Ручная механизированная и автоматическая сварка

Обновлено: 03.05.2024

При механизации и автоматизации сварки совершенствуется не только подача проволоки в зону горения дуги, но и возбуждение и поддержание горения дуги, перемещение дуги относительно изделия со скоростью сварки, заварка конечного кратера и разрыв дуги, подача и отсос флюса.

Производительность механизированной и автоматической сварки в 5-20 раз выше, чем ручной, при высоком качестве шва и экономном расходовании электроэнергии и материалов. Ток сварки составляет 100-3000 А при диаметре электродной проволоки 1-6 мм.

Сварочная установка состоит из трех основных частей: сварочного агрегата, обеспечивающего процесс сварки, источника питания и аппаратного ящика с пультом управления.

Установки для механизированной и автоматизированной сварки включают в себя: сварочные полуавтоматы; сварочные автоматы; сварочные тракторы.

Сварочные полуавтоматы обеспечивают сварку и наплавку с механизированной подачей проволоки и других сварочных материалов в зону горения дуги и ручным перемещением дуги вдоль линии сварного шва. В состав наиболее распространенных полуавтоматов для сварки в защитных газах (рис. 9.4) входят горелка 1 со шлангом 2, механизм 3 подачи электродной проволоки, кассета или катушка 5, являющаяся контейнером для электродной проволоки, шкаф или блок управления 4, если он объединен с источником питания; провода для сварочной цепи 10 и цепей управления 9, аппаратура для регулирования и измерения параметров подачи газа 8 (при сварке в углекислом газе); шланг 6, источник питания 7.

Полуавтоматы для сварки под флюсом состоят из тех же узлов, но вместо газовой аппаратуры они снабжены устройствами для подачи флюса.

Горелки для сварки (рис. 9.5) изготовляют на определенный ток, который выбирают из стандартного ряда токов: 125, 160, 220, 250, 315, 400, 500, 630 А. Горелки имеют естественное или принудительное воздушное или водяное охлаждение. Проволока подается к месту сварки по оси шланга, проходит через наконечник 1.

Сварочные автоматы обеспечивают механизированное возбуждение и поддержание дугового разряда, подачу сварочных материалов и перемещение дуги вдоль линии сварки. С помощью автоматической сварки изготовляют наиболее ответственные конструкции корпуса котлов, трубы, цистерны, несущие конструкции сооружений, корпуса морских судов и др.

Сварочные автоматы снабжены механизмами передвижения, корректировки направления и положения электрода, сматывания электродной проволоки, устройствами подачи и отсоса флюса, аппаратурой для подачи и изменения расхода газа. Они осуществляют подачу проволоки с постоянной или регулируемой скоростью. Для выполнения сварочных операций автоматы могут быть подвесными, самоходными, а также в виде сварочных тракторов общего или специального назначения. Напряжение на дуге при сварке под флюсом обычно выбирают по опытным данным, отражающим изменение напряжения дуги в зависимости от значения сварочного тока, диаметра электрода, марки металла и других параметров.

Сварочный трактор - самоходный агрегат для сварки в основном под флюсом, несущий на самоходной тележке подающий механизм, сварочную горелку, механизм настроечных и корректировочных перемещений, флюсовую аппаратуру, систему управления. Многие конструкционные узлы трактора унифицированы с узлами автоматов и полуавтоматов. Существуют тракторы, перемещающиеся по изделию и перемещающиеся по рельсам.

Ручная или механизированная? Обучение сварочному мастерству глазами профессионалов

Сварка - технологический процесс соединения твёрдых материалов в результате действия межатомных сил, которое происходит при местном сплавлении или совместном пластическом деформировании свариваемых частей. Как известно, без сварочных работ, производимых вручную или механизированно, сейчас не обходится практически ни один производственный процесс.

Почему для успешной работы сварщикам и специалистам сварочного производства недостаточно владеть только навыками ручной сварки? Специалисты говорят: как механизированная, так и ручная сварка имеет свои плюсы и минусы, однако в последнее время первая во многих случаях все чаще заменяет вторую.

Сварщики, однако, чаще владеют навыками либо только ручной, либо только механизированной сварки, и, как показывает практика, на производстве все чаще возникает необходимость овладевать новыми навыками и переходить с ручной сварки на механизированную. «Процедура это не самая сложная, однако определенные нюансы существуют, - отмечают в «Центре сварки и контроля» НП «ЦПКК Пермь-нефть», входящего в состав Группы компаний «Европейский». – К нам часто обращаются компании или физические лица именно за переподготовкой сварщиков, которым требуется освоить непривычный для них вид сварки либо улучшить имеющиеся навыки».

У «полуавтомата» есть серьезные плюсы. Современные технологические процессы механизированной сварки сплошной и порошковой проволокой позволяют производить качественную монтажную сварку во всех пространственных положениях для разнообразных свариваемых материалов. Иными словами, полуавтоматическая сварка незаменима при сварке относительно коротких швов, криволинейных стыков, сварке в различных пространственных положениях, например, при сварке неповоротных стыков трубопроводов либо крупногабаритных изделий или узлов без кантования. Велико ее значение и при сооружении таких конструкций, как резервуары, магистральные трубопроводы, металлические конструкции зданий и мостовые конструкции – тем более что объемы и масштабы строительства подобных объектов с каждым годом только возрастают.

