Оборудование для дуговой автоматической сварки

Обновлено: 13.05.2024

В процессе сварки применяются два вида автоматического оборудования: подвесные (неподвижные и самоходные) головки и сварочные тракторы (таб. 23). Они производят следующие операции: возбуждение дуги, непрерывную подачу в зону дуги электродной проволоки флюса в процессе сварки, перемещение сварочной дуги вдоль свариваемого шва, гашение дуги в конце сварки.

Важным условием, обеспечивающим нормальный устойчивый процесс автоматической сварки, является равенство скорости подачи электродной проволоки и скорости ее плавления. Это условие в процессе сварки может нарушаться различными факторами: изменениями напряжения в сети, нечеткой работой подающего механизма, неровностями поверхностей свариваемых кромок, при которых изменяется дуговой промежуток, и др. Чтобы процесс сварки протекал устойчиво, а длина дуги сохранялась постоянной, применяют автоматы, сконструированные по двум основным принципам: автоматы с переменной скоростью подачи электронной проволоки, зависящей от изменения дугового промежутка, и автоматы с постоянной скоростью подачи электронной проволоки. Автоматы с переменной скоростью подачи электродной проволоки имеют относительно сложную электрическую схему и поэтому получили ограниченное применение (при низких напряжениях и малых сварочных токах). Более широкое применение получили автоматы с постоянной скоростью подачи электродной проволоки.

Электродвигатель, обеспечивающий через редуктор и подающие ролики подачу электродной проволоки, питается непосредственно от сети. Поэтому скорость вращения электродвигателя будет постоянна, независимо от длины (следовательно, и напряжения) дуги. Саморегулирование осуществляется так.

Если в процессе сварки длина дуги уменьшится (например, из-за неровностей на поверхности свариваемых кромок), то напряжение на дуге понизится. Так как внешняя характеристика источника питания дуги падающая, то уменьшение напряжения приведет к возрастанию сварочного тока и тем самым к увеличению скорости плавления электродной проволоки (скорость плавления проволоки почти пропорциональна сварочному току). Повышение скорости плавления проволоки при постоянной скорости ее подачи приведет к удлинению дуги, то есть к восстановлению установленного режима сварки. Если же длина дуги увеличится, то напряжение возрастет, и в соответствии с внешней характеристикой источника тока сварочный ток понизится. Следовательно, скорость плавления электродной проволоки уменьшится, что при постоянной скорости ее подачи приведет к сокращению дугового промежутка.

Технические характеристики сварочных тракторов

Процесс саморегулирования осуществляется нормально при питании дуги постоянным током. При переменном токе для устойчивой работы автомата колебания напряжения в сети не должны превышать 6–8 %.

Автоматические головки АБС состоят из трех узлов (рис. 83). Первый узел – сварочная головка – включает электродвигатель, механизм подачи проволоки с правильным механизмом, токоподводящий мундштук, корректировочный механизм для направления головки по шву и трехкнопочный пульт управления. Набор сменных шестерен механизма подачи позволяет изменять скорость подачи электродной проволоки в пределах от 28,5 до 225 м/ч.

Рис. 83. Сварочный аппарат типа АБС:

I узел: 1 – мундштук; 2 – правильное устройство; 3 – подающий механизм; 4 – пульт управления; II узел: 5 – катушка; 6 – флюсоаппарат; III узел – самоходная тележка

Второй узел – подвесной механизм – состоит из подъемного механизма для подвески и вертикального подъема сварочной головки, флюсоаппарата для подачи флюса в зону дуги и отсасывания неиспользованного флюса обратно в бункер и кассеты с электродной проволокой.

Третий узел представляет собой самоходную тележку, состоящую из электродвигателя, от которого движение через фрикционное устройство, червячные передачи и одну сменную пару шестерен передается ведущим бегунам тележки. Сменные шестерни позволяют изменять скорость перемещения тележки, то есть скорость сварки, в пределах 13,5–112 м/ч.

Головка АБС предназначена для сварки стыковых, угловых и нахлесточных швов. При этом узлы, входящие в головку АБС, позволяют использовать ее как подвесную неподвижную и как самоходную.

Сварочный трактор является более эффективным и маневренным сварочным аппаратом. Он представляет собой автоматическую головку, установленную на самоходной тележке, которая перемещается с помощью электродвигателя по свариваемому изделию или по направляющему рельсовому пути вдоль свариваемого шва. Трактор ТС–17М (рис. 84) применяется при изготовлении и монтаже различных строительных конструкций (ферм, мачт, балок), при сварке под флюсом наружных и внутренних кольцевых швов, при сварке труб и резервуаров диаметром более 800 мм (тракторы других марок незначительно отличаются от ТС–17М – рис. 85). Им можно производить сварку всех видов швов в нижнем положении.

Рис. 84. Сварочный трактор ТС–17М:

1 – направляющие колеса; 2 – электродвигатель для подачи электродной проволоки и передвижения трактора; 3 – ведущие колеса; 4 – пульт с кнопками управления; 5 – кассета с электродной проволокой; 6 – электроизмерительные приборы; 7 – электродная проволока; 8 – бункер для флюса; 9 – механизм подачи проволоки; 10 – мундштук

Рис. 85. Сварочный трактор АДС–100–2:

1 – самоходная каретка; 2 – электродвигатель; 3 – пульт управления с кассетой для проволоки; 4 – электродная проволока; 5 – электродвигатель механизма подачи проволоки; 6 – бункер для флюса; 7 – механизм подачи проволоки

Трактор имеет один электродвигатель трехфазного тока, который приводит в движение механизм подачи электродной проволки и механизм передвижения трактора вдоль свариваемого шва. Подающий механизм состоит из понижающего редуктора и двух роликов (ведущего и прижимного), между которыми протаскивается электродная проволока. Механизм передвижения трактора состоит из редуктора и двух ведущих бегунов, вал которых соединен с редуктором фрикционной муфтой. Наличие сменных шестерен позволяет в широких пределах изменять скорость подачи электродной проволоки и скорость передвижения трактора в соответствии с режимом сварки. В комплекте трактора имеется два токопроводящих мундштука. Для электродной проволоки диаметром 1,6–2,0 мм применяют трубчатый мундштук с бронзовым наконечником, смещенным к оси трубки, который обеспечивает хороший электрический контакт с электродной проволокой. Для электродной проволоки большего диаметра применяют мундштук с двумя бронзовыми контактами, между которыми перемещается проволока. Правка электродной проволоки осуществляется специальным правильным механизмом.

Трактор снабжен двумя бункерами для флюса: один бункер применяют при сварке вертикальным электродом, а второй – при сварке наклонным электродом. Толщина насыпаемого слоя флюса устанавливается вертикальным перемещением патрубка, по которому подается флюс в разделку кромок. Если сваривают стыковой шов без разделки кромок, то трактор направляется вручную.

Если сваривают шов с разделкой кромок, то на одну из штанг подвески устанавливают копир, состоящий из двух последовательно расположенных роликов, которые при сварке катятся по разделке кромок и тем самым направляют трактор вдоль свариваемого шва.

При сварке угловых швов «в лодочку» копировальным элементом служит ролик, закрепленный на специальной штанге и катящийся по углу свариваемого шва.

Трактор имеет трехкнопочный пульт управления. Кроме того, есть дополнительный пульт управления, используемый при сварке кольцевых швов на цилиндрических изделиях (котлы, цистерны, резервуары), для управления электродвигателем стенда. На стенде вращается свариваемое изделие (рис. 86).

Рис. 86. Стенд сварки швов (а) и флюсоременная подушка (б)

Рассмотрим и шланговый полуавтомат (рис. 87).

Рис. 87. Схема поста полуавтоматической сварки под флюсом:

1 – кассета подающего механизма; 2 – гибкий шланг для подачи электродной проволоки и электрического тока; 3 – ролики подающего механизма; 4 – держатель; 5 – подающий механизм; 6 – аппаратный ящик с электрооборудованием полуавтомата; 7 – сварочный трансформатор

Он сочетает универсальность и маневренность ручной сварки с преимуществами автоматической сварки под флюсом. Полуавтоматическая установка производит только подачу электродной проволоки в зону дуги, а перемещение дуги вдоль свариваемого шва осуществляет сварщик с помощью специального электрододержателя. Сварка производится при повышенных плотностях тока до 200 А/мм 2 , что позволяет применять электродную проволоку диаметром 1,2–2,5 мм. Высокие плотности тока повышают температурный режим сварки, коэффициент плавления и глубину провара шва. Вследствие этого допускается некоторое уменьшение разделки кромок, уменьшается необходимый расход электродной проволоки на единицу длины разделки кромок. При этом не только повышается производительность процесса сварки, но и значительно сокращается расход электроэнергии.

В сварочном производстве получили большое распространение шланговые полуавтоматы типов ПШ–5, ПШ–54.

Шланговый полуавтомат типа ПШ–54 состоит из источника тока, шкафа управления, кассеты с электродной проволокой, механизма подачи проволоки, гибкого шланга, который заканчивается держателем. Бухта электродной проволоки заправляется в кассету после тщательной очистки от грязи, масла и ржавчины. Подача электродной проволоки осуществляется с помощью электродвигателя трехфазного тока мощностью 100 Вт, который через редуктор вращает ведущий ролик механизма подачи. Между ведущим и поджимным роликами протаскивается электродная проволока. Переключением шестерен коробки скоростей можно изменять скорость подачи электродной проволоки в пределах 78–600 м/ч. Шланговый провод длиной 3,5 м и диаметром 27 мм служит для подачи электродной проволоки по центральному каналу в зону дуги. В шланг вмонтированы провод для подвода сварочного тока и провода управления пуском и выключением электродвигателя механизма подачи, включением и выключением сварочного тока. Держатель представляет собой трубчатый мундштук с ручкой и специальной воронкой для флюса. Воронка вмещает 1,5 кг флюса и снабжена пластинчатой заслонкой. Шкаф управления содержит контрольные приборы (амперметр и вольтметр) и устройства для включения и выключения системы управления.

Включение электродвигателя для подачи электродной проволоки и тока сварочной цепи у полуавтомата типа ПШ–54 производится замыканием сварочной проволоки на изделие, а прекращение процесса сварки достигается удалением держателя от поверхности свариваемого изделия, т. е. обрывом сварочной дуги. В полуавтоматах типа ПШ–5 включение и выключение электродвигателя механизма подачи электродной проволоки и тока сварочной цепи производят пусковой кнопкой на рукоятке.

Шланговый полуавтомат типа ПДШ–500 имеет по сравнению с полуавтоматами ПШ–5 две существенные особенности. Полуавтомат работает по принципу зависимости скорости подачи электродной проволоки от напряжения дуги, и поэтому электрическая схема саморегулирования режима сварки сходна со схемой автоматической головки АДС–1000.

Второй особенностью является принудительная подача флюса сжатым воздухом по шлангу через держатель в зону сварки. Подающий механизм, смонтированный на подвижной тележке, работает от электродвигателя постоянного тока через понижающий редуктор. Ведущий и нажимной ролики подают электродную проволоку из кассеты по шлангу в зону сварки.

Скорость подачи электродной проволоки устанавливают реостатом, включенным в цепь обмотки электродвигателя. На тележке укреплен бункер с устройством для пневматической подачи флюса в зону сварки. Воздух используется от заводской воздушной сети или от компрессора. На специальной панели тележки установлены измерительные приборы и устройства управления.

Полуавтомат типа А–1197 служит для сварки под флюсом и в среде углекислого газа как сплошной, так и порошковой проволокой. Полуавтомат имеет модификации: А–1197С – подающий механизм с асинхронным электродвигателем, а регулирование скорости подачи осуществляется сменными зубчатыми шестернями; А–1197П – подающий механизм с электродвигателем постоянного тока, обеспечивающий плавное регулирование скорости подачи электродной проволоки. Номинальный сварочный ток – 500 А. Диаметр электродной проволоки 1,6–3,5 мм. Скорость подачи электродной проволоки 90–900 м/ч. Шланговые автоматы отличаются от полуавтоматов тем, что вместо держателя для ручного перемещения сварочной дуги применяется самоходная сварочная головка легкого типа с электродвигателем и устройством для перемещения ее по свариваемому изделию вдоль шва.

