Особенности механизированной сварки

Особенности механизированной сварки

Под механизированной или частично автоматизированной электросваркой понимаются операции сплавления, при которых рабочий стержень вместе с дугой перемещаются посредством специальной механической подачи.

Такая механизированная дуговая сварка осуществляется с привлечением дополнительного оборудования и обеспечивает возможность выполнения самых сложных операций. С её помощью удаётся формировать не только узловые и тавровые соединения, но и обустраивать сочленения типа «внахлёст» и «встык».

Автоматика и полуавтоматика

Полностью механизированная или автоматическая электросварка – это вариант сварки, когда дуга появляется без усилий сварщика. Таким образом, сварщик вообще не принимает непосредственного участия в работе.

Течение сварки управляется и корректируется командами, которые подают на исполнительные механизмы по специально разработанным для этих целей программам.

Функционирование систем механизированной дуговой сварки предполагает получение особым образом оформленного металлического соединения.

Под действием расплавленного дугой электрода на поверхности обрабатываемого металла образуется особый сварочный слой или ванна, в которой все компоненты присутствуют в жидком и хорошо перемешанном виде.

Такая жидкая масса формируется с помощью вспомогательных добавок (флюсов), что принципиально отличает данный класс сварки от ручного способа.

Металл под воздействием этих добавок сначала интенсивно окисляется, а затем переходит в стадию легирования.

При формировании дуги автоматом она движется вдоль свариваемых кромок металла, активируя при этом всю сварочную ванну.

После прохода автомата и остывания ванны на её месте остаётся достаточно ровный и качественный шов.

Реализация процесса

Механизация процесса сварки предполагает несколько вариантов его реализации, отличающихся по условиям сплавления, виду дуги и по способу защиты обрабатываемого металла от окисления. В предлагаемом ниже перечне приводятся лишь некоторые из них.

Низколегированные стальные заготовки с умеренным содержанием углерода обрабатываются в среде углекислого газа или его смеси с кислородом. Углекислота позволяет защищать при сварке сталь толщиной до 40 мм, в то время как смесь из двух газов способна справиться с более толстыми деталями и заготовками.

При механизированной сварке в средах углекислотного типа свойства большинства металлов изменяются в лучшую сторону (повышается их пластичность и устойчивость к агрессивным средам). При этом расход углекислоты определяется окружающими условиями, мощностью автоматической дуги и типом сварного электрода.

Часто при механизированной полуавтоматической сварке в качестве защитной среды используют аргон или гелий. Их применяют при необходимости сваривания алюминиевых, магниевых или сверхпрочных титановых изделий (включая сплавы).

С помощью специальной активирующей добавки (флюса) помимо легированных сталей также удаётся сваривать чугун, алюминий, медь и другие цветные металлы.

Среди всего многообразия методов автоматического сваривания металлов, техника механизированной сварки под флюсом занимает особое место и требует, поэтому отдельного рассмотрения.

Обработка под флюсом

Технологический процесс механизированной сварки под флюсом регламентируется требованиями ГОСТ 8713-79, определяющими также состав и порядок применения этой добавки.

Согласно госстандарту флюс представляет собой порошкообразную добавку для сварки. Это аналог непокрытого электрода при ручном процессе. Его основой является метасиликат (силикат марганца), обеспечивающий требуемые параметры текущего процесса.

Все известные флюсы для механизированной сварки подразделяются на неплавленые и получаемые путем сплавления.

К первому типу флюсов относятся так называемые «спеченные», а также керамические составы; причём вторые содержат порошковые материалы с добавлением небольшого количества жидкого стекла.

В отличие от керамических «спеченные» добавки при изготовлении сначала спекаются в термических печах, а затем дробятся до требуемого размера. Приготовление плавленых флюсов осуществляется в высокотемпературных печах, где они исходный материал расплавляется.

В процессе механизированной сварки отдельные частички флюса под воздействием тепла сначала расплавляются, а после затвердевания превращаются в характерную шлаковую корку в виде мелких шариков.