Механизированная сварка в различных ее видах во многом выигрывает ручную и в плане производительности. Применение механизированной сварки сплошной проволокой в защитных газах позволяет увеличить производительность выполнения сварочных работ по сравнению со сваркой штучными электродами до трех раз. Механизированная сварка способна также значительно повысить качество выполнения сварочных работ: правильно подобранные порошковые проволоки способны обеспечить лучшее формирование шва, более высокие показатели пластичности и ударной вязкости, оптимальный химический состав металла шва.

Естественно, чтобы преимущества «полуавтомата» проявлялись в полной мере, помимо современного сварочного оборудования, соответствующих сварочных материалов и отработанных технологий сварки необходим квалифицированный сварочный персонал.

Сварщики должны владеть техникой и приёмами качественной и высокопроизводительной сварки, уметь грамотно обращаться с современным сварочным оборудованием, знать особенности технологии сварки и требования нормативных документов применительно к сварным соединениям изготавливаемых конструкций, изделий. Это особенно важно в связи с тем, что подход к качеству выполнения сварочных работ у заказчиков, потребителей и надзорных органов со временем становиться всё более принципиальным и жестким. В связи с этим, в настоящее время у предприятий, выполняющих ответственные сварочные работы, всё чаще возникает потребность переквалификации сварщиков ручной сварки на механизированную сварку, а также в повышении квалификации сварщиков-«полуавтоматчиков». Переподготовка электросварщиков ручной сварки
К сварке на полуавтоматических машинах в этом случае происходит в учебном центре «Пермь-нефть».

Качественное обучение позволяет в дальнейшем свести к минимуму процент ошибок, допускаемых сварщиками в их повседневной работе, и научиться вести работы при имеющихся сложностях на рабочем месте. Это и различные погрешности сборки – смещение кромок, непостоянство зазора в стыке; сварка в пространственных положениях, отличных от нижнего – вертикальном, горизонтальном, потолочном, в том числе при изменении пространственного положения в процессе наложения сварного шва (сварка неповоротных стыков трубопроводов); необходимость сварки одностороннего корневого шва без подкладки и/или без возможности подварки с обратной стороны и так далее. Также при сооружении одной конструкции могут одновременно выполняться стыковые, угловые, нахлёсточные и тавровые соединения. Зачастую сварку приходится производить в стеснённых условиях, в неудобной для сварщика позе, для чего так же требуется немалое мастерство. «Все это налагает особенно высокие требования к реальной квалификации сварщиков, - рассказывает Руководитель «Центра сварки и контроля» НП «ЦПКК Пермь-нефть» Сергей Пирогов. - Поэтому в нашем Учебном Центре при переподготовке на полуавтоматическую сварку сварщиков-«ручников», а также при повышении квалификации сварщиков-«полуавтоматчиков» большая часть учебного времени отводится на практическое обучение».

Лекционные занятия составляют всего около 20 – 30% учебного времени. Преподавание основано на демонстрации и разъяснении большого количества рисунков, включающих как схематические изображения, виды в разрезах, различные зависимости, так и виды сварочной ванны сварщиком через стекло сварочной маски. Курс обязательно включает в себя такие разделы, как сварочное оборудование и материалы для механизированной сварки, техника безопасности и требования нормативных документов к технологии сварки и сварным соединениям для конструкций и объектов, к работам на которых готовятся сварщики. Внимательно изучается раздел, где рассматриваются дефекты сварных соединений, их влияние на работоспособность конструкции или изделия.

70-80% времени отводится на занятия в сварочной мастерской. Перед тем как приступить непосредственно к сварке, обучаемые сварщики подробно знакомятся с составом поста для механизированной сварки, сварочным и газовым оборудованием, усваивают назначение и устройство каждой составной части оборудования. Также в начале обучения сварщики после каждого занятия моделируют мелкие неприятности, которые в последствии могут возникнуть в процессе производственной деятельности, разбирают сварочный пост и расстраивают настройки режима для того, чтобы на следующем занятии восстановить их вновь - сварщик должен уметь квалифицированно обращаться с современным сварочным оборудованием, а также быть готов грамотно передать свои знания и умения как непосредственному руководителю, так и вспомогательному персоналу.

После первоначального усвоения сварщиками техники сварки на полуавтомате, дальнейшие упражнения выполняются заявленным способом механизированной сварки на образцах, адаптированных к предстоящей производственной деятельности. Во время занятий инструктор обязательно периодически устраивает небольшие перерывы для обсуждения и осмысления наработанного к текущему моменту опыта. Во время перерывов задаются вопросы, ставятся и уточняются предстоящие задачи. В итоге за время практических занятий сварщики успешно осваивают, например, сварку неповоротных стыков трубопроводов комбинированным способом.

По завершении курса обучения и сдачи практического экзамена более-менее опытные сварщики обычно отрабатывают в среднем в течение 2 - 4 смен сварку стыков конкретного типоразмера/материала в условиях производства и, после заварки допускных стыков, вполне готовы приступить к выполнению работ на ответственном объекте. Для сварщиков, не имеющих достаточного опыта ответственных сварочных работ, продолжительность аналогичного обучения увеличивается до 3 - 4-х недель - для отработки чёткой координации глаз и рук сварщика до автоматизма. Здесь можно провести аналогию с опытным водителем, который по множеству факторов мгновенно оценивает непрерывно меняющуюся дорожную обстановку и управляет автомобилем, воздействуя на руль и педали, на уровне рефлексов.

«Огромный опыт «Пермь-нефти», в том числе и в области пропереподготовки сварщиков, позволяет добиваться на выходе самых высоких результатов – обучаемые овладевают новыми востребованными методами и навыками сварочных работ, работодатели получают универсальный квалифицированный персонал, полностью готовый для работы на самых серьезных объектах» - резюмирует Сергей Пирогов. Иначе и быть не может – ведь за спиной учебного центра 70 лет работы с персоналом самых разных компаний, постоянная работа в соответствии с требованиями времени и клиентов.

Автоматическая и полуавтоматическая сварка

Автоматическая и полуавтоматическая сварка – чем отличаются данные технологии? Обычный человек, скорее всего, затруднится дать ответ на этот вопрос, да ему и не нужно. Но в некоторых ситуациях выбор между тем или иным методом может сыграть существенную роль.

К примеру, автоматическая сварка – это высокая скорость работы и отменное качество шва. Для использования полуавтоматического оборудования не требуется каких-то особых условий, оно более экономичное. И на этом отличия между технологиями не заканчиваются. Так на каком же методе остановиться? Давайте разбираться.

Чем автоматическая сварка отличается от полуавтоматической

Различия в первую очередь проявляются в особенностях используемой аппаратуры. Однако для начала остановимся на сложности последней. Оборудование для автоматической и полуавтоматической сварки может работать с флюсом, защитным газом, также возможно применения порошковой проволоки. Основное отличие агрегатов для автоматической и полуавтоматической сварки заключается в том, насколько работник задействован в производственном процессе.

Автоматическая и полуавтоматическая сварка имеют свои достоинства и возможности, которые и рассматриваются при выборе метода. Существует несколько типов автоматов:

с одним или несколькими электродами, которые одновременно выполняют соединения;
подвесные системы со смещающейся сварочной головкой и стационарным расположением остальных частей, их используют для фигурных швов;
самоходные, которые перемещаются на тележке, у них подвижна не только головка, но и весь механизм, применяются они при конвейерной системе производства;
тракторы сварочные – устройства, двигающиеся по заготовке или направляющим и выполняющие длинный шов, примером может служить производство сварочной трубы.

Еще одной классификацией автоматического оборудования является разделение по разновидностям сварочного процесса:

работа ведется снизу (нижнее положение);
горизонтальное соединение на вертикальных поверхностях;
сваривание с принудительным формированием шва.

Оператор не принимает непосредственного участия в работе, не следит за расположением электрода и горелки. Основная функция работника – настройка аппаратуры и проверка ее работоспособности.

Автоматические установки – это сложное оборудование. Такие устройства имеют блок управления и электронные системы, большой срок окупаемости, стоят достаточно дорого. Поэтому покупка автоматов небольшими производствами, мастерскими – нерентабельна.

Рекомендуем статьи по металлообработке

Срок окупаемости полуавтоматов небольшой. Они часто используются для сварки высокой сложности вне производства, на выезде. В полуавтоматическом оборудовании механической является только подача присадочной проволоки. Она помещается на направляющие ролики и автоматически двигается. Скорость ее перемещения регулируется оператором.

Классифицируют полуавтоматическое оборудование по:

числу электродов;
назначению (они могут работать со сталью, чугуном, цветными металлами);
функциональности: аппаратура может работать без газового оборудования и подходить для любого вида сварки.

С такими аппаратами работают опытные специалисты, поскольку одновременно происходит регулировка подачи газа, отслеживание и поддержка расстояния между металлом и аппаратом, удержание дуги.

Технологии автоматической и полуавтоматической сварки

Сварочная токопроводящая головка является основным узлом оборудования. На нее подается создающий дугу разряд и проволока.

Сварка в автоматическом режиме происходит чаще всего с применением присадки в виде проволоки. Она, как правило, закрепляется на катушке и специальной бобине. Скорость подачи и траектория движения проволоки задается с помощью системы роликов. Сначала проволока выпрямляется, а потом уже подается на мундштук, который направляет ее в рабочую зону. Располагается он обычно над местом работы.

VT-metall предлагает услуги:

Лазерная резка металла Гибка металла Порошковая покраска металла Сварочные работы

Формирование дуги с помощью автоматического оборудования происходит так же, как и при ручной сварке, то есть пробой заряда идет в процессе смыкания поверхности заготовки и электрода. Присадка в данном случае является коротким плавящимся электродом, за счет расположения электродуги и контакта. При этом длина электрода в процессе работы не уменьшается, поскольку происходит непрерывная подача проволоки.

Марка оборудования влияет на размер сварочной зоны. Мундштук и металл не перегреваются, если правильно настроить аппаратуру. Зажигание дуги с помощью инверторного источника может происходить без непосредственного контакта детали и электрода. При фиксированной длине электродуги электрод редко залипает в процессе короткого залипания по капле. Происходит стабильная подача металла в сварную ванну. Если падает капля, то проволока начинает движение назад с холостым ходом. Тем самым происходит увеличение дистанции и поддержание электроразряда. При ручной сварке невозможно обеспечить столь высокую стабильность работы.

Специфика сварки имеет большое влияние на выбор технологии соединения. Наиболее популярна сварка:

В защитной газовой среде. Качественный шов можно получить с использованием гелия, аргона и разных смесей.
Электрошлаковая. Ток, проходя через жидкий шлак, способствует выделению тепла, расплавляющего как заготовку, так и присадочную проволоку. Такой вид сварки дает минимально возможное проникновение водорода в металл, создавая большую ударную вязкость шва.
Под флюсом. Считается одной из самых производительных. Данная технология используется на металлургических предприятиях и в машиностроении. Присадочными материалами при таком виде сварки являются сыпучий флюс и проволока, имеющая сплошное сечение.

Подача присадочного материала в сварную ванну при автоматической сварке может быть любой, в том числе аппарат может переносить его струйным методом. В случае короткого замыкания восстановление сварочной дуги происходит автоматически, без оператора.

Выше уже указывалось, что на сегодняшний день одним из самых популярных методов сварки, создающим качественный шов, является автоматическое соединение с защитой флюсом. Таким способом происходит сварка сложных металлов: нержавейки, меди и алюминия. Соединение автоматом происходит с высокой скоростью, защиту же обеспечивает флюс.

Флюс является веществом, которое выпускают в виде гранул, жидкости, порошка. Он обладает рядом достоинств. Так, эти примеси поступают в сварочную ванну толстым слоем и обеспечивают ее защиту от атмосферного кислорода. Одновременно, флюс уменьшает возможность разбрызгивания жидкого металла, помогает поддерживать горение дуги, защищает сам металл, а в случае необходимости способен поменять химический состав соединения.

Существует разделение флюсов в зависимости от их назначения. Одни используются для работы с высоколегированными сталями, другие – с углеродистыми или легированными, третьи – с цветными. А также они могут быт керамическими или плавлеными. При этом отличаются своим составом.

В подавляющем большинстве работ используется плавленый флюс. Причина – его относительная дешевизна и универсальность. Он может эффективно осуществлять защиту сварочной ванны от воздуха. Впрочем, ждать от него проявления особых свойств не стоит. При высоких требованиях к качеству шва специалисты рекомендуют выбирать керамический флюс.

Флюсы также бывают химически пассивными и активными. Последние имеют в своем составе кислоты. Они способствуют хорошей защите металла, но приводят к его коррозии. Поэтому требуется тщательное удаление таких примесей после окончания работы. Применение пассивного флюса в автоматической сварке затруднено, поскольку он не имеет необходимых свойств. Чаще всего он встречается при пайке и представляет собой канифоль или воск.

Автоматическое соединение с использованием защиты флюсом применяется во многих областях промышленности. Например, для создания крупносерийного конвейерного производства. Именно поэтому данная технология используется при сборке судов, контейнеров для нефтепереработки, при изготовлении труб большого диаметра.

В настоящее время используется два стандарта, в которых описываются правила работы полуавтоматов: ГОСТ 14771-76 – сварка в среде защитных газов: автоматическая и полуавтоматическая сварка; ГОСТ 8713-79 – автоматическая и полуавтоматическая сварка под флюсом. Первая ведется с использованием углекислоты. А соединение под флюсом происходит с применением порошков и паст, которые при плавке обеспечивают надежную защиту от воздуха рабочей зоны.

Сварка с использованием полуавтоматического оборудования является достаточно производительным методом соединения. Сама аппаратура имеет ряд особенностей. В конструкции применяются катушки, обмотанные порошковой или омедненной проволокой для сварки. Электрический двигатель и ролики являются механизмом, с помощью которого происходит подача присадки через специальный шланг к месту соединения, где она плавится.

Оператору не приходится менять электрод, поскольку проволока непрерывно подается в рабочую зону. Деформация металла при работе с полуавтоматом под защитой газа немного меньше, поскольку происходит обдув углекислым газом.

Полуавтоматическое оборудование может применяться для работы с чугуном, низколегированными сталями, алюминием, нержавейкой. Нержавеющая сталь и алюминий требуют применения для защиты инертных газов, таких как гелий и аргон.

Соединение различных сплавов происходит в разных режимах, технологии применяются также различные. Например, к особенностям подготовки заготовок относят: прогрев перед работой, травление, применение флюсов.

Иногда используются специально созданные марки проволоки. Их применяют для наплавки с целью создания износостойкого покрытия, сварки заготовок из чугуна, легированных сталей, конструкционных материалов.

При этом применяют разные флюсы. Они используются как для защиты места соединения, так и для создания швов, имеющих особые характеристики. Корку из шлаков, образующуюся при применении флюсов и порошковой проволоки, обязательно убирают при остывании металла.

Существует ряд нюансов при полуавтоматическом соединении в защитной газовой среде. Так, углеродистые стали обычно варят с использованием защиты углекислотой. При сварке нержавейки и алюминия подключают гелий, аргон или различные смеси с CO₂.

Аппаратура, применяемая для сварки, имеет отличия от инверторов, которые работают при соединении с помощью покрытого электрода. Передняя панель, помимо рукояток регулировки размера тока, снабжена колесиком, посредством которого меняется скорость подачи проволоки.

Параметры соединения выбираются в зависимости от материала заготовки, марки и толщины. Профессиональная аппаратура дает возможность настроить индуктивность, которая оказывает влияние на то, насколько сильно будут проплавляться края деталей, разбрызгиваться металл, насколько «мягкой» будет сварочная дуга. Ее параметры зависят от металла и прочих условий.

Плюсы и минусы автоматической сварки

При внимательном осмотре шва, сделанного с использованием автоматической технологии, заметно, что он значительно ровнее соединения, сделанного вручную. Однако это не единственное достоинство автоматической сварки:

Применение электронных систем значительно ускоряет настройку, в отличие от оборудования для ручного дугового соединения, которое нужно настраивать долго, подбирать напряжение и ток.
Производительность автоматов в несколько раз превышает скорость работы бригады сварщиков, такому оборудованию не надо отдыхать, оно не зависит от профессионализма работников.
Уменьшается количество отходов. Брак зависит от того, насколько правильно было настроено оборудование, а не от квалификации работников.
Стабильный шов. Чрезвычайно высоко оценивается качество и аккуратность места соединения металла. Они ровные и имеют одинаковую высоту. Нет наплывов и разрывов.
Экономичность. Проволока расходуется медленнее, уменьшаются потери энергии, уходившей на угар и разбрызгивание.
Есть возможность проводить соединение в замкнутых и труднодоступных местах, при вредных для человека условиях, таких как: высокая и низкая температура, загазованность и пр.

Однако, помимо достоинств, автоматическая сварка имеет и ряд недостатков:

оборудование имеет небольшую маневренность;
при изменении операции необходимо проводить перенастройку;
высокая стоимость;
вред для здоровья окружающих из-за выделения небезопасных газов при проведении автоматического соединения, несмотря на то, что нет необходимости применять средства индивидуальной защиты.

Именно поэтому такое оборудование не в состоянии полностью заменить сварщиков.

Преимущества и недостатки полуавтоматической сварки

Механизированная сварка завоевывает все большее число поклонников не только среди профессионалов, но и среди любителей.

Перед началом работы на полуавтоматическом оборудовании необходимо взвесить все его достоинства и недостатки. Преимуществами являются:

Возможность без повреждения покрытия сделать неразъемный шов на оцинкованных деталях. При этом используют медную проволоку.
Способность работать с чугуном, алюминием и конструкционной сталью.
Возможность варить тонкие листы металла толщиной ≤ 0,5 мм.
Малая чувствительность к коррозии заготовки и ее загрязнению.
Удобство работы, когда сварщик сразу видит шов, шлак не закрывает его.
Стоимость работ невысока, сравнивая ее с иными способами изготовления неразъемных соединений.

Но есть и недостатки работы с использованием полуавтоматического оборудования. Разлет брызг металла достаточно велик при работе без газа. Излучение дуги сильнее и появляется необходимость использовать защитную одежду и маску.

Несмотря на перечисленные неудобства, данный тип соединения используется в различных отраслях производства. Наиболее часто он применяется в ходе ремонта транспорта и в автомобилестроении, но всегда с защитным газом – аргоном, гелием, углекислотой.

Какой метод сварки выбрать – автоматический или полуавтоматический?

Выбрать, что именно требуется сейчас – автоматическая и полуавтоматическая дуговая сварка, поможет конкретная ситуация. Автомат необходим для изготовления швов повышенной сложности и для производства крупных партий изделий. Полуавтомат прекрасно подойдет для небольших партий продукции с качественным равномерным швом.

Настройка полуавтоматов не требует длительной подготовки, а их обслуживание экономично. Нет необходимости в создании специальных условий для соединения. Рабочие трудятся как в помещениях, так и на улице. Для размещения аппаратуры не нужна ровная поверхность с покрытием определенной плотности. И, пожалуй, самое важное свойство полуавтоматов – их мобильность.

Автоматическое же сварочное оборудование требуется при работе линии с общим управлением, в технологической цепочке, при выполнении одинаковых операций.

При смене работы автоматы требуют перенастройки и регулировки. Использовать их для выполнения разовых операций неоправданно дорого. Выбирая, как должна быть проведена сварка (на автоматических или полуавтоматических машинах), при ограниченном бюджете следует отдать предпочтение полуавтоматам. Но при выстраивании производственного цикла специалисты рекомендуют остановиться на автоматах.

Почему следует обращаться именно к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

цветные металлы;
чугун;
нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.

Способы сварки металлических конструкций

Классификация способов сварки металлоконструкций приведена на рис. 10.2.

В зависимости от среды, в которой происходит дуговой разряд, различают три разновидности электросварки: открытой дугой; закрытой дугой, горящей под слоем флюса; дугой, горящей в среде защитного газа.

В зависимости от условий изготовления и монтажа, конструктивных особенностей узлов и элементов металлоконструкций, основных конструкционных материалов применяются следующие способы электродуговой сварки: ручная, механизированная и автоматическая.

Ручная сварка осуществляется штучными электродами, имеющими специальное покрытие, которое выполняет стабилизирующие, защитные и легирующие функции. Ручная сварка позволяет осуществлять качественное соединение во всех пространственных положениях и в любых погодных условиях. При этом способе длина дуги, подача электрода со скоростью его расплавления и перемещение дуги вдоль свариваемых кромок осуществляется вручную.

Автоматическая и механизированная сварки под флюсом – это способы дуговой сварки, при которых дуга горит между электродом и свариваемым изделием под слоем флюса. Флюс, расплавляясь, обеспечивает надежную защиту расплавленного металла и повышает стабильность горения дуги.

Сварка осуществляется автоматом или полуавтоматом с подачей сварочной проволоки без покрытия.

Рис. 10.2.Классификация способов дуговой сварки металлоконструкций

При механизированной сварке в среде углекислого газа процесс ведется плавящейся голой электродной проволокой на постоянном токе обратной полярности.

В настоящее время широкое распространение получает высокопроизводительная механизированная сварка порошковой проволокой, представляющей собой металлическую трубку-оболочку диаметром 2…3 мм, изготовленную из стальной ленты толщиной 0,2…0,5 мм с запрессованным внутрь порошком шлако- и газообразующих компонентов, которые обеспечивают защиту расплавленного металла от воздуха, необходимое раскисление и легирование. Механизированная сварка порошковой проволокой не уступает ручной сварке по доступности выполнения работ, обеспечивая в то же время высокие производительность и качество.

Электрошлаковая сварка представляет собой разновидность сварки плавлением. Этот тип сварки удобен для вертикальных стыковых швов элементов толщиной 20 мм и более. Процесс сварки ведется голой электродной проволокой под слоем расплавленного шлака Сварочная ванна защищена с боков медными формирующими шов подвижными охлаждаемыми ползунами. Шов получается хорошего качества.

Контактная сварка является одним из видов сварки давлением, основана на нагреве и пластическом деформировании соединяемых элементов. Нагрев металла осуществляется электрическим током, проходящим через детали, находящиеся в плотном контакте. При изготовлении строительных стальных конструкций используют три вида контактной сварки: точечную, шовную и стыковую.

Сварка конструкций является одной из трудоемких операций, удельный вес которой достигает 30% от общей трудоемкости изготовления. Способ сварки зависит от конструктивной формы, толщины свариваемых деталей, расположения, протяженности и сечения швов.

Ручная сварка применяется, главным образом, в труднодоступных местах, при постановке сборочных прихваток, при ремонте сварных соединений и т.п.

Автоматическую сварку под слоем флюса используют для стыковых и угловых прямолинейных швов протяженностью более 500 мм. Ее применяют для поясных швов балок, колонн, укрупнения листовых конструкций и других элементов.

Механизированная сварка несколько менее производительна, чем автоматическая, но весьма эффективна при выполнении прямолинейных и коротких криволинейных швов в нижнем и наклонных положениях, реже – в вертикальном. Механизированная сварка в среде углекислого газа применяют для сварки прерывистых коротких швов и швов, не доступных для сварки автоматом. Наиболее эффективна она при изготовлении решетчатых конструкций, приварке ребер жесткости, диафрагм, фланцев и т.п.

Применение дуговой сварки

Современную металлообработку сложно представить без применения дуговой сварки. Она используется для соединения отдельных элементов металлических конструкций. Кроме того, применяется наряду с другими видами работ, например, такими как литье, штамповка и прокат деталей изделий.

Электродуговая сварка – это самая популярная и считающаяся универсальной модификация сварочной технологии, которая очень часто используется в металлообработке – где и как расскажем ниже.

Область применения дуговой сварки

Суть электродуговой сварки в соединении при помощи обсыпанного горячим силикатом электрода частей металлической конструкции, то есть в процессе дуговой сварки обсыпка плавит электрод, соединяя элементы металлических заготовок.

Методика дуговой сварки имеет свое обозначение в технологической номенклатуре. Это такие известные аббревиатуры, как:

РДС: сварка ручная дуговая. Данное обозначение применяется чаще в российской (ранее в советской) технической литературе.
MMA: ручная дуговая сварка. То же, что и РДС, однако в иностранной номенклатуре применяется название ММА.
SMAW: дуговая сварка в автоматическом режиме и в защитной среде (например, под флюсом), которая закрывает сварочную ванну от влияния окружающей среды. Наименование SMAW применяется как в России, так и за рубежом.

Электродуговая сварка используется:

При изготовлении блоков пространственного типа – для соединения плоских каркасов и арматурных сеток.
При монтаже блоковых конструкций – соединяя блоки между собой.
Для производства каркасов и сеток – сваривая отдельные арматурные стержни.
При установке сборных железобетонных конструкций – соединяя арматурные стержни и закладные элементы.
В случае отсутствия контактных устройств и аппаратуры – подготавливая арматуру на профильных производствах.
При соединении каркасов из арматуры диаметром > 10 мм. Стержни толщиной менее 8 мм не соединяются с применением дуговой сварки по причине высокой вероятности пережигания и сложности сварочной технологии.

Достаточно активно происходит применение ручной дуговой сварки в строительстве. Для соединения арматурных стержней данную методику используют вместе с технологией контактной сварки в процессе строительства.

Сферы применения ручной дуговой сварки

Ручная дуговая сварка с использованием угольного электрода, позднее названная РДС, ММА или РД, изобретена в России в конце XIX века Н. Бернардосом. Технология сразу прошла патентование в большинстве европейских стран и в России. Чуть позже тот же Н. Бернардос придумал сначала контактную, а затем и дуговую сварку в газовой защитной среде.

За прошедшие с момента изобретения годы технология применения РДС много раз видоизменялась и получила различные модификации. Примером может служить методика соединения с плавящимся стержнем, которая, в отличие от РДС с угольным электродом, получила широкое применение в бытовых целях. Одновременно появлялись новые сварочные аппараты с разнообразными функциями, а также металлы, имеющие особые свойства.

ММА (ручная дуговая сварка) – наименование, принятое в международной документации, – представляет собой операцию создания шва, соединяющего металлические детали при помощи электрической дуги. Последняя протягивается от электрода к поверхности металлических деталей и при стабильной работе создает крепкий, ровный шов. Для изготовления электродов используется металлическая проволока, покрытая особыми составами, защищающими при горении сварную ванну от воздействия окружающей среды, в частности, кислорода. Длина таких электродов должна быть менее 0,45 м.

Процесс розжига дуги происходит двумя способами: постукиванием – специалист легким постукиванием о поверхность металла добивается зажигания, и чирканьем – электродом, как спичкой, проводят по поверхности металла. Происходит одновременный процесс расплавления металла и электрода под воздействием дуги. Электрод плавится, наплавляя металл и формируя шов. Технология предполагает небольшое разбрызгивание металла в процессе производства работ.

ММА-соединение покрытым электродом – считается одним из самых простых, но с множеством тонкостей процесса. Производительность труда при данном методе достаточно низкая, поскольку много времени уходит на формирование шва, что считается нерациональным. Это постепенно привело к вытеснению его из промышленного производства. В настоящее время чаще всего такую технологию применяют в быту.

Однако можно говорить о многофункциональности такого вида соединения, как ручная дуговая сварка, применение которой подходит для наплавки валов, соединения различных типов металлов, а также быстрого мелкого ремонта любых металлических изделий дома. При наличии опыта специалист способен делать различные виды швов – как простых, так и трудоемких (например, потолочные).

РДС покрытым электродом имеет чрезвычайно широкое применение. Причина – простота и универсальность процесса. Сферой применения являются области, где автоматическое соединение невыгодно или затруднено. Это создание швов, имеющих сложную конфигурацию, а также прерывистых или коротких. Одним из бесспорных преимуществ РДС является возможность сделать соединение во всех пространственных положениях. Это имеет большое значение при монтаже различных конструкций.

Применяется дуговая сварка (РДС) при соединении изделий толщиной 0,02–3 см, несмотря на то, что ГОСТ 5264-80 позволяет расширить данный интервал до 0,01–12 см. Метод используется при ремонте и восстановлении мелких партий изделий, а также при сборке конструкций из разных видов металла и его сплавов.

Основными достоинствами применения РДС являются:

легкость процесса обучения основам процесса;
соединение во всех пространственных положениях;
возможность выполнения работ в труднодоступных местах;
быстрота смены соединяемого материала;
разнообразие марок электродов для соединения разных видов стали;
Простота, низкая стоимость оборудования, а также возможность его быстрого перемещения.

Недостатками применения РДС специалисты называют низкую производительность труда, долгий срок обучения и получения необходимых навыков (от 1 года до 1,5 лет для специалистов с высокой квалификацией), зависимость качества работы от персональных характеристик сварщика, трудности соединения материалов с толщиной < 1 мм, иногда < 2 мм.

С помощью РДС соединяют чугун, медь, стали и разные медные сплавы. Для работы с каждым из металлов и их сплавов подбирают необходимые электроды и их покрытия.

Где применяется полуавтоматическая дуговая сварка

Процесс полуавтоматического соединения, как одного из видов дуговой сварки, заключается в одновременной автоматической подаче в зону соединения защитного газа и сварочной электродной проволоки. Газ должен защитить сварочную ванну, состоящую из расплавленного металла, от влияния окружающей среды, в том числе кислорода. Чаще других применяется углекислота или аргон. Полуавтоматическое соединение также используют достаточно часто, поскольку оно подходит для работы и с черными, и с цветными металлами.

Данный вид соединения позволяет варить листы металла толщиной 0,5 мм, а также выполнять важные работы по металлу до 3 см толщиной в любых положениях. Области применения полуавтоматической дуговой сварки – практические любые. Например, в авторемонтных мастерских или для соединения любого металлического профиля при изготовлении металлических конструкций.

Достоинства сварки полуавтоматом:

облегченные условия труда;
небольшая зона нагрева и малая деформация заготовок, поскольку дуга имеет высокую степень концентрации;
возможность проведения работ в любом положении;
возможность соединения тонких заготовок;
квалификация сварщика может быть невысокой;
отличное качество соединения (шва);
высокая скорость выполнения работ.

К недостаткам полуавтоматического соединения относится:

Низкая мобильность оборудования. Однако данная проблема может быть решена использованием (вместо баллонов с защитным газом) электродов, покрытых флюсом, которые также защитят расплав.

Область применения автоматической дуговой сварки

Автоматизированные комплексы находят свое применение для соединения цветных и черных металлов в средах, вредных для здоровья человека, и в неудобных, стесненных условиях.

Применение их в мелком производстве или в быту ограничено дороговизной оборудования, а также расходных материалов. Но на производстве большие объемы работ и высокая производительность обеспечивают окупаемость оборудования, которое используется для:

соединения различных комбинаций черного металла и цветного;
дуговой сварки деталей, толщина которых колеблется от 1,5 мм и до 20 см;
особо ответственных работ по созданию химических и ядерных реакторов, емкостей, которые будут функционировать под высоким давлением и пр.;
работы с внутренними швами различных емкостей и трубопроводов.

Внимание! Применение автоматического оборудования исключает нахождение сварщика в зоне работ. Это повышает безопасность производства и улучшает условия работы специалиста.

Технологии ручной дуговой и автоматической сварки схожи. Применение последней имеет свои достоинства:

увеличение в несколько раз скорости работ (высокая производительность труда);
стабильность параметров швов;
глубокая проплавка металлов;
возможность работы с трубами и емкостями всех размеров;
низкая трудоемкость производства и отсутствие необходимости высококвалифицированных кадров;
высокая безопасность работы.

Дополнительные достоинства применения автоматического соединения появляются при использовании различных флюсов. Например, порошкообразного, с подачей его по шлангу или содержащегося в сварочной проволоке. К таким преимуществам относится:

отсутствие разбрызгивания расплавленного металла;
стабильная сварочная дуга;
низкая скорость остывания, что улучшает свойства шва;
защита расплава от влияния воздуха, а именно водяного пара, кислорода, азота;
поддержание раскисления шва и, следовательно, введение в него легирующих добавок.

Поскольку флюсовый порошок расходуется в процессе работы автомата не полностью, его остатки вместе с окалиной счищает специальный трактор, который обрабатывает изделие после соединения. Так происходит на современном оборудовании. Более старые модели не имеют трактора, и заготовка очищается от флюса и окалины вручную. После этого изделие окрашивают.

В настоящее время разработано несколько технологий применения автоматического соединения. Одни автоматы вращаются сами, вернее их головка, иные, оставляя головку неподвижной, вращают изделие. Последние в основном применяются для работы с трубами.

Некоторые автоматы снабжены тракторами с самоходными шасси, они передвигаются внутри или снаружи заготовок по заранее установленному маршруту. Применяются не только различные кинематические схемы, но также разные способы формирования защитной атмосферы вокруг расплава.

Перед началом изготовления той или иной детали с применением автоматического дугового соединения требуется написать техническое задание, предусматривающее режим дуговой сварки. Правда, нередки случаи отсутствия техзадания.

Для такого случая предусмотрен экспериментальный метод подбора параметров и характеристик автоматической дуговой сварки. Вот некоторые руководства к действию:

Для выработки качественной сварочной дуги необходима ее стабильная поддержка. Добиться этого можно оптимальным соотношением скорости подачи проволоки и силы тока.
При работе с применением флюса прослеживается закономерность – скорость соединения возрастает одновременно с повышением вылета проволоки электрода.
В процессе применения легированной проволоки можно использовать режимы соединения с более высокой скоростью ее подачи.
Напряжение и сила тока во многом влияют на форму и размер шва, получаемого при соединении заготовок. Ширина (ее уменьшение или увеличение) зависит от напряжения тока, а глубина проварки шва – от его силы.
От правильно подобранного флюса для марки металла, с которой происходит работа, зависит качество соединения.

Придерживаясь данных рекомендаций, можно быстро и качественно сделать дуговую сварку. Одновременно необходимо изучить области применения дугового соединения автоматическим оборудованием.

Поскольку, несмотря на большую его распространенность, использование данного вида дуговой сварки достаточно ограничено. Рассмотрим некоторые из них:

Судостроение, где применение нашла автоматическая дуговая сварка под флюсом. Оборудование позволяет прямо на заводе собирать большие блоки конструкций или деталей, крупные секции кораблей.
Добыча и переработка нефти, газа и иных агрессивных жидкостей, где применяют автоматическое дуговое соединение для производства резервуаров, в том числе нефтехранилищ. Причина – высокое качество швов и их стойкость к влиянию агрессивной среды.
Трубопрокатные заводы, где автоматическая дуговая сварка применяется для создания труб с большим диаметром. Данным оборудованием оснащены все трубопрокатные производства. В настоящее время уже неважно, для каких целей производятся трубы: обычные водопроводные или для газопроводов – они изготавливаются на автоматическом оборудовании.

Итак, автоматическое соединение с применением флюса используется при изготовлении важных и ответственных заказов, к которым предъявляются повышенные требования безопасности, поскольку данный вид дуговой сварки соответствует всем запросам.

Читайте также: