Что такое сварочный вращатель

Обновлено: 18.05.2024

Существуют агрегаты, без которых сегодня невозможно представить изготовление многих металлоконструкций. Конечно, многое зависит от рабочего, в частности, сварщика. Однако и его возможности бывают ограничены. Особенно там, где требуется непрерывный шов в цилиндрических изделиях. Как известно, добиться этого крайне трудно, так как сварщику необходимо постоянно перемещаться, следя одновременно за тем, чтобы не нарушить целостность и равномерность шва. Любая задержка даже на секунду – и шов получает уплотнение, и наоборот, слишком быстрый переход, и шов утончается в одном месте, что не предусмотрено при изготовлении определенных конструкций. Вот здесь на выручку приходит сварочный вращатель.

Данное приспособление предназначено для установки и обработки цилиндрических объектов. Платформа, на которой установлена и зафиксирована заготовка, движется с заданной скоростью, позволяя сварщику не отвлекаться, и полностью сосредоточиться на формировании качественного шва.

Это устройство появилось на предприятиях относительно недавно, но уже стало крайне востребованным. С его помощью можно обрабатывать:

Трубы, преимущественно большого диаметра;
Бочки;
Баки;
Цистерны;
Бойлеры;
Фланцы;
Кольца.

Кроме того, при использовании представленного приспособления можно автоматизировать процесс сварки. Достаточно настроить аппарат для автоматической сварки на определенную скорость, также настроить вращатель, а оператору останется лишь своевременно менять заготовки. Таким образом, шов будет формироваться без участия человека, что обеспечивает лучшую равномерность и качество.

Виды вращателей для сварки

Данные устройства выпускаются в 4 вариантах исполнения.

Вертикальные. Предназначены для вращения деталей в вертикальной плоскости. При этом максимальная длина заготовки составляет 2 метра, а максимально допустимый вес – 2 тонны.
Горизонтальные модели. Как понятно из названия, используются для поворота деталей в горизонтальной плоскости. Чаще всего такие модели применяют для сварки автоматом. Максимальная длина составляет не более 2.5 метров, а вот предельный вес заготовки может достигать более 6 тонн.
Универсальные модели. Позволяют подбирать наиболее удобное для сварщика положение заготовки. Нашли применение в разных сферах, но больше всего их используют при сварке трубопроводов.
Роликовые устройства. Позволяют упростить сварку внешних и внутренних швов. Ролики вращаются в соответствии с заданным режимом сварки. Длина заготовки может достигать 4 метров, а вес – более 20 тонн.

Главные технические характеристики

Конструктивно устройство состоит из станины, электропривода, поворотной платформы, головки, отвечающей за поворот и планшайбы, с помощью которой фиксируются обрабатываемые детали. В зависимости от размеров конструкции и, в частности диаметра платформы, а также мощности электропривода, разные модели будут отличаться по таким техническим характеристикам:

Скорость вращения – минимальная и максимальная;
Скоростные режимы – определяется по диапазону и измеряется в миллиметрах за минуту;
Грузоподъемность – детали какого веса можно обрабатывать на вращателе;
Размеры деталей;
Вес самой конструкции;
Крутящий момент.

При выборе устройства обязательно следует обратить внимание на данные критерии. Они, безусловно, влияют на цену сварочного вращателя. Однако при покупке необходимо руководствоваться в первую очередь возможностями агрегата, а не стоимостью. Если устройство будет работать на пределе, то оно быстрее выйдет из строя, а в некоторых случаях даже не сможет функционировать.

Назначение и виды сварочных вращателей

Главное предназначение сварочных вращателей – осуществлять чёткую фиксацию деталей и поворачивать их с заданной скоростью. Благодаря вращателям можно значительно упростить сварочные операции, они позволяют мастеру без каких-либо проблем обрабатывать труднодоступные места, что особенно важно при работе с крупными металлоизделиями.

Механизм устройства даёт возможность освободить руки сварщика, а это позитивно сказывается на его концентрации и, в конечном счёте, на качестве соединения.

Сфера применения

Данное оборудование может использоваться при автоматической, полуавтоматической и ручной электродуговой сварке. Также вращатели часто применяют для так называемых наплавочных работ.

Ещё один плюс данного устройства состоит в том, что скорость вращения зафиксированного металлоизделия может настраиваться мастером-сварщиком индивидуально. Она должна в точности соответствовать скорости формирования конкретного шва.

Тем, кто находится в процессе выбора вращателя, обязательно нужно обратить внимание не только на тип прибора, но также на его вес, мощность, грузоподъёмность, максимальную и минимальную скорость вращения и так далее Точные технические характеристики и свойства могут варьироваться. У каждой конкретной модели они свои.

Основные типы

Можно выделить четыре основных типа вращателей для сварки:

роликовые;
горизонтальные;
вертикальные;
универсальные.

Роликовые вращатели применяют для сварочных работ с металлоизделиями, имеющими цилиндрическую форму. Такие детали с лёгкостью фиксируются в устройстве и двигаются благодаря роликам, расположенным внизу. Наиболее мощные модели вращателей роликового типа способны выдерживать нагрузки до 20 тонн, в них можно вставлять металлические заготовки длиной до четырёх метров.

Сварочный вращатель горизонтального типа, в соответствии с названием, осуществляет вращение заготовок вокруг горизонтальной оси. Поэтому его используют для создания соединений круговой и эллиптической формы.

В горизонтальном вращателе предусмотрено два основных механизма. На одном из них крепится деталь, а второй имеет специальный привод для вращения. Такая конструкция позволяет устанавливать во вращатель даже нестандартные детали длиной до 2,5 м. Вращатели горизонтального типа способны выдерживать вес изделий от 600 до 6300 кг в зависимости от модели.

Вертикальные вращатели по принципу действия мало чем отличаются от горизонтальных. Только в данном случае вращение зафиксированной металлической заготовки происходит по вертикальной оси.

Данный тип вспомогательного оборудования применяется, как правило, для сварки в среде инертных газов (в частности, аргона), а также под различными флюсами. Допустимый вес заготовки — 2000 кг, а максимально допустимая длина – до 2 м.

Универсальный сварочный вращатель даёт возможность устанавливать изделие в любое удобное положение и вращать его по любой оси (в том числе и угловой) с необходимой скоростью.

Данные вращатели нередко используют, когда выполняют сварку цилиндрических труб. Универсальные модели способны работать с деталями весом до 2000 кг и длиной от 0,5 до 1,9 м.

Назначение манипулятора

Помимо вращателей существуют и другие разновидности дополнительного сварочного оборудования — кантователь, позиционер, манипулятор. Особо подробно стоит рассказать о манипуляторах, потому что они их чаще всего применяют на производстве и в домашних условиях.

Манипулятор может перемещать или вращать деталь в любом направлении, которое необходимо для проведения сварочных работ. Он более универсален, чем вращатель.

Значимым преимуществом современных манипуляторов является лёгкость их переналадки. При желании, скорректировать работу таких аппаратов не составит труда.

Для этого надо лишь перенастроить программное обеспечение, то есть изменить рабочую программу, после чего инструмент начнёт двигаться по новой траектории. Линия соединения или линия шва в данном случае тоже претерпит изменения.

Модульная конструкция большинства распространённых сегодня манипуляторов позволяет с лёгкостью менять ориентацию рабочего инструментария. В результате один и тот же прибор можно использовать при различных технологиях сварки.

Некоторые разновидности манипуляторов

У каждого манипулятора есть своя область применения и свой принцип действия. Например, манипулятор типа «колонна» применяется при высокоточной сварке.

Прибор поддерживает горелку сварочного аппарата и потихоньку двигает её, контролируя тем самым перемещение электрода или струи пламени. Традиционный сварочный манипулятор указанного типа состоит из колонны, которая удерживает стрелу, а также тележки, двигающейся по специальным направляющим.

Причём направляющие похожи на латинскую букву V, они снабжены тормозами и механизмом аварийной остановки. Это гарантирует почти стопроцентную безопасность аппарата при сварочных работах.

Помимо стационарных манипуляторов-колонн в свободной продаже можно найти и портативные мобильные установки. Стационарные модели могут применяться, например, при создании автомобилей. А мобильные аппараты идеально подойдут для тех сварщиков, которые часто занимаются соединением труб в полевых условиях.

Наиболее востребованы универсальные сварочные манипуляторы. Они дают возможность работать с изделием и сварочным аппаратом максимально свободно, перемещать его, устанавливать под разным углом, задавать скорость, направление.

С помощью такой универсальной техники можно выполнять большой спектр технологических операций. Однако и стоит она достаточно дорого. Приобретать универсальный агрегат актуально в том случае, если часто приходится обрабатывать совершенно разные изделия, при штучном и малосерийном производстве.

Манипулятор, вращатель и любое иное оборудование, призванное облегчить процесс сварочных работ посредством автоматизации какого-либо действия, должно быть качественным и чётко выполнять свои функции.

Вдобавок ко всему такое оборудование требует максимально аккуратного применения в соответствии с инструкцией и правилами техники безопасности.

Сварочные вращатели и манипуляторы

Полезным вспомогательным оборудованием является сварочный вращатель. На него устанавливаются круглые заготовки, плотно фиксируются. Варить фитинги, фланцы можно непрерывно, достаточно отрегулировать скорость поворачивания механизма вокруг своей оси под режим сварки. Она у каждого сварщика своя, зависит от опыта.

Поворотное оборудование облегчает труд сварщика, избавляет от излишних манипуляций. Цилиндрические заготовки не нужно постоянно переставлять, сделать это одной рукой бывает непросто.

Устройства постоянно совершенствуют:

автоматизируют;
оснащаются блоками управления.

Вращательное приспособление – это не просто поворачивающиеся подставки, а удобные манипуляторы, используемые на больших промышленных предприятиях и в маленьких мастерских. Наплавочные круговые швы получаются аккуратными, ровными.

Определение и назначение вращателей

Оборудование разрабатывалось для сварки кольцевых швов соосных конструкций, циклонов, газоходов, трубопроводов сложной конфигурации. Сварочный вращатель состоит из трех основных узлов:

опорная конструкция в виде платформы или опорных стоек;
узла крепления деталей;
поворотного механизма, обеспечивающего необходимую скорость поворота сварных заготовок.

Грузоподъемность механизмов достигает нескольких тонн. Скорость вращения зависит от мощности электропривода. Крутящий момент до 200 ньютонов передается на ось.

Вспомогательное устройство обеспечивает рациональное расположение свариваемых заготовок. Механизм работает в ручном и автоматическом режиме. Установлен на массивной или жестко закрепленной платформе. Конструкция стабилизирует положение трубных заготовок, при фиксации зазор регулируется. Расстояние между далями зависит от коэффициента линейного расширения сплава.

При выборе устройства важно учитывать пространственное положение заготовок. Вращательные приспособления предназначены для работы в горизонтальном или вертикальном положении. Есть универсальные модели, на которых ось устанавливается под любым нужным углом, они нужны для создания сегментных элементов сложной геометрии.

Область применения

Оборудование выпускают различных размеров, грузоподъемности, типов. Сварочный вращатель удобен при формировании внутренних и наружных швов. Без этого вспомогательного механизма невозможно надежное соединение деталей различной формы:

круглых;
цилиндрических;
сегментарных;
полусферических.

Сварочный вращатель применяют при любом виде сварки:

электродуговой обычной и с применением флюсов;
аргоновой и в среде другого газа, защищающего расплавленный металл от окисления;
сварки полуавтоматом с применением наплавочной проволоки;
газовой;
лазерной;
плазменной;
автоматической, подставка может вращаться со скоростью до 4 тысяч оборотов в минуту.

Оборудование часто применяется для работы с трубными заготовками. Их сложно фиксировать на рабочем столе или другой ровной поверхности. Вспомогательное устройство необходимо при реставрации дисков, литых круглых деталей в автомастерских. Наплавка истертых фрагментов упрощается, образуется ровный диффузный слой.

Классификация сварочных вращателей

Тип и конструкцию вспомогательного механизма выбирают под вид свариваемых элементов. Вращатель для сварки классифицируют:

по способу вращения и системе опорных частей;
количеству и числу осей поворота;
углу наклона;
системе привода (электрический, ручной или ножной);
по способу применения (универсальные, специализированные);
функциональности.

Горизонтальные

Предназначены для формирования кольцевых внутренних и наружных швов. У сварочного вращателя горизонтального есть функция остановки после полного кругового цикла. Допустимая длина заготовки – 2,5м, максимальный вес свариваемых изделий 6,3 тонны. Детали устанавливаются перпендикулярно опорной платформе, вращаются вокруг своей оси, положение сварочного оборудования стационарное.

Вертикальные

Обеспечивают вращение заготовок в вертикальной плоскости. Применяется:

при аргоновой автоматической и полуавтоматической сварке;
применении флюса;
наплавки металла.

Линейная длина обрабатываемых деталей – до 2 м, предельный вес – 2 т.

Роликовые

Особенность сварочных роликовых вращателей – деталь удерживается за счет собственного веса. Она укладывается на несколько пар роликов, которые обеспечивают вращение с необходимой скоростью. Предназначены для сварки мелких и крупногабаритных деталей, допустимая длина – 4 м. Оборудование выдерживает до 20 т. Производители выпускают роликовые вращатели-толкатели в большом ассортименте.

Универсальные

Название оправдано. Вращатели сварочные универсальные способны удерживать свариваемые элементы в любой плоскости. Предназначены для стационарной сварки сложных магистральных участков трубопровода. Допустимая длина свариваемых фрагментов – 1,9 м, общий вес конструкции до 2 т.

Что такое сварочные манипуляторы

Устройство сварочных вращателей и манипуляторов идентичное. Отличаются они по функциональности, электронному оснащению. Настройка программы занимает несколько минут, фиксация и разблокировка – автоматические.

Манипуляторы сварочные намного практичнее вращательных аналогов. Достоинства:

быстрая переналадка, легко меняется траектория движения деталей;
прочность соединений;
универсальность, один вид оборудования можно настроить для работы с деталями различных типоразмеров.

Модульная конструкция используется для автоматической и полуавтоматической сварки.

Разновидности манипуляторов

Модели различают по возможностям перемещения свариваемых заготовок, габаритам готовых узлов, весу. Сварочные манипуляторы бывают нескольких типов:

консольные;
карусельные;
рычажно-секторные;
одноопорные;
с двумя опорами (предназначены для удерживания длинных элементов);
универсальные с частичным или полным уравновешиванием относительно оси наклона;
манипуляторы-позиционеры, обеспечивающие маршевую скорость в любом положении;
специализированные, предназначенные для сварки элементов сложной конфигурации.

Оборудование приобретают для:

мелкосерийного производства;
единичного выпуска металлоизделий;
частой смене типа свариваемых деталей.

При поточной работе, большом объеме выпуска сварных изделий покупка дорого оборудования экономически оправдана. Модели оснащают датчиками слежения. Они контролируют величину зазора, качество соединения. Система двойного контроля – залог надежного сварного шва.

Процент брака при применении вспомогательного поворотного оборудования незначительный. Дуга стабильно поддерживается, формируется ровный валик, шов получается без наплывов и прожогов. Автоматизированные вспомогательные устройства нужны для соединений, от прочности и герметичности которых зависит безопасность эксплуатации готовых сварных швов. Когда малейшее отклонение точки сварки негативно влияет на жесткость швов.

Разновидности и использование сварочных вращателей

Применение сварочных вращателей в значительной мере упрощает выполнение сварочных работ, способствует повышению качества и точности сварных соединений в самых различных конструкциях, особенно в их сложных конфигурациях.

Что это такое?

Сварочные вращатели (позиционеры, манипуляторы) – род вспомогательного оборудования, сконструированного для надёжного соединения кольцевых швов различных соосных конструктивных элементов (газоходов, трубопроводов усложнённых конфигураций). Вращатели включают 3 главных узла:

базовый элемент, платформу или стойки для опоры;
узлы для крепежа подлежащих сварке элементов;
вращательные механизмы, дающие требуемую скорость движения заготовок.

Грузоподъемность таких агрегатов доходит до нескольких тонн. Поворотная скорость напрямую зависит от мощностных параметров электропривода.

Вспомогательный механизм предназначен для обеспечения рационального и удобного расположения при выполнении сварных операций. Он способен работать как в ручном, так и в автоматическом режиме.

Позиционер устанавливается на тяжёлой или жестко закрепляемой платформе. Устройство призвано стабилизировать размещение соосных деталей для качественного выполнения надлежащих операций. В ходе крепежа заготовки зазоры между деталями регулируются, поскольку они зависят от коэффициента линейного расширения материала.

При подборе устройств учитывается расположение элементов в пространстве. Поэтому они выпускаются для производства работ как в горизонтальном, так и в вертикальном положении. Производятся и универсальные изделия, где ось может устанавливаться под различными углами, когда сварке подлежат сегментные элементы сложных конфигураций.

Такое вспомогательное оборудование выпускается с различными габаритами и грузоподъемностью. Оно удобно для формирования швов как внутри, так и снаружи свариваемых элементов.

Правильное и надёжное соединение элементов разнообразных форм (овальных, цилиндрообразных, сегментарных и полусфер) без такого устройства невозможно.

Вращатели применяются при различных видах сварки:

электродуговой;
аргоновой или в среде иного газа, предохраняющего металл от окисления;
полуавтоматической с использованием проволоки для наплавки;
газовой;
лазерной;
плазменной;
автоматической, со скоростью вращения до 4000 об/мин.

Чаще аппарат используется для соединения трубных элементов, поскольку их трудно закреплять на ровных поверхностях. Используется это вспомогательное приспособление и при восстановлении дисков (литых элементов в авторемонтных мастерских).

Наплавка деформированных участков значительно упрощается, получается качественный диффузный слой.

Конструкции вращателей и манипуляторов идентичны. Они несколько различаются по функционалу и электронной «начинке». Программная настройка производится оперативно, в течение нескольких минут, а процесс крепежа и разблокировки – автоматическим способом.

Манипуляторы несколько эффективнее и удобнее своих вращательных собратьев. Их плюсы:

скорая переналадка, легкая смена образа движения элементов;
гарантированная надёжность соединений;
универсальность – возможность поднастройки под детали разных типоразмеров.

Существующие их модульные конструкции применяются для работы в автоматическом или полуавтоматическом режиме.

Брак при использовании такого вспомогательного оборудования снижается кратно. Дуга, как правило, стабильна, валик образуется отменный, шов формируется качественный (без заплывов и прожогов). Таким образом, автоматические вспомогательные механизмы в полной мере обеспечивают надёжность и безопасность швов и изделий в целом в ходе их дальнейшей эксплуатации. Ведь самый минимальный промах в точке сварки оказывает отрицательное влияние на степень жесткости швов.

Обзор видов

Конструктивные виды поворотных вспомогательных устройств подбирают под особенности свариваемых элементов. Их разделяют:

по особенностям вращения и организации опорных элементов;
по числу поворотных осей;
по углам наклона;
по видам приводных систем (электрические, ручные, ножные);
по сферам применимости (универсального или специализированного назначения);
по функционалу;
по грузоподъёмности – малой, средней, значительной.

Применяются для получения кольцевых швов. Допустимая протяжённость заготовки – 2,5 м, наибольший вес сварных изделий – 6,3 т. Элементы размещаются перпендикулярно базовой платформе. Оборудование относится к стационарным типам.

Применяются:

при аргоновых технологиях (автомат и полуавтомат);
с использованием флюсов;
при наплавке.

Протяжённость свариваемых элементов – до 2 м, максимальный вес – до 2 т.

Особенностью роликовых манипуляторов и вращателей является то, что свариваемые элементы удерживаются собственным весом.

Они размещаются на нескольких парах роликов, организующих вращение с задаваемой мастером скоростью. Используются в сварочных операциях крупных деталей, с регламентированной длиной до 4 м. Наибольший вес – до 20 т. Роликовые устройства выпускаются в широком ассортименте.

Манипуляторы различаются по типам передвижения элементов, по их габаритам и весу. Обычно подобные устройства применяют:

в мелкосерийных производствах;
при единичном производстве;
при нередких сменах типов обрабатываемых элементов.

Учитывая, что такая продукция производится в значительном количестве и разнообразии, приобретение дорогостоящих агрегатов становится экономически оправданным. При этом агрегаты оснащаются специальными датчиками, контролирующими состояние зазоров, качественные характеристики сварки. Иными словами, применяется система двойного контроля.

Особенности эксплуатации

Особенности использования вращателей рассмотрим на примере роликовой версии устройств.

Суть применения любого такого агрегата состоит в том, что область, подлежащая свариванию, с установленной скоростью перемещается именно так, как это будет наиболее удобно для работы мастера. Поверхность агрегата может двигаться вокруг оси с такими скоростными параметрами, которые задаст сам сварщик. Показатели эффективности работы в таком случае возрастают кратно.

Роликовые вращатели включают как приводные, так и неприводные секции, которые для безопасности устанавливаются на базу.

Таковой может быть как стационарная подставка, так и тележка на рельсах. Это даёт возможность перемещать секции в зависимости от размеров свариваемого изделия.

Приводной секцией является рама, где устанавливается пара приводных роликоопор, имеющих индивидуальные приводы. Управление ими происходит из тумбы управления. Неприводная секция — рама, где устанавливаются неприводные роликовые опоры.

Для подстройки вращателя под размеры обрабатываемого элемента нужно передвинуть роликоопоры на секциях по соответствующим отверстиям.

Ролики для вращателей выпускаются нескольких видов:

стальные;
обрезиненные;
армированные.

В некоторых моделях используются ролики с особым полиуретановым покрытием, способствующим уменьшению уровня вибрации. Опоры роликов монтируются как стационарно, так и подвижно.

Ролики различаются по уровням трения качения. Иными словами, для вращения элемента одинакового веса потребуется различная мощность привода.

В выборе типа роликов присутствуют значимые тонкости, а отдать предпочтение какому-либо типу достаточно трудно, всё зависит от условий эксплуатации.

В ряде случаев оптимальнее полиуретановые – они изнашиваются даже меньше стальных. Тем не менее слой полиуретана не лишён недостатков – он тонок, обладает повышенной жёсткостью, малым коэффициентом трения. Поэтому при наличии у деталей значительных неровностей, сложных конфигураций в виде вырезов, горловин, выступов возможны подвисания и проскальзывания.
Ролики с обрезиненной обечайкой, разрешая проблемы при вращении элементов с явным эксцентриситетом, отклонениями от идеальных форм, испытывают затруднения при значительных нагрузках. При наличии таких роликов за счет упругих деформаций появляется некая компенсаторная функция неравномерной нагрузки. Если же они стальные, то таковой нет. В предельных ситуациях система проскальзывает или останавливает движение по причине приводной перегрузки.

Кроме того, масса нюансов возникает при выборе переставных, передвижных или самоустанавливающихся роликов (конструктивный аспект).

Актуальными остаются и вопросы синхронизации приводных секций роликоопор, типов и расположения приводных двигателей, а также вероятных электрических повреждений в процессе эксплуатации оборудования.

Что такое сварочный вращатель, смотрите далее.

Читайте также: