Что такое механизированная сварка

СУДОРЕМОНТ ОТ А ДО Я.

В своем блоге буду описывать основы технологии судоремонта, методы дефектоскопии, восстановления и упрочнения деталей, виды и методы ремонта судов и механизмов.Будет приведена технологическая документация на ремонт и изготовление деталей.

Оглавление

Ручная и механизированная сварка

Ручную сварку покрытыми электродами применяют при сварке узлов и секций, но более широко при монтаже всего корпуса на построечном места и при достройке на плаву.
Электроды. Для сварки корпусных конструкций из углеродистых и низколегированных сталей применяют электроды типов Э42А, Э46А, Э50А. К новым электродам специального назначения следует отнести длинномерные марок ИТС-1 и ОЗС-17И для механизированной сварки, а также электроды ИТС-4, разработанные для замены электродов марки УОНИ-13/45А.
Тип электрода выбирают исходя из требуемых механических показателей металла шва и с учетом пригодности для сварки в том или ином пространственном положении, коэффициента наплавки и т. п. Выбор диаметра электрода зависит от толщины свариваемого металла:
Толщина металла, Диаметр электрода, мм мм
1,0-1,5 1,2
1,5—3 2
3—5 3 или 4
5—10 4 или 5
10 и более 5,6
Требования к обработке кромок и сборке под сварку. Угол разделки, притупление, зазоры и несовмещение кромок по высоте деталей, стыкуемых под ручную сварку, должны соответствовать требованиям действующих стандартов. Недопустимые зазоры, получившиеся за счет неточности сборки сварных соединений или в результате деформаций от сварки, исправляются наплавкой, зачисткой кромок и другими методами.

Рис. 52. Места зачистки кромок, стыкуемых под ручную сварку (показаны утолщенными линиями)

Стыкуемые под сварку кромки не должны иметь влаги, ржавчины, окалины, краски, масла и различных загрязнений; сварка должна выполняться только по чистым кромкам. Места зачистки кромок указаны на рис. 52; при ручной сварке зачистка должна выполняться по поверхности кромок на ширине не менее 10 мм.
Устанавливаются следующие размеры электроприхваток и расстояния между ними:
для стыковых соединений деталей толщиной до 4 мм высота усиления электроприхваток должна быть не более меньшеи толщины одной из свариваемых деталей;
для стыковых соединений деталей толщиной 4 мм и более высота электроприхваток должна быть не более 0,5— 0,7 меньшей толщины одной из свариваемых деталей;
для угловых соединений катеты электроприхваток пропорциональны толщинам свариваемых деталей и должны быть в пределах 3—6 мм;
для стыковых и угловых соединений длина электроприхваток пропорциональна толщине свариваемых деталей и должна составлять 15—40 мм;
Для электроприхваток применяют электроды той же марки, что и для сварки.
Механизированная сварка под флюсом. При механизированной сварке углеродистых и низколегированных сталей под флюсом в судостроении используют проволоку марок Св-08, Св-08А, Св-08АА, Св-10Г2, Св-ЮГИ, Св-08-ГСМТ. Проволока выпускается диаметром от 0,8 до 12,0 мм. Наибольшее применение нашла проволока диаметром 3—5 мм, а при полуавтоматической сварке — диаметром 1,6—2,0 мм.
Для сварки углеродистых и низколегированных сталей часто применяют флюсы марок ОСЦ-45, АИ-348-А, ФЦ-9, АИ-8, АН-22.
Перед сборкой кромки деталей, имеющие влагу, покрытые ржавчиной, окалиной, маслом и т. д., должны просушиваться и зачищаться. Места зачистки и размеры зачищаемых поверхностей показаны на рис. 53.

Рис. 53. Размеры зачищаемой поверхности стыкуемых соединений: а — для стыковых соединений L = = £/2+(5-М О мм); б — для тавровых соединений L = K+ (5-МО) мм, L2 = s + 2(5-M0) мм, Lz = s+g+gx + + (5-МО) мм.
В — ширина шва, мм; К, g, g2 — катеты швов мм; s — толщина детали, мм.

При сборке деталей под сварку с использованием флюса необходимо следить за тем, чтобы размеры зазора в соединениях не превышали допустимых. Относительное смещение стыкуемых кромок должно быть: не более 0,5 мм для листов толщиной не свыше 4 мм; 1,0 мм для листов толщиной 4—10 мм и не более 3 мм для листов толщиной свыше 10 мм. После проверки правильности сборки детали прихватывают ручной или полуавтоматической сваркой в двуокиси углерода. Сварочные материалы для прихватки применяют такие же, как и для сварки стали данной марки. Длина прихватки в зависимости от толщины свариваемого металла изменяется от 10 до 50 мм. Высота усиления прихватки не должна превышать 3 мм. Прихватки устанавливают на расстоянии не более 500 мм одна от другой. Прихватка должна быть качественной, без пор или трещин. Некачественно выполненные прихватки вырубают и на их место ставят новые. Сборка стыков осуществляется с установкой на их концах выводных планок. Длина и ширина планки должна быть не менее 100 мм, толщина — одинаковая со свариваемыми деталями. При наличии технологического припуска не менее 50 мм выводные планки можно не устанавливать.
Режим сварки под флюсом назначают исходя из толщины свариваемого металла и диаметра электродной проволоки.
Механизированная сварка в двуокиси углерода углеродистых и низколегированных сталей. Сварочные материалы. Двуокись углерода относится к газам, которые весьма активно вступают в химические реакции с большинством элементов, содержащихся в расплавленном металле, в том числе и с железом,
При использовании двуокиси углерода в качестве защитной среды к ней при сварке предъявляются наиболее высокие требования по содержанию примесей. Отечественная промышленность выпускает специальную сварочную двуокись углерода чистотой 99,5 %, а также двуокись углерода с государственным Знаком качества по ГОСТ 8050—76 (чистотой 99,8 %).
Для сварки корпусных конструкций из углеродистых и низколегированных сталей применяют сварочные проволоки марок Св-08ГС и Св-08Г2С. При сварке в двуокиси углерода вместо проволоки, легированной кремнием и марганцем, может быть использована обычная углеродистая проволока в сочетании со шлакообразующими и легирующими компонентами, которые подаются в зону сварки одновременно с проволокой. В качестве такой применяют трубчатую (порошковую) проволоку. Ее изготовляют путем сворачивания и опрессования стальной ленты в трубку определенного диаметра, которую заполняют специальным порошком (флюсом).
Полуавтоматическая сварка. Наиболее характерные конструктивные элементы подготовки кромок под сварку в двуокиси углерода приведены на рис. 54.

Рис. 54. Конструктивные элементы подготовки кромок (а) стыковых, (б) тавровых и (в) угловых соединений под автоматическую сварку в двуокиси углерода.

Разделку кромок при сварке стыковых соединений следует назначать при толщине листов от 6 мм и выше, а при сварке угловых и тавровых соединений от 4 мм и выше.
Конструкцию под сварку собирают на прихватках. В зависимости от толщины свариваемых элементов длина прихваток должна быть от 10 до 40 мм, расстояние между ними — 50— 320 мм, а высота 1,5—2,5 мм.
Автоматическая сварка. Автоматическая сварка в двуокиси углерода, за исключением некоторых ее разновидностей, применяется для соединений, расположенных в нижнем положении. Ведение автоматической сварки в двуокиси углерода на высоких сварочных токах способствует увеличению глубины проплавления основного металла, что позволяет выполнять сварку встык без разделки кромок листов толщиной от 6 до 16 мм включительно. При сварке стыковых соединений листов толщиной 16—30 мм необходимо предусматривать У- или Х-образную разделку кромок.
Конструктивные элементы кромок под автоматическую сварку выбирают, руководствуясь ГОСТ 14771—76.
В связи с более глубоким проплавлением кромок при автоматической сварке по сравнению с полуавтоматической первый шов можно выполнять как со стороны прихваток, так и с обратной стороны.
При сборке соединений под сварку, чтобы избежать впоследствии прожогов, необходимо тщательно соблюдать требования по допустимому размеру зазора, который не должен превышать 1,0—2,0 мм в зависимости от толщины свариваемых конструкций.
Для удовлетворительного формирования шва стыковые соединения без разделки кромок рекомендуется сваривать на листах толщиной до 16 мм включительно. Сварка стыковых соединений большей толщины должна выполняться с обязательной разделкой кромок.
При вертикальном положении свариваемого стыкового соединения длиной 10 м и более применяется однопроходная автоматическая сварка в двуокиси углерода с принудительным формированием сварного шва. Со стороны автомата шов формируется медным буксируемым ползуном, с обратной стороны — с помощью медной подкладки либо посредством второго медного ползуна. Стыковые соединения, подвергающиеся вертикальной автоматической сварке, должны собираться с зазором 12—16 мм. Чрезмерное увеличение зазора в стыке приводит к снижению производительности сварки и делает ее нерентабельной, уменьшение зазора может вызвать нарушение процесса сварки и замыкание электродной проволоки на кромку. На верхней кромке стыка необходимо установить выводные планки размером 200—500 мм с зазором, равным зазору в стыке. Толщина выводных планок должна быть равна толщине свариваемых листов.
Многодуговая сварка перекрестий набора. Для сварки перекрестий высокого набора днищевых секций создано специальное оборудование, позволяющее выполнять одновременно сварку четырех швов (автоматы «Залив», ОБ-1494, «Вододарец» и др.). Сварка швов выполняется снизу вверх со свободным формированием сварного шва. Используется тонкая электродная проволока диаметром 1,2—1,4 мм.
Для обеспечения равномерной и полной загрузки оборудования сварка перекрестий должна выполняться на специализированном участке, куда подаются подготовленные под сварку секции. Участок должен быть оборудован специальным порталом с установленными на нем несколькими сварочными установками.
Многодуговая приварка набора. Для многодуговой приварки набора разработаны и используются установки, обеспечивающие одновременную приварку четырех и восьми ребер жесткости как с одной стороны, так и с двух сторон одновременно (автоматы «Мир», «Балтия»). Подготовленная под сварку секция поступает на участок для приварки продольного набора. Портал со сварочными головками подается к одному из концов секции, сварочные головки размещаются по ребрам жесткости. Каждая головка настраивается строго в угол привариваемого набора. Затем сварщик-оператор устанавливает необходимую скорость подачи сварочной проволоки на каждой головке, проверяет подачу защитного газа, после чего определяет необходимую скорость сварки (скорость перемещения портала вдоль изделия) и начинает процесс сварки.
После окончания сварки одной группы набора портал и сварочные головки передвигают и настраивают на следующую группу набора. Окончив приварку всего набора, производят подварку недоваренных участков и передвигают секцию на следующую позицию для установки и приварки поперечного набора. При многодуговой приварке набора вместо двуокиси углерода можно применять флюс.

Читайте также:  Какие бывают очистители воздуха?

Механизированная сварка

Механизированная или частично механизированная сварка является дуговой сваркой, в процессе которой плавящийся электрод и дуга перемещается при использовании каких-либо механизмов или специального оборудования, специально для этого предназначенного. При помощи данного вида сварки можно выполнять любые сварочные работы, к примеру с нахлестом, тавровые, угловые или стыковые.

Автоматическая дуговая сварка является дуговой сваркой, при которой дуга возбуждается. А электрод подается при помощи только механизированного оборудования, а человек при этом вообще не принимает участие в процессе. Все происходит по четко заданной программе, которая продумывается заблаговременно.

Механизированная и автоматическая дуговая сварка подразумевает образование соединения особым образом. Происходит расплавление электрода и сварочного металла, капли данных материалов отправляются в сварочную ванну, а затем тщательно перемешиваются между собой. Жидкий металл обрабатывается при использовании дополнительного флюса или газа, что кардинально отличает автоматизированную сварку от ручной. Металл начинает раскисляться и легироваться. Дуга перемещается около свариваемых кромок, а также приходит в движение сварочная ванна.

Существует несколько видов сварки механизированного типа

  1. Углекислый газ и его смеси с кислородом сваривает стальные изделия со средним содержанием углерода и низколегированные. Углекислый газ способен варить сталь при толщине 40 мм, а смеси газов могут справиться с толщиной 80 мм. В процессе сварки газы повышают ее свойства и характеристики. Углекислый газ расходуется в зависимости от того, насколько мощная дуга участвует в процессе, типа электрода, какие потоки воздуха в помещении в процессе сваривания металлов.
  2. Инертные газы, к примеру аргон или гелий, способен сваривать алюминиевые детали, магниевые, титановые или различные сплавы из этих материалов. Сварить можно любые легированные стали и со средним и низким содержанием углерода. Использовать данные газы рекомендуется, ведь гелий имеет плотность намного меньше, чем воздух, а аргон наоборот. Также данные газы не образуют химические соединения с металлическими конструкциями, поэтому в них можно сварить любые сплавы или металлы.
  3. При помощи флюса можно сваривать легированные стали, со средним или низким содержанием углерода. Также прекрасно для этого подходят титан, алюминий, чугун, медь или сплавы из данных материалов.

Флюс является порошкообразным материалом, который в процессе сварки обеспечивает функции электродов при ручной сварке. Его основа состоит из силиката марганца. Также флюсы можно разделить на две разновидности:

Неплавленными называют флюсы спеченные или керамические. Плавленные получаются при плавлении в печи определенных компонентов и составов. Керамические флюсы включают в себя порошковые материалы, которые соединяются в небольшие зерна специальными веществами, к примеру это может быть жидкое стекло. Спеченные флюсы спекают в печах, причем для этого используются те же порошкообразные вещества и высокие температуры, а потом частицы раздрабливаются до необходимого размера.

При сварке некоторые частицы флюса расплавляются, а когда затвердевают, становятся похожи на шлаковые корки. Не расплавленный флюс можно использовать в дальнейшем после того, как он просеивается.

При помощи порошковых проволок можно сварить низколегированные и низкоуглеродные стали, а при порошковых проволоках и высоколегированные, а также нержавейку и медные детали и сплавы. Они могут достигать толщины около 40 мм. Порошковые проволоки имеют оболочку из металла, которая заполняется шихтой.

Самой простой конструкцией из всех является порошковая проволока с трубчатым поперечным сечением. Чтобы сделать ее более жесткой, а также изменить соотношение металлических компонентов, необходимо применять проволоку, в которой во внутренней полости кромки металлов немного отогнуты в стороны.

Важно! Металл внутри оболочки рекомендуется выбирать в прямой зависимости от того, какой металл необходимо будет сваривать.

В шихту данного вида проволоки необходимо ввести компоненты, которые способны справляться с некоторыми функциями:

  • защита расплавляемого металла от кислородного воздействия и азота, окисления и легирования металлов;
  • дуга начинает гореть стабильно и равномерно;
  • шов формируется намного лучше и качественнее.

Применяется три разновидности порошковых проволок при механизированной сварке. Они могут быть:

  • самозащитные, для сваривания в углекислом газе;
  • для сваривания при помощи флюса;
  • самозащитные порошковые проволоки, которые не требуют дополнительного флюса и использования углекислого газа.

Технология для механизированной сварки

Для автоматической и механизированной сварки используются автоматические и полуавтоматические приспособления и аппараты. Они комплектуются источниками тока, для того, чтобы питать дугу.

Данные автоматы рассчитаны на выполнение таких функций, как:

  • возбуждение и приведение дуги в движение;
  • регулировка сварочного процесса;
  • электродная проволока подается с такой же скоростью плавления, которая необходима при сварке;
  • дуга передвигается равномерно около свариваемых кромок.

Полуавтоматическое оборудование имеет два основных устройства. Самоходная головка или трактор, а также аппаратуру для управления.

Сварочные автоматы для сваривания в газовых образованиях включают в себя специальные газовые редукторы, баллоны с кислотами, подогреватели и осушители, которые необходимы для очищения газов от лишней влажности.

При помощи трактора подается электродная проволока, а ток проводится к сварочному месту. Механизированный способ сваривания при помощи электродных проволок обычно включает в себя два ролика, один ведущий, а другой вспомогательный. Именно они надежно удерживают проволоку и сжимают ее с нужной силой. Они наматывается на специальные кассеты, поэтому происходит проталкивание через шланги, а затем при помощи тога подается в зону расположения дуги.

У сварочного автоматического оборудования под флюсом есть специальные системы, которые убирают излишки флюса. Трактор для сварки при помощи защитных газов есть горелка, которая направляет в необходимую зону электродную проволоку, подводит к ней ток и подает газовые образования в нужное место. На месте горелки обычно располагается держатель, который подает флюс через специальный бункер.

Механизированная и автоматическая сварка и ее применение

Механизированная сварка помогает накладывать прямые и кривые швы, а также позволяет производить сваривание в труднодоступных местах. Металлы должны быть средней и небольшой толщины, чтобы обеспечивать надежное и качественное сваривание. Данные виды сварки применяются при ремонтных и производственных работах. Кольцевые и прямолинейные швы при использовании на производстве, которые имеют длину больше 300 мм, обычно выполняются только при использовании автоматического сварочного оборудования.

При транспортном и машиностроительном производстве механизированная сварка плавящимся электродом применяется при производстве локомотивов или вагонов. Балки необходимо сваривать под флюсом на потоке. Рамы обычно сваривают при помощи углекислого газа. В сельском хозяйстве и производствах оборудования практически около 80 % работ выполняется при помощи углекислого газа.

При автоматической сварке при применении флюса и углекислого газа в основной массе свариваются трубы и другие детали, которые имеют большой диаметр.

Механизированная сварка с применением дополнительного флюса, углекислого газа и порошковых проволок постоянно используется в строительстве печей, для специальных резервуаров для хранения опасных и легко возгораемых веществ, для строительства мостов и судов, а также в других видах производств.

Механизированная сварка

3. Механизированная сварка

Сварка, выполняемая с применением машин и механизмов, управляемых человеком

3.11 Механизированная сварка – сварочный процесс, при котором подача присадочной проволоки осуществляется автоматически, а перемещение сварочной горелки по периметру стыка осуществляется вручную.

3.1.10 механизированная сварка: Сварочный процесс, при котором скорость подачи сварочной проволоки регулируется автоматически, а перемещение сварочной горелки осуществляется оператором.

Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации . academic.ru . 2015 .

Смотреть что такое “Механизированная сварка” в других словарях:

Механизированная сварка — – сварка, выполняемая с применением машин и механизмов, управляемых человеком. [ГОСТ 2601 84] Рубрика термина: Сварка Рубрики энциклопедии: Абразивное оборудование, Абразивы, Автодороги, Автотехника … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

механизированная сварка — Сварка, выполняемая с применением машин и механизмов, управляемых человеком. [ГОСТ 2601 84] Тематики сварка, резка, пайка EN machine weldingmechanized welding DE maschinelles Schweißenmechanisiertes Schweißen FR soudage automatique … Справочник технического переводчика

полностью механизированная сварка — 3.3 полностью механизированная сварка: Сварка, при которой все основные операции (исключая манипулирование свариваемым изделием) выполняются автоматически, но возможна ручная регулировка параметров во время сварки. Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Ванная механизированная сварка — Процесс ванной сварки, при котором подача сварочной проволоки в зону сварки производится автоматически, а управление дугой или держателем вручную Источник: ГОСТ 14098 91: Соединения сварные арм … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Дуговая механизированная сварка под флюсом без присадочного металла — Процесс, в котором весь цикл сварки выполняется в заданном автоматическом режиме Источник: ГОСТ 14098 91: Соединения сварные арматуры и закладных изделий желе … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Читайте также:  Как подобрать конденсатор к электродвигателю?

Дуговая механизированная сварка порошковой проволокой — Процесс сварки, при котором электродный материал в виде порошковой проволоки подается в зону сварки автоматически Источник: ГОСТ 14098 91: Соединения сварные арматуры и зак … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

частично механизированная сварка — 6.2 частично механизированная сварка: Ручная сварка, при которой подача проволоки механизирована (см. таблицу 1). Источник: ГОСТ Р ИСО 857 1 2009: Сварка и родственные процессы. Словарь. Часть 1. Процессы сварки металлов. Термины и определения … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Сварка — – получение неразъемных соединений посредством установления межатомных связей между соединяемыми частями при их нагревании и (или) пластическом деформировании. [ГОСТ 2601 84] Сварка – получение неразъемных соединений посредством… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

Сварка механизированная — – сварка, выполняемая с применением машин и механизмов, управляемых человеком. [ГОСТ 2601 84] Рубрика термина: Сварка Рубрики энциклопедии: Абразивное оборудование, Абразивы, Автодороги, Автотехника … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

Сварка дуговая нахлесточная — – дуговая ручная или механизированная сварка двух стержней, расположенных внахлестку, или стержня с металлической пластиной. [Терминологический словарь по бетону и железобетону. ФГУП «НИЦ «Строительство» НИИЖБ и м. А. А. Гвоздева, Москва,… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

Механизированная сварка: виды, ГОСТы, технология, оборудование, дефекты, область применения

Механизированная сварка представляет собой дуговую сварку, в процессе которой подача электрода, преобразованного путем плавления в присадочный металл или перемещение дуги выполняются с помощью управляемых машин и механизмов. С ее помощью специалист по металлу производит стыковые, угловые, тавровые и иные швы.

Нормативные акты, используемые при проведении сварных работ

Перечень основных Государственных стандартов, посвященных механизированной сварке, включает:

  • ГОСТ 2601-84 Сварка металлов. Термины и определения основных понятий;
  • ГОСТ 14771-76 Дуговая сварка в защитном газе. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры;
  • ГОСТ 19521-74 Сварка металлов. Классификация;
  • ГОСТ 3.1705-81 Единая система технологической документации. Правила записи операций и переходов. Сварка;
  • ГОСТ 11969-79 Сварка плавлением. Основные положения и их обозначения;
  • ГОСТ 29273-92 Свариваемость. Определение;
  • ГОСТ 30430-96 Сварка дуговая конструкционных чугунов. Требования к технологическому процессу;
  • ГОСТ 2.312-72 Единая система конструкторской документации. Условные изображения и обозначения швов сварных соединений;
  • ГОСТ Р ИСО 17659-2009 Сварка. Термины многоязычные для сварных соединений;
  • ГОСТ Р ИСО 857-1-2009 Сварка и родственные процессы. Словарь. Часть 1. Процессы сварки металлов. Термины и определения;
  • ГОСТ 8713-79 Сварка под флюсом. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры.

Область использования

Данный вид технологических работ широко используется при производстве:

Механизированная сварка – это вид сварочных работ, где все ключевые манипуляции, кроме погрузки и разгрузки изделий, выполняются в автоматическом режиме.

Частично механизированная – представляет собой металлообработку, где в ручном режиме осуществляется передвижение горелки и заготовки, погрузка и разгрузка изделий, а проволока поступает механически.

Технология механизированной обработки

Сначала обрабатываемые поверхности подготавливают. Проводят правку для устранения деформаций проката, наносят разметку, выполняют резку металла и обработку кромок. Края подвергают механической обработке абразивными материалами (инструментами) высокой твердости.

Далее выбирают режим сварки. Определяют силу, род и полярность тока, напряжение дуги, скорость сварки, температуру окружающей среды, число проходов, пространственное положение шва.

К электроду подводят электроэнергию, а обрабатываемое изделие заземляют для возбуждения и поддержания дуги. При соприкосновении этих объектов возникает сварочный ток. Под воздействием нагрева металл электрода и кромка изделия плавятся. Расплавленные частицы одного и другого вещества попадают в сварочную ванну, где происходит их смешивание в единую массу. При этом образуется расплавленный шлак, который поднимается на поверхность и образует защитную пленку. Затвердевание металла способствует образованию сварного шва.

На качество места соединения влияет наличие воздуха. Чтобы шов оставался прочным, локацию обрабатывают защитным газом, образующимся при сгорании углерода, или флюсом.

Технология частично механизированной сварки

Частично механизированная сварка предполагает ручное перемещение горелки и (или) заготовки и осуществление погрузки и разгрузки деталей. А вот подача присадочного металла происходит механическим способом. Возможна ручная регулировка сварочных параметров.

Существуют левый и правый способ газовой сварки. Левый способ заключается в перемещении горелки справа налево, при этом также передвигается перед пламенем присадочный пруток. В идеале движение должно носить зигзагообразный характер, перпендикулярный шву.

Правая сварка подразумевает прямолинейное перемещение горелки слева направо. Пламя расположено перед прутком и направлено в сторону расплавленной ванны. Металлический шов остывает не так быстро, как в первом случае. Из-за этого прочность соединения и производительность работ повышаются, а расход газа уменьшается.

Сварочное оборудование

Производство сварных швов реализуется с помощью автоматических и полуавтоматических аппаратов.

Автоматический прибор включает в себя:

  • газовый редуктор;
  • баллон с кислотами;
  • подогреватель;
  • осушитель.

Главным элементом автомата является сварочная головка. От того, с какой скоростью (постоянной или переменной) она подает электродную проволоку, зависит скорость плавления.

Полуавтомат обеспечивает подачу проволоки механическим способом. Перемещение дуги по направлению шва реализуется ручным управлением.

Полуавтоматическая техника включает в себя:

  • электродержатель;
  • кассеты;
  • шкаф управления;
  • сварочную горелку;
  • источник питания;
  • провод.

Примерная стоимость аппаратов для полуавтоматической сварки на Яндекс.маркет

Основным элементом механизма является электродержатель. Он сохраняет электрод в определенном положении и обеспечивает подачу тока в зону сварки. Активация дуги происходит посредством замыкания или пусковой кнопки, расположенной на рукояти держателя.

Механизированная сварка под флюсом

Флюс – это порошкообразное вещество для сварки, соответствующее ГОСТ 8713-79. Своими свойствами он напоминает электродное покрытие, а основным веществом является силикатный марганец.

Флюс бывает плавленым и неплавленым. К первым относятся вещества, прошедшие высокотемпературную обработку в печах. Ко вторым причислены флюсы керамического происхождения и порошки, спекшиеся и раздробленные до определенного размера.

Чаще всего сварка под флюсом используется при соединении высоколегированной и нержавеющей стали, алюминиевых и медных сплавов.

Примерная стоимость флюса на Яндекс.маркет

Недостатки швов

Дефекты сварочных швов возникают вследствие:

  • дифференциального нагрева металлического изделия;
  • усадки расплавленного вещества;
  • структурных изменений в химическом элементе.

Для предотвращения несовершенства сварки детали закрепляют в специальных инструментах. Этот вариант идеально годится для вязких составов, которые не вызывают образование трещин.

Некоторые сварщики используют метод обратной деформации или метод полного (частичного) устранения внутренних напряжений.

Классический случай устранения недостатков – термическая обработка посредством высокого отпуска. Изделие нагревают до 650°С и после недолгой выдержки медленно охлаждают.

Механизированное производство швов: плюсы и минусы

К преимуществам относят отличное качество готовых изделий, высокую скорость металлообработки, экономию металла (например, в сравнении с заклепочным соединением), снижение стоимости, связанную с уменьшением трудоемкости подготовительных работ. Вес сварной конструкции легче литой или клепаной.

К отрицательным качествам относится высокое энергопотребление сварочных работ и расходных материалов.

Особенности технологии механизированной сварки

Неразъёмное соединение материалов посредством сварки относится к наименее затратным по времени и расходу материалов и энергии операциям. Помимо распространённой электродуговой существуют механическая сварка и термомеханическая.

Классификация механизированных и автоматизированных процессов

Принято разделять технологические процессы на холодные и высокотемпературные. Последние более распространены и являются модернизированным прототипом ручной электродуговой сварки электродом во флюсовой обмазке.

Механизированная дуговая сварка устраняет вынужденные ограничения в производительности, защите поверхности шва и металла деталей, снижении температурных деформаций вследствие неравномерности нагрева.

Дуговая плазменная

Сварка деталей ведётся локальным плазменным потоком. Диапазон температур потока раскалённых газов 5–30 тыс. градусов. Плотность и тугоплавкость металлов не играют существенной роли.

Тепловое воздействие дуги дополняется энергией расширяющихся газов. Обычно это аргон в чистом виде либо в смеси с гелием. Они исключают попадание воздуха атмосферы, иных окислителей в рабочую зону. Используются токи разной полярности.

Градация мощности аппаратуры:

  • До 25 А – локализация нагрева, исключение прожогов и коробления тонкостенных элементов, разрушение оксидной плёнки алюминия.
  • До 150 А – металл плавится на заданной глубине без повреждения пограничных участков.
  • Более 150 А – идёт сквозной проплав высокопрочных и тугоплавких сталей.

Технологические механизированные и автоматические линии дают преимущества в 3–4-кратном ускорении процедуры в сравнении с ручными аппаратами для прецизионной сварки. Трудоёмкая пайка уступает место микросварке:

  • Шов не нуждается в зачистке и выравнивании.
  • Отпадает надобность в подготовке поверхности перед сваркой.
  • Отсутствие температурных деформаций.
  • Универсальность – доступна сварка цветных, чёрных металлов, чугуна.
  • Безопасность.

Механизированная под слоем флюса

Розжиг электрической дуги под слоем механически наносимого гранулированного флюса допускает сваривание с шириной фронта до 100 мм. В таком случае предполагается использование многоэлектродного мундштука или газоразрядных электродов. Флюс на основе силиката марганца подаётся из бункера на заданную ширину шва. Скорость сваривания доходит до 100–300 м/час.

Предусмотрена предохранительная мера – создание избыточного давление защитного газового пузыря. Тепловой фон хвостовой части сплава сварочной ванны снижается без резких перепадов температуры, что противодействует возникновению микротрещин. Разбрызгивание металла ограничено, не превышает 2%.

Читайте также:  Система аспирации – что это такое?

Преимущества метода:

  • Расплав легируется и раскисляется за счёт компонентов флюса.
  • Относительно ручной сварки скорость изменяется в десятки раз.
  • Стабильность горения дуги.
  • Контакт с кислородом и азотом атмосферы исключается.

Полуавтоматическая дуговая электросварка плавящимся электродом

Сварка ответственных конструкций в произвольном пространственном положении шланговыми полуавтоматами с синхронизированной подачей присадочной проволоки лидирует по доступности. Они изготовляются в соответствии с ГОСТ 18130—79 Е.

Невысокая стоимость и надёжность стационарных и переносных устройств даёт выигрыш в производительности до 8 раз, применение оправдано замечательными способностями:

  • Принудительное либо естественное охлаждение горелки.
  • Зона дуги защищается инертным газовым облаком либо флюсом или используется порошковая самозащитная проволока.
  • Стальная присадочная электродная проволока сплошная либо порошковая, алюминиевая – сплошная.
  • Варьируются виды подачи и регулировки скорости выхода проволоки с бобины.

Предохранительная газовая среда преимущественно представлена аргоном, гелием, смесями. Для низкоуглеродистых сталей толщиной до 40 мм – углекислым газом. Водяное либо воздушное принудительное охлаждение продлевает срок службы вольфрамового неплавкого электрода.

Автоматическая орбитальная система

Стационарные и мобильные комплексы орбитальной сварки управляются компьютерной программой. Обслуживающий персонал не вмешивается в технологический процесс.

Автоматические аргонно-дуговые станции оснащены неподвижной горелкой, вращение детали вокруг оси сопряжено с ограничениями размеров по длине, суммарной массе изделия.

Орбитальная система лишена этого недостатка. Применяется для соединения плетей магистральных трубопроводов встык, соединений фланцев в труднодоступных местах. Манипулятор продвигает горелку по заданной траектории, совершая колебательные движения для равномерного заполнения разделки. Тело заготовки остаётся в статичном состоянии.

Многопроходная головка устанавливается по направляющим кольцам. Напряжение питания сети 230–500 В. Диапазоны размеров труб:

  • Ø25–89 мм;
  • Ø60–168 мм;
  • Ø168–1800 мм.

Термомеханическая

Различные методики частично механизированной сварки предусматривают сжатие с одновременным воздействием локального источника тепла для совместной пластической деформации сопрягаемых поверхностей в зоне наибольшего электросопротивления. Под общим термином контактная сварка объединены три различных метода:

  1. Стыковая сварка – торцы заготовок компактного сечения нагревают и сдавливают, добиваясь пластической деформации обеих частей изделия по всей площади. Применяются 2 способа:
    • Сварка сопротивлением – соединение однородных сплавов малого сечения сложных форм с предварительной обработкой торцов, точной подгонкой по площади сечения.
    • Сварка оплавлением не требует подготовки торцов. Нагрев стыков ведётся до оплавления. Окислы, загрязнения при сжатии выдавливаются из зоны стыковки.
  2. Точечная и роликовая (шовная) сварки преимущественно применяются для сварки листовых материалов внахлёстку. Различия только в величине контакта. Точечное соединение фиксирует заготовки на отдельных участках. Роликовое – непрерывным швом. Оборудование для механизированной сварки схематично представляется парой электродов, оказывающих давление на листы. Импульсный нагрев с плавлением металла и взаимным проникновением литого ядра сварной точки происходит в доли секунды. Сжатие препятствует частичному вытеканию расплава.
  3. Сварка трением – высокопроизводительный способ сплочения разнородных сплавов. Активно применяется для производства концевого режущего инструмента. Хвостовики из конструкционных сталей соединяют с быстрорежущими сплавами. Торцы вращающейся и неподвижной заготовки разогреваются до пластического течения под давлением силой трения. Осадка (сдавливание) после остановки вращения создаёт прочное монолитное соединение.
  4. Диффузионная сварка проводится в вакуумной камере, степень разряжения влияет на скорость диффузии. В месте соединения прилагается усилие по сжатию. При необходимости оказывается электроконтактный, индукционный или радиационный нагрев. Ускорение взаимного проникновения частиц решается химическими составами, применением вспомогательных материалов. Достижимо получение на основе диффузионной сварки слоистых конструкций из малосовместимых материалов.

Среди 35 видов создания прочных контактов на основе пайки и сварки, существуют методики для неметаллических материалов и оптоволокна.

Механизированная сварка в среде углекислого газа

Сущность способа сварки в среде углекислого газа. Сварка в среде углекислого газа (СО2) является разновидностью дуговой сварки. Схема сварочного процесса приведена на рис. 10.9.

Рис. 10.9. Способ сварки в среде СО2

1 – сварочная проволока; 2 – токоведущий мундштук; 3 – сопло; 4 – струя защитного газ; 5 – сварочная дуга; 6 – сварочная ванна; 7 – шов

Сварка производится голой сварочной проволокой диаметром 1,4…2 мм, которая подается через токоведущий мундштук. В зону сварки через сопло поступает углекислый газ, струя которого, обтекая сварочную дугу и сварочную ванну, предохраняет расплавленный металл от воздействия атмосферного воздуха.

Электродная проволока подается непрерывно в зону сварки со скоростью плавления. Сварочная горелка перемещается вдоль свариваемых кромок, в результате чего совершается процесс сварки с образованием шва. Сварку производят на постоянном токе обратной полярности (плюс на электроде).

Различают механизированную и автоматическую сварки. В первом случае механизирована подача проволоки, а горелка перемещается сварщиком вручную. В случае автоматической сварки механизированы подача проволоки и перемещение сварочной горелки.

Углекислый газ является химически активным газом, поэтому для сварки применяют проволоку марок Св-08Г2С или Св-08ГС, содержащих в своем составе раскислители кремний и марганец.

Основные достоинства сварки в среде СО2:

– обеспечивает получение высококачественных сварных соединений из различных металлов при высокой производительности по сравнению с ручной дуговой сваркой благодаря применению высокой плотности тока (100…200 А/мм 2 );

– высокое качество сварного шва;

– лучшие условия труда;

– в отличие от сварки под слоем флюса возможно визуальное наблюдение за процессом горения дуги и образования шва, что особенно важно при механизированной сварке;

– в отличие от сварки под слоем флюса не требует приспособлений для удержания флюса, поэтому возможна сварка как нижних, так и вертикальных и горизонтальных швов.

К недостаткам следует отнести возможность сдувания струи газа ветром или сквозняком, что ухудшает защитное действие газа и качество шва; необходимость защищать рабочих от излучения дуги и от опасности отравления при сварке в замкнутом пространстве. Кроме того, сварка в углекислом газе возможна только при постоянном токе и дает менее гладкую поверхность шва, чем сварка под флюсом.

Оборудование поста для сварки в среде углекислого газа. Для механизированной сварки в среде углекислого газа применяются полуавтоматы отечественного производства марок ПДГ-516, ПДГ-508, ПДГ-415, ПДГ-252 и др., а также полуавтоматы зарубежных фирм. Сварочные полуавтоматы имеют в своем составе примерно одинаковые функциональные блоки и отличаются друг от друга лишь мощностью и конструктивным исполнением. В качестве примера представлен пост механизированной сварки в углекислом газе полуавтоматом ПДГ-516, блок-схема которого представлена на рис. 10.10.

Сварочная проволока подается в зону сварки подающим механизмом, состоящим из двигателя постоянного тока, редуктора и двух пар роликов-шестерен с гладкими коническими канавками. Рычажным механизмом верхние ролики прижимаются к нижним. Сварочная проволока из кассеты подается роликами-шестернями через шланг в сварочную горелку. Сюда же подаются сварочный ток через кабель от выпрямителя и углекислый газ из баллона с углекислотой. Для сварки в углекислом газе используются выпрямители с жесткой внешней характеристикой марок ВС-300, ВДГ-301 и др. (в процессе сварки напряжение на дуге постоянно и не зависит от величины сварочного тока) или универсальные выпрямители ВДУ-504, ВДУ-506.

Рис. 10.10. Блок-схема полуавтомата для сварки в среде СО2:

1 – сварочная горелка; 2 – механизм подачи электродной проволоки;

3 – кассета с электродной проволокой; 4 – сварочные кабели; 5 – баллон

с углекислотой; 6 – подогреватель газа; 7 – редуктор-расходомер; 8 – кабель

управления; 9 – сварочный выпрямитель; 10 – осушитель газа

В баллоне сварочная углекислота находится в жидком состоянии. После испарения углекислый газ проходит через подогреватель, редуктор-расходомер, электрогазовый клапан и поступает в сварочную горелку. В случае применения несварочной (пищевой) углекислоты, с повышенным содержанием влаги, в газовую магистраль дополнительно включают осушитель. Испарение углекислоты проходит с поглощением тепла. Подогреватель повышает температуру углекислого газа, предотвращая замерзание редуктора. Редуктор-расходомер обеспечивает снижение давления газа до рабочего значения и контроль его расхода в процессе сварки.

Электрогазовый клапан представляет собой исполнительный механизм, открывающий и закрывающий подачу газа в сварочную горелку.

Блок управления сварочным полуавтоматом (БУСП) с электрогазовым клапаном расположен сзади подающего механизма и обеспечивает выполнение следующих операций:

– включение и выключение электрогазового клапана (выключение выполняется с регулируемой задержкой 1…5 с, что обеспечивает защиту жидкого металла вплоть до его затвердевания);

– включение и выключение электродвигателя подачи проволоки (скорость подачи проволоки регулируется резистором на панели блока управления);

– включение и выключение сварочного выпрямителя (выключение выполняется с регулируемой задержкой 0,5…3 с, что обеспечивает заварку кратера).

При нажатии выключателя на сварочной горелке происходит включение газового клапана и подача газа в зону сварки. Через 1 с включаются источник питания сварочной дуги и привод подачи электродной проволоки. При замыкании сварочной проволоки на изделие зажигается дуга.

При размыкании выключателя останавливается двигатель подачи электродной проволоки, происходит растяжка дуги и ее обрыв. Через 0,5…3 с выключается источник питания и через 1…5 с – газовый клапан (снимается напряжение со сварочной горелки и прекращается подача газа). Следующее включение происходит при нажатии кнопки на сварочной горелке.

Технические характеристики полуавтомата для сварки в углекислом газе ПДГ-516 с ВДУ-506 представлены в табл. 10.4.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Ссылка на основную публикацию