Автоматическая и полуавтоматическая сварка
Автоматы и их основные узлы. Автоматом для дуговой сварки называют устройство, механизирующее возбуждение и поддержание дуги, перемещение ее вдоль линии соединения и подачу сварочных материалов в зону плавления.
Подавляющее большинство автоматов предназначено для сварки плавящимся электродом – проволокой. Такой автомат (рисунок 16) представляет собой укрепленную на основании стойку 1, по которой в вертикальном направлении может перемещаться рейка 2. Эта рейка имеет возможность поворачиваться относительно оси стойки. По реке 2 перемещается каретка 5, к которой подводится шланг 4, подводящий сварочную проволоку и углекислый газ в зону сварки. Углекислый газ подается в шланг из баллона 7 через редуктор 8. Необходимость применения редуктора обусловлена тем, что давление газа в баллоне порядка 200 ати, а для сварочного процесса достаточно давления в 0.2 ати. Проволока при помощи механизма подачи сматывается с барабана 3. Механизм подачи проволоки представляет собой пару или несколько последовательно стоящих пар роликов, вращаемых электромотором через редуктор. Ролики зажимают проволоку, вытягивают ее с катушки и проталкивают в мундштук. Расстояние от места подвода тока к проволоке до дуги не превышает нескольких сантиметров. Поэтому потери напряжения из-за сопротивления проволоки малы и можно работать на гораздо больших плотностях тока, чем при ручной сварке. Так, сварку проволокой диаметром 1 мм выполняют токами до 450 А, то есть значительно большими, чем при ручной сварке электродами диаметром 5 мм. Вследствие этого, производительность и глубина проплавления при автоматической сварке гораздо больше, чем при ручной. Немаловажно также, что время подготовки сварщика для работы на автомате гораздо меньше, чем для ручной дуговой сварки.
Автоматы, в которых перечисленные узлы установлены на самоходной тележке с приводом от электромотора, которая перемещается автоматически вдоль свариваемого стыка, называются самоходными. Автоматы, перемещающиеся непосредственно по изделию или по направляющим, укладываемым на изделие или рядом с ним, называются сварочными тракторами. Прочие самоходные автоматы перемещаются только по направляющим сварочной установки. Конструкция направляющих зависит от формы стыка. Для сварки прямолинейных швов часто применяют консольные направляющие. Они позволяют сваривать и кольцевые поворотные швы: каретка стоит неподвижно, а изделие под ней поворачивают.
Несамоходные (подвесные) сварочные автоматы перемещаются вдоль шва механизмами, входящими в состав сварочного станка или установки.
Механизмы подачи электродной проволоки. Во время работы автомата режим сварки необходимо поддерживать постоянным, чтобы обеспечить постоянство геометрических размеров и качество шва. Другими словами, сварочный ток, напряжение и длина дуги должны быть неизменными. Поэтому любой механизм подачи электродной проволоки должен подавать ее со скоростью точно равной скорости плавления. Неравенство этих скоростей приводит к удлинению и обрыву дуги или к короткому замыканию (проволока упрется в изделие). Равенство скоростей плавления и подачи проволоки в сварочных автоматах обеспечивают двумя способами:
а) скорость плавления проволоки, т. е. сварочный ток, поддерживают постоянным, а скорость подачи проволоки в процессе сварки регулируют. Такие автоматы называют автоматами с регулируемой скоростью подачи проволоки;
б) проволоку подают с постоянной скоростью, а сварочный ток, т. е. скорость плавления, регулируют в процессе сварки. Такие автоматы называются автоматами с постоянной скоростью подачи проволоки.
Работа автоматов с регулируемой скоростью подачи проволоки основана на линейной зависимости напряжения дуги от ее длины при заданном токе:. Значит, постоянство напряжения на дуге обеспечивает постоянство ее длины. В механизме подачи проволоки таких автоматов используют электромотор постоянного тока с двумя обмотками возбуждения. Одна обмотка (независимая) питается от выпрямителя, вторая обмотка (дуговая) через выпрямительный блок подключена параллельно дуге. Магнитные потоки обмоток направлены встречно, причем, чем больше поток дуговой обмотки, тем больше скорость подачи проволоки. Магнитный поток независимой обмотки препятствует подаче проволоки. Если скорость плавления проволоки по каким-то случайным причинам окажется больше скорости подачи, то длина дуги увеличится, в результате возрастут напряжение на дуге, ток в дуговой обмотке и повысится скорость подачи проволоки. Если же длина дуги уменьшится, то напряжение дуги и магнитный поток дуговой обмотки уменьшатся, замедляя подачу проволоки и восстанавливая заданную длину дуги. Задают длину дуги изменением тока независимой обмотки с помощью реостата.
Работа автоматов с постоянной скоростью подачи проволоки основана на явлении саморегулирования дуги, открытом в 1942 г. В. И. Дятловым. Суть его в следующем. При увеличении длины дуги точка пересечения статической характеристики дуги с внешней характеристикой источника питания смещается в сторону уменьшения тока (рисунок 17). При увеличении длины дуги эта точка пересечения смещается в сторону уменьшения тока. Таким образом, возрастание длины дуги приводит к снижению скорости плавления проволоки, а уменьшение длины дуги к увеличению скорости плавления. Если в исходный момент скорость плавления была равна скорости подачи проволоки, то при случайных отклонениях длины дуги скорость плавления самопроизвольно меняется в сторону восстановления исходной длины дуги. Если используют источник питания с крутопадающей характеристикой, то абсолютные изменения скорости плавления при изменении длины дуги малы, и практически не ощутимы. Если же источник питания имеет пологопадающую или жесткую характеристику, то малейшее изменение длины дуги приводит к значительному изменению сварочного тока и быстрому восстановлению длины дуги. Эффективность саморегулирования тем больше, чем больше плотность тока и чем больше изменение тока при колебаниях длины дуги, то есть чем меньше крутизна внешней характеристики источника.
Как правило, в приводе механизмов подачи проволоки с постоянной скоростью используют асинхронные двигатели переменного тока. Скорость подачи проволоки устанавливают предварительно, меняя коэффициент передачи редуктора. Длина дуги и сварочный ток самоустанавливаются в процессе сварки сообразно скорости подачи проволоки и внешней характеристике источника питания. Автоматы с постоянной скоростью подачи проволоки конструктивно проще и надежнее в эксплуатации, чем автоматы с регулируемой скоростью проволоки. Поэтому автоматов с постоянной скоростью подачи проволоки большинство. Но установлено, что саморегулирование дуги достаточно эффективно только при токах, превышающих минимальные для данного диаметра проволоки – выше кривой А на рисунке 18. При сварочных токах в интервале между кривыми А и Б восстановление режима после случайных изменений недопустимо затягивается. Ниже кривой Б устойчивость дуги недостаточна для нормальной работы и нужны автоматы с регулируемой скоростью подачи проволоки. Кроме того, автоматы с регулируемой скоростью проще настраивать при сварке разных изделий.
Шланговые полуавтоматы. Автоматическая сварка не всегда осуществима и целесообразна. Она выгодна при выполнении длинных прямолинейных и круговых швов, а также при выполнении коротких швов на небольших массовых изделиях, подкладываемых под автомат. В противном случае время на перестановку и настройку автомата перекрывает выигрыш в производительности автоматической сварки по сравнению с ручной.
Достоинства автоматической сварки (производительность и глубокий провар) в сочетании с гибкостью ручной в значительной степени сочетает сварка с помощью шланговых полуавтоматов, В них механизм подачи электродной проволоки принципиально такой же, как в сварочных автоматах, проталкивает проволоку по гибкому шлангу в горелку, которую держит в руке сварщик. Таким образом, шланговый автомат подачу сварочной проволоки в дугу, а перемещение дуги вдоль шва сварщик производит вручную. Для первичной ионизации в горелку подают углекислый газ, который попутно защищает сварочную ванну от взаимодействия с кислородом воздуха или устанавливают на ней воронку с флюсом, который выполняет те же функции.Подавляющее большинство горелок комплектуют шлангами длиной 3 м (предельная длина шлангов 4 – 5 м) Шланг состоит из направляющей трубки (сплошной полимерной или стальной спиральной), защитных слоев, токоведущих гибких жил, трех проводов управления и, наконец, наружного защитного слоя.
Сварку выполняют тонкой проволокой – сплошной диаметром 0,8 – 2 мм, порошковой – диаметром до 3,5 мм, которая не ухудшает гибкость шланга. Плотность тока при сварке велика – до 200 А/мм2, поэтому саморегулирование длины дуги идет очень быстро. Это позволяет при ручном перемещении горелки использовать механизмы подачи проволоки с постоянной скоростью. Случайные колебания длины дуги из-за ручного ведения горелки легко компенсируются саморегулированием дуги.
Источниками питания при полуавтоматической сварке обычно служат сварочные трансформаторы и выпрямители на номинальные токи от 300 до 500 А. Механизмы подачи полуавтоматов гораздо меньше и легче, чем у автоматов, так как рассчитаны на проволоку только малого диаметра. Масса их для разных отечественных полуавтоматов колеблется в пределах 12 – 25 кг – их легко переносить или перевозить на тележке. Для сварки на монтаже в небольших количествах выпускают ранцевые полуавтоматы, масса механизма подачи которых составляет 5 – 7 кг. Их сварщик надевает на спину как рюкзак. Сварочные провода позволяют относить механизм подачи на расстояния примерно до 50 м от источника питания.
Производительность полуавтоматической сварки плавящимся электродом в 2 – 3 раза превышает производительность ручной сварки покрытыми электродами.
studfiles.net
Автоматическая и полуавтоматическая сварка — Виды сварки и их общие характеристики — Сварные соединения
Принцип автоматической сварки заключается в том, что электрод подается к месту сварки автоматически при непрерывном разматывании бухты специальной электродной проволоки. Электрод подается автоматической (сварочной) головкой, которая выполняет те же функции, что рука сварщика при ручной сварке.
Схема автоматической сварки под слоем флюса
Вместо обмазки применяется сыпучий материал определенного химического состава (флюс), которым засыпается конец электрода. Флюс полностью изолирует место сварки от воздуха, так как горение дуги происходит под слоем флюса. В результате получается однородный, плотный, с глубоким проваром шов, обладающий высокими механическими показателями.
Таблица Механические свойства образцов сварных соединений и наплавленного металла шва.
Вследствие большой силы тока, применяемого при автоматической сварке (600 — 3 000 а), производительность ее в 3 — 5раз (а иногда даже в десятки раз) выше, чем при ручной сварке.
Автоматическая сварка угловых швов балок сварочными тракторами
При проектировании конструкций, соединения которых должны быть выполнены автоматической сваркой, необходимо предусматривать такие конструктивные решения, которые не мешали бы проходу автоматической головки. Автоматическая сварка может осуществляться на стационарной установке или при помощи сварочных тракторов1.
Автоматическая сварка
Автоматическая сварка угловых швов в нижнем положении:
а — «в лодочку»;
б — наклонным электродом;
в — способом оплавления.
Обычно эту сварку выполняют при нижнем положении швов, применяя для этого вращающиеся кондукторы. При этом швы формируются свободно.
В последнее время Институтом электросварки АН УССР разработан метод сварки с принудительным формированием швов (для металла толщиной от 10 до 24 — 30 мм), предназначенный главным образом для наложения вертикальных швов. Схема такой сварки показана на фигуре.
Вращающийся кондуктор для сварки балок
Схема автоматической сварки
Схема автоматической сварки с принудительным формированием шва:
1 — охлаждающая вода;
2 — ползун;
3 — мундштук;
4 — задняя прокладка;
5 — электрод;
б — расплавленный флюс;
7 — ванна;
8 — шов.
Для сварки элементов толщиной больше 24 — 30 мм применяется метод бездуговой сварки, названной электрошлаковой. Для этого вида сварки, с помощью которой можно сваривать детали большой толщины (200 — 300 мм), характерно, что ток проходит через расплавленный шлак (флюс) с выделением тепла, достаточного для плавления основного и электродного материала.
Схема электрошлаковой сварки
Схема электрошлаковой сварки:
1 — кромки изделия;
2 — охлаждаемые ползуны;
3 — ванна расплавленного шлака;
4 — металлическая ванна;
5 — электрод, погруженный в шлак.
Полуавтоматическая сварка
Полуавтоматическая сварка:
а — установка для полуавтоматической сварки: 1 — сварочный трансформатор; 2 — аппаратный ящик; 3 — бухта проволоки; 4 — подающие ролики; 5 — гибкий шланг; 6 — держатель и бункер флюса; 7 — свариваемое изделие;
б — держатель ДШ-5: 1 — трубчатый мундштук; 2 — воронка для флюса; 3 — заслонка; 4 — ручка с кнопками управления.
Для наложения швов, неудобных для автоматической сварки, может применяться шланговая полуавтоматическая сварка под флюсом. Идея этого вида сварки заключается в том, что тонкая электродная проволока диаметром 2 мм подается к месту сварки по гибкому шлангу механизированным способом, а движение вдоль шва производится вручную.
Флюс подается непосредственно из воронки держателя, на котором находятся также кнопки управления. На фигуре показана приварка полуавтоматом ребер жесткости сварной балки.
Полуавтоматическая сварка ребер жесткости балок
Другие виды сварки
Точечная электросварка. За последние годы появились машины, сваривающие пакеты листов общей толщиной до 30 мм при помощи сплавления их в отдельных точках. Для этого свариваемые листы помещают между двумя обжимающими их медными электродами, через которые пропускают ток большой силы.
Точечная сварка в строительных стальных конструкциях в настоящее время не получила заметного распространения из-за невозможности обеспечить стабильные показатели прочности для толстых деталей.
Газовая сварка. Сгорание ацетилена в струе кислорода дает высокую температуру (3200°), в результате чего расплавляются и свариваются основной металл и присадочный материал в виде проволоки, которая вводится в газовое пламя. Газовая сварка мало производительна и поэтому применяется редко, преимущественно в ремонтном деле.
1 Д. П. Шиловцев, Изготовление стальных конструкций, Государственное издательство литературы по строительству и архитектуре, 1954.
«Проектирование стальных конструкций»,
К.К.Муханов
www.ktovdome.ru
Сравнение автоматической и полуавтоматической сварки
Сварка считается удобным и практичным способом соединения металлов. Со времени изобретения она стала неизменным спутником подавляющего большинства производственных или строительных процессов. Каждый из ее видов имеет свои сильные и слабые стороны.
Автоматическая сварка под флюсом
При использовании такой сварки весь процесс автоматизирован. Он выполняется с помощью подвесного устройства или самоходного сварочного трактора. Автоматы самостоятельно зажигают сварочную дугу, регулируют ее параметры и гасят при необходимости, обеспечивают подачу флюса и проволоки, а также перемещают горелку вдоль шва.
Весь процесс сварки происходит под слоем флюса, расходного материала, предназначенного для защиты сварочной ванны от контактов с воздухом, а также раскисления и легирования расплавленного металла. После сгорания флюс формирует легкоотделимую шлаковую корку. Она замедляет кристаллизацию металла и создает необходимые условия для выхода из сварочной ванны растворенных газов. Это позволяет минимизировать количество дефектов в швах.
Основные принципы автоматической сварки были сформулированы еще в конце XIX века. Однако практические основы таких устройств были заложены известным советским изобретателем Д.А. Дульчевским значительно позже, в 1927 году. Именно он и стал создателем первого в мире сварочного автомата.
Преимущества
Автоматическая сварка имеет ряд особенностей:
- Фактически весь процесс соединения металлов происходит в идеальных условиях. Их создает газовый пузырь, стенками которого является флюс. Это снижает потери металла на разбрызгивание, испарение и окисление до 2-5 % (при использовании ручной дуговой сварки аналогичный показатель доходит до 30 %).
- Автоматическая сварка позволяет максимально увеличить производительность труда по сравнению с ручной дуговой. Фактически этот параметр вырастает в 10 раз. Такой результат дает работа на сварочных токах до 2000 А. В итоге увеличивается глубина проплавления и появляется возможность соединения деталей толщиной до 12 мм (в случае односторонних стыковых швов) без разделки их кромок.
- После выполнения автоматической сварки нет необходимости в очистке металла от брызг. Это снижает общую трудоемкость работ.
- Такой вид соединения металлов обеспечивает постоянные геометрические размеры, форму и химический состав швов.
- Сварочная ванна надежно защищена от контактов с воздухом. В дополнение к этому шлаковая корка замедляет кристаллизацию металла. В результате вероятность образования дефектов в швах минимизируется.
- При выполнении автоматической сварки дуга зажигается и горит под слоем флюса, а выделение пыли и вредных газов незначительно, поэтому сварщику необязательно использовать индивидуальную защиту для глаз и лица.
- Еще одним существенным достоинством этого вида соединения металлов является снижение энергозатратности на 40 % по сравнению с ручной дуговой сваркой. Это возможно благодаря рационализации всего процесса.
Недостатки
Имея такой солидный перечень достоинств, автоматическая сварка не лишена и недостатков:
- Главным из них является высокая текучесть расплавленного флюса и металла. В результате сварочные работы можно выполнять только в нижнем положении. Максимальное отклонение шва от горизонтали не должно превышать 10-15°. Это накладывает ограничение на использование автоматической сварки для соединения труб диаметром менее 150 мм.
- Такой способ соединения металлов не отличается высокой маневренностью. Он подходит только для получения прямолинейных или кольцевых швов. По этой же причине его нельзя использовать в труднодоступных местах.
- При выполнении автоматической сварки важно не допускать увеличенных зазоров между кромками деталей. Это может привести к вытеканию флюса и расплавленного металла и образованию дефектов в швах.
- Горение дуги под слоем флюса не позволяет визуально контролировать или корректировать процесс сварки.
- Несмотря на отсутствие необходимости использовать индивидуальную защиту, автоматическая сварка наносит определенный вред здоровью из-за выделения вредных газов.
- Обязательное использование флюса повышает себестоимость сварки.
Сфера применения
Автоматическая сварка используется для работы с различными металлами и сплавами толщиной 1,5-150 мм. Ее применение возможно только в заводских условиях. Она востребована при постройке судов и железнодорожных вагонов, для изготовления различных резервуаров большого объема и соединения труб диаметром более 150 мм. Наиболее активное применение оборудование для автоматической сварки находит в серийном производстве крупногабаритных изделий для формирования прямолинейных или кольцевых швов.
Полуавтоматическая сварка
В случае полуавтоматической сварки механизирован только один процесс: подача электрода. Все остальные операции выполняются оператором вручную. В качестве электрода используется сварочная проволока в кассетах. Для защиты сварочной зоны от контактов с воздухом применяются активные (углекислый) или инертные газы (аргон, гелий).
Выполнение полуавтоматической сварки
Процесс применения полуавтоматической сварки для промышленных целей впервые был разработан Центральным научно-исследовательским институтом технологии и машиностроения в 50-х годах ХХ века.
Преимущества
Полуавтоматическая сварка тоже имеет ряд преимуществ:
- Она отличается очень малой зоной термического воздействия, поэтому позволяет варить без прожогов детали толщиной до 0,5 мм.
- Электрод и сварочная ванна визуально доступны, поэтому в процесс сварки можно вовремя вносить необходимые коррективы.
- С помощью полуавтоматов допускается варить разнотолщинные детали.
- Такой способ соединения металлов подходит для выполнения швов в любых пространственных положениях, включая труднодоступные места.
- Производительность полуавтоматической сварки примерно в три раза выше, чем ручной. При этом потери металла от разбрызгивания и испарения тоже минимальны.
- Активный или инертные газы обеспечивают надежную защиту швов от воздействия воздуха. Количество дефектов в них минимально.
- Такой способ соединения металлов позволяет выполнять без скоса кромок стыковые швы для деталей толщиной до 8 мм и тавровые швы для деталей толщиной до 30 мм.
- Наиболее популярный для полуавтоматической сварки углекислый газ стоит значительно дешевле флюса, используемого при автоматической сварке.
- В процессе выполнения работ не образуется шлаковая корка, так что зачистку швов выполнять не надо. Это особенно полезно при сварке в несколько проходов.
- Комплект оборудования для полуавтоматической сварки компактней и проще, чем для автоматической.
Недостатки
Одновременно следует выделить определенные недостатки полуавтоматической сварки:
- В данном случае дуга не скрыта под слоем флюса, поэтому сварщик подвергается интенсивному излучению. Выполнять такие работы без средств защиты нельзя.
- Применяемый углекислый газ тяжелее воздуха, он способен скапливаться в рабочей зоне. Для безопасной работы требуется качественная вентиляция.
- При отказе от углекислого газа разбрызгивание металла резко возрастает.
- Применение полуавтоматической сварки ограничено закрытыми помещениями. Для открытого воздуха она не подходит. В этом случае газовая защита будет сдуваться, вследствие чего пострадает качество сварных швов.
Сфера применения
Полуавтоматическая сварка используется для соединения деталей толщиной 0,5-100 мм. Она может применяться как в заводских условиях, так и в частных домохозяйствах. Главным отличием полуавтоматической сварки от автоматической является возможность сварки швов любой геометрической формы во всех пространственных положениях. По этой причине она востребована при мелкосерийном и серийном изготовлении различных сложных металлоконструкций.
Автоматическая сварка в сварочном мире подобна гоночному автомобилю
Полуавтоматическая сварка похожа на езду по трассе со сложным профилем
Выводы
Оба вида сварочного оборудования используются в промышленном производстве. При этом автоматическая сварка является более производительной, но подходит только для выполнения прямолинейных или кольцевых швов при изготовлении крупных изделий из металла. Полуавтоматическая сварка в три раза уступает автоматической по производительности, но с ее помощью можно варить любые швы. Она особенно полезна при сборке сложных по форме металлоконструкций.
Посмотреть, как происходит процесс автоматической сварки, можно на видео: https://youtu.be/H6QGLGJ-BOE
oborudka.ru
Автоматическая и полуавтоматическая сварка под флюсом
Автоматическая и полуавтоматическая сварка под флюсом
Автоматическая и полуавтоматическая сварка под флюсом является высокопроизводительным сварочным процессом при изготовлении технологических трубопроводов. При сварке под флюсом сварочная дуга горит между голой электродной проволокой и свариваемым изделием под слоем сыпучего материала, называемого флюсом. Флюс в основном играет такую же роль, как и покрытие электрода при ручной дуговой сварке и, кроме того, закрывает дугу, вследствие чего при этой сварке не требуется защищать глаза специальными стеклами.
Сварку под флюсом осуществляют с помощью сварочной головки.
Полуавтоматическая сварка отличается от автоматической тем, что сварочную головку перемещают вдоль шва вручную.
Подготовляют кромки свариваемых труб и деталей и собирают их для автоматической и полуавтоматической сварки более тщательно, чем для ручной. Глубокий провар и жидкотекучесть расплавленного металла требуют выдерживать при сборке одинаковые размеры зазоров и разделок фасок, что обеспечивает получение высокого качества сварных швов и высокую производительность процесса.
Производительность автоматической и полуавтоматической сварки под слоем флюса в 2—5 раз выше по сравнению с ручной и достигается за счет увеличения плотности тока, увеличения скорости сварки и повышения коэффициента наплавки.
Эксплуатационные преимущества заключаются в полной или частичной автоматизации процесса сварки и, как следствие, улучшении условий труда сварщика.
При автоматической и полуавтоматической сварке труб из малоуглеродистой и низколегированной стали применяют плавленые флюсы АН-348А, ОСЦ-45, ФЦ-9, а из высоколегированной стали аустенитного класса флюс ФЦЛ-2. Неплавленые керамические флюсы К-2 и КВС-19 применяют для сварки легированных и углеродистых сталей.
Для сварки под флюсом стальных труб в основном используют калиброванную холоднотянутую сварочную проволоку круглого сечения. Сварочную проволоку изготовляют диаметром от 0,3 до 12 мм из стали различного химического состава. Наиболее часто применяют проволоку диаметром от 0,8 до 5 мм.
Для сварки труб из малоуглеродистой и низколегированной стали применяют сварочную проволоку Св-08, Св-08ГА, Св-20Г2 и др. Для сварки труб из легированной и высоколегированной стали используют сварочную проволоку из сталей тех же классов (аустенитную, перлитную).
Рис. 80. Трактор ТС-17М:
1 — механизм подачи проволоки, 2 — механизм поперечной корректировки, 3 — бункер для флюса,
4 — кассета, 5 — пульт управления, 6 — коробка скоростей сварки, 7 — механизм включения передвижения трактора, 8 — электродвигатель, 9 — коробка скоростей подачи проволоки
Сварочный дуговой автомат состоит из трех основных частей: сварочной головки, источника питания сварочной дуги и аппаратного ящика с пультом управления. Для автоматической и полуавтоматической сварки под флюсом труб, узлов и деталей трубопроводов наибольшее применение нашли сварочные тракторы ТС-17М, АДС-500, АДС-1000-2, сварочные головки типа ПТ-56, ПТ-1000 и полуавтоматы ПШ-5, ПШ-54, ПДШМ-500. Сварочными тракторами называют аппараты, перемещающиеся непосредственно по свариваемому изделию.
Сварочный трактор представляет собой самоходную тележку, на которой установлены механизм подачи электродной проволоки с токоподводящим мундштуком, бункер для флюса, кассета с электродной проволокой и пульт управления. Наиболее простым, малогабаритным и легким из всех существующих в настоящее время сварочных тракторов является сварочный трактор ТС-17М (рис. 80). Поскольку этот трактор небольших габаритных размеров, его можно применять при сварке внутренних швов цилиндрических изделий диаметром от 1 м и выше. Трактор рассчитан на сварку электродной проволокой диаметром от 1,6 до 5 мм при сварочном токе 200—1000 а. Им можно сваривать любые швы в нижнем и близком к нижнему положениях.
Рис. 81. Универсальный держатель ДШ-5:
1 — бункер для флюса, 2 — щиток для регулирования подачи флюса, 3— шланг, 4 — кнопка управления, 5 — упор, 6 — электродная проволока, 7 —трубчатый наконечник
Рис. 82. схема установки для шланговой полуавтоматической сварки труб под флюсом с помощью полуавтомата ПШ-54:
1 — дроссель, 2— сварочный трансформатор, 3 — щиток, 4 — аппаратный шкаф, 5 — подающий механизм полуавтомата, 6 — крюк для подвешивания подающего механизма. 7 — кассеты для электродной проволоки, 8 — гибкий шланг, 9 —держатель
Шланговые полуавтоматы ПШ-5, ПШ-54 и ПДШМ-500 благодаря своей простоте и надежности в работе получили широкое применение в трубозаготовительных цехах и заводах. Полуавтоматы предназначены для дуговой сварки под флюсом переменным или постоянным током сплошных и прерывистых прямолинейных, круговых и криволинейных швов, угловых, стыковых и нахлесточных соединений. Полуавтоматами сваривают изделия из малоуглеродистой стали толщиной 3—20 мм и швы, расположенные на горизонтальных и наклонных (до 15°) плоскостях и в труднодоступных местах. Полуавтомат ПШ-5 работает по принципу постоянной подачи проволоки. Скорость подачи проволоки изменяется сменными шестернями. Полуавтомат рассчитан на сварку электродной проволокой диаметром 1,2— 2,5 мм при силе тока до 600 а. Область применения полуавтомата значительно расширяется с применением сменных специализированных держателей (ДШ-5, ДШ-7, ДШ-16, ДШ-17). Наибольшее применение нашел универсальный держатель ДШ-5 (рис. 81).
Полуавтомат ПШ-54 (рис. 82) комплектуется из тех же узлов, что и полуавтомат ПШ-5, но в отличие от него имеет ряд усовершенствований. В частности, вместо сменных шестерен подающий механизм 5 снабжен легкой коробкой скоростей. Держатель 9 полуавтомата ДШ-54 имеет то же устройство, что и держатель ДШ-5.
1. В чем преимущества автоматической и полуавтоматической сварки перед ручной?
2. Объясните назначение флюса при сварке?
3. Назовите основные марки сварочной проволоки.
4. Какое основное оборудование применяют для автоматической и полуавтоматической сварки под флюсом?
5. В чем отличие шланговых полуавтоматов от сварочного трактора?
Все материалы раздела «Сварка труб» :
● Способы сварки трубопроводов и виды сварных соединений
● Подготовка труб под сварку
● Технология газовой сварки и резки
● Кислородно-флюсовая и дуговая резка
● Технология ручной электродуговой сварки, электроды
● Источники питания сварочной дуги
● Автоматическая и полуавтоматическая сварка под флюсом
● Автоматическая и полуавтоматическая сварка в защитных газах
● Сварка трубопроводов из легированной стали
● Сварка трубопроводов высокого давления, термообработка сварных соединений
● Сварка трубопроводов из алюминия и его сплавов, из меди и ее сплавов
● Пайка трубопроводов, дефекты сварных швов
● Контроль качества сварных швов
● Виды сварки и применяемое оборудование
● Сварка и склеивание винипластовых труб
● Сварка полиэтиленовых трубопроводов
● Правила техники безопасности при резке и сварке трубопроводов
shkval-antikor.ru
Автоматическая аргонодуговая сварка: способы, особенности
В промышленной сфере нередко используется автоматическая сварка, когда нужно создать большое количество одинаковых деталей. Современные технологии позволяют без особого труда создать серийное производство, не используя непосредственный человеческий труд. Специальные автоматические системы обеспечивают точное выполнение заданных процедур, которые будут повторяться на каждом последующем изделии. Машины для выполнения такой работы представляют собой целый комплекс, который может провести практически все стандартные процедуры соединения металла. От человека по большей части требуется только настраивать автоматический аппарат под нужный режим и следить за выполнением работы. Практически все автоматические модели отличаются высокой стоимостью, но для промышленной эксплуатации все это оказывается окупаемым.
Процесс автоматической сварки
Благодаря своей высокой стоимости и большим габаритам, в частной сфере данная техника не находит применение. Это неудобно и не практично, тем более что не возникает потребности в подобных мощностях. Если же рассматривать те области, которые специализируются на выпуске металлических конструкций и изделий в крупных масштабах, то здесь автоматическая сварка оказывается незаменимой. Если мощность, то его применение получается весьма эффективным. Это может быть при производстве автомобилей и прочей моторизированной техники, велосипедов, строительных металлоконструкций и в других областях.
Преимущества
К основным преимуществам относятся следующие факторы:
- На создание большого объема одинаковых работ требуется меньшее количество человеческого труда;
- Скорость выполнения сварки становится более точной;
- Все изделия будут сделаны практически одинаково, так что исключается брак по неосторожности человека;
- Точно соблюдаются режимы во всех случаях;
- Серийное производство становится более выгодным в экономическом плане.
Недостатки
Автоматическая сварка труб и прочих изделий является весьма своеобразным делом, так что тут есть не только положительные стороны, но и отрицательные:
- Для мелкомасштабных работ такой метод оказывается совершенно бесполезным, так как очень затратен и требует длительной подготовки;
- Оборудование обладает высокой стоимостью, что делает его недоступным даже для некоторых предприятий, не говоря уде о частных лицах;
- Оборудование занимает много места, тогда как ручные аппараты и полуавтоматы оказываются более компактными;
- Автоматика сложна в обслуживании и ремонте;
- Для работы на автомате нужна специальная подготовка, отличающаяся от той, которая требуется для стандартной сварки.
Различия автоматической и полуавтоматической сварки
Автоматическая и полуавтоматическая сварка являются достаточно разными способами соединения металла. На самом деле полуавтоматическая даже ближе к обыкновенной ручной по своему принципу проведения. В ней также все процедуру выполняются вручную. Главной ее особенностью является то, что есть автоматический инструмент подачи присадочного материала. Скорость на этом инструменте можно регулировать. В зависимости от марки самого аппарата, она может иметь две и более скоростей. Это важно при выборе режима сварки. В остальном же, все делается так же, как если бы проволока подавалась вручную.
Процесс полуавтоматичкой сварки
Если рассматривать каковы имеются особенности у автоматической сварки, то здесь стоит сразу отметить, что практически все операции выполняются автоматически. Весь процесс, начиная от подачи и заканчивая созданием шва, проводится машиной. От человека не требуется проведение сварочных операций, розжига дуги, ведения сварочной ванны и так далее. Тут нужно только настроить аппарат и запустить его. Весь основной процесс кроется в подготовительных процедурах.
Автоматическая сварка труб
Также стоит отметить внешний вид и конструкцию аппаратов. Некоторые виды сварочных инверторов обладают гибридной структурой, когда они могут использоваться для ручной и газовой полуавтоматической сварки, при докупке соответствующих аксессуаров. Таким образом, это компактный аппарат, который может храниться в гараже в домашних условиях. Автоматический аппарат обладает, куда большими габаритами. Он также является стационарным и его практически никуда нельзя перенести вручную. Это все обусловлено особенностями работы и компактнее его сложно сделать, но в мобильности он сильно проигрывает.
Особенности сварки
Главной особенностью такого процесса как автоматическая сварка является очень отсутствие необходимости в человеке при непосредственном сваривании. Она сильно отличается от всех остальных. Существует большое количество аппаратов, рассчитанных на узкоспециализированное применение.
«Важно!
Для сварки крупной техники, транспортных средств, смонтированных на каркас и прочих изделий, которые обладают большими размерами, применяются сложные автоматы, на которых может быть несколько источников дуги.»
Каждый из них проводит свою процедуру. Их сложнее перестраивать для других операций, но в своей сфере они являются единственным средством соединения.
Автоматические способы сварки применяются и для более мелких изделий. Это более простые и универсальные аппараты. Их особенность состоит в возможности легкой перестройки под заданный параметр. К примеру, если нужно выполнять сварку большого количества мелких деталей, то данный вариант будет намного лучше, чем более сложные виды техники.
Виды автоматической сварки
Автоматические способы сварки зависят от конкретной технологии, которая используется для расплавления металла. Среди основных разновидностей стоит выделить следующие:
- Автоматическая дуговая сварка – выполняется при помощи закрытой или открытой дуги. Аппараты выпускаются с одним или несколькими источниками дуги. Открытая дуга позволяет защитить металл от воздействия азота и кислорода, так как образует тонкий слой жидкого шлака. Закрытая дуга осуществляется при помощи зернистого флюса. Данный метод является одним из самых популярных видов автоматической сварки, которые используются в промышленности. Он дает высокую производительность и хорошее качество соединения.
Автоматическая дуговая сварка
- Газоэлектрическая – одна из разновидностей дуговой сварки, которая производится в среде защитного газа. Для этого используется водород, аргон, гелий или различные газовые смеси.
- Сварка под флюсом – применяется в мостостроении, машиностроении и прочих крупных сферах. Здесь применяется добавочный флюс, улучшающий качество соединения и уменьшающий количество брака. Для такого дела применяются самоходные аппараты, сварочные тракторы и так далее.
- Электрошлаковая – относительно новый способ без дугового сваривания металлов, который основан на плавлении заготовок. Основной температурной силой здесь выступает расплавленный шлак. Здесь также имеется выбор с одно- или многоэлектродными аппаратами, рассчитанные на одну или несколько фаз сети. Шлаковая ванна имеет глубину от 1 до 5 см.
