、采用多层垂直向上增加成形焊，在壁厚成形过程中由焊缝材料制备具有旋转对称自然曲面壁形状构件，构件绕以旋转轴为对称的构件轴旋转，在保持焊接处于水平位置，在进行非连续焊道层施焊时保持固定机头方向的一种方法其特征在于旋转轴倾斜是分级的，倾斜大小取决于焊缝材料成形层数增加，绕与旋转轴垂直水平轴转动，焊机头也随着增加，绕与旋转轴垂直水平轴转动，焊机头也随着倾斜分级调整，在垂直于倾斜轴平面内，倾斜变化，实现使用装置自动的和程序控制运动形成要求构件形状。
2、根据权项1方法特征在于焊机头利用靠模压两个方向，即水平地，也就是焊接区曲面壁的半径方向和垂直地，也就是离焊接区曲面壁的一段距离内运动可控调整或再调整，并且机头调整路线由相应的倾斜位置，构件外形和这种外形的垂直切线间接触点来确定。
3、根据权项1和2方法特征在于一个坐标系位于一个垂直于倾斜轴的平面内并且坐标中心是用于焊机头运动程序控制。
4、根据权项1或2或3方法特征在于对于每个焊道层来说，倾斜角大小已确定，它相当于曲面壁的整个曲率角被在曲率范围构件成形所需焊道数相除。
5、根据权项1至4之任一方法特征在于在一层或多层焊道填充完构件所要求全部宽度后，倾斜角按着一个角度大小或几个角度范围总和数来变化。
6、根据权项1至5之任一方法特征在于已有数控程序实现倾斜角调整分级顺序及焊机头分级跟踪自动控制。
7、根据权项1至6任一方法特征在于具有不同曲率半径构件系具有复合曲率基面或一椭园形基面成形自动地完成并根据使用程序在朝上方向上完成。
专利摘要
由焊缝材料制备具有旋转对称的曲面构件，尤其是大型和重型构件。方法困难是沿着固定焊机头使焊接区在施焊时始终保持水平位置。因为在数控条件下，这种成形焊形式经济，提出方案是根据焊缝成形层数增加至一范围，组件旋转轴逐渐倾斜绕一垂直于旋转轴的水平轴运动，而当倾斜位置在改变时，焊机头作均匀调整。
文档编号B23K9/04GK85102327SQ85102327
公开日1986年10月15日 申请日期1985年4月1日
发明者Dr·K米利思, H·蔡迈尔曼 申请人:奥格斯堡纽伦堡机械公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan