Технология производства сварочного оборудования
Обновлено: 20.09.2024
Конструктивные особенности, назначение и условия работы аппарата. Определение размеров проката, развертки эллиптического днища и цилиндрической обечайки. Сборка свариваемых элементов. Выбор приспособлений и механизмов для проведения сварочных работ.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 22.04.2011 |
| Размер файла | 230,4 K |
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
1.1 Конструктивные особенности, назначение и условия работы аппарата
1.2 Выбор конструкционного материала
1.3 Определение размеров проката
1.3.1 Определение размеров развертки цилиндрической обечайки
1.3.2 Определение размеров развертки эллиптического днища
1.4 Расчет габаритности аппарата
1.5 Допуски и сопряжения
2. Технологический процесс изготовления сварной конструкции операции
2.1 Заготовительные операции
2.1.1 Очистка заготовок
2.1.2 Подбор листоправильной машины
2.1.3 Разметка заготовок
2.1.5 Подбор листогибочной машины
2.1.6 Подбор пресса для штамповки днища
2.2 Сборка свариваемых элементов
2.2.1 Сварочные напряжения и деформации
2.2.2 Приспособления и механизмы для проведения сварочных работ
2.2.3 Подбор роликового стенда
2.3 Расчет режима сварки
2.3.1 Расчет режима сварки под флюсом
2.3.2 Выбор сварочного оборудования
2.3.3 Выбор марки флюса и электрода
2.4 Операции термической обработки
2.5 Операционный контроль и контроль качества изделия
Список использованных источников
Современное состояние и перспективы развития нефтяной и газовой промышленности нашей страны определяются изменением структуры топливного баланса, ускоренным развитием химической промышленности. С этим связано многообразие химико-технологических процессов и конструкций аппаратов, развития машиностроения.
Технологические процессы производства аппаратуры охватывают почти все виды обработки металлов: горячую и холодную обработку давлением, сварку металлов и сплавов, термическую и холодную резку и др.
Одним из критериев развития аппаратостроения является внедрение неразъемных соединений. Клепаные конструкции начали применять при изготовлении первых кубовых установок. В период перехода от клепаных конструкций к сварным изготовляли комбинированные конструкции. В результате таких операций часто наблюдалось горячие трещины в сварных швах. Применение сварных конструкций значительно сократило расход металла, снизило себестоимость. Применение сварных соединений привело к экономии стали для производства аппаратуры до 33% от веса клепаных аппаратов.
Переход к сварным конструкциям объясняется достижениями науки в области теории и практики сварочных процессов, физических методов контроля швов.
Колонна состоит из двух частей. Нижняя часть оборудована шестью каскадными и пятью желобчатыми тарелками. Верхняя часть колонны оборудована 14 желобчатыми тарелками.
Техническая характеристика ректификационной колонны:
давление, МПа 2,4
температура среды, єС 350
габаритные размеры, мм:
высота опоры 1200
масса аппарата, т 145
Основной вид проката, применяемый для изготовления корпусов колонной аппаратуры - это листовой прокат.
Учитывая высокую коррозионную активность компонентов обрабатываемой среды (высокосернистый мазут) в качестве основного конструкционного материала выбирали двухслойную сталь по с основным слоем из углеродистой стали марки ВСт3сп и плакирующим слоем из нержавеющей жаростойкой стали аустенитного класса марки 08Х13. Химический состав стали и ее механические свойства приведены в таблицах 1 и 2.
Таблица 1 - Химический состав сталей
Таблица 2 - Механические свойства сталей
Низкоуглеродистые стали до 0,25% углерода, обладают хорошей свариваемостью. Сварные соединения легко обрабатываются режущим инструментом.
Сталь ВСт3сп5 имеет следующие характеристики: температура начала ковки 1300 С; температура конца ковки 750 С; охлаждение на воздухе; способы сварки: ручная дуговая, автоматическая дуговая под флюсом, электрошлаковая; обрабатываемость резанием - в горячем состоянии.
Сталь 08Х13 имеет следующие характеристики: температура начала ковки 1220 С; температура конца ковки 850 С; охлаждение на воздухе; способы сварки: ручная дуговая, автоматическая дуговая под флюсом, аргонодуговая; обрабатываемость резанием - в закаленном и отпущенном состоянии.
1.3 Карты раскроя
Карта раскроя представляет собой чертеж развертки на плоскости, который определяет количество и габаритные размеры листов - заготовок, а также продольные и поперечные швы, их расположение и протяженность. Картой раскроя определяются основные технологические операции и их последовательность, точность изготовления, влияние на себестоимость и отходы металла. Поэтому карту раскроя необходимо рассматривать в нескольких вариантах.
Карта раскроя первого типа (продольная ось симметрии листов перпендикулярна оси аппарата).
Рисунок 1 - Метод обечаек
Периметр обечайки П, мм, определяли согласно [1, с.101]:
где Dв - внутренний диаметр колонны, мм;
S - толщина стенки обечайки, мм.
П = 3,14 (3000 + 12) = 9462,48 мм
Согласно [3, с.62] выбрали 9 листов с размерами L = 4500 мм и В = 2000 мм и 9 листов с размерами L = 5000 мм; В = 2000 мм.
Площадь отхода Sотх, м2, определяли по формуле:
где S - фактическая площадь, м2;
So - необходимая площадь, м2.
Фактическую площадь S, м2, определяли по формуле:
Необходимую площадь So, м2, определяли по формуле:
где Lц - длина цилиндрической обечайки аппарата, м.
Процент отхода , %, определяли по формуле:
Построим карту раскроя второго типа (продольная ось симметрии листов параллельна оси корпуса).
Рисунок 2 - Метод карт
Согласно [3, с.62] выбрали 10 листов с размерами L = 6000 мм и В = 2000 мм и 5 листов с размерами L = 5500 мм; В = 2000 мм.
Процент отхода карты раскроя первого типа меньше, следовательно, для изготовления корпуса приняли метод обечаек. Окончательно приняли:
Днище выбрали согласно ГОСТ 6533 по внутреннему диаметру аппарата согласно [4, с.117].
Таблица 3 - Геометрические размеры днища
Рисунок 3 - Днище эллиптическое
Диаметр развертки Dр, мм, определяли согласно [1, с.101]:
где Dвн - внутренний диаметр эллиптического днища, мм;
S - толщина стенки днища, мм;
h1 - высота цилиндрической части днища, мм;
вн - коэффициент, определяемый согласно [1, с.101].
Диаметр заготовки Dз, мм, определяли согласно [1, с.103]:
где 2zн - технологический припуск на обработку, мм.
Технологический припуск на обработку 2zн, мм, определяли согласно
2zн = 0,033668 = 110 мм
Dз = 3668 + 110 = 3778 мм
Для изготовления днищ согласно [3, с.64] приняли 4 листа:
1.4 Определение габаритности аппарата
Величину отклонения наружу концов аппарата С, м, выходящих за шкворни тележек вагона, определяли согласно [3, с.28]:
где l - длина аппарата, мм;
l1 - базовая длина вагона, мм;
R - радиус закругления, мм.
Длину аппарата l, мм, определяли согласно задания:
Длину базы вагона l1, мм, принимали согласно [3, с.27]:
Радиус поворота вагона R, мм, принимали согласно [3, с.30]:
Коэффициент износа ходовых частей подвижного состава К, мм, определяли согласно [3, с.28]:
Расчетный габарит по ширине аппарата А, мм, определяли согласно [3, с.29]:
где Dн - наружный диаметр аппарата, мм.
Наружный диаметр аппарата Dн, мм, определяли согласно задания:
Стандартное значение габарита по ширине аппарата принимали согласно
Максимальную длину аппарата lmax, мм, определяли согласно [3, с.28]:
Аппарат является габаритным, если выполняется условие:
22330 мм > 17390 мм
Из условия видно, что аппарат габаритен.
2 Технологический процесс изготовления сварной конструкции
2.1.1 Очистка проката
В результате прокатки на поверхности стали образуется окалина, а за время транспортирования и нахождения на складе на поверхности стали может образоваться ржавчина и появиться загрязнение.
Ржавчину, окалину и загрязнения на поверхности металла можно удалять разными способами: химическим, термическим, механическим.
Для очистки травлением применяют слабые растворы кислот, которые погружают или которыми смачивают обрабатываемые поверхности, однако, этот способ очистки мало распространен вследствие неблагоприятных условий труда.
Основными способами очистки поверхности металлических заготовок являются дробеметный способ и пескоструйная очистка.
Очистку проката от окалины и ржавчины можно производить методами газопламенной обработки: многопламенной газовой горелкой передвигаемой вдоль обрабатываемой поверхности. При этом поверхность нагревается до температуры, не превышающей 150 - 200 С, т. е. очистка не сопровождается структурными изменениями в металле.
Правка представляет собой разновидность обработки металлов давлением и осуществляется путем многократного знакопеременного пластического изгиба обрабатываемого металла при напряжениях выше предела текучести.
Для правки листового проката применяли правильные роликовые машины.
Подбор листоправильной машины сводили к определению мощности привода.
ширина b, мм 2000
толщина s, мм 12
Марка стали ВСт3сп5
Предел текучести ут, МПа 210
Коэффициент упругой зоны третьего ролика k3, приняли согласно [3, с.90]:
Коэффициент второго ролика k2, приняли согласно [3, c.89]:
Остальные значения ki, определяли согласно[3, c.89]:
где n - число роликов;
i - порядковый номер ролика.
Общее количество роликов n, приняли согласно [3, c.90]:
Усилие на первый ролик Р1, кН, определяли согласно [3, c.91]:
где т - предел текучести стали, Па;
В - ширина листа, м;
S - толщина листа, м;
t - шаг правильных роликов, м.
Шаг правильных роликов принимали согласно [3, с.84]:
Усилие на втором ролике Р2, кН, определяли согласно [3, C.91]:
Усилие на остальных роликах Рi, кН, определяли согласно [3, с.91]:
Крутящие моменты Мi', Мi'', Мi''', Н м, необходимые для вращения роликов, определяли согласно [3, с.94]:
где D - диаметр роликов, мм;
Е - модуль упругости стали, Па;
f - коэффициент трения качения ролика по прокату;
d - диаметр цапфы ролика, мм;
- коэффициент трения в подшипниках качения.
Диаметр роликов D, мм, принимали согласно [3, с.84]:
Модуль упругости Е, Мпа, принимали согласно [5, с.285]:
Коэффициенты f и принимали согласно [3, с.94]:
Диаметр цапфы ролика d, мм, принимали согласно [3, с.94]:
М1'' = 1203790,110-3 = 12 Нм
М2'' = 3615740,110-3 = 36,2 Нм
М3'' = 4804890,110-3 = 48 Нм
М4'' = 4710700,110-3 = 47,1 Нм
М5'' = 4503310,110-3 = 45 Нм
М6'' = 4181910,110-3 = 41,8 Нм
М7'' = 3746510,110-3 = 37,5 Нм
М8'' = 2556550,110-3 = 25,6 Нм
М9'' = 806400,110-3 = 8,1 Нм
Общий крутящий момент Мi(k), Н м, на каждом ролике машины определяли согласно [3, с.94]:
Мi(k) = M' + M'' + M''', (25)
где М' - момент, затрачиваемый на деформацию полосы, Нм;
М'' - момент, возникающий от сил трения качения полосы по роликам и проскальзывания полосы по роликам, Нм;
М''' - момент от сил трения в подшипниках ролика, Нм.
Суммарный крутящий момент Мк, кН м, на всех роликах определяли согласно [3, с.96]:
Мк = М1(к) + М2(к) + М3(к) + М4(к) + М5(к) + М6(к) + М7(к) (26)
Значения моментов рассчитанные по формулам (25), (26) занесем в таблицу 4
Таблица 4 - Значения крутящих моментов
Мощность привода правильной машины определяли по формуле [3, с.96]:
где - скорость правки, м/с;
D - диаметр роликов, м;
Скорость правки , м/с, приняли согласно [3, с.82]:
К. п. д. приняли согласно [3, с. 94]
По найденной мощности выбрали 2 тип правильной машины, характеристика которой приведена в таблице 5.
Таблица 5 - Характеристика правильной машины
Толщина листа, мм
Ширина листа, мм
Диаметр правильных роликов, мм
Число рядов опорных роликов
Шаг правильных роликов, мм
Скорость правки, м/мин
Мощность электропривода, кВт
Разметка заготовок из листового проката осуществляется построением разверток и вычерчиванием на плоскости. При этом имеют в виду раскрой металла с минимальными отходами.
Различают три метода разметки:
1. Камеральный метод - заключается в переносе размеров на материал по предварительно разработанным эскизам развертки;
2. Плазовый метод развертки - заключается в выполнении развертки в натуральную величину на специально подготовленной плоскости, называемой плазом, или непосредственно на металле.
3. Оптический метод - заключается в применении системы линз.
Для изготовления аппарата выбрали камеральный метод, как самый распространенный при производстве аппаратуры.
2.1.4 Изотермическая резка
Различают два основных метода резания металла: холодный (механический) и термический. Выбор метода резки в каждом конкретном случае производится с учетом химического состава, физико-химических свойств, размеров и формы поперечного сечения металла.
Механическая резка осуществляется без снятия стружки на ножницах гильотинных и дисковых и на ножницах для резания сортового проката.
Резка на ножницах обладает высокой производительностью. Применение этого метода возможно до толщины 60 мм, однако стоимость оборудования с увеличением толщины проката сильно возрастает. В этих случаях прибегают к термической резке. Термическая резка применяется для раскроя металла практически неограниченной толщины. Стоимость оборудования низкая и она остается неизменной с увеличением толщины разрезаемого листа. Термическая резка применяется с учетом структуры и физических свойств металла.
Так как сталь двухслойная (основной слой из углеродистой стали ВСт3сп5 и плакирующий из стали 08Х13), то применяем кислородно-флюсовый способ резки.
Кислородно-флюсовая резка заключается в том, что в струю режущего кислорода подают порошкообразный флюс.
Для оценки влияния химического состава на разрезаемость легированных сталей рассчитываем эквивалент углерода , %, согласно [3, с.134] по формуле:
Т.к. , то необходим предварительный и сопутствующий подогрев.
Слой металла, окисляемого при резке С, мм, определяли согласно [1, с.110]:
где S - толщина листа, мм.
С = 2 + 0,02512 = 2,30 мм
Т.к. кислородно-флюсовая резка, то берем на 30% больше: С = 3 мм
Припуск на механическую обработку zн, мм, определяли согласно [1, с.110]:
сварочный механизм аппарат
zн = Нср + m + е, (30)
где Нср - средняя высота неровностей после кислородной резки, мм;
m - протяженность зоны термического влияния с измененной структурой, мм;
е - отклонение от прямолинейности, мм.
Среднюю высоту неровностей после кислородной резки Нср , мм, определяли согласно [1, с.111]:
Нср = 0,1 + 0,01S, (31)
Нср = 0,1 + 0,0112 = 0,22 мм
Протяженность зоны термического влияния с измененной структурой m , мм, определяли согласно [1, с.111]:
m = 0,625 + 0,03S, (32)
m = 0,625 + 0,0312 = 0,985
Согласно [1, с.111]: е = 0,1 + 0,02S = 0,1 + 0,02·12 = 0,34 мм
Zн = 0,22 + 0,985 + 0,34 = 1,545 мм
Принимаем Zн = 3 мм.
Согласно [6, с.394] выбрали установку для кислородно-флюсовой резки УРХС-4. Установка состоит из флюсопитателя и специального резака.
Технология и оборудование сварочного производства
Технология сварочного производства задействована в изготовлении как простых бытовых металлоизделий и трубопроводов, так и частей атомных реакторов и космической техники. Это сложный технологический процесс, требующий от сварщика высокой квалификации и строгого соблюдения ряда требований.
Технология сварочного производства и виды сварки
Сама по себе теория сварки – достаточно сложная и обширная. Она включает в себя изучение свойств конструкционных материалов на молекулярном уровне. Лишь четкое понимание принципов построения кристаллической решетки того или иного металла и сплава дает возможность правильно подобрать необходимое оборудование и режимы работы.
Современная технология сварочного производства насчитывает более сотни способов сварки как металла, так и неметаллических материалов: стекло, полимеры и т.п. Главные критерии выбора технологии:
- толщина свариваемых деталей;
- химический состав сплава;
- условия работы;
- предел прочности сварного шва;
- условия эксплуатации готового изделия.
Каждый из перечисленных критериев непосредственно влияет на выбор оборудования и технологии сварочного производства в каждом конкретном случае. В современной промышленности активно используются три основных вида сварки:
- термическая – процесс сварки сопровождается расплавлением металла под действие внешних источников тепла, таких как газовая горелка или электрическая дуга;
- термомеханическая – комбинированный способ включает в себя как термическое, так и механическое воздействие (давлением) на свариваемые поверхности, к такому способу относят кузнечную и контактную сварку;
- механическая – процесс полностью исключает воздействие высокой температуры от внешних источников и предполагает использование энергии силы трения, эффекта диффузии под давлением или ультразвуковой сварки.
Существует также три подвида технологии сварочного производства в соответствии с некоторыми ключевыми техническими признаками:
- по виду используемой защищенной среды – флюсовая, аргонная (и другие инертные газы), вакуумная или комбинированная;
- по типу сварного шва – прерывистая и непрерывистая сварка;
- по способу работы – ручная, автоматическая и полуавтоматическая, механизированная и роботизированная.
Благодаря такой несложной классификации можно легко и доступно описать все наиболее распространенное оборудование и технологии сварочного производства.
Ручная электродуговая сварка с применением неплавящихся электродов
Данный способ предполагает использование неплавящихся электродов и является одним из самых распространенных как среди профессионалов, так и среди частных мастеров, использующих сварочное оборудование для собственных нужд. Большой выбор разнообразных по мощности и набору дополнительных функции аппаратов способствует популяризации данной технологии.
В качестве основного сварочного оборудования применяют инверторы. Неплавящиеся электроды изготавливают из графита или вольфрама. Данные материалы позволяют образовывать высокотемпературную электрическую дугу, которая расплавляет металл свариваемых деталей, но не вредит самому электроду.
Электродуговая технология сварочного производства сравнительно проста – заготовки соединятся друг с другом и с помощью дуги, появившейся при постукивании электродом о деталь, происходит непосредственный процесс плавления металла.
Ручная электродуговая сварка плавящимися электродами
Сама по себе данная технология сварочного производства не отличается от предыдущей. Исключение лишь в электродах, которые в данном случае изготавливаются из легкоплавких сплавов, насыщенных легирующими элементами. В результате под действием дуги образуется ванна расплава, содержащая не только металл детали, но и материал электрода. Это позволяет избежать выгорания легирующих компонентов и обеспечить высокое качество сварного шва.
В качестве сварочного оборудования в данном случае также используются инверторы. Такая технология, как и предыдущая, отлично подходит для домашнего использования.
Электродуговая сварка в защищенной среде
Это еще одна разновидность сварочной технологии, основанной на использовании электрической дуги. Отличительная особенность от предыдущих двух способов в наличии защищенной среды инертных газов, чаще всего аргона. Это позволяет минимизировать негативное влияние кислорода на расплавленный металл и обеспечить высокую прочность сварного шва.
Автоматическая и полуавтоматическая сварка
Технология сварочного производства по своей сути также не отличается от остальных способов дуговой сварки за исключением способа подачи плавящегося электрода и его движения вдоль сварного шва. Полуавтоматический способ предполагает подачу стержня специальным механизмом, а в полностью автоматическом режиме автоматизировано и движение электрода по шву.
Виды сварочного оборудования
Оборудование, которое используют для проведения сварочных работ, может быть четырех видов. Это:
- Трансформатор.
- Полуавтомат.
- Полуавтомат-инвертор.
- Споттер.
Рассмотрим вкратце каждый из этих видов.
Трансформатор
Является самым простым видом оборудования, которое предназначено для сварки. Они отличается высоким уровнем надежности, простотой конструкции и приемлемой стоимостью. Но при этом у трансформатора ограничены функциональные возможности, из-за чего его применяются только для дуговой сварки. Качество работы получается крайне низким. И это при том, что вес у агрегата крайне незначительный. Вывод – трансформатор является оптимальным агрегатом в тех случаях, где не нужна высокая точность работ.
Полуавтомат
Представляет собой разновидность трансформатора, но имеет отличительную особенность. Она заключается в частично автоматизированном процессе сварки. В результате процесс сварочных работ существенно упрощается, так как пользователю не нужно менять электрод, контролируя его длину.
Инвертор
Сварочный агрегат такого вида отличается повышенным уровнем функциональности. Ему доступны практически все виды сварки. При этом у инвертора незначительный вес, и качество сварочных швов получается высоким. Но есть у него и существенные недостатки. Так, конструкция у аппарата достаточно сложная, а его стоимость очень высока. Ввиду этого инверторы применяются лишь для выполнения сварочных работ высокой сложности.
Полуавтомат-инвертор
Сварочный аппарат отличается не только современностью, но и высокой степенью универсальности. Он совмещает в себе частичную автоматизацию сварки с высоким качеством работы, которая свойственна агрегатам инверторного вида. Поэтому совсем не удивительно, что и стоимость такого оборудования очень высока.
Споттер
Данное сварочное оборудование предназначено для выполнения точечной сварки. Его применяют исключительно в автомобильной промышленности при кузовных работах и удалении вмятин. Споттеры делятся на два типа – это трансформаторные и инверторные.
Тип, питание, мощность
Рассмотрим еще три главных аспекта, которые нужно учитывать при выборе сварочного оборудования. Первый аспект – это тип оборудования. Оно может быть бытовым, профессиональным или промышленным. Бытовые модели могут работать в непрерывном режиме не больше тридцати минут, после чего им требуется перерыв в один час. Профессиональные агрегаты могут спокойно трубится в течении восьми часом, без перерыва. А что касается промышленный аппаратов, то им требуется лишь короткий технический перерыв. А так они могут работать в течении нескольких смен подряд.
Если говорить о питании, то здесь тоже имеется несколько вариантов. К примеру, однофазные агрегаты рассчитаны на 220 Вольт, а это значит, что их можно подключать к обычной электрической розетке. Такой тип питания свойственен маломощным приборам, которые пользуются большой популярностью из-за доступности использования. Тем не менее, следует помнить, что они все-таки создают дополнительную нагрузку на сеть, так как потребляют очень много мощности.
Трехфазные аппараты рассчитаны на розетки в 380 Вольт, которые чаще встречаются в специализированных мастерских и производственных цехах. Такие розетки способны обеспечить большую мощность, но в бытовых условиях они не встречаются.
Также есть модели сварочных аппаратов, которые могут работать сразу в двух режимах. Они хоть и стоят дороже, но являются более практичными, хотя в случаях, когда трехфазная розетка использоваться не планируется, нет смысла переплачивать.
Если говорить о мощности, то от нее зависит то, с какой толщиной заготовки сможет работать аппарат. Из этого следует, что чем больше будет мощность, тем более толстую деталь можно будет подвергнуть обработке. Определить параметр предельно просто. Нужно лишь найти в справочнике нужную силу тока для определенной толщину металла. После этого силу тока умножают на напряжение. Полученный результат необходимо разделить на КПД сварочного агрегата: для трансформаторов – это 0,6, а для инверторов – это 0,8. Полученное значение и есть мощность сварочного оборудования.
Заключение
Выбор сварочного оборудования и технологии зависит исключительно от серийности производства, вида свариваемых материалов и особенностей работы сварщика. Для каждого мастера какой бы ни была подробной и доходчивой теория крайне важна практика и постоянное совершенствование своих навыков.
Изготовление сварочного оборудования
Изготовление сварочного оборудования – это сложный процесс, даже если к готовому изделию не выставляется особых требований и создается оно для себя. В случае профессионального использования каждый вид должен соответствовать определенным требованиям, которые закреплены на уровне закона.
Выбирая сварочное оборудование для проведения работ или оценивая таковое у исполнителя, важно понимать необходимый минимум устройств и приспособлений, а также иметь представление о лучших производителях. В нашей статье мы расскажем, какие устройства чаще всего покупают для сварочных работ, каким фирмам отдать предпочтение и какие требования существуют в данной сфере.
Оборудование для сварочных работ представляет собой комплексную систему, включающую источники питания, систему управления, а также вспомогательные элементы. Классификацию сварочных установок проводят в зависимости от входящих в их состав компонентов.
Устройства для сварки делят на:
- Трансформаторы, которые в процессе работы преобразуют переменный ток с высоким напряжением в переменный ток с низким напряжением. С их помощью активируют сварочную дугу.
Этот вид оборудования обладает следующими характеристиками:
- фазовой регулировкой (тиристорные);
- обычным и увеличенным магнитным рассеиванием.
Названные параметры влияют на функционирование и настройки разных моделей сварочных трансформаторных установок.
- Выпрямители, в которых снижение и преобразование переменного тока происходит за счет блока полупроводников-диодов. Сварочный шов, получаемый при использовании таких устройств, отличается высоким качеством, равномерной глубиной и однородностью. Поскольку выпрямители снижают разбрызгивание расплавленного металла, нет необходимости дополнительно очищать шов от капель. Достоинства этого сварочного оборудования заключаются в возможности использования любых электродов, обработки различных видов металлов и их сплавов.
- Инверторы, в которых переменный ток сглаживается и превращается в мощный постоянный за счет сетевого выпрямителя и высокочастотного трансформаторного блока. Эти элементы позволяют точно настроить установку, а значит выполнять работы любой сложности с минимальной погрешностью, используя при этом различные электроды.
- С помощью полуавтоматов выполняют сварочные работы в газовой среде. Используемые газы могут быть инертными (гелий, аргон) или активными (азот, кислород, углекислый газ). Выбор того или иного газа зависит от свойств свариваемых металлов. В этой разновидности оборудования электроды автоматически подаются в рабочую зону. Настраивать и регулировать параметры установки можно как вручную, так и автоматически. Полуавтоматы используют при больших объемах работы. Они позволяют экономить время на замену электродов, а также получать высококачественные швы.
- При сварке с помощью аппаратов TIG используют инертный защитный газ и неплавящиеся электроды (графитовые или вольфрамовые). Так как в процессе работы не образуются капли расплавленного металла, то нет необходимости в дополнительных присадках, влияющих на свойства сварного шва. Установки TIG работают как на переменном, так и на постоянном токе.
VT-metall предлагает услуги:
Лазерная резка металла Гибка металла Порошковая покраска металла Сварочные работы
При использовании точечной сварки края заготовок соединяются внахлест и зажимаются с обеих сторон электродами. Электрическая дуга, проходя через электроды, локально плавит металл в рабочей зоне. Затем место соединения сжимается сильнее, а металл кристаллизуется. Таким образом работают с листовыми материалами.
В процессе работы оборудования для плазменной резки электрическая дуга активирует поток насыщенного ионами газа, превращая его в плазму. Плазменный луч за счет высокой температуры практически мгновенно разрезает металл заготовок. Устройства используются и в промышленности, и в быту.
Только в условиях промышленного производства пользуются:
- сварочными тракторами;
- самоходными и подвесными сварочными автоматами;
- специализированными устройствами.
Оборудование для сварочных работ применяется в быту и в разных областях промышленности. Разница между промышленными и бытовыми устройствами заключается в качестве шва, скорости соединения заготовок, объема работ.
Промышленные аппараты – сложные конструкции, в которых используются современные электронные системы управления. Для бытовых нужд подходят мобильные сварочные аппараты с регулируемыми параметрами сварки, которые позволяют работать в ограниченном пространстве. Благодаря конструктивным особенностям и характеристикам установок стоящие перед специалистами задачи выполняются наилучшим образом.
Дополнительное сварочное оборудование
Для определенных видов сварки необходимо использовать специальное оборудование и инструменты. Аргонодуговой способ соединения заготовок требует обеспечения высокого уровня защиты. Достигается он за счет использования газовой линзы, а не стандартного цангового зажима. Линза позволяет избежать подсоса воздуха и турбулентности, возникающей в аргоновом потоке.
Газовая линза состоит из корпуса зажима цангового типа, внутри которого расположена мелкая сетка. Сопло в этом случае используется другое из-за другой формы устанавливаемого блока. Этот нюанс никак не отражается на качестве сварных работ, однако в процессе немного уменьшается обзор и увеличивается расход газа. Благодаря линзе можно смещать электрод вперед в расширенном диапазоне.
Рекомендуем статьи по металлообработке
К дополнительным элементам сварочного оборудования относятся также приспособления, которые используют в качестве компонентов вторичной защиты. К их помощи прибегают при работе с титаном, защищая зону вокруг рабочей. Во избежание контакта металла с кислородом применяют «сапожок» – металлический кожух, который прикрепляется к соплу горелки (для более равномерного распределения аргона его могут наполнять пористой алюминиевой стружкой). Приспособление помогает локально подавать газ к месту сварки. Выбор «сапожка» зависит от конфигурации свариваемой заготовки и используемой горелки.
Основные параметры сварочного оборудования
Прежде чем говорить об изготовлении сварочного оборудования, остановимся подробнее на характеристиках ручных аппаратов: трансформаторов, выпрямителей и инверторов. Они позволяют работать с большинством металлов и сплавов: от алюминия до нержавеющей стали.
При изготовлении и выборе сварочного оборудования необходимо обращать внимание на такие параметры, как:
- Напряжение, которое в моделях для бытового использования составляет 220 В, в промышленных установках – 380 В и больше.
- Потребляемая мощность, измеряемая в киловаттах и влияющая на максимальную величину сварочного тока и, как следствие, на функциональные возможности аппаратуры.
- Продолжительность включения, которая показывает соотношение режима работы и режима отдыха оборудования в процентах. Определяется при максимальных показателях силы тока за 10 минут. К примеру, ПВ 60 % означает, что из 10 минут работы непосредственно сварка будет продолжаться 6 минут. Для трансформаторов показатель составляет обычно не более 50–60 %, для инверторов – около 70–80 %.
- Напряжение холостого хода, от которого зависит активация сварочной дуги: чем выше показатель, тем проще ее зажечь.
- Габаритные размеры и масса влияют на размещение и транспортировку сварочного оборудования. Для перемещения современных инверторных установок по рабочей площадке достаточно усилий одного рабочего.
Кроме того, при изготовлении сварочного оборудования учитываются также условия его последующей эксплуатации. Для заземления большей части установок подойдет медный кабель, диаметр которого составляет 6 мм. В качестве альтернативы можно воспользоваться стальным прутом с сечением больше 12 мм.
Для промышленных предприятий изготавливают сварочное оборудование с несколькими рабочими постами, к каждому из которых подключают балластный реостат, регулирующий параметры тока.
Требования к изготовлению сварочного оборудования
К изготовлению сварочного оборудования предъявляют высокие требования. Установки, выпускаемые отечественными производителями, должны соответствовать межгосударственным стандартам, ГОСТам, другим нормативным документам. Соответствие подтверждается выдаваемыми сертификатами.
При изготовлении иностранного сварочного оборудования должны соблюдаться требования законодательства, все устройства в обязательном порядке должны иметь сертификаты соответствия.
В комплектацию входят технический паспорт устройства, а также инструкция по эксплуатации, в которой дана информация по его безопасному использованию, в том числе по способам заземления.
При изготовлении сварочного оборудования его маркируют знаком «ЕАС», если по результатам проверки оно соответствует техническим регламентам.
В соответствии с законодательством, зарубежные установки для сварных работ, не имеющие аттестации, через три года проходят периодическую проверку. Требование распространяется как на само оборудование, так и на продаваемые приборы.
Проверка проводится на основании заявления установленного образца, адресованного аттестационному центру. Если в паспорте изготовленного сварочного оборудования отсутствует срок эксплуатации, то он считается равным шести годам, исчисляемым с начала эксплуатации установки.
После того как работоспособность аппаратуры для сварных работ подтверждена, срок ее службы продлевается.
Лучшие изготовители сварочного оборудования
Лучшими российскими компаниями, занимающимися изготовлением сварочного оборудования, считаются «Лига сварки», «Авиатех», «Сварог», «Эсаб», «Ресанта», «Hender».
Отметим также несколько зарубежных компаний-изготовителей:
1. Итальянский производитель Blueweld.
Компания занимается изготовлением широкого ассортимента высококачественного сварочного оборудования. Наибольшим спросом пользуются ручной инверторный генератор, а также сварочные полуавтоматы, с помощью которых можно не только варить, но и паять заготовки.
Компания стремится к тому, чтобы изготавливаемое сварочное оборудование было компактным, универсальным, мобильным. Сам процесс изготовления полностью автоматизирован, что обуславливает высокое качество выпускаемой продукции.
2. Немецкий производитель Endress.
Endress – немецкая компания, основанная в 1914 году и заслужившая доверие во многих странах мира. Именно здесь был создан первый вертикальный сварочный генератор, который сегодня используется при выполнении большинства промышленных и строительных работ.
При изготовлении сварочного оборудования компания стремится к тому, чтобы ее продукция была практичной, эргономичной, доступной по цене и имела стильный дизайн.
3. Китайский производитель Ergomax.
Китайская компания, занимающаяся изготовлением сварочного оборудования, завоевала одну из лидирующих позиций на рынке. Качество выпускаемой продукции обусловлено использованием самых современных технологий.
Достоинства установок для сварных работ компании заключаются в:
- большом объеме бака;
- экономичности;
- качественной системе охлаждения;
- приятном дизайне;
- бесшумной работе;
- доступной стоимости.
4. Немецкий производитель Brima.
Впервые компания занялась изготовлением сварочного оборудования около 50 лет назад, а сегодня ее филиалы расположены в странах Европы и Азии.
На российский рынок продукция компании впервые пришла в 1992 году. Установки для сварных работ используются производителями авиационной техники, автомобилей, а также нефте- и газодобывающими предприятиями.
В инверторах Brima сочетаются преимущества плазменной сварки и ММА, что обеспечивает возможность работы как с черными, так и с цветными металлами. Компания изготавливает полуавтоматическое сварочное оборудование для бытового и профессионального использования.
Выбирая установку для сварных работ, необходимо ориентироваться на потребности. Экономия в данном случае далеко не всегда оправдана, поскольку качественный шов на дешевой аппаратуре не получится. Профессионалы говорят о том, что стоит отдать предпочтение устройствам, выпускаемым известными производителями, заботящимися о своей репутации.
Технологии изготовления сварочного оборудования постоянно развиваются. В процессе производства к ним предъявляются строгие требования, что обуславливает высокое качество продукции. Контроль соблюдения условий использования установок для сварки осуществляет Росгостехнадзор.
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.
Производство сварных конструкций
Освоение производства сварных конструкций кардинально изменило отрасль машиностроения и строительства. Клепаные конструкции практически везде были заменены сварными. Следующим шагом стало освоение газосварки.
Ежегодно темпы развития производства сварных конструкций только растет. Объясняется такой рост повышенным потребительским спросом, ведь металлические конструкции, произведенные с помощью сварки, обладают рядом неоспоримых преимуществ.
Преимущества и недостатки производства сварных конструкций
К основным преимуществам сварной конструкции можно отнести:
- качество шва и прочность сварки;
- легкость конструкции;
- надежность;
- удобство применения;
- длительный период использования;
- экономичность производства.
Помимо достоинств, сварные конструкции имеют и некоторые недостатки, главным из которых является низкая устойчивость к коррозии. Данная проблема решается современными способами производства и обработки металла.
Рассмотрим некоторые особенности, присущие сварным конструкциям:
- В процессе производства металлические детали конструкции соединяются на молекулярном уровне. Края деталей расплавляются, переходя в жидкое состояние, и обмениваются молекулами. По прочности такое изделие максимально приближается к цельному.
- Важной особенностью сварных конструкций является более низкая их себестоимость по сравнению с клепаными или литыми, которая достигается за счет экономии металла. Она может достигать 20 %, что существенно влияет на конечную стоимость изделия. Это ведет к повышению рентабельности производства.
- Еще одной особенностью является легкость конструкции по сравнению с литыми или соединенными методом клепки, поскольку на изготовление сварного изделия идет меньше металла. Но прочность его выше указанных аналогов.
Основное оборудование для производства сварных конструкций
Для изготовления сварных конструкций необходимо сварочное оборудование. Оно состоит из: источников питания, вспомогательных устройств и блока управления. Существует несколько видов таких комплексных устройств, различающихся комплектующими.
Трансформаторы – понижают (преобразуют) напряжение переменного тока, что необходимо для создания электрической сварочной дуги. Работа таких устройств и их настройка зависит от магнитного рассеивания (увеличенного или простого) и фазовой регулировки – характеристик трансформатора.
Выпрямители – необходимы для преобразования и понижения переменного тока, это влияет на ровность получаемого сварного шва и равномерную прочность. С выпрямителем значительно снижается разбрызгивание металла, что ведет к уменьшению времени на производство, поскольку отсутствует необходимость очистки шва от расплава. Состоящие из блока полупроводниковых диодов, выпрямители работают с любыми электродами, сваривая все металлы и их сплавы.
Инвертор – сетевой выпрямитель, сглаживающий переменный ток. Полученный постоянный ток попадает в инвертор. Затем трансформатор высокой частоты и силовой выпрямитель передают постоянный ток, отличающийся стабильностью и большой мощностью. Такие элементы оборудования позволяют точно настроить аппаратуру для работы с любым электродом и выполнения различных задач.
Полуавтоматы – аппараты для работы в газовой среде. Газ может использоваться инертный, например, аргон или гелий, а также активный, например, углекислый, азот или кислород. Выбор газа, применяемого для производства сварных конструкций, зависит от материалов соединяемых деталей. Электроды подаются к месту соединения автоматически, а настройка параметров сварки происходит либо вручную, либо также в автоматическом режиме. Использование в производстве сварных конструкций полуавтоматов увеличивает скорость работы. Одной из причин этого является отсутствие необходимости замены электрода, который поступает к месту сварки автоматически. При этом создается ровный и качественный шов. В основном, полуавтоматы применяются на производстве при больших объемах работ.
Сварочные аппараты TIG – работаю как с переменным, так и с постоянным током в инертной защитной газовой среде. Электроды для сварки – неплавящиеся вольфрамовые или графитовые. Из-за отсутствия расплава требуется применение присадок, часто изменяющих свойства шва.
Точечная сварка – края свариваемых деталей складываются внахлест и зажимаются электродами, после чего через них проходит сварочная дуга, расплавляя металл. Затем детали сжимаются еще сильнее и выдерживаются в таком положении, в результате металл кристаллизуется. Данный вид сварки применяют для соединения листового металла.
Аппараты плазменной резки – устройства, где плазменная струя, создаваемая ионизированным газовым потоком и электрической дугой, мгновенно разрезает металл. Данное оборудование применяют на производстве.
В промышленном производстве используют следующие виды сварочного оборудования:
- сварочные тракторы;
- сварочные автоматы, перемещающиеся на самоходных тележках или подвесные;
- специализированные сборочно-сварочные устройства.
Сварочное оборудование, применяемое в различных сферах деятельности, различают по объемам и скорости производства, а также качеству сварочного шва. На крупных предприятиях используют программируемые аппараты со сложными блоками управления. В личном хозяйстве или на мелких производствах применяют небольшие мобильные агрегаты, которые дают возможность работать в ограниченном пространстве. Все типы современного сварочного оборудования дают возможность регулировать параметры и выполнять все условия для осуществления качественной сварки.
Этапы типового технического процесса производства сварных конструкций
Производство сварных конструкций – это технологический процесс, разбитый на определенные этапы и требующий интегративного подхода. Комплексность заключается не только в самом процессе сварки (методах и режимах), но и в создании новых материалов, повышающих надежность конструкции в местах соединения. К примеру, разработка новых марок сталей для их использования в промышленности (они идеально подходят для производства сварных изделий) или новые процессы расчета и соединения сварных конструкций с приспособлением их под текущие задачи.
К технологии сварки изделий можно отнести создание современных материалов и оборудования, а также исследования и апробацию процессов соединения, которые повысят эффективность производства. Причина – в развитии различных направлений строительства и производства, они ставят новые задачи и для них разрабатываются все более сложные конструкции.
Новые изделия требуют применения разных методов сварки: ручной электродуговой, автоматической или полуавтоматической. С использованием флюса или защитных газов. Сварные соединения также могут различаться: есть тавровые, угловые, стыковые, торцевые и пр.
Процесс производства сварной конструкции начинают с ее расчета и подготовки технической документации.
Затем следует получение деталей, подходящих для данного изделия, подготовка их для сварки, соединение в конструкцию, обработка после сварки: термообработка, правка, механическая обработка. На последнем этапе – контроль мест сварки. Все перечисленные ступени сварочного процесса важны и взаимосвязаны. Они обеспечивают качество производимого изделия с заданными свойствами. Весь этот процесс называется сварочным производством, которое организуется в соответствии с особенностями различных отраслей машиностроения.
Еще одним существенным этапом производства является подготовка заготовок к сварочным работам. Речь идет об их кромках, они обрабатываются под углом вручную – напильником или механически, а также шлифовальной машиной. Важен не только сам факт обработки, но и форма. Наиболее эффективной считается Х-образная, поскольку она способствует наименьшему наплавлению металла при соединении. Соответственно повышается и качество шва.
Сборка сварной конструкции – один из самых важных этапов всего производства. От нее зависит качество самого сварного соединения. Процесс сборки достаточно трудоемкий и требует повышенного внимания. При производстве единичного изделия он может занимать до 50 % всего времени, отведенного на изготовление конструкции.
К сборке применяются следующие требования:
- размеры должны полностью соответствовать проектным;
- зазоры должны быть постоянных размеров и правильно расположены;
- места расположения деталей конструкции должны соответствовать проектной документации;
- углы и плоскости изделия обязаны пересекаться с большой точностью;
- стыковое соединение деталей должно происходить с минимальными допусками смещения.
Технология производства сварных конструкций разрабатывается для каждого изделия индивидуально. Она должна соответствовать комплекту технической документации, имеющемуся в распоряжении производителя, оборудованию для производства сварной конструкции и требованиям к изделию.
Как устраняются деформации в технологическом процессе производства сварных конструкций
Какой бы точной ни была сварка, деформация изделия неизбежна. Однако существуют способы борьбы с ней до и после сварочных работ.
Рассмотрим процесс на примере сварки двутавра. Отступлениями от его проектной геометрии бывают:
Происходит это в процессе изготовления четырех швов, соединяющих стенки и полки балки. Существуют два способа избежать уменьшения: предусмотреть усадку и взять заготовку большей длины или катет сварочного шва необходимо уменьшить до минимальных значений, которые могут быть установлены.
Причин возникновения перекоса, как правило, две: неправильная сборка или отсутствие жесткого закрепления положения полки относительно стенки с противоположной стороны от сварочного шва. Закрепляют полку чаще всего прихваткой раскосов, материал которых подбирают отдельно, поскольку слабый раскос может быть согнут вместе с полкой.
Второй способ заключается в подготовке полки с обратным загибом, который делается кромкогибом, углы прогиба рассчитываются с помощью специальной методики. В настоящее время данную технологию не применяют по причине отсутствия оборудования. Как же бороться с грибовидностью?
Сделать это поможет термическая правка, которая, несмотря на большую трудоемкость процесса, остается самым доступным методом. Процесс заключается в нагреве наружной части полки (напротив оси стенки) ручным автогенным резаком. Это делается при тонкой стенке. Если же стенка толстая, то нагрев происходит напротив сварного шва. Результат нагрева будет виден только через некоторое время, поэтому перегрев недопустим. Если же он произошел, появится обратная грибовидность и придется повторно нагревать конструкцию, но уже в месте сварочного шва.
Возможен еще один вариант исправления грибовидности, но для его использования понадобится специальный прокатный станок, найти такой в настоящее время чрезвычайно сложно, поскольку их выпуск остановился с развалом СССР.
Это, пожалуй, самый часто встречающийся дефект изделия у молодых производителей. Причина – изменение последовательности действий при изготовлении. Она должна производиться строго по порядку, указанному на рисунке.
Иногда для минимизации числа кантований, а также фиксирующих растяжек прибегают к схеме «1–4» и «2-3». Однако вероятность появления саблевидности значительно возрастает. Для того чтобы она не появилась, необходимо осуществлять сварку от центра к краю обратно ступенчатым способом. Такой вариант иногда помогает обойтись без дефекта. Однако основным способом борьбы все же остается использование специального пресса для механической правки серповидности и саблевидности. Если же доступа к такому оборудованию нет, то придется воспользоваться термической правкой. Нагрев производится всегда со стороны, обратной дефекту. В результате происходит исправление.
Саблевидная деформация двутавра происходит в случае приваривания по боковой поверхности поперечных ребер жесткости или частей фасонок, к отверстиям которых крепятся части балочной конструкции.
Избежать искривления невозможно, но следует принять превентивные меры для минимизации:
- При полуавтоматической сварке конструкции присоединение ребер жесткости частично делается до соединения стенки и полок. Перед основной сваркой делается шов под ребром, а затем уже продольно соединяют полки и стенку.
- Если в первую очередь производится сварка полок и стенки, то присоединение ребер жесткости делают при минимальных температурах и наименее допустимых катетах швов. Наилучшим вариантом может стать приваривание ребер поочередно с каждой стороны двутавровой балки, чтобы они компенсировали деформации друг друга. Но только в случае конструктивной возможности такого процесса.
Читайте также: