Автомат для сварки плавлением

Pereosnastka.ru

Обработка дерева и металла

Автоматы для дуговой сварки плавящимся электродом осуществляют в процессе работы несколько функций: зажигание дуги, подачу электродной проволоки, флюса или защитного газа в зону дуги, поддержание заданного

режима сварки, перемещение сварочного аппарата и прекращение процесса сварки. Автоматы должны быстро и точно реагировать на различные внешние воздействия: колебания напряжения сети, изменение скорости подачи электродной проволоки и т. п. Общий вид автомата показан на рис. 1.

Основным элементом сварочного автомата является сварочная головка, осуществляющая подачу электродной проволоки и поддержание заданного режима сварки.

К сварочным тракторам относятся переносные сварочные автоматы с самоходной тележкой, которая перемещает автоматы вдоль свариваемых кромок по поверхности свариваемого изделия или по переносному пути.

Автоматы для дуговой сварки можно классифицировать по следующим признакам;
— по конструкции — сварочные тракторы; самоходные сварочные головки; подвесные головки;
— по назначению — для сварки под флюсом; в защитных газах; под флюсом; в защитных газах и порошковой проволокой (универсальные);
— по роду применяемого тока — для сварки постоянным током (прямой и обратной полярности); для сварки переменным током (одно- и многофазным);
— по способу регулирования скорости — с плавным регулированием со ступенчатым; с плавно-ступенчатым;
— по способу охлаждения токоподводящей части сварочной головки и сопла — с естественным охлаждением, с принудительным охлаждением (водяным или газовым);
— по способу подачи электродной проволоки—со скоростью подачи, зависящей от напряжения на дуге; со скоростью подачи, не зависящей от напряжения на дуге;
— по расположению автомата относительно свариваемого шва — для сварки внутри колеи, для сварки внутри и вне колеи.

Рис. 1. Сварочный автомат для дуговой сварки А-874 С:
1 — кассета с электродной проволокой; 2 — пульт управления; 3 — правильный механизм; 4 — корректирующее устройство; 5 — мундштук.

Кроме того, автоматы можно подразделить на следующие группы: одно-двух- и многоэлектродные; одно-, двух, и многодуговые. Самоходные автоматы для дуговой сварки плавящимся электродом изготовляются по ГОСТ 8213—75. В новых моделях автоматов применяют следующие условные обозначения: условные буквы — АД (автомат для дуговой сварки; способ защиты дуги (Ф — флюс, Г — защитный газ, ФГ — универсальный); номинальный сварочный ток, 102 А; номер модели, климатическое исполнение по ГОСТ 15150—69.

В соответствии с ГОСТ 8213—75 автоматы на номинальный сварочный ток 315, 500 и 630 А изготовляются на напряжение 220 и 380 В (питающая сеть 50 Гц), на ток 1000 и 1600 А — на напряжение 380 В.

Автоматы для дуговой сварки под флюсом

При сварке под флюсом электрическая дуга горит между электродом и изделием под слоем флюса. Вследствие небольшого расстояния между мундштуком и свариваемым изделием возможно применение большого сварочного тока при. малом сечении электродной проволоки. Повышение сварочного тока увеличивает глубину проплавления и улучшает качество сварного шва.

Тракторы для дуговой сварки под флюсом. Общие виды сварочных тракторов ТС-17М и АДС -1000-4 показаны на рис. 2 и 3, электрическая схема трактора АДС -1000-4 — на рис. 4.

Самоходные и подвесные головки для дуговой сварки под флюсом. Автомат АБСК предназначен для сварки под флюсом стыковых, угловых и нахлесточных соединений, продольных и кольцевых швов. Скорость подачи электродной проволоки не зависит от напряжения дуги. Регулирование скоростей сварки и подачи электродной проволоки ступенчатое за счет сменных шестерен.

Рис. 2. Сварочный трактор ТС-17М:
1 — пульт управления; 2 — кассета для электродной проволоки; 3 — бункер для флюса; 4 — электродвигатель; 5 — ходовой механизм; 6 — мундштук; 7 —сварочная головка; 8 — корректировочный механизм.

Рис. 3. Сварочный трактор АДС -1000-4:
1 — сварочная головка; 2 — токоподвод; 3 — электродвигатель; 4 — кассета для электродной проволоки; 5 — пульт управления, 6 — бункер.

Рис. 4. Электрическая принципиальная схема сварочного трактора АДС -1000-4:
S1— кнопка «стоп»; S2 — кнопка «пуск»; G1, G2 — генераторы; VI — селеновый выпрямитель; М2 — электродвигатель привода хода; Ml — электродвигатель подачи электродной проволоки; МЗ — электродвигатель привода генераторов; R7 — потенциометр для регулирования скорости сварки; PU2 — вольтметр измерения скорости сварки; R1 — резистор регулирования сварочного тока: R4 — резистор регулирования напряжения дуги; Q4 — переключатель изменения направления движения каретки; С1 — конденсатор выдержки времени отключения; К2 — контактор отключения источника питания.

Рис. 5. Сварочный автомат А-1401:
1 — механизм подачи электродной проволоки; 2 — суппорт поперечной настройки; 3 — самоходная тележка; 4 — Штанга; 5 — флюсоаппарат; 6 — катушка с тормозом; 7 — механизм подъема; 8 — датчик слежения; 9 — флюсоотсос.

Рис. 6. Сварочный трактор АДПГ -500:
1 — сварочная горелка; 2 — водотокоподвод; 3— горизонтальный механизм перемещения сварочной горелки; 4 — вертикальный механизм перемещения сварочной горелки; 5 — механизм поворота сварочной горелки; 6 — переносный пульт управления; 7 — электродвигатель; 6 — механизм подачи электродной проволоки; 9 — механизм перемещения сварочной горелки в поперечном направлении; 10 — тележка.

У автоматов А-1401 и А-141Э регулирование скоростей сварки и подачи электродной проволоки — плавное; у автоматов А-1416 и А-1419 регулирование скоростей — ступенчатое.

Автоматы для дуговой сварки в защитных газах

Самоходные и подвесные головки для дуговой сварки в защитных газах.

Регулирование скорости подачи электродной проволоки у автоматов А-1411П и А-1417 плавное, у автомата А-1418 — ступенчатое; регулирование скорости сварки у автоматов А-1411П и А-1418 — ступенчатое, у автома та А-1417 — плавное.

Читать еще: Воздушный клапан для канализации схема установка

Рис. 7. Сварочный автомат А-1411П:
1 — тележка; 2 — штанга; 3 — механизм подъема штанги; 4 — когшрное устройство; 5 — сварочная головка) 6 — суппорт.

Автомат А-1411П оснащен копирным устройством для слежения за швом в двух плоскостях и следящей головкой для автоматического поиска начала шва. Управление автоматом — дистанционное.

Рис. 8. Сварочный автомат А-639:
1 — копир; 2 — пульт управления; 3 — бункер; 4 — штанга; 5 — кассета; 6 — правильный механизм; 7 — кронштейн; 8 — мундштук.

Преимущества автоматической сварки

На поточном производстве сварочный автомат полностью заменяет опытного сварщика. С большой производительностью, без участия человека обеспечивает точное соединение деталей. Автоматическая сварка – полностью механизированная технология.

Аппарат самостоятельно поддерживает стабильное горение дуги, подает присадочную проволоку. Процесс происходит в закрытом корпусе. Оператор не подвергается воздействию вредных факторов. Автоматы-сварщики способны работать без перерывов и выходных. После программирования процедура сварки полностью контролируется в автоматическом режиме. При ускоренном процессе получаются качественные швы.

Сущность автоматической сварки

Процедуру автоматизации сварки по электродуговой технологии условно делят на несколько операций:

обновление расплавляемого стержня в постоянном режиме;
поддержание необходимых условий (подача флюса или защитного газа в рабочую камеру);
равномерное движение дуги по заданной траектории с постоянной скоростью;
формирование шовного валика.

При этом автомат контролирует:

расстояние между кончиком электрода и свариваемым металлом до микрон;
силу сварочного тока;
скорость образования шва;
глубину прогрева заготовки.

Автоматы различаются по:

способу защиты рабочей зоны;
движению сварочной дуги;
количеству устанавливаемых электродов, их типу;
роду рабочего тока.

При таком разнообразии аппаратов сущность процесса одинаковая.

Благодаря автоматическим установкам производителям удалось увеличить производительность и качество сварных соединений.

Виды сварочных автоматов

Исходя из функционала, в любом оборудовании с автоматической сваркой должны быть базовые элементы:

источника тока инверторного типа, чтобы обеспечить стабильное горение дуги, поддерживающего нужные вольт-амперные характеристики;
головки, заменяющей электрод;
устройства, обеспечивающего движение головки или ванны расплава;
механизированной подачи присадки;
блок управления.

Все эти части собраны в едином корпусе. Необходимо предусмотреть стол для укладки заготовок. Устройство формирует шов за счет взаимного движения ванны расплава и головки. Одни из элементов закреплен жестко, другой подвижен. Разработано два типа автоматов:

с равномерной (устанавливаемой) скоростью подачи присадки в рабочую зону;
регулированием вращения подающих валиков в зависимости от напряжения дуги.

Саморегулирование происходит за счет удлинения дуги для снижения ампеража рабочего тока. Соответственно, при короткой дуге сила тока возрастает. Если преобразованный сигнал об изменении электродуги передавать на механизм вращения роликов, корректируется скорость подачи проволоки. В автоматах в постоянном режиме регулируется ампераж и вольтаж. Величина напряжения устанавливается на пульте управления, ток регулируется по внешним характеристикам источника питания.

Сварочный трактор

Первые установки для автоматической сварки создавались в годы СССР для тяжелого машиностроения. Электропривод одновременно подает крутящий момент на механизм подачи проволоки и ходовую часть аппарата. Дополнительно монтируется бункер для подачи флюса, бобина для проволоки. Головка с тугоплавким электродом закреплена стационарно в нижней части трактора, вблизи оси, проходящей по центру тяжести сварочного устройства.

Автомат устойчиво движется по свариваемой поверхности или рельсовым направляющим. Устройство применяется для изготовления и ремонта габаритных емкостей, демонстрирует высокую производительность.

Подвесное оборудование

Сварочные автоматы выпускают двух типов:

стационарные с неподвижно закрепленным электродом, генерирующим дугу;
передвижные, оборудованные тележками.

Первые применяются для соединения труб или других вращающихся вокруг оси заготовок. Самоходные нужны для формирования длинных швов. Область применения подобных автоматов обширна, например изготовление сварного проката или наплавка крупногабаритных деталей. Подвесное оборудование используется в робототехнике, оснащается манипуляторами.

Продвигаясь по заданной траектории на недоступных человеку скоростях, автоматическая сварка обеспечивает достойный уровень качества сварных соединений.

Используются для однослойной или многослойной сварки деталей различной толщины с разделкой кромок или без, внахлест или встык. Автоматы выполняют угловые, кольцевые прямые швы.

Технология автоматической сварки

Главный узел аппарата – токопроводящая сварочная головка. Осуществляется подача:

присадки;
разряда, формирующего электрическую дугу.

Автоматическая сварка чаще производится с использованием присадочной проволоки, закрепляемой на бобине или катушке. За счет роликовой системы устанавливается траектория движения, скоростной режим. Предварительно присадка выпрямляется, затем поступает в направляющий мундштук, который в процессе работы размещается над рабочей зоной.

Автоматическим сварочным аппаратом дуга формируется по тому же принципу, что у ручного – при замыкании электрода на поверхности детали происходит пробой заряда. Контакт и электродуга расположены так, что присадка выполняет функцию короткого плавящегося электрода. За счет непрерывной подачи проволоки длина токопроводящего отрезка остается неизменной.

Сварочная зона обширная, зависит от марки оборудования. При правильной настройке не возникает перегрева металла или мундштука. Инверторный источник питания способен зажигать дугу без контакта дуги и заготовки. Когда длина электродуги фиксированная, исчезает риск залипания электрода при коротком залипании по капле. Металл стабильно поступает в ванну расплава. При падении капли проволока на холостом ходу движется назад, увеличивая дистанционный разрыв, необходимый для поддержания электроразряда. Вручную подобную стабильную работу обеспечить невозможно.

Преимущества и недостатки

Визуально швы по автоматической технологии намного ровнее, чем ручной. Сварка автомат обладает другими достоинствами:

Перед ручной дуговой, сварочное оборудование необходимо долго настраивать, регулировать параметры тока, напряжения. Использование электронных систем ускоряет настроечный процесс.
Производительность автоматов в разы выше, чем у бригады сварщиков. Не нужны перерывы на отдых, качество не зависит от профессионализма.
Снижается объем отходов. Количество испорченных деталей зависит от правильности настройки аппаратов, а не от человеческого фактора.
Стабильный сварочный шов. Сварка автоматами ценится за аккуратные ровные шовные валики одинаковой высоты без разрывов и наплывов.
Экономичность: расход проволоки ограниченный, меньше энергопотерь из-за разбрызгивания, угара.
Возможность варить металл:

в труднодоступных для человека местах;
замкнутых пространствах;
вредных условиях: повышенной загазованности, некомфортной для человека температуре.

Читать еще: В туалете нет вентиляции панельный дом

Теперь о недостатках сварки автоматом:

низкая маневренность;
необходимость перестройки при смене операций;
высокая стоимость оборудования.

По этим причинам сварочные автоустройства не могут полноценно заменить сварщиков.

Сварочный автомат: виды и преимущества аппаратов

С появлением сварочных аппаратов стало возможным выполнять надежное соединение металлических изделий при минимальных затратах времени и труда. Но со временем пришло понимание того, что и они не являются идеальными. Для более эффективного выполнения специфических задач требовалось более совершенное оборудование. Это привело к созданию нового типа устройств — сварочных автоматов. Они позволили полностью автоматизировать рабочий процесс.

Виды устройств

Благодаря этим устройствам, участие сварщика сводится к контролю качества сварного соединения, при этом такие процессы, как: подача электродов, поддержание горения сварочной дуги, начало и завершение рабочего процесса, выполняются сварочным оборудованием.

Фактически человек превратился в такого оператора, от которого требуется только установить автомат и соединяемые детали в необходимом положении, а затем управлять сварочным процессом при помощи пульта управления. Сварочные автоматы кардинально изменили взгляд на то, как может проходить рабочий процесс и помогли добиться существенного снижения трудозатрат работников.

Сварочным автоматом принято называть устройство, осуществляющее контроль над качественным выполнением соединения и позволяющее за счёт этого существенно снижать трудовые затраты.

Современные автоматы для сварки подразделяются на три основных типа:

подвесной стационарный автомат;
передвижной автомат;
сварочный трактор.

Подвесной стационарный

Особенностью подвесного стационарного автомата является то, что он устанавливается на заранее выбранном месте и на протяжении всего процесса находится в неподвижном состоянии. Чаще всего сварочное оборудование подобного типа применяют для сварки труб.

Во время проведения этих работ дополнительно задействуются специальные механические устройства, которые обеспечивают бесперебойное вращение, при этом голова подвесного стационарного аппарата в течение всего процесса остается неподвижной. Роль оператора здесь сводится к контролю работы оборудования, осуществляемого при помощи специального пульта.

Передвижной самоходный

Передвижной автомат комплектуется самоходной тележкой, которая позволяет его транспортировать в любое необходимое место. Оборудование подобного типа наиболее активно используется при проведении работ по созданию прямых швов значительной длины.

Сварочный трактор

Отличается от двух выше рассмотренных типов тем, что способен самостоятельно перемещаться не только по намеченному для него пути, но и по поверхности конструкции, которую требуется сварить. Процедура его установки занимает очень мало времени, поэтому используется такое оборудование главным образом в ситуациях, когда необходимо выполнить достаточно большой объем работ по соединению деталей.

Классификация оборудования по признакам

По своему назначению автоматы для сварки можно разделить на два основных типа — специализированные и универсальные. Они отличаются между собой определенным набором признаков, которые характеризуют их полезные эксплуатационные качества:

По возможности перемещения оборудование для сварки можно подразделить: на самоходные и несамоходные. Последние также известны как подвесные.
Сварочные автоматические устройства можно разделить также по типу используемых электродов. Универсальные аппараты поддерживают работу с любыми типами, включая и неплавящиеся, изготавливаемые из вольфрама. Специализированные аппараты могут работать только с определенным типом расходного материала.
По типу плавки электрода: проводной, штучный и ленточный.
По способу защиты участка, на котором выполняется сварка: флюс, защитная газовая среда и комбинированный способ, предполагающий одновременное использование флюса и газовой среды.
По типу поддерживаемого рабочего тока. Сварочные автоматические установки могут работать с постоянным или переменным током. Встречаются и специальные конструкции, эксплуатация которых возможна при обоих типах напряжения.
По способу подачи присадочной проволоки: регулируемые вручную и настраиваемые с учётом величины напряжения, с которым подается электрическая дуга.
По способу выполнения сварного соединения: свободная и принудительная технология.
По типу настройки сварочного тока: плавный, ступенчатый и комбинированный.

Технология выполнения работ

В тех случаях, когда для эффективного соединения металлоизделий требуется сварочный аппарат-автомат, чаще всего сварку выполняют не с использованием электродов, а при помощи специальной присадочной проволоки, которая наматывается на специальную катушку. Этот материал находится в подающем механизме и подаётся при необходимости в область создаваемого шва за счет роликовой системы. Возможен и автоматический способ подачи, если есть электрический двигатель.

Механизм, в котором располагается присадочная проволока, обеспечивает ее перемещение и выпрямление, после этого она поступает в мундштук, а оттуда — к сварочной дуге.

А также в мундштуке располагается специальный контакт, проводящий электроток. Он находится в постоянном взаимодействии с присадочной проволокой, обеспечивая тем самым создание сварочной дуги. Сам контакт и дуга располагаются на небольшом расстоянии друг от друга. Из-за этого перемещение присадочной проволоки напоминает собой технологию работы с коротким электродом, когда последний сохраняет на протяжении всего процесса одинаковую длину.

Сварочная зона имеет довольно большую площадь, особенно если используются автоматы марки Ляйстер. Вследствие этого, даже при работе с электротоком высокой плотности, последний можно направлять на расплавление металла, не беспокоясь насчёт перегрева проволоки или оборудования. Автоматические аппараты для сварки Ляйстер в состоянии обеспечить равномерное поступление проволоки, благодаря надежному подающему устройству. Это избавляет оператора от необходимости делать поправку на дугу, склонную менять свою длину.

Читать еще: Водопровод из колодца в дом зимний вариант

Из предлагаемых сегодня решений на рынке довольно интересными являются автоматы от компании Твинни Т, которые отличаются от конкурентов способностью зажигать дугу самостоятельно, не вступая во взаимодействие с соединяемыми заготовками.

Если будут выполняться технологические требования к проведению работ при помощи автомата, то возможно решение следующих задач:

Осуществлять точную настройку скорости подачи присадочной проволоки с учетом рабочего напряжения дуги и ее размера. Присадочный материал будет подаваться в зону сварки с той же скоростью, с которой осуществляется ее плавление при условии, что сварочная дуга имеет нормальные рабочие параметры. Аналогичным образом, в случае уменьшения размеров дуги, проволока также будет уменьшаться, поддерживая стабильность дугового напряжения.
Если, ввиду возникших обстоятельств, длина дуги станет больше, то проволока автоматически начнет подаваться с увеличенной скоростью, что позволит скорректировать размер дуги и ее напряжение до нормативных показателей. Иными словами, автомат будет в течение всего сварочного процесса поддерживать оптимальные рабочие параметры дуги и корректировать их до нормальных значений без дополнительного расхода присадочной проволоки.
При использовании автомата для сварки можно нормализовать работу после короткого замыкания. Если описанное явление приведет к неожиданному исчезновению напряжения, то проволока сразу же перемещается назад, удаляясь от свариваемой конструкции. Иными словами, благодаря автомату, моментально происходит изменение направления ее движения.
Но как только подача энергии возобновляется, проволока вновь начинает движение к соединяемым элементам и с целью уменьшения напряжения холостой дуги накоротко замыкает в момент касания свариваемых конструкций. Одновременно с этим загорается и сварочная дуга. Если этого не происходит, то проволока повторно движется в зону сварки. Затем она принимает исходное положение, после чего дуга восстанавливает свои нормальные рабочие параметры.

Таким образом, благодаря сварочному автомату можно в течение всего рабочего процесса обеспечивать стабильность рабочих параметров дуги, что является практически невыполнимой задачей при проведении работ вручную.

Преимущества и недостатки

Если сравнивать рабочий процесс, проходящий с использованием автомата, и сварку, осуществляемую ручным методом, то у первого можно выделить ряд следующих преимуществ:

Высокая производительность труда. С помощью сварочного автомата можно не только соединять металлические конструкции значительной толщины, но и создавать небольшие швы, когда приходится выполнять однотипные работы большого объема. В обоих случаях это оборудование обеспечивает значительное повышение производительности труда, чего невозможно добиться при сварке ручным способом, поскольку здесь не приходится тратить время на замену сгоревших электродов.
Исключение возможности влияния человеческого фактора. Поскольку человек практически не принимает участия в сварочном процессе, это позволяет создавать ровный по всей длине и однородный по толщине шов. При ручной же сварке всегда остается риск того, что рука дрогнет. С автоматом же этого никогда не произойдёт, поскольку он поддерживает стабильные параметры сварочного процесса в течение всего времени его проведения. На качество работы не может повлиять состояние оператора (не только психологическое, но и физическое).
Возможность проведения работ в труднодоступных местах. Каждому человеку присущи определенные габариты, поэтому для комфортного проведения сварочных работ он нуждается в определённой площади. В случае со сварочным автоматом появляется возможность выполнения сварки в условиях, где человек не только не испытывает неудобства, но и при всём желании не смог бы испортить качество соединения.
Автоматическая регулировка. Отличительной чертой современных сварочных автоматов является способность настраивать подачу проволоки в случае увеличения или уменьшения длины дуги, а также восстанавливать работу после технических сбоев без последствий для качества шва. Сварка, проводимая с помощью автоматического устройства, гарантирует высокое качество выполняемого шва, которое не подвержено воздействию никаких внешних изменений окружающей среды.
Экономичность. При проведении работ с помощью автомата обеспечивается снижение расхода используемых материалов, поскольку автомат изначально настроен на их поступление в таком количестве, чтобы качественно выполнять соединение деталей, не допуская их расхода на бесполезный угар или разбрызгивание.

Что же касается недостатков, которые имеет технология соединения деталей с использованием автоматических устройств, то главным является возникновение дополнительных временных затрат на подготовку к рабочему процессу. Прежде чем приступить к работе, необходимо настроить оборудование для сварки: установить стационарно с настройкой подачи свариваемых элементов либо проложить рельсовый путь. А также эта технология не позволяет изменять качество шва во время рабочего процесса, поскольку все характеристики контролируются автоматическим устройством без возможности их корректировки.

Сварочный автомат стал новой ступенью развития оборудования, используемого для проведения сварочных работ. Основное их достоинство заключается в том, что они позволили практически полностью автоматизировать рабочий процесс, сведя к минимуму участие в нём человека.

Эти устройства позволяют поддерживать на протяжении всего времени стабильные показатели сварки, что является залогом получения качественного соединения деталей. Оборудование не подвержено воздействию факторов внешней среды, что может в любой момент произойти с человеком, который способен совершить грубую ошибку. А это в итоге может крайне негативно повлиять на качество создаваемого сварочного шва.