Сварка, сварочное оборудование, электроды, сварочный аппарат, инвертор

Сварочные и сборочно-сварочные технологические приспособления

В процессе изготовления сварных конструкций должны быть обеспечены заданные технологическим процессом взаимное положение соединяемых деталей и условия, наиболее благоприятные для образования качественного соединения. Это достигается применением технологических приспособлений и оснастки.
Технологические приспособления делятся на сборочные, предназначенные для сборки под сварку и фиксации деталей при помощи прихваток или простейших механических устройств; сварочные, предназначенные для сварки заранее собранных деталей с зафиксированным взаимным положением; сборочно-сварочные, позволяющие совместить операции сборки и сварки.
Тип технологического приспособления выбирают в зависимости от производственной программы (единичное, серийное или массовое производство), конструкции изделия (листовые или решетчатые конструкции, детали машин и др.), технологии и степени точности изготовления заготовок (механическая обработка, газовая резка и т. д.) и технологии сборки и сварки (необходимость в зазорах, допустимые их изменения или допустимые превышения кромок и т. д.).
Сварочные приспособления должны допускать свободное перемещение отдельных элементов конструкции вследствие нагрева и последующего остывания зоны сварки, а при необходимости уменьшить или по возможности исключить деформации, возникающие в сварном изделии и в самом приспособлении вследствие температурных воздействий. При сварке крупногабаритных конструкций, обладающих малой жесткостью (рамные, решетчатые, листовые), приспособления должны обеспечивать фиксацию отдельных свариваемых кромок, а не всего изделия в целом. При проектировании приспособления необходимо предусмотреть доступ к местам сварки и прихватки, быстрый отвод теплоты от мест интенсивного нагрева, сборку узла с минимального числа установок, свободный доступ для проверки размеров изделия и свободный съем собранного или сваренного изделия.
Технологические приспособления могут быть специализированными (для сварки определенного типа изделий) или универсальными. В качестве примера на рис. 8-58 показан специализированный стенд для сборки и сварки рамной конструкции. Универсальное приспособление для аналогичных целей (рис. 8-59) содержит ряд плит с пазами. В зависимости от конфигурации свариваемого изделия к плите прикрепляют устройства для базирования свариваемых деталей (фиксаторы и т. п.) и для прижатия деталей к базовым поверхностям (прижимы, стяжки, распорки и т. п.).
В ряде случаев для прижима может быть использован вес свариваемых деталей.

Рис. 8-58. Специализированный стенд с постоянными фиксаторами для сварки рамных конструкций

Рис. 8-59. Универсальные сборочно-сварочные стенды из нормализованных элементов
Фиксаторы. Это элементы, определяющие положение свариваемой детали относительно всего приспособления. К фиксаторам (рис. 8-60) относятся карманы (а), упоры: постоянные (б), съемные (в) и откидные (г); установочные пальцы и штыри: постоянные (д), съемные (е); призмы; жесткие и регулируемые (ж) и шаблоны (з).

Рис. 8-60. Фиксаторы
Съемные упоры применяют в настраиваемых по типу деталей приспособлениях или при сварке деталей, съем которых невозможет из-за упоров. Как правило, упоры служат и опорными базами, а в некоторых случаях шаблонами для приварки сопряженных деталей. Пальцы или штыри обеспечивают более точную установку деталей и применяются при наличии в деталях обработанных поверхностей. Призмы регулируемые и жесткие применяются для сварки труб, профилей и т. п.
Шаблоны предназначены для фиксирования устанавливаемых при сборке деталей по другим деталям в этом узле или по каким-либо опорным контурам изделия. В этом случае само изделие является несущим элементом приспособления.
Прижимы. Это элементы приспособлений, обеспечивающие прижимы деталей к фиксаторам или другим несущим поверхностям приспособлений. Различают прижимы механические, пневматические, магнитные и гидравлические.
Механические прижимы являются наиболее простыми и поэтому наиболее распространенными (рис. 8-61, а—д). Клиновые прижимы (рис. 8-61, в, г) служат для поджима одного собираемого элемента к другому, для выравнивания кромок и т. д. Аналогично действуют эксцентриковые самотормозящиеся прижимы. Наиболее универсальные прижимы винтовые (рис. 8-61, а, б). Однако их применяют в основном в ручных приспособлениях. Это связано с тем, что винты работают на упор и что они не являются быстродействующими. Увеличение шага винта может нарушить его самотормозящие свойства и потребовать большие усилия на прижим детали. Пружинные прижимы применяются главным образом для зажатия небольших, тонких деталей.

Рис. 8-61. Прижимы
Наряду с перечисленными применяют комбинированные приспособления (винт с клином, винт с пружиной и т. д.). Рычажные прижимы представляют собой рычаги 1-го и 2-го рода или их комбинацию и используются как усилители приводов зажима. Пример такого рычажного зажима показан на рис. 8-62. На оси 2 стойки 1 имеются ведущий рычаг 3 и промежуточное звено 4, действующие на силовой рычаг 5. Прижим детали осуществляется упором 6.

Рис. 8-62. Рычажный прижим
Пневматические прижимы по сравнению с механическими имеют ряд существенных преимуществ, в том числе быстродействие, возможность управления рядом прижимов с одного места, возможность подвода сжатого воздуха к прижимам, занимающим различное положение в пространстве (через цапфу приспособления или по гибким шлангам), и т. д. Пневматический прижим обладает определенной упругостью, что компенсирует деформации свариваемых деталей.

Рис. 8-63. Пневматические прижимы
В качестве рабочего органа прижима могут служить пневмо-цилиндры, пневмокамеры и пневмошланги. Пневмоцилиндры (рис. 8-63, а) могут быть одностороннего или двустороннего действия. Шток цилиндра может действовать непосредственно на фиксируемую деталь или через рычаг. К недостаткам пневмоци-линдров относятся износ уплотнений и громоздкость.
В случаях, когда ход штока невелик, предпочтение заслуживают пневмокамеры (рис. 8-63, б), снабженные вместо поршня резиновой диафрагмой на тканевой основе, зажатой между крышкой и корпусом камеры. Часто в сварочных приспособлениях применяется шланговый прижим (рис. 8-63, в). При подаче воздуха в шланг последний воздействует на опорные поверхности клавишного рычажного прижима. Пнёвмоприжимы применяют главным образом в массовом и крупносерийном производстве и в высокомеханизированных установках.
Магнитные прижимы отличаются быстродействием, простотой и маневренностью. Их используют для выравнивания кромок (рис. 8-64, б) и прижатия их к флюсовой подушке (рис. 8-64, б). Наиболее распространены электромагниты, хотя в последнее время находят применение и постоянные магниты.
Гидравлические прижимы используют в сварочных приспособлениях довольно редко. По-видимому, перспективны прижимы, построенные на основе гидропластов — вязких смесей, обладающих достаточно высокой текучестью. В отличие от гидравлических прижимов прижимы с гидропластами не требуют сложных и дорогих уплотнений, обеспечивая равномерное распределение прижимающего усилия между плунжерами. Они допускают давление до 500 кгс/см2.

Рис. 8-64. Электромагнитные прижимы:
а — общий вид магнита;
1 — корпус магнита;
2 — сердечник;
3 — днище;
4 — обмотка;
5 — выключатель;
б—г — схемы применения;
6 — скоба;
7 — электромагнитный стенд;
8 — упор;
9 — винтовой прижим
Стягивающие и распорные приспособления (стяжки, распорки и домкраты). Они предназначены для стягивания при сборке двух или нескольких деталей или узлов, для выравнивания кромок и вмятин, для разжима цилиндров (рис. 8-65).
Сборочно-сварочные приспособления могут быть универсальными или специализированными. На рис. 8-59 показано универсальное приспособление для сварки громоздких и сложных пространственных конструкций.

Рис 8-65. Стягивающее (а) и распорное (б) приспособления:
1 — рычаг основной;
2 — скоба;
3 — гайка;
4 — винт стягивающий;
5 — рычаг;
6 — винт зажимной;
7 — винт распорный;
8 — основание;
9 — подпятник
Для сборки и сварки плоских листовых конструкций служат электромагнитные стенды, представляющие собой плоскую или лекальную постель со встроенными электромагнитами, между которыми расположены флюсомедная или флюсовая подушка с пневматическим прижимом. Электромагниты, расположенные вдоль шва, плотно притягивают кромки стыкуемых листов к сборочному стенду и воспринимают реакцию от давления флюсовой подушки. Расположение магнитов и флюсоподушек определяется раскроем листов и их числом в секции.
На рис. 8-66 показан кондуктор с винтовыми зажимами, применяемый для сборки элементов двутаврового сечения высотой 400—1800 мм. Сварка элементов в этом кондукторе осуществляется сварочным трактором наклонным электродом.

Рис. 8-66. Кондуктор для сварки балок
Источник: Технология электрической сварки металлов и сплавов плавлением. Под ред. акад. Б.Е. Патона. М., Машиностроение, 1974

• Образование межатомных связей при сварке
• Влияние легирующих элементов на структуру металла
• Кристаллизация металла в сварочной ванне
• Шлаковая ванна
• Образование соединений при контактной сварке
• Режим контактной сварки и свариваемость металлов
• Области применения контактной и других видов сварки термомеханического и механического классов
• Классификация и типы машин контактной сварки
• Классификация сварных соединений и швов
• Справочное руководство по ручной сварке стержневыми электродами
• Справочное руководство по сварке МИГ/МАГ
• Справочное руководство по сварке ВИГ
• Общие сведения об источниках питания
• Сварочные выпрямители
• Принцип действия выпрямителя с инвертором
• Общие сведения о сварочных трансформаторах
• Параллельная работа источников питания сварочной дуги
• Применение роботов в сварочной технологии
• Дополнительная обработка сваренных узлов
• Сварные соединения арматуры железобетона
• Изготовление арматурных сварных конструкций
• Сварка балок. Изготовление конструкций балочного типа
• Сварочные и сборочно-сварочные технологические приспособления
• Механическое и вспомогательное оборудование сварочных установок
• Установки для сварки и наплавки
• Системы вентиляции и пылезащита
• Назначение сварочных материалов
• Общие сведения о составе сварочных материалов и содержании водорода в металле швов
• Математическое моделирование абсорбции газов металлом в процессе сварки
• Редукторы
• Обращение с горелками
• Классификация покрытых электродов
• Характеристики электродов
• Основной металл, свариваемость, напряжения и деформации при сварке. Выбор основного металла
• Свариваемость металлов и сплавов
• Основные методы определения свариваемости
• Напряжения и деформации при сварке
• Системы управления сварочными источниками
• Физико-химические свойства горючих газов
• Защитные газы
• Технико-экономическая оценка способов тепловой резки
• Технологический процесс производства сварных конструкций
• ИСТОРИЯ СВАРКИ
• Создание электродуговой сварки
• Разработка процесса контактной электросварки
• Сварочные процессы, использующие тепло химических реакций
• Дуговая сварка покрытыми электродами
• Разработка и развитие сварки под флюсом
• Разработка процесса сварки в защитных газах
• Плазменная сварка и резка
• Электрошлаковая сварка
• Электронно-лучевые технологии
• Лазерная сварка и резка
• Высокочастотная сварка
• Ультразвуковая сварка
• Перспективы развития сварки в XXI веке
• Сварка под водой
• Сварка в космосе
• Первые сварные конструкции
• ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ СВАРКЕ
• Техника безопасности при сварке
• Основы техники безопасности при газовой сварке и резке
• Организация безопасного производства электросварочных работ
• Организация безопасного производства газосварочных (газорезательных) работ
• Средства индивидуальной защиты при производстве сварочных работ
• Меры безопасности при эксплуатации источников питания для сварки
• Сварка. Общие правила для всех видов конструкций. Металлические конструкции. СНиП III-18-75
• Техника безопасности в электродном производстве Правила электротехнической безопасности
• Правила электротехнической безопасности
• ТЕХНОЛОГИИ СВАРКИ
• Сварка меди и медных сплавов
• Сплавы на основе магния
• Бериллий и его сплавы
• Сварка химически активных тугоплавких металлов (циркония, ниобия, тантала, молибдена и др.)
• Сварка разнородных цветных металлов
• Сварка чугуна
• Технология сварки титана
• Сварка конструкционных низкоуглеродистых и низколегированных сталей
• Сварка аустенитных сталей
• Сварка алюминия и алюминиевых сплавов
• Сварка конструкционных средне- и высокоуглеродистых и легированных сталей
• Сварка никеля и его сплавов
• Технология сварки металлических композиционных и пористых материалов
• Ручная дуговая сварка оцинкованного металла
• Сварка при низких температурах
• Механизированная и автоматическая сварка плавящимся электродом трубопроводов
• Сварка и резка биологических тканей
• ТЕХНОЛОГИИ НАПЛАВКИ
• Наплавка
• Основные способы дуговой наплавки цветных металлов и сплавов для получения биметаллических изделий