Не полностью расплавившийся флюс сварщики иногда используют повторно, но лишь после того, как он тщательно просеивается.

Все виды добавок или флюсов обеспечивают надёжное сваривание низкоуглеродистых и низколегированных сталей. Но известен ещё один вид активирующего материала, позволяющего проводить механизированную сварку даже высоколегированные стали, а также алюминий, нержавейку и изделия их меди, включая её сплавы.

Порошковая проволока

Речь идёт о так называемой «порошковой» проволоке для механизированной сварки, производимой согласно требованиям ГОСТ 26101-84 и имеющей сложную структуру. В её составе имеется специальная оболочка, частично заполненная шихтой, за счёт чего отдельные образцы проволоки в диаметре достигают 40 мм.

После расплавления этого вида активной добавки в шихту выводятся компоненты, обеспечивающие выполнение следующих задач:

  • защита обрабатываемого металла от содержащегося в азоте кислорода;
  • поддержание ровной и стабильной дуги;
  • получение качественного шва.

Также необходимо заметить, что при механизированной сварке такая проволока может применяться совместно с флюсом и углекислотой.

Оборудование

В качестве оборудования для механизированной сварки, как правило, используются высокотехнологичные устройства, разработанные специально для конкретных сфер производства или применения в быту.

Все эти агрегаты комплектуются независимыми источниками тока, обеспечивающими формирование электрической дуги. С их помощью также осуществляется регулировка всего сварочного процесса с учётом выбора скорости подачи флюса или порошковой проволоки.

Наряду с полностью автоматизированными системами при сваривании металлических заготовок активно используются полуавтоматические механические агрегаты, состоящие из двух основных модулей. В состав таких типовых устройств, применяемых в системах автоматизации сплавления заготовок, входят самоходная головка и блок управления.

Агрегаты для механизированной сварки в среде защитных газов имеют в своём составе целый набор технических средств, включая газовые редукторы особой конструкции, баллоны с кислотными составляющими, а также специальные осушители. Сушильные приспособления необходимы для удаления из рабочей среды избытков влажных образований.

Предназначение отдельных частей автоматики

В ходе работ механизированных систем самоходная головка (трактор) осуществляет подачу требуемых компонентов в зону сварки с одновременным включением цепей питающего дугу тока.

Классический автомат для сваривания посредством электродной проволоки имеет в своём составе два ролика для проволоки; причём первый из них осуществляет ведущее действие, а второй – лишь вспомогательный.

Указанные приспособления удерживают проволоку в границах агрегата для сварки и регулируют ее натяжение и подачу. Проволоку хранят в кассетах, что весьма удобно. Разматываясь, она сначала проходит через направляющие шланги, а затем уже подается у дуге, чтобы выполнять свои функции.

Помимо всего прочего, механизированное оборудование содержит в своём составе специальные системы, ответственные за удаление излишков флюса из зоны сварки. В головку, которая передвигается автоматически, встраивают горелку, выполняющую сразу две функции.

Во-первых, она обеспечивает подачу в зону работ электродной (порошковой) проволоки, а во-вторых – подводит к ней необходимые для защиты металла от кислорода газы. Одновременно с этим горелка оснащена отдельным каналом для подачи формирующего дугу сварочного тока.

В механизированных системах на горелке предусматривается специальный держатель, обеспечивающий подачу флюса из бункера с активирующим составом.

Механизированная обработка металла с привлечением всего спектра дополнительных активаторов (углекислого газа, флюсов и порошковых проволок) широко применяется при изготовлении современных конструкций.

К таким работам можно причислить возведение мостовых сооружений и постройку судов, а также обустройство специальных резервуаров, предназначенных для опасных и легко воспламеняющихся веществ.

О специфике механизированной сварки

Механизированной сваркой называют операцию сплавления, при которой и дуга и рабочий стержень перемещаются путем механической подачи. Такие манипуляции осуществляются при помощи специального оснащения. С использованием сварочных работ этого типа создают самые разные соединения, к примеру: тавровые, узловые, встык, внахлест.

