Машинист крана-манипулятора 6-го разряда
Полуавтоматы для дуговой сварки и их основные узлы
В настоящее время широко применяется механизированная сварка. Это объясняется высокой маневренностью полуавтоматов, возможностью производить сварку в труднодоступных местах. Механизированная сварка широко применяется на конвейерных линиях в машиностроении при сварке корпусов всех видов транспортных средств и строительно-монтажных конструкции при их предварительной сборке и сварке и т.д. Полуавтоматы для дуговой сварки плавящимся электродом классифицируют по нескольким признакам в соответствии со стандартом.
По способу защиты сварочной дуги принята следующая классификация полуавтоматов:
- в активных защитных газах (Г);
- в инертных газах (И);
- под флюсом (Ф);
- открытой дугой (О).
По способу регулирования скорости подачи электродной проволоки выпускаются полуавтоматы с плавным, ступенчатым и комбинированным регулированием. Полуавтоматы различают также по способу подачи электродной проволоки: толкающему, тянущему, универсальному.
По способу охлаждения горелки выпускают полуавтоматы с естественным охлаждением горелки (до 300А) и с принудительным охлаждением (500А). Срок службы сварочных полуавтоматов принят пять лет со сменой сварочной горелки через каждые полгода. В полуавтоматах механизирована только подача электродной проволоки, которая подается в зону горения дуги через гибкий пустотелый шланг, поэтому такие полуавтоматы называют шланговыми.
Для сварки низкоуглеродистых и низколегированных сталей плавящимся электродом в среде углекислого газа во всех пространственных положениях, кроме потолочного, широко применяются полуавтоматы серии ПДГ. Стабилизация выходных параметров источника питания совместно со стабилизацией скорости подачи электродной проволоки позволяет получать сварные соединения высокого качества.
рис. 2.16. Полуавтомат ПДГ в комплекте с основными узлами:
1 – сменная газовая горелка; 2 – шланг для подачи электродной проволоки; 3 – подающий механизм; 4 – кассета для электродной проволоки; 5 – блок управления БУСП-2; 6 – газовый шланг; 7 – источник питания; 8 – газовая аппаратура; 9 – провода цепи управления; 10 – сварочный кабель.
Полуавтоматы этой серии состоят из подающего механизма, источника питания постоянного тока или импульсного источника питания, сварочной горелки, газовой аппаратуры и соединительных гибких шлангов. В комплект полуавтомата входит сварочная горелка типа ГДПГ. Управление полуавтоматом осуществляется специальным блоком БУСП-2 (блок управления сварочными полуавтоматами) (рис. 2.16.).
рис. 2.17. Стационарная установка для механизированной сварки крупногабаритных изделий;
1 – консоль; 2 – монорельс; 3 – тележка; 4 – сварочный полуавтомат; 5 – гибкий шланг.
В режиме наладки блок управления обеспечивает выполнение следующих операций: включение подачи газа для настройки его расхода или дозировки; установка заданной скорости подачи проволоки; выбор рабочего цикла для сварки длинными, короткими и точечными швами. В режиме сварки блок управления обеспечивает выполнение команд начала и окончания сварки. При поступлении команды начала сварки включается подача газа, затем источник питания и через 0,5 сек. включается подача проволоки. При поступлении команды о прекращении сварки выключается электродвигатель подающего механизма и производится его торможение, отключается источник питания и подача защитного газа; блок управления возвращает схему в исходное положение.
Полуавтоматы типа ПДИ обеспечивают сварку в импульсном режиме. Полуавтоматом ПД Г- 516 (ПШ-13) можно сваривать как сплошной стальной, так и порошковой проволоками. Для сварки в различных пространственных положениях некоторые типы полуавтоматов серии ПДГ комплектуются консольно-поворотным устройством. Такие устройства позволяют увеличивать производительность сварочных работ как на стационарных установках (рис. 2.17.), так и передвижных (рис. 2.18.). Технические характеристики некоторых полуавтоматов приведены в табл. 2.6.
рис. 2.18. Передвижная установка механизированной сварки для монтажных работ: 1 – кассета с электродной проволокой; 2 – газовая аппаратура; 3 – лодакмций механизм; 4 – консоль; 5 – гибкий шланг; 6 – пульт управления; 7 – источник питания
В связи с унификацией основных узлов полуавтоматов более широкое распространение получают универсальные полуавтоматы (быстро переналаживаемые).
Одним из таких полуавтоматов является ПШ-112. Полуавтомат пред-! назначен для сварки самозащитной и порошковой проволокой, но легко и быстро переналаживается на сварку в углекислом газе сплошной проволокой.
В этих полуавтоматах с помощью специального блока управления обеспечивается запрограммированная зависимость сварочного тока от марки электродной проволоки, ее диаметра, режима сварки. Это упрощает настройку полуавтомата. Режим сварки можно задавать изменением положения ручки регулятора напряжения источника питания. Кассетное устройство и блок управления расположены на шасси облегченной конструкции. Полуавтомат комплектуется четырехроликовым подающим механизмом типа “ИЗАПЛАН”. Технические характеристики некоторых универсальных полуавтоматов приведены в табл. 2.7.
Полуавтомат А-1197 применяется для сварки в углекислом газе сплошной или порошковой проволокой, а также для сварки под флюсом. Этот полуавтомат является аналогом полуавтомата ПШ-112. При технологической необходимости переналадки схема сборки одинакова. Вместо газовой аппаратуры устанавливают флюсовую. Полуавтомат А-1197 имеет две модификации: А-1197 с подающим механизмом, у которого электродная проволока подается с плавным регулированием электродвигатель постоянного тока; А-1197С с подающим механизмом, который работает от асинхронного электродвигатель. В этом случае регулирование скорости подачи проволоки осуществляется ступенями путем смены зубчатых колес (шестерен). Для работы в среде защитного газа в комплект полуавтомата входит сварочная горелка ГДПГ, а для работы под флюсом — сварочная горелка А-1231-5-Ф2 или аналогичные ей.
Рабочим инструментом сварочного полуавтомата является сварочная горелка. Она предназначена для направления в зону сварочной дуги электродной проволоки, защитного газа или флюса. Конструкции сварочных горелок, применяемых в полуавтоматах, унифицированы в соответствии с технологическими требованиями. На рис. 2.19. показана широко применяемая сварочная горелка для сварки плавящимся электродом в среде защитного газа.
Рукоятка сварочной горелки должна быть прочной и удобной в работе. С этой целью ее изготовляют из изоляционного материала в форме, наиболее удобной для руки сварщика. На рукоятке установлены предохранительный щиток и пусковая кнопка, которые должны быть размещены так, чтобы обеспечить защиту от ожогов руки сварщика и удобство управления пусковой кнопкой.
Наиболее ответственными элементами сварочной горелки являются сопло и токоподводящий наконечник.
Сопло горелки во время работы находится в зоне высокой температуры, расплавленный металл налипает на поверхность сопла при разбрызгивании. В целях уменьшения налипания брызг расплавленного металла поверхность сопла горелки следует хромировать и полировать или изготавливать из специальной керамики, или применять специальные аэрозоли. Для неохлаждаемых горелок применяется одно сменное сопло, которое изготавливается, как правило, из меди. Для водоохлаждаемых горелок применяются два сопла — одно водоохлаждаемое несъемное, другое съемное для периодической зачистки от налипших брызг.
Наиболее широкое применение получили медные наконечники со сроком службы 5-10 часов непрерывной работы. Применяют также меднографитовые и медно-вольфрамовые наконечники. Для надежной защиты зоны сварочной дуги от влияния окружающего воздуха необходимо, чтобы поток защитного газа был спокойным, без завихрений, равномерным (ламинарным).
Основным параметром сварочных горелок является номинальный сварочный ток, который должен соответствовать стандартному ряду: 125, 160, 220, 250, 315, 400, 500, 630А.
Сварочные горелки ГДПГ-302 и ГПДГ-502 аналогичны по конструкции горелке ГПДГ-501-4 и имеют водяное охлаждение. Горелки ГДГТГ- 101-10, ГДПГ-102, ГДПГ-301-8 рассчитаны на малые токи и поэтому не имеют водяного охлаждения. Соответственно у них отсутствуют: водоохлаждаемое сопло и водоподводящие шланги.
На рис. 2.21. представлена конструкция горелки ГДПГ-501-4.
рис. 2.21. Сварочная горелка типа ГДПГ-501-4:
1 – корпус; 2 – сменный канал; 3 – водоохлаждающее сопло;
4 – пружинное кольцо; 5 – сменное сопло; в – токоподводящий наконечник; 7 – держатель наконечника; 8 – выключатель;
9 – токогазопровода; 10 – провода управления; 11 – шланг.
При механизированной сварке под флюсом применяют сварочные горелки с бункером для флюса и по мере необходимости водоохлаждающим соплом. При сварке неплавящимся электродом токоподводящий наконечник заменен специальным зажимом (цангой).
Для подачи электродной проволоки от полуавтомата к сварочной горелке используют гибкие шланги. Для сварочных горелок, работающих на токах до 315А включительно, в гибком шланге проложены провода цепей управления и сварочного тока, а по направляющему каналу проходит электродная проволока. При высоких значениях тока в гибком шланге по направляющему каналу проходит только электродная проволока. Для подвода цепей управления и сварочного тока имеется специальный шланг. Защитный газ подается в сварочную горелку по специальным шлангам. Завод-изготовитель обычно комплектует сварочные горелки и гибкие шланги к ним.
В зависимости от материала и диаметра электродной проволоки гибкие шланги изготовляют длиной 2,0 — 3,0 м. При движении электродной проволоки по направляющему каналу гибкого шланга происходит засорение или повреждение канала. Поэтому направляющие каналы должны быть сменными. При работе с омедненной стальной электродной проволокой срок службы направляющих каналов и самих шлангов увеличивается почти в два раза. Диаметр канала и диаметр проволоки должны быть строго согласованы. Конструкции некоторых типов гибких шлангов приведены на рис. 2.22.
Электродная проволока перемещается от полуавтомата через гибкий шланг к сварочной горелке с помощью подающего механизма. Существуют различные схемы подающих механизмов. В схеме толкающего типа электродвигатель подающего механизма имеет жесткую характеристику. Такая схема применяется при сварке стальной электродной проволокой. В схеме тянущего типа подающий механизм размещается непосредственно с горелкой. Такое расположение подающего механизма снижает сопротивление проталкивания сварочной проволоки и поэтому можно увеличить длину гибкого шланга. Однако это приводит к увеличению массы горелки и снижению ее маневренности. Применяют комбинированные варианты подающих механизмов, работающих по схеме “тяни-толкай”.
В этом случае требуется установка дополнительного электродвигателя с направляющими роликами. Для синхронизации процесса “тяни-толкай” необходимо установить два электродвигателя: толкающий и тянущий.
рис. 2.22. Конструкции гибких шлангов: а – типа КШПЭ; 6 – КМ.
1 – защитный слой; 2 – направляющий канал;
3 – провода цепи управления; 4 – внутренняя защитная оболочка; 5 – наружный защитный слой.
Электродвигатель тянущего механизма, натянув электродную проволоку, автоматически снижает свои обороты. Толкающий электродвигатель имеет постоянные обороты.
При включении электродвигателей от пусковой кнопки одновременно подается напряжение на конец сварочной проволоки. При касании проволоки свариваемого изделия зажигается дуга и начинается процесс сварки. Подающие механизмы, перечисленные выше, являются редукторными.
Применяют три модификации редукторных подающих механизмов: ПМЗ-1 — подающий механизм закрытого типа с кассетой для стальной проволоки массой 5 кг; ПМО-1 — подающий механизм открытого типа с кассетой стальной проволоки массой 12 и 20 кг; ПМТ-1 — подающий механизм с тележкой с бухтой стальной проволоки массой до 50 кг. Выпускают новые конструкции безредукгорных подающих механизмов: планетарные “Изаплан” и импульсные “Интермигмаг“ (с пульсирующей подачей проволоки). Основными элементами механизма “Изаплан” (рис. 2.23.) являются планетарные подающие ролики 1, корпус 2 с коническим отверстием, основание головки 3, электропривод 4. Безредукторный подающий механизм “Интермигмаг“ применяют при импульсно-дуговой сварке.
Планетарная подающая головка “Изаплан” укреплена на полом валу электродвигателя постоянного тока. Электродная проволока проходит через полый валик и поступает на планетарные ролики подающей головки.
рис. 2.23. Безредукторный подающий механизм типа “Изаплан”:
1- планетарные подающие ролики;
2- корпус с коническим отверстием;
3- основание головки;
4- электропривод.
Ролики располагаются под определенным углом к оси электродной проволоки, это создает осевое усилие в процессе ее обкатки. Электродная проволока перемешается по направляющему каналу к сварочной головке. Скорость подачи проволоки регулируется изменением частоты вращения ротора электродвигателя постоянного тока. Усилие сжатия роликов регулируется перемещением по резьбе конусного корпуса подающей головки. Число ведущих роликов в подающих механизмах, как редукторных, так и в безредукторных определяется в зависимости от диаметра и материала сварочной проволоки. Для тонкой стальной проволоки диаметром 1,2 мм применяют механизм с одним ведущим роликом; для стальной проволоки диаметром 1,6 — 2,5 мм применяют механизм с двумя ведущими роликами; для алюминиевой и порошковой проволоки — с четырьмя ведущими роликами. Ролики изготавливают из легированной стали с последующей термообработкой. Наиболее часто применяют ролики цельные (одинарные) с накаткой и коническими гладкими канавками и составные из двух подающих роликов с фасками и накаткой по фаске. Для уменьшения засорения направляющего канала высота накатки на ведущих роликах не должна превышать 0,6 мм.
Для сварки в среде защитных газов сварочный пост необходимо обеспечить комплектом соответствующей аппаратуры, в который входят: баллон с защитным газом, инертным газом или несколькими баллонами для использования смеси газов (АГ+СО2+О2); подогреватель, осушитель и смеситель газов; редукторы с манометрами или расходомерами для точной дозировки каждого газа.
1 – корпус; 2 – кожух; 3 – трубка змеевик; 4 – теплоизоляционный слои; 5 – нагревательный элемент; 6 – накидная гайка.
Баллоны предназначены для хранения и транспортировки защитных газов. Все газы находятся в баллонах в сжатом состоянии, под высоким давлением, кроме углекислого газа, который содержится в виде углекислоты в жидком состоянии. Подогреватель газа предназначен для повышения температуры углекислого газа, поступающего из баллона.
Объем осушителя на одну зарядку позволяет осушить четыре- шесть баллонов С02. Редуктор предназначен для снижения давления защитного газа после баллона. При использовании углекислого газа применяют стандартные баллонные редукторы для кислорода — ДКД-8-65 или специальные для СО2 — У-30. При сварке в инертных газах применяются редукторы давления АР-10, АР-40 и АР-150.
Расходомеры предназначены для измерения расхода газа, благодаря чему можно поддерживать дозировку защитного газа. Различают несколько разновидностей расходомеров: поплавковый (ротаметр), дроссельный (с калиброванным отверстием в диафрагме) и их разновидности (рис. 2.26.).
рис. 2.25. Осушитель углекислого газа:
1 – втулка; 2 – накидная гайка; 3 – пружина; 4 – сетки; 5 – фильтр; 6 – сетчатая шайба;
рис. 2.26. Расходомеры: а – с конусной стеклянной трубкой (ротаметр); 6 – с дросселирующей диафрагмой; в – с калиброванной диафрагмой;а – 1 (стеклянная трубка); 2 (поплавок); 3 (корпус); б, в – 1 (диафрагма); б – (Р1 – Р2) перепад давления.
В комплект аппаратуры сварочного поста входит и отсекатель газа. Отсекатель газа — это электромагнитный клапан, который предназначен для автоматического управления подачей газа. Включение электромагнитного клапана сблокировано с пусковой кнопкой полуавтомата, что обеспечивает продувку газовых каналов и подготовку защитной среды перед зажиганием сварочной дуги, а также сохранение защитной среды после гашения дуги до полного остывания металла.
Инструкция по эксплуатации сварочного аппарата на примере:
https://disk.yandex.ru/i/VJbqbv0t7AloCg