ОСНОВЫ СВАРКИ СУДОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ

ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ СТАЛЕЙ МЕХАНИЗИРОВАННЫМИ СПОСОБАМИ

Оборудование для сварки под флюсом

Наибольшее распространение в судостроении получили автома­ты тракторного тина, перемещающиеся непосредственно по изделию. Здесь механизированы две основные операции: подача электродной проволоки в зону горения дуги и перемещение дуги по линии сварного

соединения. Такие автоматы мреднантчепы для сварки прямолиней­ных протяженных сварных соединений (как стыковых, так и тавро­вых) и делятся на два тина, в соответствии с типами головок для механизированной подачи электродной проволоки. К первому от­носятся автоматы со скоростью подами электродной проволоки в за­висимости от напряжения на сварочной дуге. Наиболее известны из них, выпускаемые отечественной промышленностью (завод «Элект­рик»), автоматы АДФ-1000[1] (рис. 3.13), предназначенные для свар­ки на постоянном токе до значений 1000 А. От ранее выпускаемых автоматов серии АДС они отличаются более современной схемой управления и конструктивным оформлением трактора. На каретке такого трактора установлен двигатель для его перемещения, пульт управления, на котором размещены приборы контроля параметров режима сварки (/в и, г я), кассета с запасом электродной проволо­ки, бункер с флюсом и сварочная головка, имеющая механизм пода­чи электродной проволоки и токоподвод.

Автоматы второго типа, более простой конструкции, работают с го­ловками постоянной скорости подачи электродной проволоки с явле - ниєм саморегулирования душ. В них имеется олнн низковольтный асин­хронный двигатель переменного гока. осущестіякмцнй одновременно перемещение трактора п подачу электродной проволоки в чопу горения дуги е постоянной скоростью. Скорости подачи проволоки и перемеще­ния каретки могут ступенчато регулироваться сменой пар теаереп.

Такие тракторы конструкции Института электросварки нм. Е. О. Нагона (г, Киев) имеют равное конструктивное выполне­ние. Они могут быть однодуговыми (ТС-17 МУ/.'І, ТС-44) и двух­дуговыми (ДТС-45). Есть вариант трактора для сварки угловых швов (ТС-17Р), Для одностороннє/і сварки под флюсом прямолинейных швов в судостроении применяют автомат «Бриг» с формированием однопроходного шва с помощью обратного медного ползуна.

ЦНИИ ТС с учетом специфики судостроительных конструкции разработал трактор типа АСУ-5 А (рис. З. М). Трактор имеет два дви­гателя и предназначен для сварки тавровых соединении при высоте вертикальной стенки более 40 мм.

Автоматы для сварки в защитных газах

Принцип конструктивного построения автоматов тракторного типа для этого способа сварки аналогичен аппаратам для сварки под флюсом. Учитывая, что большинство автоматов рассчитано па сварку тонкой электродной проволокой диаметром 0,8....3.0 мм. при кото­рой достаточно велики плотности тока и эффективно плеч процесс саморегулирования, головки для подачи электродной проволоки по­строены m3 принципу постоянной скорости подачи.

Конструктивным отличием усмановкн является наличие га. ниюд - водящей системы. Баз (Лг, 11с. СО, пли их смеси) подасися из бал. то-

K. S нов через понижающий давление редуктор, черед систему гибких шлангов Fi горелку, служащую для вытеснения защитным газом воз­духа п. і района плавления металла. В оборудовании для снарки в за­щитных газах (СО,, Аг) используется автомат для сварки плавящим­ся здектродом сталей и цветных металлов стыковых и угловых швов в нижнем положении (рис. X15).

У этого автомата скорости подачи электродной проволоки и ско­рости сварки регулируются плавно. Он может выполнять сварку как стыковых, так и угловых швов в различных газах (Аг. Не, СО, и нх смесях). В судостроении применялись автоматы РИТМ-26 для вер­тикальном сварки в среде защитных газов с принудительным фор­мированием шва. Этот автомат движется по зубчатоіі рейке, уста­новленной па изделии (или стенде), а шов формируется в зазоре между кромками деталей в объеме, ограниченном с одной стороны неподвижном модной подкладкой, с другої) стороны - подвижным ползуном, закрепленным на движущейся вверх каретке автомата.

Оборудование для полуавтоматической сварки

Для дуговой сварка сталей различными способами (под флюсом и в среде защитных газов) применяют шланговые полуавтоматы с подающими механизмами толкающего типа, предназначенные для сварки тонкой проволокой (0,8...2,б мм). Такого рода установки име­ют разнообразные конструктивные исполнения в зависимости от фирмы-изготовителя. Однако структурное их построение примерно одинаково. Они состоят из источника питания, подающего механиз­ма, гибкого шланга и сварочной горелки для плавящегося или иепла - вящегося электрода.

В последнее время полуавтоматы для сварки под флюсом практи­чески не выпускаются промышленностью; их заменили полуавтоматы для сварки в защитных газах, изготовляемые многими отечественны­ми и зарубежными фирмами в различных модификациях. Одной из основных частей таких установок являются гибкие шланги (рис. 3.16), предназначенные для подачи электродной проволоки. малого диаметра в сварочную горелку.

Внутри шланга проходит стальная спираль для подачи электродной проволоки. Часто внутри нее находится трубка из гибкой пластмассы, предназначенная для уменьшения трения движущейся электродной проволоки и повышения стабильности подачи проволоки при изгибах шланга. Спираль покрыта изоляцией, поверх которой расположены гибкие жилки сварочного кабеля и провода управления. Если шланг предназначен для полуавтомата, служащего для сварки в защитных газах, здесь же проходит трубка, подающая газ в горелку'. Все эти эле­менты покрыты изоляционным слоем и размещены в резиновой труб­ке, образующей гибкий шланг. Газоподводящип шланг может быть под­веден отдельно и скреплен с основным шлангом. В зависимости от

но

используемой силы гока, шланг заканчивается сварочной головкой с воздушным охлаждением при сварке проволокой диаметром 0,8,..1,4 мм на токах до 150 А или с водяным охлаждением при сварке проволокой диаметром 1,6„.2,0 мм на токах до 500 А. Длина гибкого шланга колеблет­ся от 2,5 до 4,0 м.

Примерами таких полуавтоматов являются ПДГ-200, ПДГ-351, «Гра­нит», выпускавшиеся отечественной промышленностью. В настоящее время судостроительные заводы часто используют импортные полуавтоматы различных фирм (например, фирмы «КЕМПИ»), ко­торые обладают достаточной универсальностью, позволяя произво­дить сварку в защитных газах и их смесях в широком диапазоне ре­жимов как постоянно горящей, так и импульсной дугой. Источники тока таких полуавтоматов позволяют вести сварку как неплавящіїм­ся, так и плавящимся электродом (при соответствующей замене сва­рочных горелок) и предназначены для сварки различных материалов (сталей различного класса, алюминиевых сплавов и т. д.). При сварке неплавящимся электродом необходимость в гибких шлангах подачи проволоки отпадает, изменяются и комплектующие инструменты го­релки.

Многолетний опыт применения различных по конструкции авто­матов, построенных на перечисленных принципах головок для пода­чи электродной проволоки, показал, что качество выполненных швов не всегда соответствует нормативным требованиям. Виной этому слу­жат низкая точность вырезаемых деталей (что делает необходимым подгонку для соблюдения нормативных требований но конструктив­ным параметрам подготовки кромок) и невозможность изменения параметров режимов, что приводит к появлению прожогов, непрова - ров, уменьшению сечения шва и часто требует дорогостоящего ре­монта швов с последующим нх контролем.

Поэтому в последнее десятилетие особенно активизировались работы по созданию автоматов с числовым программным управ­лением (ЧГІУ). Такие автоматы обеспечивают полный объем ав­томатизации многих операции. Они позволяют считывать разме­ры разделки кромок в каждом сечении соединения с передачей этих сигналов в программное устройство автомата. Это устрой­ство обеспечивает автоматический выбор сварочного тока, на­пряжения дуг її и скорости сварки в зависимости от изменения считываемых параметров; направление дуги по стык)' с заданной точностью; производит включение и поддержку режима сварки, а также выключение тока и подачи газа при окончании сварки. Такой автомат для двудуговой сварки под флюсом типа «Мир»

был создан (ІИ II И 'ГС[2]. On обеспечивает автоматическое управ­ление процессом э. чсктродуговой сва|жп плавящимся алею ролом по возмущениям, связанным с отк чопеииямп размеров п поло­ження подготовленного вод сварку стыка от некоторых средних значении.

Оньп применения такого оборудования однозначно евндете іь - стнует о гом, что созданное программное обеспечение позволяет зна­чительно улучшить качество сварных швов, уменьшить объем ремон­тных работ. Поэтому переход на программно-управляемую технологию автоматической сварки с использованием автоматов с ЧПУ тина «Мир» (или подобных ему) представляется, несомненно, перспек­тивны м.

В то же время, в промышленно развитых странах для выполнения различных технологических процессов, в то. м числе и для сварки, все чаще используют роботов. Особые требования, предъявляемые к свар­ке судовых корпусных конструкции, побудили ЦНИИ ТС к созданию семейства сварочных роботов с учетом судостроительной специфики. Так, промышленный робот «Луч-01» предназначен для злектродуговоГг сварки плавящимся электродом диаметром 1,2.„1,6 мм в СО., или в сме­си кислородсодержащих газов. Обслуживая зону 670 х 600 х 1800 мм. робот обеспечивает возможность непрерывной п прерывистой сварки швов с колебаниями (н без них) сварочной горелки в нижнем п верти­кальном положении. Система управления манипулятором - контур­ного пни с линейной интерполяцией без обратной связи по скорости и положению, программирование осуществляется методом обучения. На базе этого робота разработан технологический комплекс на две ра­бочие полиции с движением между ними робота на специальной транс­портной системе.

Промышленный робот «РМ-01» предназначен для электродуго - вой сварки в СО, электродной проволокой диаметром 1,2... 1,4 мм судовых конструкций. Робот имеет манипулятор, представляющий собой многозвенный механизм с шестью степенями подвижности, работающий в сферической системе координат. Программирование выполняется путем ввода с клавиатуры видеотерминала и записи в ОЗУ инструкции, предназначенных для управления роботом (с запи­сі» го на гибкий магнитный диск для возможности повторного исполь­зования). Пульт ручного управления используется для обучения робота по программируемым точкам позиционирования. Програм­мирование производится в диалоговом режиме па робото-орпеити­рованном языке высокого уровня ARPS.

Существует портальный сварочный робот для э. тектродуговоп свар­ки плавящимся электродом в СО, проволокой малого диаметра угло­вых швов тавровых соединении судовых корпусных конструкций с вы­сотой набора ис болсс 250 мм. Здесь в качестве манипулятора использована механическая часть машины для тепловой резки с ЧГ1У типа «Гранит» - ТПл-2,5. которая оборудована сварочной головкой со степенями подвижности п серийными УЧИ У.

Применение роботов для сварки в судостроении может резко со­кратить исполіізование ручного груда п повысить качество сварных швов, однако, в каждом конкретном случае, с учетом изготавливае­мых конструкций, необходима тщательная технико-экономическая проработка проекта.