Особенности сварочного процесса

В полностью механизированной сварке нет места непосредственному участию специалиста. Все действия происходят под воздействием команд, подаваемых целевыми программами исполнительным механизмам. Расплавленный электрод образует на поверхности обрабатываемой заготовки сварочный слой.

Как правило, в образовании такой жидкой массы принимают участие флюсы (вспомогательные добавки). Формирование дуги автоматом происходит поступательно: электрический разряд постепенно продвигается вдоль соединяемых кромок металлоизделия, при этом активизируется вся зона плавления. Результатом таких сварочных работ становится довольно ровный и качественный шов.

Как реализуется механическая сварка?

Существует ряд вариантов для реализации на деле механической сварки. Эти подвиды отличаются друг от друга типами дуги, условиями сплавления, методиками защиты металлоизделий от окисления. Среди прочих используют и такие способы производства сварочных работ:

  • сварка взрывом – взаимная диффузия поверхностных слоев происходит от направленного взрыва, провоцирующего соударение соединяемых элементов (чаще всего востребовано при образовании биметаллических компонентов);
  • холодная сварка – для нее характерны большие давления (150-1000 МПа), вследствие чего в зоне контакта сочленяемых деталей разрушаются поверхностные пленки, сокращаются межатомные расстояния и образуются новые металлические связи (такие сварочные работы проводят на пластичных металлах);
  • сварка ультразвуковая – в основе процесса преобразование звуковых колебаний высокой частоты в механические, благодаря чему в сдавливаемых соединяемых деталях образуются деформации сдвига и нагрева (методику используют для сваривания как однородных, так и разнородных материалов).
Читайте также  Технология бурения скважины под воду с обсадной трубой

Специализированное оснащение

Для производства механизированных сварочных работ нередко применяют высокотехнологичные системы, рассчитанные на эксплуатацию либо в неких определенных сферах производства, либо в быту. Такие аппараты оснащают независимыми источниками питания. Они позволяют регулировать ход сварки, меняя скорость подачи порошковой проволоки или флюса.

На рынке представлены не только полностью автоматические, но и полуавтоматические агрегаты. В последнем случае типовая система включает в себя два основных модуля – блок управления и самоходную головку. Что же касается аппаратуры для сваривания металлов в среде газов, то таковая состоит из: баллонов с кислотами, газовых редукторов, осушителей (очищают газообразную субстанцию от чрезмерной влажности), подогревателей.

Чем хороша и где используется механизированная сварка?

Механизация процесса проведения сварочных работ дает возможность совершать манипуляции в труднодоступных местах, помогает выполнять швы как прямые, так и разной степени кривизны. Правда, используемые заготовки должны иметь небольшую либо среднюю толщину – в этом случае результат будет гарантированно хорошим. Если же запланировано получение шва длиной от 300 мм, обычно прибегают к использованию автоматических систем сваривания.

Механизированная сварка востребована как при выполнении ремонтных работ, так и при создании новых изделий (на производстве). Например, сваривание плавящимся электродом находит применение в цехах по изготовлению рельсового подвижного состава – вагонов, локомотивов.

Автоматические агрегаты, использующие углекислоту и флюс, обычно используются для выполнения сварочных работ на трубах большого диаметра. Кроме того, механизированные аппараты нужны для сваривания элементов при строительстве печей, в ходе формировании крупных емкостей для хранения опасных субстанций, в процессе сооружения судов и не только.

Особенности и технология механизированной сварки

  1. Что это такое?
  2. Обзор видов
  3. Требования
  4. Области использования
  5. Необходимое оборудование и материалы
  6. Технология

Существует большое количество технологических процедур и мероприятий. Каждая из них имеет множество тонкостей и нюансов. Поэтому важно уточнить особенности и разобраться с технологией, к примеру, механизированной сварки — тогда многое станет понятно.

Что это такое?

Этот процесс является подвидом дуговой сварки. Плавкий электрод и дуга двигаются с использованием разнообразных механизмов либо специализированного оборудования. Механизированная сварка может включать любые виды сварочных работ, в том числе тавровые, угловые или ведущиеся с нахлёстом.

Все манипуляции проводятся по строго проработанной заранее программе. Степень автоматизации может сильно отличаться.

Обзор видов

Рассказ про способы механизированной сварки может быть достаточно долог. Широко применяется в этих целях соединение при помощи углекислого газа (в чистом виде либо в связке с кислородом). Таким методом варят чёрный металл и сталь среднего уровня легирования. Расход углекислоты определяется мощностью дуги и движением воздушных потоков. В атмосфере инертных газов сваривают алюминий, титан, магний, сплавы на их основе.

Но эти газы могут быть применены и для других работ, потому как они позволяют сваривать какие угодно металлы и их сплавы. Подавляющее большинство металлов, используемых в промышленности, можно сварить при помощи флюса. Это порошковый материал, плавлением которого в ряде случаев удобнее воспользоваться, чем традиционными электродами. При изготовлении флюса применяют главным образом силикат марганца.

В ряде ситуаций сварка низкоуглеродных, низколегированных сталей ведётся с помощью порошковой проволоки. Её сущность в том, что внутрь металлической оболочки закладывают шихту. Наиболее часто применяется проволока с трубчатым исполнением. Металлы выбирают сообразно виду свариваемых веществ. Применяются ещё и добавки, которые:

  • защищают расплав от засорения кислородом и азотом;
  • повышают плавность горения дуги;
  • улучшают характеристики создаваемых швов.

Электрическая сварка может производиться контактным и дуговым методами. В первом случае электроды плотно сближены со свариваемым объектом. Между ними подаётся импульсный разряд особо мощного тока. Напряжение при этом не превышает нескольких вольт. Стоит понимать, что контактная сварка — не синоним точечной, существует ещё ряд её более частных вариантов. Такое решение наиболее практично для соединения тонких конструкций.

Строители предпочитают, однако, пользоваться электродуговой сваркой. В пространстве, разделяющем электрод и металл (сплав), находится электрическая дуга. Она существует не в воздухе, а в среде ионизированного газа. Источником газа может быть как баллон, так и процесс горения электродной обмазки.

В промышленности широко используется аргоно-дуговая сварка TIG и полуавтоматическая с использованием проволоки — MIG-MAG.

Требования

Специального ГОСТ, описывающего именно процесс механизированной сварки, нет. Есть ряд частных нормативов, отражающих ключевые её виды. Так, свои особенные требования введены для:

  • терминов и ключевых понятий (2601-84);
  • классификации видов сварочных работ (3.1705-81);
  • сварки плавлением (11969-79);
  • дуговой сварки в газовой среде (14771-76);
  • сварки под флюсом (8713-79).

Хороший сварщик обязан безупречно владеть всеми этими ключевыми нормами. Полезно ознакомиться также с ГОСТ:

  • 12.3.003-86 – о безопасности при электросварочных работах;
  • 3242-79 – методы контроля сварных соединений;
  • 7512-82 — неразрушающий контроль;
  • 6996-66 — определение механических свойств сварных соединений;
  • 8713-79 — сварка под флюсом;
  • 14782-86 — точечные соединения при дуговой сварке;
  • 15878-79 — контактная сварка.

В каждом конкретном случае должен составляться проект производства сварочных работ; как вариант — в проект производства работ добавляют раздел, посвящённый сварке. В технологической документации прописывают, какой объём работ будет выполнен, какие типы сварных соединений будут создаваться. Сварщик обязан строго следовать технологическим картам сварных соединений. Перед началом работ производится сварка допускных образцов, строго соответствующих будущим основным изделиям. Линейные размеры и другие практические параметры обработанных деталей и блоков должны обеспечивать их применимость, гарантировать достаточную функциональность.

В местах, где ведутся механизированные сварочные работы, не должно быть горючих, легко воспламеняющихся и взрывоопасных веществ в радиусе 10 м. Все коммуникации, используемые в работе, полагается защищать от механических дефектов и высоких температур. Обязательно проводится, наряду с входным и операционным контролем, оценка соответствия выполняемых работ и создаваемых конструкций установленным нормам.

Величины изготавливаемых швов каждый раз задаются особо. Отклонение от изначально заданных параметров самовольно не допускается.

В процессе используется иногда автомат подачи проволоки. Подкачка инертных газов обычно производится через полые мундштуки заданного сечения. Нормируются:

  • электрическая мощность;
  • сварочный ток;
  • ширина обрабатываемых областей;
  • напряжения холостого хода;
  • число ступеней регулировки тока.

Области использования

Механизированная сварка применяется:

  • в производстве морских и речных судов;
  • изготовлении промышленных резервуаров;
  • получении стальных труб;
  • подготовке металлических конструкций и арматуры для строительства;
  • производстве ворот, оград и других бытовых металлоизделий;
  • процессе ремонта автомобилей, водного, железнодорожного транспорта, сельхозмашин.

Необходимое оборудование и материалы

Достаточно часто проводится механизированная сварка под флюсом. Его состав подбирают индивидуально. Что касается автоматов подачи проволоки, то они могут автоматически регулироваться либо предусматривать регулировку оператором. Размеры прихватки определяются величиной соединяемых поверхностей. Для коротких манипуляций применяется точечная прихватка, для обычной сварки — длиной от 1 до 5 см; дополнительно понадобятся электроды.

Технология

Процесс типовой, полностью или частично механизированной сварки подразумевает использование флюса. Его слой толщиной 3-6 см прикроет и защитит материал. Находящаяся в защищенном объёме дуга плавит поверхность и сварочную проволоку. После разжижения материалы объединяются. Защитный участок атмосферы оттесняет небольшое количество расплавленного материала, и начинается проваривание следующего слоя. Подающий проволоку механизм оборудуется ведущим и прижимающим роликами; темп подачи должен соответствовать скорости наплавки.

Корка из флюса затормозит охлаждение, упростит выход газов и твёрдых примесей. Таким образом можно гарантировать плотность и чистоту шва. Подготовка металла к работе в среде углекислого газа проста — нет необходимости даже зачищать кромки.

Наибольшие трудности в любом случае представляет предсварочная сборка изделий. Она требует скрупулёзной внимательности и аккуратности, «поручить» этот процесс механизмам нельзя.

О том, как происходит механизированная сварка плавящимся электродом, смотрите в следующем видео.

Технология механизированной сварки

Полностью или частично механизированная сварка облегчает монтаж трубопроводов, металлоконструкций, используется при производстве сварных деталей. За счет механического передвижения сварочной головки улучшается прочность шва. Данными видами оборудования выполняют тавровые, угловые соединения, сваривают заготовки встык и внахлест. Механизированный помощник помогает точно соединить детали, расположить их под требуемым углом. Автоматы и полуавтоматы помогают выполнять работы в труднодоступных местах.

Особенности

Сначала о полностью механизированной сварке, это автоматизированный процесс соединения деталей, когда оператор только настраивает оборудование и следит за его работой. Аппарат сам разжигает и поддерживает дугу, ведет ее по шву, при этом подает присадочную проволоку, флюс или защитный газ.

При частично механизированной сварке подача расходных материалов осуществляется автоматически, а за геометрию шва отвечает сварщик. Он перемещает горелку с нужной скоростью в заданном направлении. Процессы полной или частичной механизации также регулируются стандартами для сварочных технологий.

Читайте также  Футляр для трубопроводов ппу

Область применения

С помощью сварочных механизированных аппаратов можно сваривать трубы, накладывать прямые, кольцевые и криволинейные швы, осуществлять соединения в труднодоступных местах. Средства механизации предназначены для тонких заготовок и средней толщины. Оборудование применяется для монтажа и ремонтных работ, выручает в аварийных ситуациях. При серийном производстве используют полную механизацию, в транспортном машиностроении чаще нужны полуавтоматы с функцией подачи флюса, газа. Хребтовые балки сваривают на поточных механизированных линиях, рамы вагонов – на кантователях. Автоматическая механизированная сварка под флюсом и в углекислом газе применяется при выпуске прямошовных и спиралешовных труб.

Виды механизированной сварки

При механизации сварочного процесса учитывают особенности сваривания различных металлов. Для соединения углеродистых и низкоуглеродистых сплавов необходим углекислый газ. Алюминий, титан, магний расплавляют под облаком инертного газа. Чугун, некоторые алюминиевые сплавы, легированные стали сваривают с использованием различных флюсов. Каждый механизированный сварочный процесс стоит рассмотреть подробней.

В среде углекислого газа

Расход CO 2 зависит от типа электрода, мощности электродуги, движущихся потоков воздуха. При сдувании струи газа ветром или сквозняком ухудшается качество шва. Механизированной дуговой сваркой соединяют заготовки с содержанием углерода:

  • до 2,14% (низкоуглеродистые сплавы);
  • от 3 до 5 % (среднеуглеродистые).

Сваривают детали толщиной до 40 мм, в смеси газов можно проварить 80-ти мм металл. Процесс регламентируется ГОСТ 14771-76. Струя поступает из сопла, обтекает сварочную дугу, предохраняет ванну расплава от окисления.

В инертных газах

При механизированной сварке в среде защитных газов металлы при нагреве не окисляются. При подаче аргона с плотностью в 1,5 раза выше, чем у воздуха, над обрабатываемыми кромками формируется устойчивое облако. Такую защиту ванны применяют при сваривании любых металлов, когда необходимо получить качественное соединение или невозможна обыкновенная электродуговая сварка, например, при монтаже проката:

  • из цветных металлов (меди, никеля, алюминия, титана);
  • жаропрочных и конструкционных сталей, склонных к окислению при нагреве;
  • некоторых видов нержавейки.

Инертные газы защищают металл от воздействия кислорода, азота, других компонентов воздуха, ухудшающих эксплуатационные характеристики сварных соединений.

Под флюсом

По ГОСТ 8713-79 в зависимости от способа изготовления флюсы разделяют на две группы:

  • плавленые представляют собой однородный конгломерат, получаемый путем спекания компонентов;
  • неплавленые бывают двух видов: керамические – это порошки с клеевой основой; спеченые сначала спекают при высоких температурах, затем измельчают до нужной фракции.

Смеси и порошки на основе силиката марганца наносят перед механизированной сваркой под флюсом. В процессе нагрева дугой защитный состав образует шлаковую корку. Оставшиеся частицы собирают для повторного применения.

Порошковыми проволоками

Сварщики выбирают любой расходный материал под тип обрабатываемого металла, порошковые проволоки – не исключение. Это стержень, заполненный шихтой, выполняющей сразу несколько функций:

  • защищает металл от воздействия азота, кислорода, водорода;
  • раскисляет и легирует расплавленный металл;
  • поддерживает стабильное горение дуги;
  • формирует ровный шов.

Для механизированного сварочного процесса применяют несколько типов порошковой проволоки:

  • сочетаемые с флюсами;
  • содержащие флюсовые компоненты в составе шихты;
  • самозащитные для сваривания металла в углекислом газе.

Производители выпускают расходники с замкнутым трубчатым сечением, с захлестом кромок и сложной формы с загибами одной или обеих кромок внутрь.

Применяемое оборудование

Для работы применяют автоматы и полуавтоматы, тип сварочного механизированного оборудования зависит от необходимой степени участия человека в сварочном процессе. Механизированный автоматический аппарат осуществляет:

  • розжиг дуги;
  • механизированную подачу присадки, флюса или газа;
  • контроль токовых параметров;
  • движение дуги относительно кромок по заданной траектории.

Оператор только следит за работой автоматов, состоящих из трактора (самоходной сварочной головки) и блока управления (процессора).

Механизированные устройства тракторного типа осуществляют подачу проволоки за счет прижимного и подающего роликов. Перемещение дуги по направлению шва осуществляется вручную сварщиком. Основным элементом полуавтоматической механизации является электродержатель. Через это устройство обеспечивается подача электротока в зону сварки. Дуга разжигается при замыкании цепи с помощью пусковой кнопки, расположенной на рукояти держателя.

Для подачи и уборки оставшегося флюса монтируются бункеры с регуляторами (дозаторами). У механизированных полуавтоматов для сварки в защитных газах имеется специальная газоэлектрическая горелка, из которой одновременно подается газ и токопроводящая присадочная проволока.

Технология механизированной сварки

Самоходная головка (трактор) одновременно с замыканием цепи осуществляет подачу требуемых компонентов. Вместе с током, питающим дугу, в зону сварки поступает расплавляемая присадка, защитные флюсы или газы.

Классические механизированные аппараты регулируют скорость подачи проволоки и плотность дуги в зависимости от физико-механических свойств свариваемых металлов. Проволока устанавливается в кассетах фабричной намотки с фиксированным натяжением. Разматываясь, присадка сначала проходит через направляющие ролики и шланги, затем поступает на подающие.

Специальные системы, ответственные за подачу газа, флюса, настраиваются собственно токовым параметрам. Скорость движения горелки регулируется автоматизировано или сварщиком.

При помощи механизированного трактора подается электродная проволока, а ток проводится к сварочному месту.

Производители предлагают механизированное оборудование для сварки с разной степенью механизации. По сути, технология автоматизированной сварки с точки зрения физико-термических процессов идентична ручной. Отличается технологичностью, скоростью формирования шва, качеством соединений.

Технология механизированной сварки

Механизация облегчает труд сварщика, особенно, когда работы ведутся на конструкциях больших размеров с протяженными сварными швами. Главное достоинство механизации: минимизируется человеческий фактор, повышается повторяемость формы и качества сварных швов, повышается производительность и экономическая выгода проведения сварочных работ.

Особенности

Механизированная сварка плавящимся электродом (чаще такой вид называют полуавтоматическим) осуществляется не покрытыми штучными электродами, а проволокой, которая подается с катушки. Проволока подается с катушки специальным приводом, состоящим из электродвигателя, редуктора, подающих и прижимных роликов и регулирующей аппаратуры (платы управления). Сюда же, в зону сварки, подается защитный газ, который обеспечивает изоляцию сварочного шва от воздействия атмосферных газов. Это справедливо при сварке плавящимся электродом в среде защитных газов.

Такое устройство не сильно изменяет условия труда сварщика. Его главным преимуществом можно считать увеличение производительности труда. Кроме того, существенно улучшается качество шва. Однако, это один из самых простых механизмов. В настоящее время механизированная сварка достигла высокой степени механизации.

Область применения

Трудно найти отрасль, в которой не применяются сварочные полуавтоматы. Это и производственные цеха машиностроения, и открытые строительные площадки. Мелкие предприятия и даже частные приусадебные хозяйства и гаражные кооперативы. Способ этот универсален, как по списку свариваемых материалов (малоуглеродистые конструкционные и высоколегированные стали, алюминий и другие цветные металлы и сплавы), так и по ассортименту соединяемых деталей (трубы, прокат). Лучший аргумент в пользу этого вида – доля сварочных работ, производимых таким способом. К началу 21 века эта доля дошла до 80%.

Способ имеет одно слабое место, но недостаток этот легко устраним. Зона сваривания нуждается в защите от ветра. Такую защиту легко организовывать переносными ширмами, палатками, либо любым подручным листовым материалом. Заодно и обеспечивается защита персонала, работающего рядом с местом проведения сварочных работ, от вредного воздействия электрической дуги.

Виды механизированной сварки

Виды механизированной сварки различаются в зависимости от того, каким способом осуществляется защита сварного шва от влияния атмосферы:

  • в среде углекислого газа;
  • в среде газовой смеси на основе аргона;
  • в среде чистого 100% аргона;
  • порошковыми газозащитными и самозащитными проволоками.

В среде углекислого газа

Химическая сущность процесса сваривания деталей в среде углекислого газа состоит в следующем: под действием высоких сварочных температур углекислый газ распадается на угарный газ и кислород. Эти газы активно реагируют с железом и углеродом свариваемых деталей.

Для нейтрализации этого вредного явления, в сварочную проволоку вводят кремний и марганец. Являясь более активными металлами, они вытесняют (замещают) из реакций окисления железо и углерод. Для уточнения необходимо отметить, что такой вид называется сваркой в среде активного защитного газа.

Низкая стоимость и универсальность процесса сделали этот вид сварки самым распространенным при ремонте кузовов легковых автомобилей. Необходимо учитывать, что стандартного баллона хватает на 16 – 20 часов непрерывного процесса. Интересно, что качество шва напрямую зависит от расхода углекислого газа. Чем больше газа, тем лучше шов. Задача сварщика найти компромисс в этом вопросе.

В инертных газах и смесях

В качестве инертных газов чаще всего используют смеси на основе аргона. Применяется также чистый аргон для некоторых металлов и сплавов. Состав оборудования и технология механизированной сварки в инертных газах очень похожи на сварку в среде углекислого газа. Сваривание деталей в среде инертного газа можно проводить плавящимся электродом, который по составу максимально соответствует свариваемым деталям. Преимущества сварки в среде защитного газа на основе аргона – это, прежде всего, высокая стабильность электрической дуги, сниженное разбрызгивание электродного металла и меньшее тепловложение в свариваемые детали по сравнению со сваркой в углекислом газе.

Читайте также  Как припаять нержавейку?

Очень перспективны последние изобретения в этой технологии. На крупносерийных производствах с целью повышения производительности труда и уменьшения себестоимости изделий применяют современные защитные смеси на основе аргона с добавлением гелия, кислорода, углекислого газа с различным процентным содержанием компонентов.

Средства автоматизации и механизации процесса

Механизированная сварка плавящимся электродом в среде защитного газа может осуществляться на механизмах с различной степенью автоматизации. Степень автоматизации определяется тем, как перемещают сварочную горелку: сварочная горелка закреплена неподвижно (перемещается свариваемое изделие) или перемещается специальным устройством – кареткой, позиционером, роботом и другими устройствами. В обоих случаях происходит существенный рост производительности за счет увеличения скорости перемещения сварочной горелки, отсутствия человеческого фактора, высокой повторяемости.

При применении автоматизации процесса требуется особо качественная подготовка кромок к сварке, грамотный выбор сварочной проволоки, режимов работы в зависимости от марки металла соединяемых деталей, конфигурации соединения, положения сварки.

Порошковые проволоки

Очень распространенный вид сварки низколегированных, углеродистых сталей и различных сплавов. Для таких работ чаще всего используют смесь аргона с углекислым газом или только углекислый газ. Процесс соединения металлов таким способом аналогичен работе с другими видами проволоки.

Порошковая проволока – специально изготавливаемая проволока, заполненная специальным флюсом или металлическим порошком. Такая проволока изготавливается по особой технологии с разными наполнителями для сварки различных марок стали. Проволока, наполненная металлически порошком, применяется для существенного увеличения коэффициента наплавленного металла. Ограничение по применению – только нижнее пространственное положение.

Применяемое оборудование

Используемое для этих целей оборудование организуется в сварочные посты. Они могут несколько отличаться по составу, но основная комплектация содержит:

  • источник сварочного тока;
  • механизм подачи проволоки;
  • комплект соединительных шлангов, управляющего и силовых кабелей;
  • сварочную горелку;
  • газобаллонную аппаратуру: баллоны с защитным газом или магистраль, редуктор, газовый коллектор, соединительные шланги.

Технология механизированной сварки

Описание технологического процесса включает в себя подготовку кромок перед началом работ. В технологии подробнейшим образом должны быть перечислены все материалы с указанием ГОСТов. Процесс планируется с учетом типа шва. В зависимости от материала и толщины свариваемых деталей выбирается режим работы и вид защитного газа. Полуавтоматическая сварка в среде защитного газа – сложный процесс и учесть все его тонкости могут только квалифицированные технологи.

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.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: