Сварка, сварочное оборудование, электроды, сварочный аппарат, инвертор

Установки для сварки и наплавки

Установки для сварки и наплавки подразделяют на отдельные группы в зависимости от типа свариваемых швов (продольных, кольцевых, сложной конфигурации), от типа изделий (плоскостных секций, балок, цилиндров, фланцев), от степени комплексной механизации процесса и т. д.
Установки для сварки плоскостных секций из отдельных листов бывают трех разновидностей: 1) с подвесным аппаратом (рис. 8-70), содержащие тележку 2, сварочный аппарат 1, катучую балку 3, по которой движется тележка и путь 4 для перемещения балки от одного шва к другому. В первую очередь сваривают поперечные швы, после чего всю секцию поворачивают на 90° для выполнения продольных швов. При двусторонней сварке вся секция кантуется; 2) с самоходным аппаратом, в отличие от предыдущих установок отсутствует тележка для перемещения аппарата; 3) со сварочным трактором (рис. 8-71), содержащие только стеллажи для укладки изделий; вместо применения тяжелой катучей балки переход от одного шва к другому осуществляется перекатыванием или переносом легкого сварочного трактора.
Установки для сварки балок могут быть укомплектованы подвесным или самоходным аппаратом, или сварочным трактором. В первых случаях эксплуатация установки усложняется тем, что балку необходимо укладывать очень точно по отношению к рельсовому пути. Установка со сварочным трактором содержит только стеллаж или кантователь для балок.

Рис. 8-70. Установка с подвесной головкой для сварки плоскостных секций

Рис. 8-71. Установка с трактором для сварки плоскостных секций
По такому же принципу могут быть укомплектованы установки для сварки цилиндрических сосудов, позволяющие сваривать как изнутри, так и снаружи сосуда. Вследствие неизбежной неконцентричности обечаек во время сварки кольцевого шва наблюдается перемещение («плавание») точки сварки в пространстве, что приводит к вертикальным и поперечным отклонениям электрода от шва. Это требует ручной корректировки или применения сложных копирующих систем (рис. 8-72). Значительно проще решается задача копирования шва при применении сварочных тракторов. При этом шов сваривается при вращении сосуда на роликовом стенде со скоростью, равной и встречно направленной по отношению к скорости движения трактора, опирающегося на сосуд. Вследствие этого трактор надежно копирует изделие.
Круговые швы сосудов малого диаметра сваривают на установках с центровыми вращателями, снабженными подвесными аппаратами. Сварку круговых швов на изделиях типа фланцев, колес, шестерен целесообразно проводить на станках карусельного типа, снабженных горизонтальными или наклоняющимися планшайбами для закрепления и вращения изделия.
Установки с управляемым циклом сварки представляют собой группу более совершенных установок, предназначенных для серийного или массового производства. Такие установки обеспечивают движение электрода по сложной траектории, задают последовательность наложения нескольких швов на одном изделии и т. д. Различают установки с заранее обусловленной программой управления и установки, в которых программа управления зависит от факторов, изменяющихся в процессе сварки.

Рис. 8-72. Установка с роликовым вращателем для сварки продольных и цилиндрических швов сосудов
В качестве примера приведены несколько установок первого типа: в установке для сварки изделий со швами сложной конфигурации (рис. 8-73) изделие зажато в плавающем кондукторе 1, снабженном копирным шаблоном 4, конфигурация которого соответствует конфигурации шва. При движении головки вдоль шва связанный с ней копирный шаблон поворачивает ролик 3 вместе с кондуктором и изделием. Таким образом, соблюдается постоянство вылета электрода, а сварочная ванна занимает положение, близкое к горизонтальному.

Рис. 8-73. Установки для сварных изделий со швами сложной конфигурации:
1 — кондуктор; 2 — ось поворота кондуктора; 3 — ролик; 4 — копирный шаблон; 5 — штанга; 6 — ходовой механизм
Установка для сварки корпусов шахтерских ламп (рис. 8-74) выполняет без перерыва два кольцевых и один продольный шов корпуса. Первый кольцевой шов сваривается при неподвижной головке и вращающемся изделии. После окончания этого шва подается сигнал на сварку продольного шва при неподвижном изделии и движущейся головке. Наконец, сваривается второй кольцевой шов. Переключение механизмов происходит автоматически, без обрывов дуги, при помощи системы концевых выключателей.

Рис. 8-74. Станок для сварки корпусов шахтерских ламп
Установка для наплавки валков блюминга снабжена упрощенным копировальным устройством (рис. 8-75), в котором два движения — вдоль образующей и перпендикулярно ей — осуществляются одним приводом через палец 1, упирающийся в связанный с головкой шаблон 2. Головка снабжена двумя суппортами — вертикальным 4 и горизонтальным 5. Она приводится в движение от общего привода 6 через винт 7, шестерни 8 и 9 и рейку 10. При отсутствии сопротивлений по оси X шестерня 8 работает как гайка и перемещает головку вправо. Встретив сопротивление, шестерня поворачивается и при помощи рейки перемещает механизм подачи 3 по вертикали.

Рис. 8-75. Копировальное устройство для наплавки калибров прокатных валков
Простейшим примером установок второго типа является установка для сварки кольцевых швов трактором. Поскольку невозможно добиться равенства скоростей трактора и изделия, сварочная ванна постепенно отклонится от горизонтального положения. Поэтому сварщики заведомо назначают скорость вращения сосуда большую, чем скорость сварки, так чтобы трактор постепенно отставал. Периодически рабочий останавливает вращение сосуда и дает возможность трактору вернуться в заданное положение. Автоматизация этого процесса достигается при помощи автоматического выключателя наклонного положения (маятникового или ртутного), разрывающего цепь питания электродвигателя вращателя при наклоне трактора на угол, превышающий допустимый.
Другим примером может служить станок для сварки цилиндрических конденсаторов. Оператор закладывает собранный под сварку конденсатор в одно из гнезд многопозиционного стола. В дальнейшем отдельный механизм выставляет деталь на заданный уровень. После загорания дуги включается вращение детали и подача угольного электрода по мере его сгорания. Готовая деталь автоматически выталкивается в приемный лоток.

Рис. 8-76. Сборочно-сварочный станок для изготовления кузовов шахтных вагонеток:
1 — прижим; 2 — ходовой механизм; 3 — сварочная головка; 4 — концевой выключатель; 5 — валки; 6 — боковина вагонетки; 7 — кондуктор
Сборочно-сварочные установки охватывают большой комплекс производственных операций, так как сборка изделий выполняется с нужной для сварки точностью. Это позволяет отказаться от прихваток, от поиска начала шва и других операций. К сборочно-сварочному оборудованию могут быть отнесены все сварочные установки, снабженные механизированными сборочными кондукторами, с одинарными и дублированными рабочими местами (где на одном рабочем месте идет сборка, на другом - сварка). В качестве примера более сложных установок можно назвать следующие.
В станке для изготовления кузовов шахтных вагонеток (рис. 8-76) совмещены сварка, сборка и вальцовка боковины вагонетки. На первом этапе кондуктор неподвижен, а движется головка. После окончания прямолинейного участка движение головки прекращается и начинается вращение кондуктора и вальцовка листа. Через пол-оборота после остановки кондуктора возобновляется движение головки.
В станке изготовления стальных шаров (рис. 8-77) питатель подает в зону сварки две полусферы. Задающий нож, к которому с двух сторон прижимаются полусферы пневмоприжимами, определяет положение стыка относительно электрода. В дальнейшем нож убирается, полусферы прижимаются друг к другу, включается вращение изделия, и начинается сварка.

Рис. 8-77. Сборочно-сварочный станок для изготовления пустотелых шаров:
1 — лоток питателя; 2 — патрон; 3 — задающий нож; 4 — вращатель; 5 — пневмоприжим; 6 — сварочная головка; 7 — выталкиватель; 8 — захват; 9 — пневмоцилиндр поворота задающего ножа; 10 — пневмоклапан; 11 — выталкиватель; 12 — коммутатор
Станок для сварки лент в процессе прокатки металла включает операции одновременной обрезки кромок под сварку, их совмещение, поджим формирующей подкладки и сварку. Для этого станок (рис. 8-78) снабжен гильотинным ножом.
Существуют сборочно-сварочные установки для изготовления статоров двигателей, где совмещены операции сжатия пакета и сварки, для изготовления шахтных стоек и др.
Поточные, механизированные и автоматизированные линии позволяют добиться полной комплексной механизации процесса изготовления сварных конструкций. Именно линии, а не отдельные машины позволяют достичь наибольшего эффекта в механизации процесса. Такие линии охватывают ряд смежных со сваркой операций, например заготовительных, правильных, формовку, очистку, окраску и др. Линии предусматривают выполнение межоперационного транспорта и контроль качества.

Рис. 8-78. Схема работы станка для сборки и сварки лент в процессе непрерывной прокатки:
I — протягивание предыдущей ленты, зажимы 1 подняты; II фиксация предыдущей ленты по ползуну 3, ее центровка и зажим, столы 2 раздвинуты; III — подача последующей ленты, ее центровка; IV — зажим последующей ленты; V — обрезка кромок ножами 5 и 6; VI — сведение лент столами 2, движущихся по станине 4, и поджим подкладки 7; VII — сварка головкой 8; VIII — снятие зажимов 1 и отвод столов 2; IX — подъем ползуна 3
Поточная линия производства труб большого диаметра включает изготовление листовых заготовок, их гибку в гидравлических прессах, сварку наружных, а потом внутренних продольных швов, калибровку труб с помощью гидравлических экспандеров, контроль отделки и сдаточные испытания. Сборка и сварка наружных швов производится на стане, который в процессе сварки обжимает трубу и тем самым плотно прижимает друг к другу свариваемые кромки. В процессе сварки направление электрода по шву осуществляется следящей системой по опорной линии, нанесенной параллельно одной из кромок в процессе изготовления листовой заготовки.
Линия производства крупнопрофильных балок содержит сборочный стан, где собираются пояса и стенка. При этом стенка предварительно растягивается для предотвращения развития в ней высоких остаточных напряжений и деформаций выпучивания. Сварка выполняется при помощи высокопроизводительных трехэлектродных автоматов. Кроме того, линия содержит оборудование для обработки листов и готовой балки, для их правки, отделки, транспортировки и т. д.
В автоматической линии производства задних мостов легковых автомобилей только заготовки закладывают вручную. В кондукторе эти заготовки сжимаются и прихватываются точечной сваркой. В дальнейшем свариваются два продольных шва и после кантовки моста — еще два шва. Сварка выполняется под флюсом, в связи с чем в линии имеется вибратор для удаления шлаковой корки и система подачи и отсоса флюса.
Существуют линии изготовления деталей вагонов, автомобилей и многие другие.
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