Автоматическая сварка

Автоматическая сварка

Инженеры уже давно думали об автоматизации сварки, которая бы посодействовала ускорению многих работ на производстве. Один из изобретенных вариантов — автоматическая сварка под флюсом. Этот метод был внедрен в промышленность в 1939 году благодаря разработкам академика Патона Е.О. и его команды при институте электросварки. Как осуществляется дуговая сварка под флюсом? В чем ее преимущества? Какое используется оборудование для автоматической сварки?

Способы и особенности сварки ПЭ, ПНД и ПВД труб

В зависимости от внутреннего давления и технологических особенностей трубопровода применяется один из четырех видов сварки:

Стыковой — самый распространенный способ, поскольку обладает рядом преимуществ: высокая производительность, низкая себестоимость, в том числе и за счет низкой цены на сварочные аппараты, достаточные прочностные характеристики. Суть метода заключается в нагревании и оплавлении специальным сварочным зеркалом (нагревателем) торцов труб и плотном соединении между собой. Стыковые аппараты применяют для сварки труб диаметром от 32 до 1600 мм. Среди недостатков, пожалуй, стоит выделить: необходимость точного торцевания, невозможность сваривания тонких (меньше 4,5 мм) стенок изделий, важность дополнительной очистки поверхности стыков.

Муфтовый (враструб) — для соединения используется дополнительная муфта, которая гарантирует надежность и герметичность сварочного шва. Такой метод менее производителен и обходится дороже, но отличается высокой прочностью. Кроме того, этот вид сварки обеспечивает возможность соединения труб разных диаметров. Важно знать, что муфтовая сварка редко применяется вне помещений.

Экструзионный — принцип аналогичен классической электрической сварке в том плане, что через специальный экструдер в место соединения поступает жидкий полиэтилен, который и обеспечивает соединение. Сварочный шов не отличается прочностью, технология крайне медленная, но актуальная для больших диаметров. С другой стороны экструзионный способ не требует от оператора обязательного учета толщины стенок, температуры плавления деталей, необходимого давления и времени остывания. Часто применяется при монтаже трубопроводов с низкой нагрузкой.

Электромуфтовый (терморезисторный) — наиболее надежный способ сварки, его суть в том, что используются муфты с встроенными нагревательными элементами. Такой метод требует четкого соблюдения технологического процесса, поэтому электромуфтовые сварочные аппараты оснащаются собственными компьютерными процессорами и программным обеспечением, которое поэтапно контролирует сваривание. Подобный подход гарантирует равномерность нагрева труб и максимально плотному прилеганию. Соединение получается прочным и устойчивым к внешним и внутренним механическим воздействиям.

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.

Принцип и технология выполнения работ

• устройства подачи и перемещения;
• токопроводные элементы;
• самодвижущаяся тележка;
• блок управления.

Она обеспечивает подачу сварочной проволоки либо прочих электродных материалов, после чего осуществляет подачу тока.

Вспомогательная аппаратура, к которой относятся механизм подачи защитного газа либо флюсовое оборудование.

Особенности механизма подачи проволоки имеют конструктивную схожесть с аналогичным приспособлением полуавтоматических аппаратов.

Токопроводящий механизм называют горелкой либо мундштуком. Встречаются различные варианты исполнения, которые имеют общее принципиальное устройство – направляющую трубку с вкрученным токопроводным элементом. Трубка посредством сапожковой вилки на шарнире соединяется с прижимным механизмом. Для повышения периода эксплуатации вилка снабжена вставкой из высокопрочного материала. Прижимной механизм представляет собой винт с пружиной.

Для автоматической сварки под флюсом рекомендуем использовать источники энергии с пологопадающими характеристиками. При выполнении работ в газовой среде предпочтительнее будут источники с жесткими характеристиками.

Для орбитальных сварных работ используют аппараты с асинхронными двигателями постоянной частоты. Благодаря реализации принципа саморегуляции скорость подачи электродов остается неизменной.

На конвейерных линиях сварочное оборудование работает согласно единому технологическому циклу, который может содержать устройства для предварительной или последующей обработки материалов в зависимости от специфики производства.

Классификация паяльников для ПП труб

Если оценить ассортимент, то можно выделить два основных класса аппаратов для сварки пластиковых труб: механические и ручные. Основной параметр разделения – производительность и сфера применения. Кроме того, агрегаты классифицируют по способу сварки на стыковые и муфтовые приборы. Особенности устройства и эксплуатации каждого типа описаны ниже.

Мощные механические и электрогидравлические приборы

Механические и электрогидравлические аппараты применяется для стыковки труб большого диаметра (свыше 5-ти см) или в условиях, когда совмещение стыков требует значительной нагрузки.

Механическая стыковка труб осуществляется в жестком корпусе с полукруглыми двигающимися центраторами. Торцы изделий выравниваются электроторцевателем, снабженным двусторонними ножами. Пластик прогревается за счет мощного нагревателя и трубы стыкуются – подача давления осуществляется вручную через рычаг. Сила прижима отслеживается встроенным динамометром.

Стыковая методика сварки с использованием соответствующего аппарата рекомендована для соединения ПП труб, диаметр которых превышает 63 см. Допустимая толщина трубы – минимум 4 мм.

Покрытие зажимов изготовлено из металлизированного тефлона, предотвращающего прилипание раскаленного пластика к рабочим элемента аппарата.

Соединение деталей электрогидравлическим аппаратом для пайки полипропиленовых труб выполняется по аналогии с механическим прибором. Отличие – в методе создания давления. Прижим осуществляется электрогидравлическим приводом.

Некоторые электрогидравлические агрегаты позволяют сваривать Т-образные пластиковые конструкции.

Данные устройства отличаются высокой стоимостью и не предназначены для пайки труб небольшого сечения. Поэтому основная сфера их применения – промышленные предприятия и коммунальные хозяйства. Использование механических и электрогидравлических аппаратов в быту нерентабельно.

Мечевидные и цилиндрические ручные модели

Сварочный аппарат ручного типа часто именуют «паяльником» или «утюгом». Компактное устройство подходит для домашнего и производственного использования. Максимальный диаметр стыкуемых труб – 125 мм.

Исходя из формы нагревательной платформы, различают два типа «паяльников»:

• мечевидные;
• цилиндрические.

Формы сварочных аппаратов и закрепили за ними народные названия: первый вариант внешне напоминает утюг, а второй – обычный паяльник. На принцип, порядок работы и качество прибора конфигурация платформы не влияет. Различия состоят в разных видах насадок и способов их крепления.

Для пайки индивидуального отопления достаточно двух-трех комплектов насадок. Модели, рассчитанные под использование более 3-х диаметров, относятся к категории профоборудования и стоят от 250 у.е.

На «утюг» устанавливается пара раздельных насадок:

• гильза – разогрев внешней поверхности;
• дорн – нагрев и плавление внутренней стороны фитинга.

Обе насадки фиксируются длинным винтом, который затягивается шестигранным ключом.

Менее популярны разновидности мечевидной формы с укороченным нагревателем. Модель №1 (фото ниже) – узкоспециализирована и рассчитана под установку крупных дорн и муфт, мощность нагревательного элемента позволяет паять ПП-трубы большого сечения.

Детальные рекомендации по выбору утюга и его использованию мы привели в этой статье.

Аппараты с цилиндрическим нагревательным стержнем комплектуются насадками по типу разъемного хомута.

Специалисты выделяют ряд преимуществ «паяльников» перед «утюгами»:

• мастер самостоятельно подбирает область расположения насадки – нет заданных отверстий;
• возможность выбирать угол положения трубы относительно горизонтальной плоскости – актуально при пайке сложных узлов на месте установки трубопровода;
• повышение эффективности работы за счет увеличения площади контакта нагревателя и насадок – ускоряется прогрев;
• нет необходимости периодически затягивать крепежные болты, чтоб не допустить осевое смещение насадок по ходу сварки.

Цилиндрические аппараты отличаются компактностью, стабильной температурой нагрева и высокой стоимостью относительно мечевидных моделей.

Более подробно о выборе аппарата для сварки типа “паяльник” мы говорили в следующей статье.

Аппараты для стыковой и муфтовой сварки

Спайка выполняется двумя технологическими способами: стыковым и муфтовым. Соответственно, и все сварочные аппараты можно классифицировать по этому критерию.

Как выполняется стыковая сварка?

Технология применима для труб равного диаметра с толщиной пластика от 4-х мм. Главные требования качественной спайки: четкая соосность стыковочных элементов и тщательная торцовка, обеспечивающая плотное прилегание поверхностей.

Стыковые сварочные аппараты работают по следующему принципу:

1. Подрезка и обработка трубных торцов.
2. Одновременный нагрев дисковым нагревательным элементом.
3. Сжатие сопрягаемых деталей – давление подается строго вдоль оси трубы.
4. Достижение эффекта диффузии – проникновение расплавленных полимеров в структуру смежных деталей.

После технологической паузы, следует стадия охлаждения и окончательной полимеризации.

Особенности муфтовой спайки

Выполнение условия центровки деталей достигается за счет подобранных размеров насадок и труб. Агрегат одновременно нагревает внутренние стенки муфты (тройника, фитинга или переходника) и внешнюю сторону трубы на одинаковую длину.

Разогретые детали прикладываются и стыкуются друг с другом вручную. Соотношение диаметров сопряженных элементов обеспечивает нужную силу сжатия – для взаимопроникновения и полимеризации достаточно некоторое время удерживать детали вместе.

В ходе соединения полипропиленовых труб с помощью сварочного аппарата выполняется ряд стандартных действий. В результате диффузного соединения пластиковых компонентов получается прочный герметичный трубопровод, способный многие десятилетия безотказно работать под нормативной нагрузкой. Вот шаги процедуры:

Пошаговая инструкция процесса сварки

Технология сварки очень сложная, и поэтому требует тщательной подготовки, педантичного выполнения всех правил. Эти нормы вырабатывались годами трудом и опытом тысяч сварщиков. Они изложены в технологической инструкции.

Инструкция по выполнению работ при сварке:

• Подготовка рабочего места.
• Подготовка труб для сварки.
• Подготовка сварочной аппаратуры.
• Проверить сварочный аппарат, кабели и другое оборудование на исправность.
• Провести разделку кромок.
• Подготовить рабочие поверхности к сварке.
• Подключить кабели к силовым разъемам в зависимости от выбора полярности сварки (+ на держатель электродов, — на массу: при обратной полярности).
• Подключить сварочный аппарат к источнику питания.
• Включить аппарат через кнопку (рычаг) включения.
• Инверторный агрегат нужно размещать не ближе 2 м от стен;
• Аппарат обязательно заземлить.
• Убрать от места сварки все воспламеняющиеся предметы.
• Сварку вести на металлическом столе (замена данного покрытия на любое другое запрещена).
• Подключить инвертор либо к домашней сети 220 В, либо к сети 380 В. Если нет возможности подключиться к электросети, то придется подключаться к передвижному генератору, предварительно проверив сечение используемых проводов.
• Проверить все электрические соединения.
• Розжиг электрической дуги.

После выполнения подготовительных работ можно начинать сварку.

Сварка – это сложный технологический процесс, требования которого подразумевают наличие специального оборудования, материалов и квалифицированного персонала. В быту на простейшем оборудовании возможно выполнение несложных сварочных работ. Более того, в сети есть множество обучающих видео, которые можно посмотреть и сразу же приниматься за сварочные работы. Но в любом случае необходимо строжайшее соблюдение правил электро- и газобезопасности.

Достоинства и недостатки применения автоматов

Преимущества сварочных автоматов хорошо проявляются в режимах интенсивной эксплуатации.

• Высокая производительность. Установки способны работать с лентой и проволокой больших сечений. Их производительность позволяет выполнять сварку деталей толщиной более 100 мм. Также они эффективны, если необходимо получить большое количество коротких швов при серийном производстве.
• Исключено влияние человеческого фактора. Работа автомата не зависит от физического и психологического состояния оператора. Если настройка выполнена в соответствии с технологией, шов получится ровным по длине и толщине.
• Работа в труднодоступных местах. Конструкции аппаратов позволяют выполнять сварку там, где человек не сможет находиться физически. Некоторые установки рассчитаны именно на такие специфические операции.
• Удобство регулировки. Современные автоматы оснащены электронным управлением и встроенной памятью. Для каждого нового изделия параметры сварки настраиваются один раз. Впоследствии предустановки можно загрузить из памяти.
• Безопасность оператора. Современные установки оснащаются системами принудительного удаления дыма и другими средствами защиты. Благодаря отсутствию воздействия вредных и опасных факторов снижается риск возникновения профессиональных заболеваний.

Основные недостатки автоматов – это высокая стоимость и затраты на организацию процесса. Для установки некоторых элементов и свариваемых деталей может потребоваться грузоподъемное оборудование. Чтобы получить качественный шов, начальная настройка режима должна быть выполнена тщательно: оператор должен иметь соответствующую квалификацию.

Чтобы получить дополнительную информацию о сварочном оборудовании и профессиональные рекомендации по выбору, свяжитесь с представителем ООО «ТСК» по телефону. Мы готовы создать проект сварочного производства, обеспечить его сопровождение, а также комплектацию оборудованием и материалами.

Техника сваривания металлов полуавтоматом

Технология соединения металлов с использованием полуавтоматической установки очень важна с точки зрения качества выполнения работ. Важно добиться того, что с течением времени шов не утратит своих первоначальных характеристик. Работа с полуавтоматом существенно отличается от технологических особенностей эксплуатации ручной дуговой сварки.

Ниже рассмотрены основные приемы и техники выполнения сварочных работ с использованием полуавтомата.

Сварка в среде защитного газа

При необходимости в работе полуавтоматических установок может использоваться защитный газ. Это необходимо для того, чтобы отсечь атмосферный воздух от области сваривания и предотвратить окисления шва. При таком подходе значительно повышается прочность сварного соединения.

Для сварочных работ применяются разные инертные газы, но чаще всего востребованы углекислый и гелий. Выбор обуславливается их сравнительно невысокой стоимостью и небольшим расходом в процессе выполнения работы.

В случае использование углекислого газа важно добиться высокого качества подготовки рабочей поверхности. Чем тщательней будет очищена поверхность, тем меньше вероятность того, что где-то останется пыль, грязь, ржавчина или остатки краски. Зачищают кромки наждачной бумагой, металлической щеткой или болгаркой.

Существует несколько технологических приемов выполнения сварочных работ полуавтоматом в защищенной среде:

• непрерывное сваривание. Требует навыков и является одним из наиболее сложных вариантов. Подразумевается, что горелка продет от начала до конца сварного шва без пауз и остановок;
• точечная автоматическая сварка. Заготовки соединяются с помощью большого количества сварных соединений, выполненных в виде точек, а не сплошным швом;
• коротким замыканием. Выбирается в большинстве случаев, когда требуется соединить два тонких стальных листа. Металл расплавляется импульсами, которые генерируются в результате спровоцированного короткого замыкания в сварочном аппарате. Расплав двух заготовок после остывания образует одну конструкцию.

При работе полуавтоматической установкой в среде защитного газа многие специалисты отдают предпочтение режиму переменного тока. Прежде всего, нужно правильно настроить параметры оборудования, учитывая тип и толщину металла. Расход газа определяется режимом сварки, а проволока расходуется со скоростью 4 см за минуту рабочего времени. Точнее выбрать оптимальные настройки можно с помощью таблиц ГОСТа.

После завершения подготовительных работ, можно приступать к сварке. Включается подача газа, затем подключается питание для возбуждения электрической дуги (инициируется прикосновением проволоки к поверхности заготовок). Затем нажимается кнопка пуска, которая включает механизм подачи расходного материала в зону выполнения сварочных работ.

Для получения высококачественного шва необходимо учесть некоторые очень важные нюансы:

• подача проволоки должна осуществляться строго прямо, но не вплотную к шву. Нужно сохранить беспрепятственный обзор сварочной ванны;
• между кромками свариваемых заготовок оставляется небольшой интервал;
• зазор определяется в зависимости от толщины заготовки. 1 мм – если изделие имеет стенки толщиной около 1 см. Если стенки толще, то зазор должен составлять примерно 10% от этой величины.

Технология работы с алюминием

Полуавтомат обладает широким спектром возможностей, что позволяет сваривать разные металлы, включая и алюминий. В силу его особых свойств следует придерживаться специальных требований, чтобы получить хороший результат:

• на поверхности алюминия есть тонкий слой амальгамы, температура плавления которой существенно выше по сравнению с самим металлом. Поэтому для плавления требуется защитный газ;
• плавится алюминий очень быстро и обладает высокой текучестью. Желательно использовать подложку, которая позволит избежать многих неприятных моментов;
• для работы с алюминием лучше всего подходит режим обратной полярности с постоянным током. На горелке устанавливается положительный заряд, а на детали отрицательный.

Придерживаясь этих рекомендаций, сварщик быстро разрушит амальгаму и получит хорошего качества расплав. В итоге будет создан качественный сварной шов.

Сварка с проволокой

Полуавтомат позволяет работать как в газовой среде, так и без таковой. Можно сварить заготовки под флюсом. Но данный вариант больше подходит для промышленности и мало приемлем в быту из-за высокой стоимости флюса. Чтобы понять специфику метода, нужно обратить внимание на основные характеристики флюса – порошка, размещенного в средней части расходника.

Не рекомендуется применять самозащитные электроды в сочетании с полуавтоматической сваркой в случаях, когда требуется соединение тонких листов металла или же предстоит работа с среднеуглеродистой сталью. В противном случае не исключено образование дефектов – горячих трещин.

Повысить температуру дуги целесообразно для того, чтобы добиться полного расплавления порошка внутри защитного электрода. Достигается это за счет обратной полярности.

Правила выполнения сварочных работ

При выполнении серийных операций на промышленном производстве применяются автоматические или полуавтоматические сварочные установки. Основная разница между ними заключается в следующем:

• в автомате подача расходных материалов и движение дуги механизировано;
• полуавтомат лишен автоматического перемещения сварочной дуги: она подается оператором.

Новичкам для работы на полуавтоматическом оборудовании потребуются практические навыки его использования. Стать мастером и постоянно получать качественный результат только после изучения всех тонкостей работы оборудования и отработки приемов на практике.

Важно не забывать о требованиях техники безопасности. В обязательном порядке следует использовать защитную маску и форму, чтобы избежать ультрафиолетового ожога. Ни в коем случае нельзя пренебрегать требованиям ГОСТов и правил, которые помогут предотвратить травмы.

Для того, чтобы исключить вероятность случайного брака, специалисты рекомендуют перед началом работ всегда делать пробный шов. Таким нехитрым способом можно убедиться в том, все ли настройки подобраны правильно. И всегда нужно помнить о том, что полуавтоматы не могут работать в режим «нон стоп». Периодически нужно делать технологические паузы.