Разработка технологического процесса и оснастки для сборки и автоматической дуговой сварки в углекислом газе двутавровой балки

Достоинства способа

Производительность  сварки – это количество расплавляемого металла в единицу времени, прямо пропорциональна величине сварочного тока. При сварке под флюсом вылет электрода значительно меньше, чем при ручной дуговой сварке. Поэтому можно, не опасаясь перегрева электрода и отделения защитного покрытия, в несколько раз увеличить силу сварочного тока. Плавление электродного и основного металла происходит под флюсом, надежно изолирующим их от окружающей среды. Флюс способствует получению чистого и плотного металла шва, без пор и шлаковых включений, с высокими механическими свойствами. Работа на высоких плотностях тока в электроде позволяет производить сварку металла значительной толщины без разделки кромок. Практически отсутствуют потери на угар и разбрызгивание электродного металла. Процесс сварки почти полностью механизирован. Простота процесса позволяет использовать для обслуживания сварочных аппаратов сварщиков-операторов без длительной подготовки. Автоматическая сварка под флюсом по сравнению с ручной дуговой сваркой значительно улучшает условия труда сварщика-оператора, повышает общий уровень и культуру производства.

Технико-экономические показатели способа. Максимальная скорость сварки однофазной дугой под флюсом при удовлетворительном формировании шва -70 м/ч. Производительность механизированной сварки под флюсом 6–21 кг/ч. Коэффициент наплавки 14–18 г./(А.ч). Потери на угар и разбрызгивание составляют 1–3%. Электродная проволока.

Для сварки низколегированной стали используют проволоку марки Св -08Г2С. Проволока  должна быть хорошо очищена от ржавчины, жиров, грязи и не иметь резких перегибов, затрудняющих ее подачу.

Сварочные флюсы

Сварочный флюс – один из важнейших элементов, определяющих качество металла шва и условия протекания процесса сварки. От состава

флюса зависят  составы жидкого шлака и газовой  атмосферы. Взаимодействие шлака с  металлом обуславливает определенный химический состав металла шва. От состава  металла шва зависят его структура, стойкость против образования трещин. Флюсы выполняют следующие функции: физическую изоляцию сварочной ванны от атмосферы, стабилизацию дугового разряда, химическое взаимодействие с жидким металлом, легирование металла шва, формирование поверхности шва. Для сварки строительных конструкций применяют плавленые и керамические флюсы. Керамические флюсы – механическая смесь тонкомолотых компонентов, связанных жидким стеклом в единую массу, из которой путем грануляции получены зерна размером 1,5–2 мм. Зерна прокаливают в электрической печи. Наиболее широко применяют для сварки низколегированной стали флюсы: АН-348-А, ОСЦ-45, АН-60, АН-348АМ по ГОСТ 9087–81 в сочетании с проволокой Св -08 А, Св – 08 ГА, Св – 10Г2 по ГОСТ2246–70.

Автоматическую  сварку стыковых швов можно вести  в один проход с двухсторонним  формированием шва на флюсовой подкладке  и с предварительной ручной подваркой  шва с обратной стороны. Под однопроходную  сварку с двухсторонним формированием  шва детали должны быть собраны с  зазором, обеспечивающим свободное прохождение ножа, крепящего ползун трактора ТС-32. Для свободного продвижения ножа в зазоре кромки свариваемых деталей нельзя обрезать кислородом, Сборку деталей следует производить на «гребенках», удаляемых по мере перемещения сварочного автомата. (Рис. 8) см. приложение (стр. 23).

 

 

Рис. 8 Трактор ТС-32

1. Формирующий медный ползун;
2. Нож;
3. Сборочная гребенка, удаляемая по мере перемещения трактора.

 

Технологические указания по производству автоматической сварки под флюсом:

1. копираппарат  и электрод должны двигаться  точно по оси шва;

2. слой  флюса должен полностью закрывать  сварочную дугу;

З. при  сварке кольцевых швов цилиндрических конструкций электрод следует смещать  от вертикальной оси на 25–60 мм в сторону обратную направлению вращения цилиндра;

4. сварку кольцевого шва следует начинать на расстоянии не менее 150 мм от начала или конца предварительно полностью заваренного шва.

Источник  питания.

Сварочный выпрямитель типа ВКС-500–1 (Рис. 9)

Назначение

Выпрямитель предназначен для питания сварочной дуги постоянным током при ручной и автоматической сварке под слоем флюса.

Рис. 9 Сварочный выпрямитель типа ВКС500–1

Краткое описание

Выпрямитель однопостовой состоит из силового понижающего  трансформатора, выпрямительного блока, пускорегулирующей и защитной аппаратуры.

Выпрямительный  блок собран по шеститактной кольцевой  схеме из кремниевых вентилей. Соединяется  с трансформатором шинами.

Охлаждение  вентилей и трансформатора воздушное  принудительное; осуществляется вентилятором. Внешняя вольтамперная характеристика трансформатора – падающая.

Технические данные

Номинальный сварочный ток….500. А

Пределы регулирования тока…100–650а

Потребляемая  мощность………20 кВ-А

Напряжение

питающей  сети……………………380 В

номинальное рабочее………….40 В

холостого хода…………………..78 В

Размеры

длина………………………………870 мм

ширина………………….…………650 мм

высота……………………………..1215 мм

Масса………………………………385 кг

 

Неисправности по работе автоматов и способы их устранения

Неисправность	Возможные причины	Способ устранения
В процессе сварки наблюдаются, неравномерная подача проволоки и обрывы дуги при нормально работающем двигателе падающего механизма.	1. сработался падающий  ролик. 2. перегиб в шланге. 3. слабый зажим  проволоки в падающем механизме.	1. заменить подающий  ролик. 2. растянуть шланг,  чтобы не было прогибов. 3. отрегулировать  прижимным роликом  зажим проволоки в  падающем механизме, чтобы не было пробуксовки проволки.
Неустойчивое горение дуги, сопровождающееся нагревом отдельных контактов в сварочной цепи.	Не обеспечена плотность контактов в сварочной цепи (зажимов сварочных приводов на пульте управления и в падающем механизме, крепления шлангового держателя на подающем механизм, соединения горелки со шлангом).	Проверить рукой нагрев всех контактов  сварочной цепи. При повышенном нагреве  обеспечить плотное соединение контактов.
При замыкании электрода не возбуждается сварочная дуга.	1. не включен  выключатель на аппаратном ящике 2. не включен источник сварочного  тока.	1. включить выключатель 2.включить источник сварочного тока.
Усиленный нагрев держателя при сварке на большом  токе.	Не поступает вода в держатель для Охлаждения.	Проверить соединение водяного охлаждения и обеспечить плотность крепления  резиновых трубок к штуцерам, перегибы в шлангах подачи и отвода воды.
Образование пор.	1. неправильно выбран химический состав сварочной проволоки 2. плохая газовая защита.	Заменить проволоку на требуемую.

 

Возможные неполадки в работе редукторов и их устранение

Неисправности	Причины неисправности	Метод устранения
Пропуск газа в соединениях.	Неплотности: 1. под накидной гайкой; 2. под штуцером  манометра; 3. в кожухе манометра.	подтянуть ключом накидную гайку или сменить фибровые прокладки; подтянуть ключом штуцер манометра или сменить фибровую прокладку; 3. заменить манометр.
Не поступает или плохо поступает газа через редуктор.	1. засорение фильтра  редуктора; 2. замерзание редуктора.	1. фильтр вынуть из  штуцера, прочистить и промыть бензином Б-70; 2. отогреть чистыми  тряпками, смоченными.
Падение давления в редукторе.	1. повреждена мембрана; 2. не плотность по периметру;	1. заменить мембрану; 2. устранить не плотность.

 

При точном соблюдении технологического процесса сварки на выбранном оборудовании мы изготавливаем конструкции, отвечающие всем нормам и требованиям чертежа  на данное изделие.

Применение  механизированных сборочно-сварочных  приспособлений облегчает труд сварщика, повышает производительность его труда, а, следовательно, и уровень его заработной платы.

 

3.2 Выбор и обоснование сварочного инструмента

 

Инструмент сварщика

Рис. 10. сварочного инструмент

 

Инструмент  сварщика – это совокупность орудий, употребляемых им в производстве, а именно: сварочный инструмент (электрододержатели, горелки и д.р.), инструмент для зачистки шва и свариваемых кромок, для подгонки соединяемых деталей, инструмент для наладки сварочного оборудования и приспособлений и мерительный инструмент.

Для зачистки шва и свариваемых кромок в  сварочном производстве применяются:

Молоток-шлакоотделительлитель (рис. 10, а), представляющий собой инструмент с острыми и узкими рабочими поверхностями. Он предназначен для удаления шлаковой корки, особенно с угловых швов или швов, расположенных в узкой, глубокой разделке между кромками.

Проволочные щетки (рис. 10, б) применяются зачистки кромок перед сваркой и для удаления с поверхности шва остатков шлака. Щетки могут быть плоскими (широкими или узкими) или цилиндрическими (в виде кисти) для зачистки швов, расположенных в узком зазоре.

Наряду  с ручным для зачистки применяется  и механизированный инструмент.

Ручные шлифовальные машинки с пневматическим или электроприводом. Зачистка кромок перед сваркой выполняется шлифовальным кругом, закрепленным на шпинделе двигателя или в ручном приспособлении. В последнем случае шлифовальный круг вращается при помощи гибкого вала, что облегчает условия работы сварщика.

Для удаления с металлических поверхностей непрочно сцепленной окалины, брызг, краски и  для других работ применяются  также проволочные щетки (дисковые или торцовые).

Пневматические молотки предназначены для зачистки сварных швов от шлака и брызг, для удаления дефектных участков шва и т.п.

К инструменту  сварщика относят слесарный инструмент для подгонки соединяемых деталей (вилки, струбцины, кувалды), для кантовки горячих деталей, а также инструмент для наладки сварочного и технологического оборудования.

Сварочные головки

Основные  назначения сварочной головки (подача электродной проволоки в зону сварки с заданной скоростью и  подвод к ней сварочного напряжения) такие же, как у шланговых полуавтоматов. Однако в автоматах сварочная  головка имеет ряд особенностей, обусловленных непосредственной подачей  проволоки в мундштук, (без гибкого направляющего шланга), применением широкого диапазона диаметров проволоки (иногда до 12 мм), большим диапазоном регулирования скоростей подачи, значительным числом корректировочных устройств. Устройство головки сварочного автомата (рис. 11) см. приложение (стр. 34).

Приводные устройства механизма подачи выполнены  в основном так же, как и приводные  устройства полуавтоматов. И здесь  в большинстве случаев применяются  головки с постоянной скоростью  подачи, независимой от напряжения дуги, причем эта скорость может  настраиваться отдельными ступенями  или плавно в широком диапазоне. Однако, как уже было установлено, саморегулирование дуги происходит надежно только при плотностях тока в электроде, превышающих некоторое  критическое значение. Так как  при автоматической сварке применяется  более толстая проволока или  даже лента, то иногда могут возникнуть условия, когда восстановление режима при случайных его изменениях недопустимо затягивается или режим  вообще не восстанавливается. С уменьшением  плотности тока в электроде резко  возрастает влияние изменения параметров электрической цепи при колебаниях напряжения, нагрева обмоток источника  питания, нестабильности контактов, изменения  крутящего момента на валу двигателя  подачи, изменения вылета электрода  и др. В этих случаях применяются автоматические регуляторы. Чаще всего головки с автоматическим регулированием снабжены регуляторами напряжения дуги, воздействующими на скорость подачи электрода.