Техническая характеристика шланговых полуавтоматов

Шланговый автомат типа АДШ–500 имеет два типа самоходных головок: ГСА–1–2 и ГСА–2–2. Головка типа ГСА–1–2 предназначена для приварки к горизонтальной плоскости различных полос, ребер или других профильных элементов высотой 50–160 мм. Головку типа ГСА–2–2 применяют для тех же работ, но при высоте привариваемых элементов более 160 мм. Она прижимается к свариваемому изделию электромагнитами, полюсами которых служат катки тележки. Сварочный ток устанавливается в пределах 150–600 А. Для включения и выключения сварочного тока автомат оборудован дистанционным кнопочным устройством.

Автомат позволяет производить сварку со скоростью 10–65 м/ч. Флюс подается в зону сварки пневматически. Контрольные приборы – амперметр и вольтметр, а также маховичок потенциометра для плавного регулирования скорости сварки – смонтированы на корпусе механизма подачи электродной проволоки. Вес самоходной головки составляет 10–12 кг.

Разработан способ шланговой многоэлектродной сварки. Он предусматривает подачу в зону дуги с одинаковой скоростью одновременно трех электродных проволок диаметром 1,6–2,0 мм. Это позволяет применять сварочные токи до 800–1000 А и тем самым значительно повышать производительность сварки. Важным преимуществом этого способа является также возможность легирования металла свариваемого шва. Для этой цели применяется легированная сварочная проволока.

Установки и приспособления, служащие для механизации вспомогательных работ, могут быть разбиты на две основные группы: универсальные и специализированные.

Универсальные установки и приспособления применяют при разнообразных сварочных работах. К ним относятся устройства и приспособления общего назначения: стенды и кантователи различной конструкции, струбцины, винтовые стяжки, правильные скобы, хомуты, домкраты и др. Специализированные установки и приспособления разрабатывают и применяют при серийном и массовом производствах. Они представляют собой стенды и установки с неподвижными и подвижными фиксаторами, имеющими зажимные устройства с механическим, пневматическим, гидравлическим или электрическим приводами. Такие устройства позволяют быстро и с достаточной точностью фиксировать взаимное расположение элементов свариваемой конструкции, значительно сокращая объем работ по разметке и проверке сборки свариваемого изделия.

Особенности автоматической сварки

В наше время, когда на первое место выходит скорость технологического процесса, сварка автоматическая становится остро необходимым способом соединения металлов. Современные аппараты для такой сварки позволяют не только автоматизировать и ускорить процесс, но и обеспечить качество сварного шва и постоянный контроль его формирования.

Автоматическая сварка в основном выполняется электродуговым способом, под постоянным напором и с обновлением электродов.

Сущность автоматической сварки

Автоматическая сварка в основном представляет собой дуговую сварку под слоем флюса. Такой способ позволяет соединять практически любые металлы и их сплавы толщиной от 1,5 до 150 мм, а также заготовки из разнородных металлов.

Основная сущность процесса заключается в том, что между сварочным электродом и соединяемыми деталями автоматически поддерживается электрическая дуга, обеспечивающая расплавление металла в сварочной ванне. Дуга большой мощности находится в газовой среде, образованной при испарении флюса. Для поддержания состава облака в сварочной зоне обеспечивается слой флюса толщиной порядка 40 – 80 мм и шириной 50 – 100 мм.

С учетом такой особенности процесса дуга вся располагается внутри расплава флюса. За счет этого расплав флюса обеспечивает давление на расплавленный металл до 9 г/см², что достаточно для его удержания от разбрызгивания. Газовое облако предотвращает окисление металла. В целом такая технология позволяет увеличить силу сварочного тока до 4 кА при обеспечении надлежащего качества шва.

Автоматизация сварки строится на следующих принципах: непрерывное обновление сгоревшего (расплавленного) электрода, поддержание объема флюса в сварочной ванне и отсос нерасплавившегося флюса, равномерное передвижение электрода вдоль шва. Соответственно, для обеспечения качества необходим контроль длины дуги, силы сварочного тока и скорости перемещения электрода. Непрерывная подача электрода обеспечивается применением в качестве него сварочной проволоки.

Принцип конструкции аппарата

Устройство сварочного генератора.

Для осуществления процесса используется специальное оборудование для автоматической сварки. Основными элементами сварочного автомата являются: сварочный генератор (источник сварочного тока), сварочная головка, устройство подачи проволоки, устройство подачи и удаления флюса, схема управления и контроля, устройство перемещения. В качестве источников питания используются сварочные инверторы, способные поддерживать жесткие или падающие внешние вольт-амперные параметры.

Сварочная головка является основополагающим звеном всего оборудования. Именно с ее помощью подается электрический ток, направляется проволока и флюс, снимаются и подаются сигналы для корректировки процесса. В ее конструкцию включены следующие основные элементы: токоподводящее приспособление, механизм вытяжки и направления сварной проволоки, дозатор выдачи флюса, устройство, корректирующее положение сопла относительно шва.

Формирование сварного шва возможно при перемещении дуги вдоль соединяемых металлов. Это можно достичь двумя способами: перемещением головки с электродом относительно неподвижной заготовки или перемещением самой сварочной ванны относительно неподвижной головки. Исходя из этого, аппараты подразделяются на 3 основных типа: подвесные неподвижные головки, передвижные устройства (сварочный трактор) и установки орбитального (кругового) перемещения для сварки труб большого диаметра.

Поддержание параметров сварки

Схема полуавтоматической сварки труб под флюсом с помощью полуавтомата: 1 — дроссель, 2— сварочный трансформатор, 3 — щиток, 4 — аппаратный шкаф, 5 — подающий механизм полуавтомата, 6 — крюк для подвешивания подающего механизма. 7 — кассеты для электродной проволоки, 8 — гибкий шланг, 9 —держатель.

Выпускаются 2 основных типа аппаратов: установки автоматической сварки с постоянной равномерной подачей проволоки и автоматы с изменением скорости подачи электрода в зависимости от напряжения дуги. В первом случае осуществляется саморегулирование параметров дуги. Применяются такие установки для соединения металлов толщиной до 3 мм. Во втором случае можно сваривать детали значительно большего размера.

Саморегулирование дуги происходит в результате увеличения длины дуги, что уменьшает сварочный ток, и наоборот. В таких аппаратах применяется источник электроэнергии с жесткими вольт-амперными параметрами. В другом типе устройств изменение длины дуги, вызывающее изменение напряжения на ней, преобразуется в сигнал, направляемый на устройство подачи электродной проволоки для корректировки скорости подачи. Источники питания в этом случае имеют падающую вольт-амперную характеристику.

Устройства этих типов различаются и по регулированию основных режимов: силы тока и напряжения на дуге. В автоматах с постоянной подачей проволоки сварочный ток устанавливается путем подбора скорости подачи, а напряжение на дуге корректируется путем изменения напряжения холостого хода внешней характеристики генератора. Величина напряжения устанавливается на пульте управления и автоматически удерживается постоянной в процессе сварки. Величина сварочного тока настраивается регулировкой крутизны внешней характеристики генератора.

Электродная проволока

Качество автоматической сварки во многом определяется правильным выбором электродной проволоки. Ее химический состав формирует структуру сварного шва, то есть подбирается исходя из типа свариваемого металла. Обычно стремятся, чтобы составы проволоки и заготовок были близки. Всего стандартом предусмотрено производство более 70 различных марок электродной проволоки.

Исходя из состава, проволока подразделяется на низкоуглеродистую (легирующие компоненты – не более 2%), легированную (2 – 6%) и высоколегированную (более 6%). Выделяется также проволока с медным покрытием (отмечается буквой О в конце марки). Особая чистота состава отмечается индексом А в обозначении. В целом в составе может присутствовать ванадий (отмечается буквой Ф), молибден (М), никель (Н), титан (Т), хром (Х) и ряд других элементов.

Перед использованием в автоматах электродную проволоку рекомендуется очистить от масел и других загрязнений путем протирки керосином, уайт-спиритом, бензином и другими растворителями. Для ликвидации увлажнения поверхности применяется термическая обработка при температуре 100 – 140ºС.

Эффективна подготовка путем обработки поверхности в 20%-ном растворе серной кислоты с последующим нагревом до температуры 230 – 250ºС в течение 2 – 2,3 ч.

От выбора флюса качество автоматической сварки зависит в значительной степени: формируется состав сварочного шва, что определяет механическую прочность и стойкость к растрескиванию, а также обеспечивается стабильность дуги и возникают газовые поры в металле. Флюсы, введенные в сварочную зону, выполняют важные задачи: изоляция сварочной ванны от атмосферной среды, обеспечение параметров дуги, химическое взаимодействие с металлическим расплавом, легирование шва, формирование шовной поверхности.

Чаще всего в качестве флюсов используются искусственные силикаты слабо кислого типа. Основа состава обеспечивается двойным или тройным силикатом закиси марганца, окиси кальция, окиси магния, алюминия. Для понижения температуры плавления вводится присадка – плавиковый шпат. Наиболее распространен флюс ОСЦ-45, основанный на силикате марганца с добавлением фтористого кальция.

Оборудование для сварки

Для автоматической сварки выпускается множество различных типов аппаратов. Ниже приведены некоторые характеристики достаточно востребованных устройств:

Тип	Сварочный ток, кА	Диаметр сварочной проволоки, мм	Скорость подачи проволоки, м/ч	Габариты, мм	Масса, кг
АДГ-63	0,6	1,6-3	120-725	680х385х630	32
АДФ-630	0,63	1,6-3	120-725	680х385х630	32
АСУ-5	0,63	2-3	120-725	–	28
ТС-16	1	2-5	50-405	716х346х540	45
АДФ-1000	1	2-5	25-350	720×500х650	80
АДФ-1250	1,25	2-5	12-350	1320х630х980	145

В качестве источников питания предлагаются универсальные сварочные выпрямители с системой контроля и регулирования выходных параметров. Так, хорошо себя зарекомендовали устройства следующих марок:

Idealarc DC: на входе – 380 В, сварочный ток – 0 – 1 кА при напряжении на дуге в 44 В.
Idealarc DC: 380 В, сварочный ток – 0 – 1,5 кА при напряжении на дуге в 60 В.
Idealarc AC: 380 В, сварочный ток – 0 – 1,2 кА при напряжении на дуге в 44 В.

Универсальным признается источник питания Power Wave AC/DC с функцией контроля формы сварочного тока, возможностью изменять частоту и силу переменного сварочного тока.

Что такое автоматическая сварка

Виды и способы сварки

При автоматической сварке оборудование самостоятельно обеспечивает устойчивое горение дуги, непрерывную подачу проволоки. Сварщик не подвергается влиянию опасных факторов. Приборы способны функционировать без длительного перерыва. Процесс контролируется программным обеспечением, что позволяет получать однородные сварные соединения.

Сварка автомат: что это

Процесс формирования шва автоматическим способом сводится к следующим операциям:

постоянному обновлению плавящегося электрода;
поддержанию необходимых для получения качественного шва условий (подаче защитного газа или флюса в сварочную ванну);
равномерному перемещению дуги по рабочей зоне с заданной скоростью;
формированию сварного соединения.

Отличие от полуавтоматической

Разница между технологиями минимальна. Процессы различаются степенью механизации операций. Полуавтоматические аппараты имеют более простое строение. Они снабжены устройствами подачи расходного материала на держатель. Сварщик отвечает за перемещение дуги, направляет ее в нужную сторону.

Технология, при которой проволока подается оборудованием, а электрод ведется мастером, называется полуавтоматической.

При автоматической сварке все процессы контролируются оборудованием.

Инвертор и автомат

Автомат от инвертора отличается тем, что при его использовании не нужно осуществлять операции вручную. Сварщик выполняет роль настройщика, выставляя нужный режим. Инвертор использует те же расходные материалы, однако технология сварки с его использованием отличается от автоматической. Агрегат требует ручной настройки силы тока, напряжения, скорости подачи проволоки.

Принцип работы

Автоматический аппарат регулирует:

расстояние между свариваемыми заготовками и электродом;
силу тока;
скорость движения стержня;
глубину прогрева свариваемых деталей.

