ES2911001T3 - Dispositivo para soldar ramificaciones y extensiones de tubo - Google Patents

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Abstract

Un dispositivo para soldar ramificaciones y extensiones de tubo a un tubo principal desde el interior del tubo principal, el dispositivo que incluye un marco (30) y un cilindro (31) de marco, un árbol (3) de electrodo alargado que tiene un eje central longitudinal, alrededor del cual el árbol del electrodo está dispuesto de forma giratoria, un disco (13) giratorio del árbol (3) del electrodo, a través del cual el árbol del electrodo puede deslizarse axialmente, un soporte (4) de electrodo en el extremo del árbol del electrodo, un electrodo (5) fijado al soporte (4), una plantilla (1, 1.2, 1.3; 2.3, 2.4, 2.5) de soldadura para soportar el tubo (6.1; 2.2a) principal en la estación de soldadura, un elemento (8, 8a) de fijación de la plantilla de soldadura, un elemento (9) giratorio de la plantilla de soldadura, a la que se fija el elemento de fijación y que está montado sobre un rodamiento de forma giratoria en el interior del cilindro (31) del marco de tal manera que el eje de rotación de la plantilla de soldadura se combina con el eje central del árbol del electrodo, caracterizado porque la plantilla de soldadura tiene un soporte (1.2, 1.3; 2.4, 2.5) de apoyo para el tubo (6.1; 2.2a) principal, por la cual el tubo (6.1) principal debe ser soportado en la estación, en la que se combinan los árboles centrales del tubo (6.1; 2.2a) principal y el árbol (3) del electrodo, que la plantilla de soldadura tiene, rodeando el árbol (3) del electrodo, una pieza (23) adaptadora, a la que se conecta un canal (24) de gas de protección, estando adaptado el gas de protección para ser guiado a través de la pieza (23) adaptadora hacia el tubo principal, y a través de él, también hacia la ramificación o extensión del tubo a soldar, cuando el tubo principal, o la extensión (6.3) de tubo a ser soldada al tubo principal, o un tubo (2.3) de gas de protección que rodea el tubo principal se apoya contra la pieza (23) adaptadora, y que el disco (13) giratorio del árbol de electrodo está equipado con un dispositivo (12) de bloqueo, con el cual el árbol (3) del electrodo debe ser bloqueado axialmente inmóvil en relación con el disco (13) giratorio.

Description

DESCRIPCIÓN
Dispositivo para soldar ramificaciones y extensiones de tubo
La invención se refiere a un dispositivo para soldar ramificaciones y extensiones de tubo a un tubo principal desde el interior del tubo principal, el dispositivo incluye un marco y un cilindro de marco, un árbol de electrodo alargado que tiene un eje central longitudinal, alrededor del cual el árbol de electrodo está dispuesto de forma giratoria, un disco giratorio del árbol del electrodo, a través del cual el árbol del electrodo puede deslizarse axialmente, un soporte de electrodo en el extremo del árbol del electrodo, un electrodo fijado al soporte, una plantilla de soldadura para soportar el tubo principal en la estación de soldadura, un elemento de fijación de la plantilla de soldadura, un elemento giratorio de la plantilla de soldadura, al que se fija el elemento de fijación y que está montado sobre un rodamiento giratorio en el interior del cilindro del marco de tal manera que el eje de rotación de la plantilla de soldadura se combina con el eje central del árbol del electrodo.
Tal dispositivo es conocido por el documento US 6433307 B1. Allí, el objeto de soldadura se aproxima desde el lado de la ramificación del tubo. Las partes del tubo que se van a soldar se fijan a un casete, que se desliza dentro de una cámara de gas de protección, paralela al árbol del electrodo, hasta el lugar de soldadura deseado.
Del documento EP 1633520 B1 también se conoce un dispositivo con el que se pueden fijar ramificaciones de tubo en un tubo principal mediante soldadura interior. Las paredes del tubo por su parte definen las cámaras de gas de protección. En esto también, el objeto a soldar se aproxima desde el lado de la ramificación de tubo.
En la práctica, existen muchos requisitos de soldadura para piezas cilíndricas, que no se pueden implementar utilizando los dispositivos descritos anteriormente. Muchos de estos requisitos tampoco pueden implementarse utilizando dispositivos de soldadura orbital convencionales.
A continuación, se muestran algunos ejemplos típicos de estos tipos de requisitos de soldadura:
- tubos de ramificaciones para ser soldados en un tubo principal, cuyos diámetros internos son tan pequeños que los dispositivos del tipo descrito no encajan en el tubo de ramificación.
- Partes de tubo, que tienen una abertura de orificio pasante suficientemente grande, pero la unión con el tubo principal es mucho más grande que la abertura del orificio pasante, que la distancia del electrodo de la superficie de soldadura es demasiado grande.
- hay tantos tubos de ramificaciones a lo largo del perímetro del tubo principal que construir una cámara de gas de protección cerrada suficientemente grande no es práctico, y la soldadura con dispositivos de soldadura orbital convencionales también es imposible.
El objeto de la invención es desarrollar aún más dicho tipo de dispositivo del preámbulo tal que los requisitos de soldadura más diversos que en el pasado, incluidos los requisitos de soldadura mencionados anteriormente, puedan ser implementados utilizando soldadura interior de las partes del tubo.
Este objeto se consigue mediante un dispositivo de acuerdo con la invención, cuyas características de caracterización se exponen en la reivindicación 1 adjunta. Las reivindicaciones dependientes presentan realizaciones preferidas de la invención.
Utilizando un dispositivo de acuerdo con la invención, el electrodo es guiado, en la dirección longitudinal del tubo principal, dentro del tubo principal, al objeto de soldadura. El eje de rotación del árbol del electrodo se combina con el eje central del tubo principal a soldar. El árbol del electrodo gira y se mueve axialmente de acuerdo con un programa establecido y, simultáneamente, el electrodo sigue la pared del tubo principal a una distancia establecida. Mediante la programación de los dos servomotores que mueven el árbol del electrodo, es posible lograr sobre la superficie del tubo cualquier patrón de soldadura deseado. En otras palabras, mediante la programación de los movimientos del árbol del electrodo, es posible seleccionar un evento de soldadura, tal como extender un tubo o soldar una brida al extremo de un tubo (requiere la rotación perpendicular del electrodo en relación con el eje central), o soldar un tubo ramificado (requiere una rotación de vaivén con un movimiento axial simultáneo de vaivén). Además, es posible implementar un llamado movimiento de tejido para ensanchar la costura de soldadura.
A continuación, la invención se ilustra por medio de ejemplos de realización con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
La Fig. 1 muestra un dispositivo de acuerdo con la invención como una vista en perspectiva desde el oblicuo superior, cuando el dispositivo tiene una plantilla de soldadura de acuerdo con la primera realización de la invención;
La Fig. 2 muestra un detalle de un dispositivo de acuerdo con la Fig. 1 como una sección vertical, que ilustra la colocación de las partes del tubo en una situación de soldadura;
La Fig. 2A muestra un detalle de la Fig. 2 en una sección A-A, que ilustra el patrón de soldadura realizado por tejido, que se curva sobre ambos lados de la línea básica a soldar. La línea básica es en los tubos típicamente circular, pero puede ser algún otro patrón;
La Fig. 3 muestra una plantilla de soldadura de acuerdo con una segunda realización de la invención, que se puede utilizar en un dispositivo de acuerdo con la figura 1 en lugar de la plantilla de soldadura que se ve en la Fig. 1;
La Fig. 3A muestra un detalle de la plantilla de soldadura de acuerdo con la Fig. 2 en una sección A-A; y
La Fig. 3B muestra la Fig. 3A desde una sección tomada a lo largo de la línea B-B.
El dispositivo de la Fig. 1 incluye un marco 30 y un cilindro 31 de marco, a través del cual pasa un árbol 3 de electrodo alargado. En el extremo del árbol 3 del electrodo hay un soporte 4 de electrodo y un electrodo 5 fijado al soporte, cuya corriente eléctrica descargada desde la punta funde los materiales de las partes que se van a soldar a ambos lados de la línea de costura. El árbol del electrodo está dispuesto de forma giratoria alrededor de su eje central longitudinal. La rotación tiene lugar mediante el disco 13 giratorio del árbol 3 del electrodo, a través del cual el árbol del electrodo puede deslizarse axialmente. Los árboles 27 de transmisión de potencia desplazan el accionamiento giratorio de la rueda 26 de accionamiento al disco 13 giratorio. El motor 15 hace girar la rueda de accionamiento principal a través de la correa 16, estando la rueda 26 de accionamiento conmutada con un conmutador 10 para girar por la rueda de accionamiento principal.
Como se ve en las Figs. 1 y 2, la plantilla 1, 1.2, 1.3 de soldadura está dispuesta para soportar el tubo 6.1 principal en la estación de soldadura. Al marco 1 de la plantilla de soldadura se fija el elemento 8, 8a de fijación de la plantilla de soldadura, que incluye una parte 8 aislante hecha de material eléctricamente aislante y una tuerca 8a de fijación, que se atornilla al elemento 9 giratorio de la plantilla de soldadura. La parte 8 aislante se atornilla a la placa vertical del marco 1 de la plantilla de soldadura, y desconecta la conexión conductora entre la plantilla de soldadura y el elemento 9 giratorio. El elemento 9 giratorio está montado sobre un rodamiento de forma giratoria en el interior del cilindro 31 del marco. El eje de rotación de la plantilla de soldadura se combina con el eje central del árbol 3 del electrodo.
Al marco 1 de la plantilla de soldadura se fija un soporte 2 del árbol 3 del electrodo, que está hecho de una sustancia no conductora y forma un aislamiento entre el árbol del electrodo y la plantilla de soldadura.
Mediante el conmutador 10, los elementos 15, 16 de accionamiento giratorios deben ser conmutados para girar opcionalmente el elemento 9 giratorio de la plantilla de soldadura o la rueda 26 de accionamiento del disco 13 giratorio para girar la plantilla de soldadura y el árbol del electrodo opcionalmente por los mismos elementos 15, 16 de accionamiento giratorio. Mediante el conmutador 10 puede seleccionarse así una acción, en la que el árbol del electrodo no gire y la plantilla de soldadura gire, o viceversa, que el árbol del electrodo gire y la plantilla de soldadura permanezca estacionaria.
Entre el disco 13 giratorio y el árbol 14 de movimiento hay un mecanismo 25 de bloqueo, mediante el cual el disco 13 giratorio debe bloquearse de forma no giratoria en relación con el árbol 14 de movimiento. Esto asegura la estación no giratoria del árbol del electrodo a medida que gira la plantilla de soldadura.
La plantilla de soldadura tiene los soportes 1.2, 1.3 de apoyo para el tubo 6.1 principal, con las que el tubo 6.1 principal se apoyará en la estación, en la que se combinan los árboles centrales del tubo 6.1 principal y el árbol 3 del electrodo. La plantilla de soldadura tiene, rodeando el árbol 3 del electrodo, una pieza 23 adaptadora, a la que está conectado el canal 24 de gas de protección y a través de la cual el gas de protección está adaptado para ser guiado en el tubo principal cuando el tubo principal o la extensión 6.3 que se va a soldar al tubo principal se apoya contra la pieza 23 adaptadora o el marco 1 de la plantilla de soldadura alrededor de la pieza 23 adaptadora. Por lo tanto, el gas de protección interior puede ser guiado al lugar de la soldadura sin una cámara de gas de protección. El exterior del lugar de soldadura puede ser sellado en su propio espacio de gas de protección por medios adecuados para este propósito, como el espacio 20 anular visto en la Fig. 2.
El disco 13 giratorio del árbol del electrodo está equipado con un dispositivo 12 de bloqueo, mediante el cual el árbol 3 del electrodo debe bloquearse axialmente inmóvil en relación con el disco 13 giratorio. El disco 13 giratorio del árbol del electrodo está montado sobre un rodamiento de forma giratoria en el árbol 14 de movimiento, que está dispuesto para ser movido en la dirección axial del árbol 3 del electrodo de acuerdo con un programa deseado, en donde el árbol 3 del electrodo se mueve en su dirección axial de manera correspondiente cuando el árbol 3 de electrodo está bloqueado por el dispositivo 12 de bloqueo al árbol 14 de movimiento. En este caso, el árbol del electrodo se puede mover axialmente de la manera requerida por el programa de soldadura. El árbol 14 de movimiento está soportado por guías 19 deslizantes, que son paralelas al árbol 3 del electrodo y están fijadas al marco 30. El árbol 14 de movimiento se mueve mediante el tornillo 18 accionado por el motor 17.
Los soportes 1.2, 1.3 de apoyo incluyen árboles 1.2 de apoyo paralelos al árbol 3 del electrodo y nervaduras 1.3 de apoyo transversales con respecto a los árboles de apoyo y que tienen hendiduras (1.3a) adaptadas a los árboles de apoyo y una nervadura 1.3b que posiciona la línea central del tubo principal colocado en el soporte 1.3 de apoyo en una extensión de la línea central del árbol 3 del electrodo. En el caso presentado, el árbol 3 del electrodo entra parcialmente en el interior del tubo 6.1 principal, y el electrodo 5 se encuentra en la estación de soldadura del tubo 6.2 ramificado. La figura 2a muestra la trayectoria 7.1 del electrodo mientras se suelda una costura de soldadura normal en la dirección de la línea de costura. La trayectoria 7.2 describe el movimiento del electrodo cuando se desea ensanchar la costura de soldadura. En él, el electrodo avanza una distancia "a" mientras realiza un movimiento de vaivén "b" /- en relación con la trayectoria 7.1 de la línea de costura.
Las Figs. 3-3B muestran una plantilla 1,2.4, 2.5 de soldadura de acuerdo con una segunda realización de la invención, que está adaptada para soldar a un tubo 2.2a principal numerosos tubos de ramificaciones de diámetro pequeño. El marco 1 de plantilla está formado por partes de marco horizontales y verticales, que, en el presente caso, tienen forma de placas. Los soportes 2.4, 2.5 de apoyo para el tubo 2.2a principal se fija al extremo exterior de la parte del marco horizontal del marco 1 de plantilla, a una distancia de la parte del marco vertical, que tiene la pieza 23 adaptadora para guiar el gas de protección hacia el tubo 2.2a principal. Los soportes 2.4, 2.5 de apoyo tienen una cámara 21 de gas de protección para el gas de protección exterior del lugar de soldadura, las paredes opuestas de la cámara tienen orificios correspondientes al diámetro exterior del tubo principal, cuyos árboles centrales están en una extensión de los árboles centrales del árbol 3 del electrodo. Los soportes 2.4, 2.5 de apoyo están divididos en el medio del orificio y el lugar de división, es decir, el plano de división, tiene otro orificio para el tubo 2.2b de ramificación. La parte 2.5 móvil del soporte 2.4, 2.5 de apoyo debe moverse a lo largo de las guías 22 de deslizamiento con respecto a la parte 2.4 fija.
Entre el soporte 2.4, 2.5 de apoyo y la pieza 23 adaptadora hay un tubo 2.3 de gas de protección para el gas de protección interior del lugar de soldadura. El gas de protección puede pasar desde el tubo 2.3 de gas de protección al tubo 2.2a principal desde los orificios para el tubo 2.2b de ramificación y desde el extremo del tubo principal. Si es necesario, el extremo exterior del tubo principal puede cerrarse al menos parcialmente para reducir el caudal del gas de protección.
El soporte 2.1 de electrodo se extiende adecuadamente largo para que el electrodo se extienda hacia el tubo principal, hasta el tubo de ramificación más cercano al extremo exterior del tubo principal. Esto requiere del soporte de electrodo una disposición especial. La superficie 2.6 exterior de la parte 2.6 conductora del soporte 2.1 de electrodo tiene una capa 2.7 eléctricamente aislante, al menos en la proximidad del extremo exterior del soporte de electrodo. Alrededor del extremo exterior del soporte 2.1 de electrodo hay uno o más soportes 2.8, que están adaptados para corresponder al diámetro interior del tubo 2.2a principal. El soporte 2.8 está hecho de material eléctricamente aislante, por ejemplo, de cerámicas. La superficie exterior del soporte 2.8 tiene ranuras, a través de las cuales el gas de protección puede fluir sobre el soporte hasta el lugar de soldadura. El soporte 2.8 se extiende una corta distancia en la parte superior de la capa 2.7 aislante, en donde se evita la irrupción de una chispa eléctrica desde el soporte 2.1 de electrodo hacia el tubo 2.2a principal. Esto es necesario en caso de diámetros de tubo pequeños, cuando la distancia desde el soporte de electrodo hasta el tubo principal se vuelve suficientemente corta.
El extremo exterior del soporte 2.1 de electrodo es preferiblemente cónico y el orificio interior del soporte 2.8 adaptado al extremo exterior es correspondientemente cónico. En este caso, el soporte 2.8 también funciona como un tensor, que comprime el soporte 2.1 de electrodo fuertemente contra el electrodo 5.
El tubo 2.2a principal está perforado en los lugares de ramificación deseados. El tubo 2.2a principal se inserta a través del orificio de la parte 2.4 del soporte de apoyo en la parte superior del soporte 2.1 de electrodo tal que el primer orificio a soldar (más cercano al extremo exterior del tubo principal) llegue al lugar del tubo 2.2b de ramificación. El tubo 2.2b de ramificación se encaja en el orificio del tubo principal y la parte 2.5 móvil del soporte de apoyo se sella contra la parte 2.4 fija. La estación de soldadura está lista. Después de la soldadura, la parte 2.5 móvil se abre y el siguiente orificio del tubo 2.2a principal soldado se mueve al lugar del tubo de ramificación. El tubo principal se mueve axialmente y gira alrededor de su árbol, que permite la soldadura de ramificaciones consecutivas en diferentes direcciones.

Claims (8)

REIVINDICACIONES
1. Un dispositivo para soldar ramificaciones y extensiones de tubo a un tubo principal desde el interior del tubo principal, el dispositivo que incluye un marco (30) y un cilindro (31) de marco, un árbol (3) de electrodo alargado que tiene un eje central longitudinal, alrededor del cual el árbol del electrodo está dispuesto de forma giratoria, un disco (13) giratorio del árbol (3) del electrodo, a través del cual el árbol del electrodo puede deslizarse axialmente, un soporte (4) de electrodo en el extremo del árbol del electrodo, un electrodo (5) fijado al soporte (4), una plantilla (1, 1.2, 1.3; 2.3, 2.4, 2.5) de soldadura para soportar el tubo (6.1; 2.2a) principal en la estación de soldadura, un elemento (8, 8a) de fijación de la plantilla de soldadura, un elemento (9) giratorio de la plantilla de soldadura, a la que se fija el elemento de fijación y que está montado sobre un rodamiento de forma giratoria en el interior del cilindro (31) del marco de tal manera que el eje de rotación de la plantilla de soldadura se combina con el eje central del árbol del electrodo, caracterizado porque la plantilla de soldadura tiene un soporte (1.2, 1.3; 2.4, 2.5) de apoyo para el tubo (6.1; 2.2a) principal, por la cual el tubo (6.1) principal debe ser soportado en la estación, en la que se combinan los árboles centrales del tubo (6.1; 2.2a) principal y el árbol (3) del electrodo, que la plantilla de soldadura tiene, rodeando el árbol (3) del electrodo, una pieza (23) adaptadora, a la que se conecta un canal (24) de gas de protección, estando adaptado el gas de protección para ser guiado a través de la pieza (23) adaptadora hacia el tubo principal, y a través de él, también hacia la ramificación o extensión del tubo a soldar, cuando el tubo principal, o la extensión (6.3) de tubo a ser soldada al tubo principal, o un tubo (2.3) de gas de protección que rodea el tubo principal se apoya contra la pieza (23) adaptadora, y que el disco (13) giratorio del árbol de electrodo está equipado con un dispositivo (12) de bloqueo, con el cual el árbol (3) del electrodo debe ser bloqueado axialmente inmóvil en relación con el disco (13) giratorio.
2. Un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el disco (13) giratorio del árbol del electrodo está montado sobre un rodamiento de forma giratoria en el árbol (14) de movimiento, que está dispuesto para ser movido en la dirección axial del árbol (3) del electrodo de acuerdo con un programa deseado, en donde el árbol del electrodo se mueve en su dirección axial de manera correspondiente.
3. Un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque el dispositivo incluye elementos (15, 16) de accionamiento giratorios y un conmutador (10), mediante el cual los elementos de accionamiento giratorios deben ser conmutados para girar opcionalmente ya sea el elemento (9) giratorio de la plantilla de soldadura o una rueda (26) de accionamiento del disco (13) giratorio para girar opcionalmente la plantilla de soldadura y el árbol del electrodo mediante los mismos elementos (15, 16) de accionamiento giratorio.
4. Un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque entre el disco (13) giratorio y el árbol (14) de movimiento hay un mecanismo (25) de bloqueo, mediante el cual el disco (13) giratorio debe ser bloqueado de forma no giratoria en relación con el árbol (14) de movimiento.
5. Un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el soporte (1.2, 1.3) de apoyo incluye árboles (1.2) de apoyo paralelos al árbol (3) del electrodo y nervaduras (1.3) de apoyo transversales en relación al árbol de apoyo, teniendo las nervaduras de apoyo hendiduras (1.3a) adaptadas a los árboles de apoyo y una nervadura (1.3b), que posiciona la línea central del tubo principal colocada en el soporte (1.3) de apoyo en una extensión de la línea central del árbol (3) del electrodo.
6. Un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el soporte (2.4, 2.5) de apoyo tiene una cámara (21) de gas de protección para el gas de protección fuera del lugar de soldadura, las paredes opuestas de la cámara tienen orificios correspondientes al diámetro exterior del tubo principal, cuyo eje central está en una extensión del eje central del árbol (3) del electrodo, que entre el soporte (2.4, 2.5) de apoyo y la pieza (23) adaptadora se encuentra el tubo (2.3) de gas de protección para el gas de protección dentro del lugar de soldadura, que el soporte (2.4, 2.5) de apoyo está dividido en el medio del orificio y que el lugar de división tiene otro orificio para el tubo (2.2b) de ramificación.
7. Un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1 o 6, caracterizado porque la superficie exterior del soporte (2.1) de electrodo conductor tiene una capa (2.7) eléctricamente aislante, al menos en las proximidades del extremo exterior del soporte de electrodo, que la superficie exterior del soporte de electrodo tiene uno o más soportes (2.8) , que están adaptados para corresponder al diámetro interior del tubo (2.2a) principal, y que la superficie exterior del soporte (2.8) tiene ranuras, a través de las cuales el gas de protección puede fluir sobre el soporte.
8. Un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado porque el extremo exterior del soporte (2.1) de electrodo es cónico y el orificio interior del soporte (2.8) adaptado al extremo exterior es correspondientemente cónico, y que el soporte (2.8) adaptado al extremo exterior se extiende parcialmente sobre la capa (2.7) aislante.
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