СВАРОЧНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

СВАРОЧНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ, машины, аппараты и приспособления, необходимые для изготовления из заготовок сварных изделий. Комплекс технологически связанного между собой С. о. для выполнения сварочных работ при том или ином участии сварщика наз. сварочным постом, установкой, а при объединении неск. постов или установок -линией.

Существуют посты и установки для дуговой, контактной, газовой, электроннолучевой и др. способов сварки. К С. о. относят: сварочные аппараты и машины с источниками питания и устройствами для выполнения собственно процесса сварки; технологич. приспособления для осуществления быстрой сборки деталей под сварку, удерживания их во время работы и предотвращения или уменьшения коробления свариваемого изделия; вспомогат. оборудование для перемещения изделий в процессе выполнения сварки, крепления и перемещения сварочных аппаратов; инструмент сварщика. Кроме того, при сварке используют различные транспортные средства, приборы для контроля качества сварного соединения и т. п. Техническая характеристика С. о. определяется выбранным способом сварки, характером производства и степенью механизации процесса (ручная, полуавтоматическая или автоматическая сварка).

Сварочный пост - участок производств, площади, на к-ром размещены источник тока, токопровод, необходимые технологич. приспособления и инструменты сварщика.

Рис. 1. Установка для дуговой автоматической сварки: 1 - сварочный аппарат; 2 - свариваемое изделие; 3 - шкаф с аппаратурой управления; 4 - источник тока; 5 - провода управления; 6 - токопровод; 7 - рельсовый путь; 8 - тележка с колонной; 9 - роликовый стенд; 10 - площадка обслуживания.

Для защиты окружающих от излучения участок огорожен шторами или щитами. В условиях совр. произ-ва широко распространены автоматизированные установки (рис. 1). Такие стационарные посты размещают в цехе. В полевых условиях, для сварки крупногабаритных изделий, на стр-ве, при выполнении ремонтных работ и т. п. организуют передвижные посты.

Сварочные аппараты и машины. В сварочные посты и установки входят источники питания и аппараты для регулирования горения сварочной дуги в процессе сварки. Для выполнения сварки применяют источники питания, к-рые имеют удобную, плавную или ступенчатую регулировку и удовлетворяют общим требованиям для электрич. машин и аппаратов. При электросварке используют сварочные трансформаторы, генераторы и выпрямители; при газопламенной обработке - газовые генераторы. Различают источники питания одно- и многопостовые, стационарные (длительная непрерывная работа) и малогабаритные переносные (непродолжительная работа).

Сварочный трансформатор служит для согласования параметров сварочной и питающей цепей, а также выполняет функции регулятора. При дуговой сварке применяют механич. и электрич. способы регулирования напряжения. При механич. регулировании (рис. 2, а) изменяют, напр., расстояние между первичными и вторичными обмотками.

Рис. 2. Схема сварочного трансформатора для дуговой сварки: а - с механическим регулированием индуктивного сопротивления и напряжения; б - с электрическим регулированием; / и 2 - первичная и вторичная обмотки; 3 - обмотка управления; 4 и 5 - среднее и верхнее ярмо.

Электрич. регулирование (рис. 2, б) осуществляют изменением токов управления в дополнит, обмотках, расположенных на верхнем и среднем ярме трансформатора. При этом вторичная обмотка разделена на две части (а-альфа и в-бетта), одна из к-рых (в) расположена в верхнем окне трансформатора. При одном и том же коэфф. трансформации такой трансформатор может иметь различные значения напряжения холостого хода, что необходимо при настройке режима сварки. Для контактной электросварки применяют сварочные трансформаторы с минимальным сопротивлением короткого замыкания. Их вторичная обмотка имеет обычно 1 или 2 витка. Изменение вторичного напряжения достигается переключением части витков первичной обмотки. Сварочный генератор -спец. электрич. машина постоянного тока или тока повышенной частоты. Применяют однопостовые генераторы - универсальные или с падающей внеш. характеристикой, к-рая обеспечивает устойчивое горение сварочной дуги. В сварочной технике используют генераторы: поперечного поля, с расщеплёнными полюсами, с размагничивающей последовательной обмоткой. У сварочного генератора поперечного поля (рис. 3, а) корот-козамкнутая обмотка сd якоря создаёт поперечный магнитный поток Ф_п. Падающая характеристика образуется в результате действия продольного размагничивающего потока якоря Ф_пр. У генератора с размагничивающей последовательной обмоткой (рис. 3, б) внеш. характеристика формируется взаимодействием магнитных потоков Ф_р (размагничивающей последовательной обмотки) и Ф_в (намагничивающей параллельной обмотки).

Рис. 3. Схема сварочного генератора: а -поперечного поля; б - с размагничивающей последовательной обмоткой.

Напряжение на намагничивающую обмотку подаётся от третьей щётки или от самостоят. источника питания (при т. н. независимом возбуждении).

Сварочный выпрямитель-преобразователь переменного напряжения питающей сети в постоянное, имеющий падающую, жёсткую или регулируемую внеш. характеристику. Выпрямитель состоит из трансформатора, блока, полупроводниковых вентилей, системы авто-матич. управления, дросселя электрического, коммутац. аппаратуры. Регулирование преобразователей осуществляется трансформаторами или управляемыми вентилями.

Газовый генератор - аппарат для получения горючих газов. Чаще в газовых генераторах производят ацетилен из карбида кальция путём взаимодействия его с водой (см. Генератор ацетиленовый).

Рис. 4. Сварочный автомат для дуговой сварки: 1 - флюсоотсос; 2 - сварочная головка; 3 - механизм подачи с редуктором; 4 - механизм подъёма; 5 - ходовой механизм; 6 - флюсоаппарат; 7 -рельсовый путь; 8 - подающий ролик; 9 - мундштук; 10 - воронка для флюса.

Сварочный автомат для дуговой сварки - комплекс механизмов и приборов (рис. 4), с помощью к-рых осу

ществляется механизация процесса выполнения сварного соединения: подача электродной проволоки, зажигание сварочной дуги, поддержание заданного режима сварки и прекращение процесса. В таких установках используют головки с независимой скоростью подачи проволоки, в к-рых поддержание дугового процесса основано на саморегулировании дуги, и с автоматич. регулированием скорости подачи проволоки в зависимости от напряжения дуги. Взамен сложных установок для автоматич. сварки часто применяют сварочные тракторы - переносные самоходные автоматы. Существуют сварочные автоматы и самостоят. подвесные головки, осуществляющие электросварку одним или неск. электродами. Электроды могут быть подключены к общему источнику питания или к самостоят. источникам. Применяются также аппараты для сварки неплавящимся угольным или вольфрамовым электродами (рис. 5).

Рис. 5. Сварочный полуавтомат для электросварки неплавящимся вольфрамовым электродом с подачей присадочной проволоки: 1 - горелка; 2 - катушка; 3 -механизм подачи; 4 - направляющий шланг; 5 - наконечник; 6 - прижимной ролик.

Сварочный полуавтомат, или шланговый полуавтомат,- аппарат для дуговой сварки, в к-ром механизирована подача электродной проволоки, а перемещение горелки вдоль свариваемых кромок осуществляется вручную. Имеются полуавтоматы для сварки неплавящимся электродом с механизир. подачей присадочной проволоки, к-рая проталкивается через гибкий направляющий шланг или подаётся с катушки механизмом, встроенным в горелку. Сварочными полуавтоматами осуществляют сварку в защитных газах, сварку открытой дугой и сварку под флюсом. Механизм подачи проволоки и горелка, находящаяся в руке сварщика, соединены между собой гибким шлангом (направляющим каналом), по к-рому в зону горения дуги подаётся электродная проволока и подводятся сварочный ток, флюс и защитный газ. Часть сварочного аппарата (автомата, полуавтомата), обеспечивающая подвод электрич. тока к электроду и газа в зону дуги, или устройство, применяемое при газовой сварке для регулирования сварочного пламени, наз. сварочной горелкой.

Автомат для электрошлаковой сварки (рис. 6) конструктивно отличается от автоматов для дуговой сварки, т. к. при этом виде сварки свариваемые кромки занимают вертикальное положение. Существуют автоматы, перемещающиеся по рельсу или непосредственно по кромкам свариваемой детали. Кроме самоходного механизма для вертикального движения, автомат снабжён двумя ползунами, предназначенными для удержания сварочной ванны и формирования шва, и механизмом колебания электродов вдоль зеркала ванны.

Рис. 6. Автомат рельсового типа для электрошлаковой сварки проволочными электродами: 1 - направляющий рельс-колонна, закрепляемый на изделии; 2 -передний и задний ползуны; 3 - токопод-водящие мундштуки с электродами; 4 -пластина для крепления заднего ползуна; 5 - изделие; 6 - пульт управления; 7 -механизм горизонтальной подачи.

Технологические приспособления, используемые сварщиком, служат для сборки деталей под сварку и фиксации их; для сварки заранее собранных деталей; для совмещения операций сборки и сварки. В зависимости от характера произ-ва приспособления изготовляют универсальными или специализированными (для определённых изделий). Одну деталь к другой прижимают винтовыми, рычажными, эксцентриковыми, магнитными и др. зажимами. Их используют для соединения отд. деталей (переносные зажимы) и для оснащения сварочных стендов. Для фиксации свариваемых деталей иногда используют прихваты, присоединяемые к свариваемым деталям временными короткими швами. Для сближения или разведения свариваемых кромок или фиксации ихположения служат стяжки, распорки и домкраты. Сборку и сварку изделий осуществляют на универсальных и специализированных стендах. Фиксаторы (упоры, пальцы, штыри, шаблоны) служат для определения положения свариваемых деталей относительно всего приспособления. К технологич. оснастке стендов относятся также флюсоудерживающие устройства, флюсовые и газовые подушки, устройства для принудит, формирования шва и др.

Вспомогательное оборудование сварочных установок. Сварочные установки компонуются из элементов, предназначенных для расположения изделия в наиболее удобном для сварки положении, для поворота его во время работы и обслуживания зоны сварки, а также для крепления и перемещения сварочных аппаратов. С целью установки изделий в удобном для работы положении применяют роликовые, цевочные, цепные, цапфовые, рычажные кантователи (рис. 7).

Рис. 7. Кантователи: а - роликовый; б - цевочный; в - цепной; г - цапфовый; д - рычажный.

Поворот свариваемого изделия вокруг оси осуществляют вращателями с вертикальной, наклонной или горизонтальной осями вращения. Изделия закрепляются и поворачиваются с помощью планшайбы или поводка (центровые вращатели) или роликами (роликовые). При сварке цилиндрич. изделий часто применяют роликовые стенды-вращатели (см. рис. I) обычно с обрезиненными приводными роликами. Для вращения изделия в процессе сварки вокруг оси, занимающей различные положения в пространстве, служат установочные и сварочные манипуляторы. Для крепления и перемещения сварочных автоматов и полуавтоматов, подвески аппарата над подвижным свариваемым изделием или перемещения аппарата вдоль шва или от шва к шву применяют различные устройства, например балку с платформой, рельсовые пути, специальные грузозахватные приспособления.

Инструмент сварщика: электродержатели для сварки штучными электродами, горелки, зачистной инструмент (мо-лотки-шлакоотделители, пневмомолотки, проволочные щётки, шлифовальные машины и др.), пригоночный инструмент для подгонки соединяемых деталей; инструмент для перемещения и кантовки горячих деталей; инструмент для наладки сварочного и технологич. оборудования; измерит. инструмент (штангенинструмент, микрометрический и др.). Сведения об оборудовании для спец. способов сварки (контактной, ультразвуковой, диффузионной и др.) см. в статьях об этих способах сварки.

Лит.: Сварочное оборудование. Каталог-справочник, ч. 1- 3, К., 1968-72; Г и т л е-в и ч А. Д., Э т и н г о ф Л. А., Механизация и автоматизация сварочного производства, М., 1972; Бельфор М. Г., П ат о н В. Е., Оборудование для дуговой и шлаковой сварки и наплавки, М., 1974; Севбо П. И., Комплексная механизация и автоматизация сварочного производства, К., 1974; Чвертко А. И., Тимченко В. А., Установки и станки для электродуговой сварки и наплавки, К., 1974.

М. Г. Бельфор, И. И. Заруба, В. Н. Троицкий.