Главным параметром является напряжение дуги, зависящее от длины. При использовании плавящегося электрода автомат обеспечивает равномерную подачу проволоки. Это помогает поддерживать стабильную длину дуги. Нарушение равенства параметров наблюдается при скачках напряжения, неправильной обработке свариваемых деталей, влиянии магнитного поля. Сварочный автомат нивелирует эти нарушения, восстанавливая нужную длину дуги. При программировании оборудования применяют 2 принципа регулировки:

самостоятельный, срабатывающий при постоянной скорости выведения проволоки;
принудительный, при котором характер подачи проволоки зависит от напряжения дуги.

Принцип саморегулирования лежит в основе ряда простых сварочных аппаратов, подающих проволоку с постоянной скоростью. При использовании агрегатов с принудительной регулировкой при увеличении длины дуги возрастает ее напряжение.

Двигатель подающего механизма вращается быстрее, скорость выведения расходного материала повышается.

Конструкция автоматического оборудования

Сварочные аппараты состоят из следующих элементов:

Подающего механизма. При использовании двигателей, работающих от переменного тока, устанавливаются регулируемые редукторы. В остальных случаях применяются нерегулируемые блоки.
Подающих роликов. Элементы располагаются на выходах редуктора. Ролики предназначены для равномерной подачи расходного материала.
Токопроводящий мундштук. Устройство помогает направлять проволоку, поддерживать электрический контакт. Мундштук должен минимизировать смещение конца электрода относительно обрабатываемой области заготовки.
Подвески сварочной головки. Механизм должен обеспечивать возможность перемещения в разных направлениях.
Тележки, предназначенной для автоматического ведения головки вдоль соединения. На корпусе располагаются проволочная кассета, управляющий блок. Тележка обеспечивает плавный ход головки при разных скоростях сварки.
Дополнительных компонентов. Сварочные агрегаты могут снабжаться механизмами подачи флюса или защитного газа, устройствами для заключительной обработки шва.

Автоматы, работающие в среде защитных газов, вместо мундштука оснащаются горелками.

Разновидности автоматических аппаратов

С учетом конструктивных особенностей агрегаты делятся на:

тракторные аппараты, работающие в среде защитного газа или под флюсом;
подвесные устройства;
многодуговые агрегаты.

Тракторный тип

Прибор создан для формирования длинных сварных соединений. Электрический двигатель приводит в движение ходовой и подающий механизмы. Все элементы заключены в единый корпус, являющийся основанием трактора. Электрод установлен возле вертикальной оси, пролегающей через центр тяжести.

Эта особенность помогает вести сварку в емкостях и трубах большого диаметра. Низкое расположение центра тяжести делает аппарат более устойчивым.

Подвесная конструкция

Оборудование состоит из таких компонентов:

подающего блока;
приводного суппорта;
вертикального передвижного механизма;
флюсового контейнера;
проволочного барабана;
управляющего блока.

Подвесные приборы бывают самоходными или стационарными. Последние отличаются невозможностью перемещения. Они применяются для сварки труб. Самоходные агрегаты снабжаются тележкой для передвижения по рабочей зоне. Их используют для формирования протяженных сварных швов.

Сфера применения

Универсальный метод используется для:

установки сложных металлоконструкций;
соединении деталей с большими площадями сцепления;
сварки любых металлов и сплавов, в том числе разнородных заготовок;
формирования сложных вертикальных соединений;
сварки труб разного диаметра;
формирования кольцевых соединений со сложным технологическим процессом.

Особенности автоматической технологии

Главный элемент агрегата – головка. Она подает проволоку и электрический заряд, необходимый для горения дуги. Присадочный материал наматывается на катушку или бобину. Роликовая система задает скорость и направление подачи проволоки. Перед выходом в сварочную ванну присадка выпрямляется, после чего попадает в мундштук. Дуга при автоматизированной сварке разжигается так же, как при ручной.

Площадь сварочной ванны зависит от типа оборудования. Металл или электрод при корректной настройке агрегата не перегревается. Риск залипания электрода отсутствует, присадка стабильно подается в шов. При снижении напряжения дуги электрод подается назад. Увеличивается расстояние между концом стержня и заготовкой, что помогает стабилизировать электроразряд.

Выполнить подобные действия вручную практически невозможно.

Виды сварки автоматом

Способ выбирают с учетом характеристик соединяемых материалов, типа оборудования, требований к качеству швов.

В газовой среде

Автоматическая дуговая сварка в аргоне ведется с использованием неплавящегося вольфрамового электрода. Между стержнем и заготовкой появляется дуга. Незадолго до этого начинается подача инертного газа, предотвращающего контакт сварочной ванны с воздухом. Это помогает получить прочный однородный шов. Аргонодуговая сварка чаще всего ведется с помощью стационарной головки. Заготовка автоматически проворачивается под этим элементом, что помогает получить равномерное соединение. Реже сварка выполняется с использованием движущейся головки.

С использованием флюса

При сварке под флюсом плавящийся стержень подается в сварочную ванну с помощью роликов. Напряжение на конце проволоки способствует формированию дуги. Флюс защищает обрабатываемые области от попадания посторонних включений. После сварки таким способом шов требует дополнительной механической обработки. При отказе от чистки соединение становится менее прочным.

Плазменная сварка

Метод применяется для быстрого соединения стальных деталей. Особенностью плазменной сварки считается то, что:

дуга образуется между электродами, установленными в головке горелки;
в процессе сварки в обрабатываемую область подается гелиевая или аргоновая смесь, находящаяся под высоким давлением (это обеспечивает ионизацию пламени, повышает температуру дуги);
используемое для плазменной сварки оборудование устанавливается на поворотные кронштейны;
расстояние от головки до центральной области меняется, что позволяет использовать оборудование при создании кольцевых швов;
с учетом толщины металла и нужной глубины шва оборудование может снабжаться механизмом подачи присадочной проволоки.

Как варить автоматической сваркой

Процесс состоит из нескольких этапов, первым из которых является подготовка оборудования и свариваемых деталей.

Инструменты и необходимое оборудование

Помимо сварочного агрегата, придется приобретать:

Режимы автоматической сварки

Чтобы шов получился прочным и однородным, нужно правильно настроить аппарат. При выборе режима учитывают такие факторы:

толщину свариваемых деталей;
геометрическую форму соединения;
протяженность шва;
глубину плавления кромок деталей.

Для подбора режима используют прилагаемые к инструкции таблицы.

Пошаговая инструкция

Автоматизированную электродуговую сварку ведут так:

Осматривают оборудование. При обнаружении неисправностей к сварке металла приступают только после их устранения. При необходимости аппаратуру очищают от загрязнений. Сварку не выполняют в слишком маленьких, слабо освещенных или запыленных помещениях.
Проверяют соответствие диаметра сопла горелки толщине проволоки. От сечения присадки зависит и выбор наконечника. При наличии брызг в сопле его тщательно очищают.
Проверяют правильность подключения кабелей, осматривают роликовые механизмы. Эти детали не должны иметь следов грязи или ржавчины.
Проверяют наличие флюса в бункере.
Подготавливают детали, тщательно зачищая кромки шлифовальным кругом. Заправляют аппарат расходными материалами, устанавливают нужный режим.
Запускают процесс сварки. Выполняют заключительную обработку шва.

Преимущества и недостатки автоматической сварки

К достоинствам автоматизации процесса относятся:

Отсутствие необходимости длительной настройки и регулировки устройства. Использование специальных программ облегчает процесс подготовки оборудования.
Высокая производительность. Агрегат не делает перерывов, качество его работы не зависит от профессионализма мастера.
Уменьшение объема отходов. Количество забракованных заготовок зависит не от человеческого фактора, а от правильности настройки агрегата.
Ровность и прочность шва. Автомат формирует однородное сварное соединение одинаковой высоты. Наплывы или прожоги появляются крайне редко.
Экономичный расход проволоки, газа, электрической энергии.
Возможность сварки в труднодоступных местах, замкнутых емкостях, опасных условиях (при высокой температуре или загазованности).

Недостатками автоматического оборудования считают низкую маневренность, необходимость дополнительной настройки при смене операций, высокую стоимость.

Что собой представляет автоматическая сварка

Автоматическая сварка является наиболее востребованным видом скрепления деталей, так как обладает большим количеством разнообразных преимуществ, начиная от долгого срока службы сделанного шва и заканчивая простотой в его выполнении. Практика показывает, что зачастую для достижения лучшей сцепки применяется флюс.

Схема автоматической сварки под флюсом.

Автоматическая сварка, выполняемая с применением таких технологий, является лучшей в своем роде, из-за чего очень часто используется в профессиональной промышленности. Такое действие еще называют электродуговой сваркой под флюсом, и его вполне можно отнести к механизированному способу выполнения процесса.

Специальная дуга для сварки расплавляется под действием очень высоких температур, из-за чего осуществляется ее горение, направленное на расстояние между материалом и торцом вещества. Сам же сварочный объект, представляющий собой проволоку, располагается в том же направлении, куда смотрит сварка. Для этого используется механизм, который, если поблизости нет автоматической сварки, заменяется примитивным полуавтоматическим изделием. Нагретая дуга расплавляет конкретный металл и вместе с ним флюс, который покрывает зону сварки эластичной пленкой, обеспечивающей отличную изоляцию от воздуха.

Преимущества и недостатки сварки под флюсом

Автоматическая сварка под флюсом швов стыковых соединений.

Особенность такого процесса состоит в том, что для его формирования необходимо затратить очень мало флюса. При осуществлении такой сварки можно существенно сэкономить на материале, причем качество изделия не пострадает. Это возможно благодаря специальной эффективной конструкции, обеспечивающей отличную тягу для сцепки даже самых твердых веществ. Здесь присутствует и такой фактор, как покрытие остаточного шва очень тонким слоем шлака, который защищает его от негативных внешних воздействий. По этой причине такой вариант широко применяется, к примеру, для сварки труб.

Помимо всего вышеперечисленного, здесь присутствуют следующие важные преимущества:

Достаточно высокая производительность по сравнению со всеми остальными видами сварки.
Потери электродного металла составляют менее 2%.
Не образуются брызги.
Зона сцепки отлично защищена от различных негативных воздействий.
Практически не образуются оксиды.
Шов материала приобретает мелкочешуйчатую структуру благодаря стабильному горению дуги на протяжении всего процесса.
Нет смысла применять защитные приспособления, как при выполнении всех остальных действий, ведь здесь для сцепки применяется флюс.
Металл охлаждается очень быстро, что способствует формированию устойчивых и равномерных элементов.
Нет необходимости долго обучаться всему процессу.
Субъективный фактор полностью отсутствует.

Комплекс для автоматической сварки.

На первый взгляд может показаться, что подобный процесс обладает только преимуществами. Но на деле сварочный автомат несет в себе определенные минусы, которые следует учитывать при выборе конечного способа. К ним относится:

Дороговизна. Все без исключения материалы и их хранение обходятся недешево, сам процесс также сопряжен с достаточно высокими расходами. Поэтому применить его может далеко не каждый обыватель.
Иногда очень трудно выбрать правильное положение материала и закрепить его. Происходит это из-за технологических особенностей процесса, которые зачастую приходится дополнительно изучать.
Человек, совершающий весь процесс, нередко подвергается негативному воздействию, поэтому назвать безопасным этот вид работ никак нельзя.
Для осуществления некоторых отдельных мероприятий необходимо специальное оборудование, находящееся лишь на крупных предприятиях.

Области применения автоматической сварки

Как уже неоднократно упоминалось выше, такой вид сварки может использоваться как в быту, так и при формировании аспектов профессиональной промышленности, к примеру, сварки труб. Помимо этого, он может применяться в следующих условиях:

Цеховые и монтажные аспекты работы.
Сцепка металлов, обладающих размерами 1,5-150 мм и больше.
Сварка абсолютно всех видов металла и сплава. Можно даже соединить разнородные металлические изделия.

Инструменты для обеспечения автоматической сварки

Типичные режимы автоматической сварки под флюсом стыковых швов на флюсовой подушке без разделки кромок с обязательным зазором.

Сварочный автомат представляет собой изделие, с помощью которого осуществляются все этапы формирования качественной сварки. Существует большое количество всевозможных вариаций, отличающихся друг от друга техническими характеристиками и возможностями. В частности, присутствуют модели, умеющие поддерживать постоянство при подаче специальной проволоки. Такой вид машины для сварки является самым удобным и практичным, ведь с помощью него можно быстро сформировать однородную массу и осуществить сцепку элементов на профессиональном уровне, не прибегая к различным инструкциям.

Имеются также и несколько другие варианты, предлагающие автоматическое регулирование всех без исключения параметров. Некоторые могут отметить, что такие устройства являются лучшими в своем роде, ведь они оперативно отреагируют на любые изменения во время процесса и исправят их. Но профессионалы категорически не рекомендуют такую сварку для применения в бытовых целях. Все из-за наличия в агрегате сложных технических настроек. В частности, здесь присутствует большое количество разнообразных программ, каждую из которых необходимо настраивать для достижения нужного результата. Поэтому тем, кто сталкивается с таким устройством в первый раз, будет довольно тяжело освоить все его преимущества.

Сварочные головки любого элемента обладают так называемым восстановлением режима, которое происходит только в том случае, когда они вращаются равномерно, а длина дуги в указанном промежутке плавно изменяется. Сам процесс напрямую зависит от такого фактора, как плавление электродов, возникающего вследствие того, что дуга регулирует свои параметры самостоятельно.

Следовательно, увеличение необходимого зазора приводит к прямо пропорциональному повышению напряжения, а это, в свою очередь, способствует уменьшению силы тока, потребляемого для сварки.

И конечно же, за счет этих процессов постепенно уменьшается скорость, с которой плавятся электроды.

Схема комплектации поста для автоматической дуговой сварки под флюсом.

Автомат для сварки несет в себе еще одну интересную особенность: при уменьшении параметров дуги, в частности ее длины, сварочный ток и скорость плавления вещества увеличиваются. Конечно же, стандартный источник питания в таком случае не подойдет, поэтому есть смысл воспользоваться тем элементом, у которого присутствует жесткая вольт-амперная характеристика.

Если же уменьшить скорость подачи электродов, то сварочные головки, обладающие регулятором напряжения, действующим автоматически, нарушат длину дугового промежутка. Соответственно, тот уровень напряжения, который был задан изначально, все равно восстановится. Но в этом случае необходимо уже использовать те устройства, в которых вольт-амперная характеристика пропорционально уменьшается.

Следует отметить, что представленные агрегаты различаются не только своими характеристиками. Большую роль здесь играет настройка аппаратов, которая тоже существенно отличается. Если точнее, то потребителю приходится самостоятельно и в индивидуальном порядке регулировать такие параметры, как сварочный ток и напряжение на дуге.

В устройствах, скорость подачи на которых никогда не меняется, требуется подбирать оптимальное значение тока, пригодное для сварки всех без исключения изделий. Если же рассматривать уровень дугового напряжения, то он также настраивается опытным путем через изменение характеристик внешнего источника, от которого производится питание элемента.

Конструкция автоматических сварочных аппаратов

Любое устройство такого плана несет в себе определенную конструкцию, позволяющую размещать его в труднодоступных местах и обеспечить качественный процесс сварки. Раньше считалось, что каждый производитель волен выбирать именно тот типаж, который он считает нужным, но потом появились соответствующие нормы и правила, строго регулирующие этот процесс. Таким образом, появились соответствующие ГОСТы, в которых четко прописаны необходимые пункты.

Разновидности аппаратов для сварки

Сварочные аппараты

В промышленности и быту для соединения заготовок из металла применяют различные виды сварочных аппаратов. Для этого приобретают разные типы современных агрегатов.

Классификация оборудования для сварки

Существует несколько классов устройств, отличающихся по характеристикам, предназначению и применению расходных материалов.

Прочный неразъемный шов создается термическим воздействием на кромку деталей. В образовавшуюся из расплавленного металла ванну поступает присадочный материал, повышающий свойства сопряжения.

У этого вида сварки есть несколько разновидностей :

Дуговая – самая распространенная. Отличается широким выбором аппаратов для производства работ. В быту используют преимущественно инверторы. Полуавтоматические аппараты производят операции в среде защитного газа. Сварка в автоматическом режиме требует минимального вмешательства оператора: он лишь выбирает программу, а подбором оптимальных параметров занимается электроника.
Газовая с горелкой и баллоном для горючей смеси.
Электронно-лучевая. Работает на основе преобразования кинетической энергии в тепловую. . Применяется на промышленных предприятиях, обеспечивает максимальную точность обработки.
Термитная. Использует восстановительные свойства магния. При этом выделяется большое количество тепла.
Электрошлаковая. Работает только в автоматическом режиме.

Сварка давлением использует такие технологии:

Точечную контактную с применением медных стержней, диаметр которых ограничивает площадь контакта.
Соединение сопротивлением на основании закона Джоуля-Ленца. Используется тепловое воздействие электричества.
Оплавление, изобретенное для соединения больших труб под водой. Изоляция места сварки происходит с помощью специальной камеры.
Трение, возникающее при вращении одной или обеих свариваемых деталей, дало название одноименной методике.

Кроме того, есть сварочные инструменты и оборудование для нанесения покрытий газотермическим и вакуумным методом, а также с помощью легирования. После такой обработки повышаются качественные свойства поверхностей заготовок.

Полуавтоматические аппараты MIG и MAG

Они используются для сварки плавлением в среде защитных газов. Первый работает с аргоном, гелием и другими веществами инертной группы. Поэтому и возникло название metal inert gas welding.Технология именуется MAW – Gas metal Arc welding.

Она исключает возникновение химических реакций во время расплава металла и имеет такие преимущества:

отсутствие ядовитых паров;
легкий розжиг и поддержка дуги;
малый расход проволоки;
возможность соединения тонких деталей.

В состав аппарата входят:

генератор тока в виде инвертора или трансформатора;
газовый баллон с редуктором;
кабели и шланги;
устройство подачи электрода.

Вторая разновидность работает в углекислом газе (metal active gas welding). Он дешевле инертного, поэтому сварка получается экономичнее. Только работать можно лишь с легированными и низколегированными сталями.

Чаще всего приобретают аппараты, в которых совмещены оба вида сварки. Этим достигается эффективность и универсальность процесса.

Оборудование с трансформатором

Это самый старый вид сварочного аппарата. Однако из-за простоты устройства его до сих пор используют на предприятиях и в домашних условиях.

сердечника;
первичной и вторичной обмотки;
корпуса.

На выходе образуется переменный ток. Во время сварки металл разбрызгивается во все стороны, что отрицательно сказывается на качестве шва.

Из преимуществ выделяют:

простоту конструкции, использования и обслуживания;
надежность;
низкую стоимость;
КПД до 90%.

большие габариты и вес;
повышенный расход электроэнергии на разогрев аппарата и дополнительный вентилятор охлаждения;
зависимость от качества питания – снижение напряжения в сети прямо пропорционально влияет на выходной ток;
для работы нужны навыки сварщика; новичкам сложно удержать качественную дугу.

ММА-выпрямители

В классификации сварочного оборудования такие агрегаты расположены между инверторами и трансформаторами. Имеют в составе дополнительный компонент – тиристорный или диодный выпрямительный блок. Если добавить дроссель, то можно регулировать ток и другие характеристики. Это позволяет работать даже неопытному сварщику.

К достоинствам таких сварочных аппаратов относят:

достаточно высокое качество шва;
доступность сварки чугуна и цветных металлов с помощью специальных электродов;
стабильность и непрерывность дуги;
возможность использовать устройство в домашнем хозяйстве;
невысокую цену.

Инверторные аппараты

Среди всех типов сварочных аппаратов это самое современное оборудование, главное качество которого – простота в использовании и доступность для покупателей разного достатка.

По технологии сварочного процесса инверторы делятся на такие категории:

ММА для ручной сварки. Работают с покрытыми электродами, небольшие и легкие, просты в обслуживании, с качественными швами. Эти достоинства позволили им стать самыми популярными для домашнего применения и установки в небольших цехах и мастерских.
Полуавтоматы MIG и MAG, более мощные. Предназначены для использования на производственных предприятиях.
Для сварки в инертном газе TIG. Так называется аппарат для профессиональных работ с дополнительным оборудованием и электродами (вольфрамовыми плавящимися и неплавящимися).
Для плазменной сварки CUT. В основном предназначены для резки с высокой точностью и качеством кромки. Могут резать заготовки большой толщины.

Функционально инверторы делятся на несколько групп:

Легкие, компактные бытовые, самые многочисленные на рынке. К их покупке нужно подходить ответственно, изучать спецификации, выбирать крупные торговые точки и производителей.
Более дорогие профессиональные. С их помощью выполняются операции любой сложности. К их достоинствам относят надежность и долговечность даже на крупных предприятиях.
Специализированные. Предназначены для работы с точечными и лазерными технологиями в промышленных масштабах.

Плазменное оборудование

Такой тип сварочных аппаратов быстро набирает популярность среди производственных предприятий машиностроения, судостроительных заводов, коммунальных и ремонтных служб, рекламных агентств. Этому способствуют компактность, малые энергозатраты и безопасность в работе.

Устройства бывают струйными или дуговыми.

микроплазменные для обработки заготовок малой толщины;
модели, работающие на средних и больших токах.

Плазма в аппарате получается при использовании воздуха, водяного пара, а также газов:

кислорода;
водорода;
азота;
аргона.

Сопло охлаждается и удаляется окалина с кромки металла с помощью газового или водяного потока. Для резки доступны материалы толщиной до 200 мм.

К преимуществам плазменных аппаратов относят:

- скорость резки и сварки;
- точность швов и резов;
- не надо покупать дополнительный баллон для газов;
- во время работы оператор находится в безопасности;
- дуга все время стабильна;
- доступность ручного и автоматического режима;
- заготовка при выполнении операции не деформируется;
- возможность работы в труднодоступном месте;
- редко ломается, прост в обслуживании.
Оборудование для аргоновой сварки

Швы, получаемые с помощью такого аппарата, аккуратнее, чем при технологии ММА. Их не нужно зачищать, а для соединения доступно 8 видов металлов. Несмотря на то что их использование в домашнем хозяйстве ограничено, в продаже есть немало плазменных моделей, не отличающихся по функционалу от промышленных.

Составные части у них одинаковы:
- источник питания постоянного или переменного тока;
- редуктор газовый;
- горелка особой конструкции;
- осциллятор для преобразования тока в высокочастотный импульс для создания дуги.
Для аргонодуговой сварки используются неплавящиеся электроды, чаще всего вольфрамовые, с повышенным ресурсом.

Замена на новый происходит по мере выработки. Аргоновая среда позволяет обрабатывать сплавы, недоступные при других условиях из-за окисления на воздухе и образования пленки – амальгамы.

Преимущества метода TIG:
- отсутствие местного нагрева не допускает деформации заготовки;
- из-за малой толщины электрода швы получаются узкими, герметичными и аккуратными;
- возможно применение присадки;
- не образуется шлаковая корка;
- не нужна последующая механическая обработка места соединения;
- допускается сваривать цветные металлы и нержавеющую сталь;
- не образуется окалина, прилипающая к поверхности детали.
- работает медленнее чем MIG;
- из-за широкой горелки нельзя работать в труднодоступных местах;
- сопло из керамики ограничивает обзор;
- для получения качественного шва нужен навык работы;
- постоянно занята вторая рука – подает присадку, которая быстро заканчивается из-за малой длины (большую неудобно держать);
- высокая стоимость электродов из вольфрама;
- расходы на покупку аргона;
- невозможность работы при сильном ветре из-за незащищенности деталей (при сдувании аргона сварочная ванна остается без защиты).
Точечный сварочный аппарат

Они бывают переносным, удобными для дома, и стационарными, устанавливаемыми преимущественно на заводах. Кроме того, оборудование может предназначаться для односторонней (в виде пистолета и шланга, с обратным молотком) и двухсторонней сварки, предназначенной для соединения листов металла внахлест. Она востребована в автосервисе для кузовного ремонта.

Преимущества такой технологии следующие:
- низкие расходы на электричество и расходные материалы;
- высокую эффективность;
- не нужен опытный сварщик;
- не прожигает детали толщиной 0,5-1,0 мм.
Исходя из того, какие бывают типы сварочных аппаратов, выбирают модель, которая будет отвечать всем требованиям покупателя.

Читайте также: