Технология и оборудование сварочных работ

Сюда же входят процессы рубки  и механической резки. Для осуществления  резки используется плазменно-дуговой  метод либо кислородно-машинная технология, - в зависимости от сложности сварного изделия.

Если необходимо сделать  отверстия в изделиях, гибку, то используют механические прессовочные аппараты и гибочные станки. Заготовки, нуждающиеся в правке, а также листы и полоски для будущих заготовок, которые необходимо исправить, укладываются на механические или гидравлические прессы.

При производстве заготовок  на них образуются заусенцы, места  ржавчины и проявляются окалины. Таких дефектных участков, естественно, на заготовке быть не должно.

Поэтому производят процесс  зачистки, для чего используют галтовочные барабанные установки, дробеочистительные установки. Иногда при невозможности произвести эти операции автоматизированным путем, мастера все делают вручную.

Иногда заготовки могут  отправляться на точение, высверливание  либо строгание.

Это делается в тех случаях, когда предусмотрено чертежом или  эскизом будущего изделия.

Подготовительный этап.

Перед тем, как приступить к началу сварочного процесса, мастеру  необходимо провести ряд подготовительных мероприятий, при которых убедиться, что оборудование готово к работе.

Сварочное оборудование необходимо очистить от пыли и мусора, произвести проверку на исправность всех элементов  нагрева и контроля температуры.

Сварщик также должен убедиться  в том, что в исправном состоянии  находятся амперметры и вольтметры.

Для того, чтобы зафиксировать результаты, полученные в ходе проверки, ведется специальный журнал учета.

Для того, чтобы произвести сварочные работы, потребуется не только сам сварочный аппарат.

Необходимо, чтобы у сварщика было дополнительное сопутствующее  оборудование.

К ним относятся механизмы  и аппараты, которыми удерживаются изделия, перемещаются и т.д.. общими словами можно обозначить эти

приспособления по таким  группам: технологические, приспособления, необходимые для облегчения кантования и укладки сварных

конструкций, механизмы, предназначенные  для уборки на участке сварки.

В некоторых сварочных  цехах особо крупного размера  всегда присутствует транспортное оборудование с грузоподъемностью, выбранной  в зависимости от условия производства.

Сварка и сборка.

Последним этапом сварочных  работ является непосредственно  сварка и сборка изделия, производится сборка узлов, и накладываются сварные  швы на места соединения.

Режимы сварочных  работ

Выбор режима сварки

Все параметры режима сварки можно разделить на основные и дополнительные. Основные параметры- это величина и полярность тока, диаметр электрода, напряжение на дуге, скорость сварки. Дополнительные параметры - состав и толщина покрытия электрода, положение электрода и положение изделия.

Сварочный ток. Увеличение его  вызывает (при одинаковой скорости сварки) рост глубины проплавления (провара), что объясняется изменением погонной энергии (теплоты, приходящейся на единицу длины шва) и частично изменением давления, оказываемого столбом  дуги на поверхность сварочной ванны

Род и полярность тока также  влияют на форму и размеры шва. При сварке постоянным током обратной полярности глубина провара на 40—50% больше, чем постоянным током прямой полярности, что объясняется различным  количеством теплоты, выделяющейся на аноде и катоде. При сварке переменным током глубина провара  на 15—20% меньше, чем При сварке постоянным током обратной полярности.

Диаметр электрода выбирают в зависимости от толщины свариваемого металла, положения, в котором выполняется  сварка, а также от вида соединения и формы подготовленных кромок под  сварку. При сварке встык "листов стали толщиной до 4 мм в нижнем положении  диаметр электрода обычно берется  равным толщине свариваемого металла. При сварке стали большей толщины  используют электроды диаметром 4-—6 мм при условии обеспечения полного  провара соединяемых деталей  и правильного формирования шва.

Напряжение определяет, главным  образом, ширину шва. На глубину провара  напряжение оказывает весьма незначительное влияние. Если при увеличении напряжения скорость сварки увеличить, ширина шва  уменьшится.

Сила тока в основном зависит  от диаметра электрода, а также от длины его рабочей части, состава  покрытия, положения сварки. Чем  больше ток, тем выше производительность, т. е. больше наплавляется металла.

Однако при чрезмерном для данного диаметра электрода  токе электрод быстро нагревается выше допустимого предела, что приводит к снижению качества шва и повышенному  разбрызгиванию.

Для сварки Траверсы 4т можно  выбрать электрод марки ОК-46, так  как он хорошо подходит для сварки ответственных конструкций, даметр электрода 4мм(выбан в соответствии с таблицей выбора диаметра электрода, по толщине свариваемой стали)

Силу сварочной дуги расчитываем по формуле I = 1мм Dэ * 30-50А, таким образом находим что сварочный ток должен быть от 120 до200А.

Ток может быть как переменный так и постоянный, в данном случае используется постоянный ток прямой полярности.

Сварка производится в  нижнем положении для большего удобства.

Предварительный подогрев не требуется.

сварка траверса присадочный электродуговой

5. Сварочное оборудование

 

Общие сведения о  сварочном оборудовании

Всего известно несколько  разновидностей аппаратов для сварки.

Это инверторные, трансформаторные и сварочные, которые являются полуавтоматами.

Самыми простейшими считаются  трансформаторные аппараты, они же и более доступны по цене.

Инверторные аппараты – самые  современные и высокопроизводительные.

Они имеют сложную конструкцию  и дорого стоят.

Но сложнее их по конструкции  полуавтоматы для сварки, а следовательно, самые дорогостоящие.

В полуавтоматах сварочных  не применяются электроды, их заменила проволока, по которой подается газ  для сварки, что и является главным  их отличием от всех других типов аппаратов.

У каждого сварочного аппарата обязательно есть характеристики, которые  определяют целесообразность его использования  на том или ином объекте.

Этими характеристиками являются длительность всего рабочего цикла  и максимально возможный ток  сварки.

Продолжительность цикла  выражается в процентном измерении  и обозначает тот промежуток времени, в течение которого будет поддерживаться максимально возможный ток.

Оборудование следует  выбирать, строго учитывая особенности  производства, чтобы производительность аппарата соответствовала длительности всего рабочего цикла.

Преобразователем напряжения называют главный составляющий элемент, который присутствует в устройстве сварочных аппаратов.

Его необходимость обусловлена  тем, что сетевое напряжении должно понижаться, а повышаться впоследствии при выходе.

Преобразователи могут различаться  по функциональности: многие из них  оснащены функцией форсирования дуги», «горячего старта».

Также обратить внимание стоит  на характеристики напряжения и силы тока, напряжение, которое присутствует в холостом ходе.

Именно от последнего параметра  зависит то, насколько легким будет  старт аппарата.

Полуавтоматы

Полуавтоматы для сварки представляют собой аппараты, в которых  подача тока осуществляется автоматически  по проволоке.

От источника питания  исходит постоянное напряжение, а  колебания величины тока возможны в  очень большом диапазоне.

Вместо электрода применяется  проволока со сплошным сечением.

Ее подачу осуществляет специальный  элемент, по которому обычно определяется класс сварочного аппарата в целом.

Для отечественных аппаратов  характерно использование проволоки, имеющей большое сечение, а также  невысокая скорость ее подачи.

Сварочные трансформаторы

Сварочные трансформаторы служат для преобразования высокого напряжения электрической сети (220В или 380В) в  низкое напряжение вторичной электрической  цепи до требуемого для сварки уровня, определяемого условиями для  возбуждения и стабильного горения  сварочной дуги. Вторичное напряжение сварочного трансформатора при холостом ходе (без нагрузки в сварочной  цепи) составляет 60—75В. При сварке на малых токах (60—100А) для устойчивого  горения дуги желательно иметь напряжение холостого хода 70—80В.

Сварочные трансформаторы по фазности электрического тока подразделяются на однофазные и трехфазные, а по количеству постов — на однопостовые и многопостовые.

Однопостовой трансформатор  служит для питания сварочным  током одного рабочего места и  имеет соответствующую внешнюю  характеристику. Многопостовой трансформатор  служит для одновременного питания  нескольких сварочных дуг (сварочных  постов) и имеет жесткую характеристику. Для создания устойчивого горения  сварочной дуги и обеспечения  падающей внешней характеристики в  сварочную цепь дуги включают дроссель. Для дуговой сварки сварочные  трансформаторы подразделяются по конструктивным особенностям на две основные группы:

-трансформаторы с нормальным  магнитным рассеянием, конструктивно  выполненные в виде двух раздельных  аппаратов (трансформатор и дроссель) или в едином общем корпусе;

-трансформаторы с развитым  магнитным рассеянием, конструктивно  различающиеся по способу регулирования  (с подвижными катушками, с  магнитными шунтами, со ступенчатым  регулированием).

Трансформаторы с нормальным магнитным рассеянием и с отдельным  дросселем

Жесткая внешняя характеристика такого трансформатора получается за счет незначительного магнитного рассеяния  и малого индуктивного сопротивления  обмоток трансформатора. Падающие внешние  характеристики создаются дросселем, имеющим большое индуктивное  сопротивление. Комплект источников питания  состоит из понижающего трансформатора и дросселя (регулятора активной катушки).

Понижающий трансформатор, основой которого является магнитопровод (сердечник), изготовлен из большого количества тонких пластин (толщиной 0,5 мм) трансформаторной стали, стянутых между собой шпильками. На магнитопроводе имеются первичная и вторичная (понижающая) обмотки из медного или алюминиевого провода.

Дроссель состоит из магнитопровода, набранного из листов трансформаторной стали, на котором расположены витки медного или алюминиевого провода, рассчитанного на прохождение сварочного тока максимальной величины. На магнитопроводе имеется подвижная часть, которую можно перемещать с помощью винта, вращаемого рукояткой.

Первичная обмотка трансформатора подключается в сеть переменного тока напряжением 220В или 380В. Переменный ток высокого напряжения, проходя по обмотке, создает действующее вокруг магнитопровода переменное магнитное поле, под действием которого во вторичной обмотке индуктируется переменный ток низкого напряжения. Обмотку дросселя включают в сварочную цепь последовательно со вторичной обмоткой трансформатора.

Величину сварочного тока регулируют путем изменения воздушного зазора между передвижной и неподвижной  частями магнитопровода. При увеличении воздушного зазора магнитное сопротивление магнитопровода увеличивается, магнитный поток соответственно уменьшается, а, следовательно, уменьшается индуктивное сопротивление катушки и увеличивается сварочный ток. При полном отсутствии воздушного зазора дроссель можно рассматривать как катушку на железном сердечнике; в этом случае величина тока будет минимальной. Следовательно, для получения большей величины тока воздушный зазор можно увеличить (рукоятку на дросселе вращать по часовой стрелке), а для получения меньшей величины тока зазор уменьшить (рукоятку вращать против часовой стрелки).

Регулирование сварочного тока рассмотренным способом позволяет  настраивать режим сварки плавно и с достаточной точностью. Конструкция  дросселя со ступенчатым регулированием сварочного тока позволяет изменять величину сварочного тока при помощи передвигающегося контакта путем включения  определенного количества витков обмотки. В этом случае регулирование сварочного тока будет ступенчатым. Магнитопровод дросселя в этом случае изготавливают неразъемным, вследствие чего конструкция его значительно упрощается. Современные сварочные трансформаторы типа ТД, ТС, ТСК, СТШ и другие выпускаются в однокорпусном исполнении.

Трансформаторы с нормальным магнитным рассеиванием и реактивной обмоткой на общем сердечнике. Реактивная обмотка включена в сварочную  цепь последовательно с таким  расчетом, что ее поток направлен  навстречу основному потоку трансформатора. Действие реактивной обмотки и регулирование  сварочного тока аналогичны действию дросселя.

Трансформаторы с подвижными обмотками с увеличенным магнитным  рассеянием. Трансформаторы с подвижными обмотками (к ним относятся сварочные  трансформаторы типа ТС, ТСК и ТД) получили широкое применение при  ручной дуговой сварке. Они имеют  повышенную индуктивность рассеяния  и выполняются однофазными, стержневого типа, в однокорпусном исполнении.

Могут применяться для  наплавки и сварки под флюсом тонкими  проволоками.

В трансформаторах типа ТСК  параллельно первичной обмотке  подключен конденсатор для повышения  коэффициента мощности.

Сварочные выпрямители

Сварочный выпрямитель представляет собой аппарат, преобразующий переменный ток в постоянный (пульсирующий) при помощи полупроводниковых вентилей. Его действие основано на том, что полупроводниковые элементы проводят ток только в одном направлении, в то время как в обратном направлении полупроводники электрический ток практически не пропускают. Сварочный выпрямитель состоит из двух основных частей: трансформатора с устройством для регулирования сварочного тока или напряжения и выпрямительного блока, собранного по трехфазной мостовой схеме.

В сварочных выпрямителях используются селеновые и кремниевые вентили (полупроводники). Селеновые  вентили имеют небольшой КПД, но обладают большей перегрузочной  способностью, чем кремниевые. Поэтому  селеновые вентили применяются  в выпрямителях как с падающей, так и с жесткой характеристикой. Кремниевые же применяются в выпрямителях с падающей характеристикой, т.е. там, где ток короткого замыкания незначительно превышает рабочий ток. К тому же кремниевым вентилям требуется охлаждение, поэтому выпрямители с такими вентилями оснащаются вентиляторами.