Сварочные работы: современное оборудование н техноло­гия работ

Оборудование для автоматической сварки

В процессе сварки применяются два вида автоматического оборудования: подвесные (неподвижные и самоходные) головки и сварочные тракторы (таб. 23). Они производят следующие опе­рации: возбуждение дуги, непрерывную подачу в зону дуги элек­тродной проволоки флюса в процессе сварки, перемещение сва­рочной дуги вдоль свариваемого шва, гашение дуги в конце сварки.

Важным условием, обеспечивающим нормальный устойчи­вый процесс автоматической сварки, является равенство скоро­сти подачи электродной проволоки и скорости ее плавления. Это условие в процессе сварки может нарушаться различными факторами: изменениями напряжения в сети, нечеткой работой подающего механизма, неровностями поверхностей свариваемых кромок, при которых изменяется дуговой промежуток, и др. Что­бы процесс сварки протекал устойчиво, а длина дуги сохранялась

постоянной, применяют автоматы, сконструированные по двум основным принципам: автоматы с переменной скоростью пода­чи электронной проволоки, зависящей от изменения дугового про* межутка, и автоматы с постоянной скоростью подачи элект­ронной проволоки. Автоматы с переменной скоростью подачи электродной проволоки имеют относительно сложную электри­ческую схему и поэтому получили ограниченное применение (при низких напряжениях и малых сварочных токах). Более широкое применение получили автоматы с постоянной скоростью подачи электродной проволоки.

Электродвигатель, обеспечивающий через редуктор и пода­ющие ролики подачу электродной проволоки, питается непосред­ственно от сети. Поэтому скорость вращения электродвигателя будет постоянна, независимо от длины (следовательно, и напря­жения) дуги. Саморегулирование осуществляется так.

Если в процессе сварки длина дуги уменьшится (например, из-за неровностей на поверхности свариваемых кромок), то на­пряжение на дуге понизится. Так как внешняя характеристика источника питания дуги падающая, то уменьшение напряжения приведет к возрастанию сварочного тока и тем самым к увеличе­нию скорости плавления электродной проволоки (скорость плав­ления проволоки почти пропорциональна сварочному току). По­вышение скорости плавления проволоки при постоянной скорости ее подачи приведет к удлинению дуги, то есть к восста­новлению установленного режима сварки. Если же длина дуги увеличится, то напряжение возрастет, и в соответствии с внеш­ней характеристикой источника тока сварочный ток понизится. Следовательно, скорость плавления электродной проволоки уменьшится, что при постоянной скорости ее подачи приведет к сокращению дугового промежутка.

Процесс саморегулирования осуществляется нормально при питании дуги постоянным током. При переменном токе для устойчивой работы автомата колебания напряжения в сети не дол­жны превышать 6-8 %.

Автоматические головки АБС состоят из трех узлов (рис. 83). Первый узел — сварочная головка - включает электродвигатель, механизм подачи проволоки с правильным механизмом, токопод­водящий мундштук, корректировочный механизм для направле­

ния головки по шву и трехкнопочный пульт управления. Набор сменных шестерен механизма подачи позволяет изменять скорость подачи, электродной проволоки в пределах от 28,5 до 225 м/ч.

Второй узел - подвесной механизм — состоит из подъемно­го механизма для подвески и вертикального подъема сварочной головки, флюсоаппарата для подачи флюса в зону дуги и отсасы­вания неиспользованного флюса обратно в бункер и кассеты с электродной проволокой.

Третий узел представляет собой самоходную тележку, состо­ящую из электродвигателя, от которого движение через фрикци­онное устройство, червячные передачи и одну сменную пару шес­терен передается ведущим бегунам тележки. Сменные шестерни позволяют изменять скорость перемещения тележки, то есть ско­рость сварки, в пределах 13,5-112 м/ч.

Головка АБС предназначена для сварки стыковых, угловых и нахлесточных швов. При этом узлы, входящие в головку АБС, позволяют использовать ее как подвесную неподвижную и как самоходную.

Сварочный трактор является более эффективным и маневрен­ным сварочным аппаратом. Он представляет собой автоматиче­скую головку, установленную на самоходной тележке, которая перемещается с помощью электродвигателя по свариваемому из­делию или по направляющему рельсовому пути вдоль сварива­емого шва. Трактор ТС-17М (рис. 84) применяется при изготов­лении и монтаже различных строительных конструкций (ферм, мачт, балок), при сварке под флюсом наружных и внутренних кольцевых швов, при сварке труб и резервуаров диаметром более 800 мм (тракторы других марок незначительно отличаются от ТС-17М — рис. 85). Им можно производить сварку всех видов швов в нижнем положении.

Трактор имеет один электродвигатель трехфазного тока, который приводит в движение механизм подачи электродной про­волки и механизм передвижения трактора вдоль свариваемого шва. Подающий механизм состоит из понижающего редуктора и двух роликов (ведущего и прижимного), между которыми протас­кивается электродная проволока. Механизм передвижения трак­тора состоит из редуктора и двух ведущих бегунов, вал которых соединен с редуктором фрикционной муфтой. Наличие сменных шестерен позволяет в широких пределах изменять скорость по­дачи электродной проволоки и скорость передвижения трактора в соответствии с режимом сварки. В комплекте трактора имеется два токопроводящих мундштука. Для электродной проволоки диаметром 1,6-2,0 мм применяют трубчатый мундштук с брон­зовым наконечником, смещенным к оси трубки, который обеспе­чивает хороший электрический контакт с электродной проволо­кой. Для электродной проволоки большего диаметра применяют мундштук с двумя бронзовыми контактами, между которыми перемещается проволока. Правка электродной проволоки осуществляется специальным правильным механизмом.

Трактор снабжен двумя бункерами для флюса: один бункер применяют при сварке вертикальным электродом, а второй — при сварке наклонным электродом. Толщйна насыпаемого слоя флю­са устанавливается вертикальным перемещением патрубка, по которому подается флюс в разделку кромок. Если сваривают сты­ковой шов без разделки кромок, то трактор направляется вручную.

Если сваривают шов с разделкой кромок, то на одну из штанг подвески устанавливают копир, состоящий из двух последова­тельно расположенных роликов, которые при сварке катятся по разделке кромок и тем самым направляют трактор вдоль свари­ваемого шва.

При сварке угловых швов «в лодочку» копировальным элементом служит ролик, закрепленный на специальной штанге в катящийся по углу свариваемого шва.

Трактор имеет трехкнопочный пульт управления. Кроме того, есть дополнительный пульт управления, используемый при сварке кольцевых швов на цилиндрических изделиях (котлы, цис­терны, резервуары), для управления электродвигателем стенда. На стенде вращается свариваемое изделие (рис. 86).

Рассмотрим и шланговый полуавтомат (рис. 87).

Он сочетает универсальность и маневренность ручной свар­ки с преимуществами автоматической сварки под флюсом. Полуавтоматическая установка производит только подачу элект­родной проволоки в зону дуги, а перемещение дуги вдоль свари­ваемого шва осуществляет сварщик с помощью специального электрододержателя. Сварка производится при повышенных плотностях тока до 200 А/мм2, что позволяет применять электрод­ную проволоку диаметром 1,2-2,5 мм. Высокие плотности тока повышают температурный режим сваркй, коэффициент плавле­ния и глубину провара шва. Вследствие этого допускается неко­торое уменьшение разделки кромок, уменьшается необходимый расход электродной проволоки на единицу длины разделки кро­мок. При этом не только повышается производительность процес­са сварки, но и значительно сокращается расход электроэнергии.

В сварочном производстве получили большое распростране­ние шланговые полуавтоматы типов ПИЗ—5, ППТ-54.

Шланговый полуавтомат типа ПШ—54 состоит из источ­ника тока, шкафа управления, кассеты с электродной проволо­кой, механизма подачи проволоки, гибкого шланга, который за­канчивается держателем* Бухта электродной проволоки зап­равляется в кассету после тщательной очистки от грязи, масла и ржавчины. Подача электродной проволоки осуществляется с по­мощью электродвигателя трехфазного тока мощностью 100 Вт, который через редуктор вращает ведущий ролик механизма подачи. Между ведущим и поджимным роликами протаскивает­ся электродная проволока. Переключением шестерен коробки скоростей можно изменять скорость подачи электродной прово­локи в пределах 78-600 м/ч. Шланговый провод длиной 3,5 м и диаметром 27 мм служит для подачи электродной проволоки по центральному каналу в зону дуги. В шланг вмонтированы про­вод для подвода сварочного тока и провода управления пуском и выключением электродвигателя механизма подачи, включением и выключением сварочного тока. Держатель представляет собой трубчатый мундштук с ручкой и специальной воронкой для флю­са. Воронка вмещает 1,5 кг флюса и снабжена пластинчатой за­слонкой. Шкаф управления содержит контрольные приборы (амперметр и вольтметр) и устройства для включения и выклю­чения системы управления.

Включение электродвигателя для подачи электродной проволоки и тока сварочной цепи у полуавтомата типа ПТ, П-54 производится замыканием сварочной проволоки на изделие, а прекращение процесса сварки достигается удалением держате­ля от поверхности свариваемого изделия, т. е. обрывом сварочной дуги. В полуавтоматах типа ПШ-5 включение и выключение электродвигателя механизма подачи электродной проволоки и тока сварочной цепи производят пусковой кнопкой на рукоятке.

Шланговый полуавтомат типа ПДШ-500 имеет по срав­нению с полуавтоматами ПШ-5 две существенные особенности. Полуавтомат работает по принципу зависимости скорости пода­чи электродной проволоки от напряжения дуги, и поэтому элек­трическая схема саморегулирования режима сварки сходна со схемой автоматической головки АДС-1000.

Второй особенностью является принудительная подача флю­са сжатым воздухом по шлангу через держатель в зону сварки.

Подающий механизм, смонтированный на подвижной тележке, работает от электродвигателя постоянного тока через понижаю­щий редуктор. Ведущий и нажимной ролики подают электродную проволоку из кассеты по шлангу в зону сварки.

Скорость подачи электродной проволоки устанавливают реостатом, включенным в цепь обмотки электродвигателя. На тележке укреплен бункер с устройством для пневматической по­дачи флюса в зону сварки. Воздух используется от заводской воз­душной сети или от компрессора. На специальной панели тележ­ки установлены измерительные приборы и устройства управ­ления.

Полуавтомат типаА-11 07 служит для сварки под флюсом и в среде углекислого газа как сплошной, так и порошковой проволокой. Полуавтомат имеет модификации: А-1197С — подающий механизм с асинхронным электродвигателем, а регу­лирование скорости подачи осуществляется сменными зубчаты­ми шестернями; А-1197П — подающий механизм с электродви­гателем постоянного тока, обеспечивающий плавное регу­лирование скорости подачи электродной проволоки. Номиналь­ный сварочный ток — 500 А. Диаметр электродной проволоки

1,6-3,5 мм. Скорость подачи электродной проволоки 90-900 м/

ч. Шланговые автоматы отличаются от полуавтоматов тем, что вместо держателя для ручного перемещения сварочной дуги применяется самоходная сварочная головка легкого типа с электродвигателем и устройством для перемещения ее по свари­ваемому изделию вдоль шва.

Шланговый автомат типа АДШ-500 имеет два типа са­моходных головок: ГС А-1-2 и ГСА-2-2. Головка типа ГСА-1-2 предназначена для приварки к горизонтальной плоскости раз­личных полос, ребер или других профильных элементов высо­той 50-160 мм. Головку типа ГСА-2-2 применяют для тех же работ, но при высоте привариваемых элементов более 160 мм. Она прижимается к свариваемому изделию электромагнитами, полюсами которых служат катки тележки. Сварочный ток ус­танавливается в пределах 150-600 А. Для включения и выклю­чения сварочного тока автомат оборудован дистанционным кно­почным устройством.

Автомат позволяет производить сварку со скоростью 10-65 м/ч. Флюс подается в зону сварки пневматически. Контрольные прибо­ры - амперметр и вольтметр, а также маховичок потенциометра для плавного регулирования скорости сварки - смонтированы на корпусе механизма подачи электродной проволоки. Вес самоход­ной головки составляет 10-12 кг.

Разработан способ шланговой многоэлектродной сварки. Он предусматривает подачу в зону дуги с одинаковой скоростью одновременно трех электродных проволок диаметром 1,6—2,0 мм. Это позволяет применять сварочные токи до 800-1000 А и тем самым значительно повышать производительность сварки. Важ­ным преимуществом этого способа является также возможность легирования металла свариваемого шва. Для этой цели применя­ется легированная сварочная проволока.

Установки и приспособления, служащие для механизации вспомогательных работ, могут быть разбиты на две основные груп­пы: универсальные и специализированные.

Универсальные установки и приспособления применяют при разнообразных сварочных работах. К ним относятся устройства и приспособления общего назначения: стенды и кантователи раз­личной конструкции, струбцины, винтовые стяжки, правильные скобы, хомуты, домкраты и др. Специализированные установки и приспособления разрабатывают и применяют при серийном и массовом производствах. Они представляют собой стенды и уста­новки с неподвижными и подвижными фиксаторами, имеющи­ми зажимные устройства с механическим, пневматическим, гид­равлическим или электрическим приводами. Такие устройства позволяют быстро и с достаточной точностью фиксировать вза­имное расположение элементов свариваемой конструкции, зна­чительно сокращая объем работ по разметке я проверке сборки свариваемого изделия.