Автоматическая электрошлаковая сварка
Техника безопасности
Практически все процедуры для обеспечения техники безопасности проводятся предварительно. Поверхность самого аппарата должна быть очищена от лишних предметов, пыли, грязи и прочего мусора. Поблизости не должно быть легко воспламеняемых предметов. Специалист должен использовать средства индивидуальной защиты. Во время работы техники запрещается вмешиваться в проведение автоматического процесса.
Заключение
Разобравшись, чем отличается автоматическая сварка от полуавтоматической, стоит понимать, что данные процессы очень разные по сфере своего использования. Автоматы являются совершенно новым уровнем, и развитие их происходит по другим параметрам. Некоторые из них создаются, к примеру, исключительно для производства автомобилей на конкретных заводах.
svarkaipayka.ru
автоматическая и полуавтоматическая, преимущества и недостатки метода
Российский инженер Николай Гаврилович Славянов в 1888 году впервые в мире применил метод дуговой сварки с помощью металлического электрода под слоем флюса.
Металлический электрод плавился в процессе работы, поэтому Славянов назвал свой метод «электрическая отливка металлов».
В 1927 году советский учёный Дмитрий Антонович Дульчевский усовершенствовал метод, который в дальнейшем получил название автоматическая дуговая сварка под слоем флюса.
Автоматическая сварка под флюсом
Суть процесса состоит в следующем. Между свариваемым изделием и концом сварочной проволоки горит электрическая дуга. Сварочная проволока плавится. По мере расплавления к месту сварки подаются новые порции сварочной проволоки. Проволока поступает в зону сварки либо с помощью специального механизма, и в этом случае мы имеем дело с автоматической сваркой. Либо вручную, и в этом случае сварка будет полуавтоматическая.
Сама электрическая дуга закрыта слоем флюса и горит внутри газового облака, которое образуется в результате плавления этого флюса. Как следствие нет поражающего фактора для глаз, как во время обычной сварки.
Свариваемый металл и флюс под воздействие дуги плавятся. При этом расплавленный флюс образует защитную жидкую плёнку, которая препятствует соприкосновению свариваемого металла с кислородом окружающего воздуха. Внутри расплавленного флюса плавится не только свариваемый металл, но и сварочная проволока.
Все эти расплавленные металлы смешиваются в так называемой сварочной ванне (небольшом пространстве образующемся на месте свариваемых деталей, непосредственно под электродом). По мере перемещения электрической дуги дальше, металл в сварочной ванне постепенно охлаждается и становится твёрдым. Так, образуется сварочный шов.
Расплавленный флюс называется шлаком. Этот шлак по мере застывания образует на поверхности сварочного шва шлаковую корку, которая легко удаляется с помощью металлической щётки.
Преимущества сварки с помощью закрытой дуги
Есть несколько плюсов:
Величина тока. При открытой дуге величина тока не может превышать 600 ампер. В случае превышения этого показателя металл начинает очень сильно разбрызгиваться и получение качественного сварного шва становится невозможным. В случае закрытой дуги величина тока может быть увеличена до 4000 ампер. Что, в свою очередь, приводит к резкому повышению качества сварного шва и значительному увеличению скорости всего процесса в целом.- Мощность дуги. Закрытая дуга имеет более высокую мощность. Как следствие, свариваемый металл расплавляется на большую глубину в процессе сварки. Это, в свою очередь, позволяет не делать разделку кромок под сварку (один из этапов предварительной подготовки). Открытая дуга относительно маломощна и без предварительной разделки кромок хороший сварочный шов получить невозможно.
- Производительность. Под этим термином понимают метраж шва, за час работы дуги. Применение флюса повышает производительность сварочного процесса в 10 раз, по сравнению с традиционной сваркой.
- Газовый пузырь. Формирование из расплавленного флюса защитного газового пузыря приводит к целому ряду положительных результатов. Значительно сокращаются потери расплавленного металла в результате разбрызгивания и угара. Что, в свою очередь, приводит к более экономному расходованию электродной проволоки. При этом сокращаются общие расходы электроэнергии.
Величина тока. При открытой дуге величина тока не может превышать 600 ампер. В случае превышения этого показателя металл начинает очень сильно разбрызгиваться и получение качественного сварного шва становится невозможным. В случае закрытой дуги величина тока может быть увеличена до 4000 ампер. Что, в свою очередь, приводит к резкому повышению качества сварного шва и значительному увеличению скорости всего процесса в целом.Виды флюсов
Флюсы выполняют целый ряд очень важных функций в процессе сварки:
- Изолирование сварочной ванны от кислорода атмосферы.
- Стабилизация дугового разряда.
- Химическое реагирование с расплавленными металлами.
- Легирование (улучшение свойств) сварного шва.
- Формирование сварочного шва.
Для сварки низколегированных, легированных и высоколегированных сталей, а также для цветных металлов и сплавов применяют разные виды флюсов. В зависимости от состава различают высококремнистые флюсы, марганцевые, низкокремнистые и безмарганцевые. Особую группу составляют так называемые бескислородные флюсы.
По степени легированности металла различают флюсы нейтральные — они практически не легируют металл шва. Слаболегирующие или плавленные. Легирующие или керамические. По способу изготовления флюсы, в свою очередь, делятся на плавленные, керамические и механические смеси.
В зависимости от химического строения различают:
- Солевые. Содержат в своём составе преимущественно фториды и хлориды металлов. Применяются для сварки цветных металлов.
- Оксидные. В составе превалируют оксиды металлов с небольшим содержанием фторидов. Используются для сварки низколегированных сталей.
- Смешанные. Представляют собою смесь оксидных и солевых флюсов. Применяются для сварки высоколегированных сталей.
Электродная проволока
Очень влияет на качество сварного шва. Она устанавливает его механические параметры. Электродную проволоку изготавливают из трёх видов стали: из легированной, низкоуглеродистой, высоколегированной. Диаметры проволоки варьируются в зависимости от предназначения, от 0.2 до 15 мм. Обычно такая проволока поставляется в стандартизированных 80 метровых бухтах или в кассетах.
Следует отметить, что в процессе долгого хранения на складе проволока может покрываться слоем ржавчины. Поэтому перед использованием необходимо обработать места, покрытые ржавчиной, керосином или специальной жидкостью для удаления окислов металла.
Режимы автоматической сварки
При выборе режима учитывают сразу несколько факторов. К этим факторам относится толщина сварочных кромок, размеры будущего шва и его геометрическая форма, глубина плавления метала в зоне сварки.
В зависимости от свариваемой толщины выбирают соответствующий диаметр электродной проволоки. Диаметр электрода определяет величину силы тока. В результате определяется скорость подачи электрода в область сварки и соответственно скорость самой сварки.
Для сварки под флюсом применяется проволока непрерывного сечения. Диаметр от 1 до 7 мм. Сила тока может быть в пределах 150−2500 ампер. Напряжение дуги составляет 20−55 Вт.
- Сила тока и напряжение электрической дуги. Увеличение силы тока автоматически приводит к возрастанию тепловой мощности и повышению давления сварочной дуги. Это приводит к увеличению глубины проплавления, но при этом практически не влияет на ширину сварочного шва.
- Увеличение напряжения дуги, в свою очередь, приводит к повышению степени подвижности дуги и увеличению доли тепловой энергии, расходуемой на расплавление сварочного флюса. При этом увеличивается ширина сварного шва, а его глубина не меняется.
- Диаметр электродной проволоки и скорость сварки. Если величину тока не менять, а диаметр проволоки при этом увеличивать, то это приведёт к увеличению подвижности сварочной дуги. Как следствие ширина сварочного шва увеличится, а глубина расплавления металла уменьшится. При увеличении скорости сварки уменьшается глубина расплавления металлов и ширина сварочного шва. Это происходит вследствие того, что при более высокой скорости металл проплавляется в меньших объёмах, чем при низкой скорости сварочного процесса
- Сварочный ток и его полярность. Вид сварочного тока и его полярность очень сильно влияют на размеры и форму сварочного шва, в силу того, что количество тепла, возникающее на аноде и катоде сварочной дуги, сильно изменяется. При постоянном токе прямой полярности глубина расплавления уменьшается на 45−55%. Поэтому, если необходимо получить шов небольшой ширины, но с глубоким проплавлением металла, то для этого необходимо применять постоянный сварочный ток обратной полярности.
- Вынос электродной проволоки. При увеличении выноса электрода повышается скорость её прогрева и скорость плавления. В результате за счёт электродного металла увеличивается объём сварочной ванны, что, в свою очередь, препятствует расплавлению свариваемого металла. Следствием этого процесса является уменьшение глубины проплавления металла.
- Угол наклона электрода. Расположение электрода углом вперёд приводит к тому, что расплавленный металл начинает подтекать в зону сварки. Как следствие, глубина расплавления уменьшается, а ширина шва, наоборот, увеличивается. Расположение электрода углом назад приводит к тому, что расплавленный металл вытесняется из зоны сварки в результате воздействия электрической дуги. Это приводит к тому, что глубина расплавления увеличивается, а ширина шва уменьшается.
Недостатки метода
Одним из главных недостатком этого метода является высокая текучесть расплавленного флюса и металла в сварочной ванне. В результате сваривать этим методом можно только поверхности, находящиеся либо в строго горизонтальном положении, либо отклоняющиеся от горизонта на 10−15 градусов.
tokar.guru
Полуавтоматическая сварка – принцип работы, отличие от автоматической сварки
Теперь же, поговорим о полуавтоматической сварке. Создавать о ней отдельный раздел не стоит, так как между автоматической и полуавтоматической сваркой существует небольшое количество отличий. Основное из них – это наличие или отсутствие процесса механизации во время работы. Так, если автоматическая сварка предполагает автоматическое перемещение сварочной проволоки, то полуавтоматическая сварка требует перемещения этой проволоки вручную. Однако назревает вопрос – зачем вообще нужна полуавтоматическая сварка, если есть возможность делать все на автомате, без присутствия человеческого фактора? На самом деле, все очень просто.
Автоматическая сварка очень популярна и распространена при массовом производстве. Так, сварочные аппараты настраиваются под определенную программу, и по мере поступления изделий для сварки, аппараты включаются без вмешательства человека в процесс. Однако, в широком ряде случаев необходимо, чтобы направление шва и формирование его качества, происходило только при содействии человека. Поэтому, такой сваркой и стала полуавтоматическая сварка.
Такая сварка предусматривает собой простую конструкцию. В ней есть специальный автоматический механизм подачи электродной проволоки, которая подается в специальный гибкий шланг, на сварочный держатель. Так, проволока подается автоматически, а сварщик, глядя на общую картину изделия, направляет наконечник в ту сторону, где необходимо сделать шов и сварное соединение. Именно потому, что проволока подается автоматически, а дуга перемещается вручную, процесс и получил название полуавтоматической сварки.
Происходить полуавтоматическая сварка может как с применением флюса, так и без него. Применение же флюса, позволило использовать полуавтоматическую сварку при толщине, выше 2-2,5 мм. Также, использование флюса позволило заметно увеличить величину сварочного тока, что в свою очередь, поспособствовало улучшению устойчивости дуги и резкому повышению производительности сварки. Кроме того, использование флюса позволило сократить диаметр проволоки, которая используется для сварки, и тем самым, снизить габариты шланги и сварочного аппарата.
Процесс подачи электродной проволоки
Как правило, используется проволока, диаметром от 1,6-2 мм. Она смотана в бухту, которая находиться в специальной кассете, установленной в сварочном аппарате. Там же, расположился проталкивающий механизм, который подает проволоку через гибкий шланг, непосредственно в держатель, который держит сварщик в руках. Далее, подается сварочный ток на держатель через специальный гибкий шланг, подключенный к сварочному трансформатору. Этот ток, воздействует на электродную проволоку, и при контакте с поверхностью металла, возникает дуга, при помощи которой и выполняется сварка.
Таким образом, полуавтоматическая сварка удобней тем, что с ее помощью можно четко контролировать процесс сварки, и выполнять провары там, где сварщик посчитает нужным. А автоматический процесс подачи проволоки, намного облегчает весь процесс.
www.alfamag.pro