Особенности автоматической сварки

Автоматизация коснулась уже очень многих сфер. Она очень удобна и весьма расширяет возможности при работе. Поэтому важно знать ключевые особенности автоматической сварки, нюансы технологии, специфику подготовки к работе и ее процесса.

Беседу про автоматическую сварку стоит начать с основного определения процесса. Главная его сущность заключается в неразъемном механизированном соединении металлических изделий и компонентов. Обычно нагрев металла производится путем использования электрической дуги. Однако иногда для этой цели используют ванну расплавленного шлака. Этот метод получил название электрошлаковой сварки.

Температура прогретой ванны не превысит 2500 градусов. Если же применяют электрическую дугу, она будет накалена как минимум вдвое больше. Автоматизированной может быть самая разная сварка, в том числе при использовании защитных газов. Гораздо труднее, впрочем, автоматизировать работу при использовании флюсов. Потому при выполнении автоматической сварки нужно руководствоваться специализированными ГОСТ, подходящими для каждого конкретного случая.

Говоря про особенности и преимущества автоматизированных сварочных работ, стоит сразу подчеркнуть, что они просты и понятны с технической точки зрения. При этом именно по подобной схеме работает большинство крупных промышленных предприятий. Там сварка позволяет обеспечить очень высокое качество работы и повышенную скорость манипуляций. В индустриальных условиях возможно даже широкомасштабное применение флюсов.

Профессиональная работа подразумевает, что под слоем флюса находится вся создаваемая электрическая дуга. Расход флюсового материала очень мал. На качестве создаваемой связки это не отражается. Можно подобным способом выполнить сварку даже очень твердых материалов. Еще важными свойствами флюсовой методики можно считать такие:

• отсутствие брызг;

• почти полное исключение возникновения оксидов;

• расход металла электродов не более 2% даже при неблагоприятных условиях;

• профилактика негативных факторов в зоне сцепки;

• минимизация субъективного фактора;

• ускоренное и равномерное охлаждение материала;

• стабильность действия дуги;

• мелкочешуйчатая структура в шве.

Стоит учесть также, что автоматизированная сварка с флюсом:

• весьма дорога;

• заставляет скрупулезно подбирать расположение материала и тщательно подбирать его;

• создает опасность для оператора;

• подчас заставляет применять очень сложное и изощренное оборудование.

Также могут применяться:

• термитная;

• газовая;

• электрошлаковая;

• электродуговая сварка с применением защитной искусственной атмосферы.

В промышленных газовых устройствах могут использоваться сразу несколько горелок одновременно. Это существенно повышает общую производительность. Скорость такого режима в продвинутых установках последнего поколения может достигать 50 м за минуту и даже больше.

Автоматизированная электрошлаковая сварка, как уже говорилось, позволяет обойтись без формирования специальной дуги. Такой метод позволит за один прием проварить металл на глубину до 2,5-3 м. Изоляция свариваемого участка от воздуха не требует расходовать ни газы, ни флюс. Самого расплавленного металла оказывается достаточно. Одновременно проводится активная обработка практически по металлургическому стандарту.

Также автоматическая электрошлаковая сварка:

• понижает до минимума вхождение неметаллических включений в шов;

• улучшает химический состав обрабатываемых зон;

• в 2-5 раз производительнее ручного дугового метода при работе с тонкостенными деталями и конструкциями;

• провоцирует существенный перегрев металла в рабочей зоне;

• понижает иногда пластические свойства;

• обуславливает малую концентрацию энергии в зоне нагрева, что поднимает ее затраты;

• вынуждает работать по всему шву без остановок и задержек.

Последнее обстоятельство означает, что правильно выполнить такую работу смогут только профессиональные сварщики. Но преимущества данного метода обуславливают его широкое использование:

• в тяжелом машиностроении;

• в энергетическом машиностроении;

• при конструировании крупногабаритных индустриальных установок;

• при строительстве кожухов для доменных печей.

В промышленных условиях применяют различные виды автоматизированного оборудования. Выделяют три типа сварочных автоматов:

• неподвижная головка;

• мобильная головка;

• варящий трактор.

Все эти системы выполняют следующие операции:

• возбуждение варочной дуги;

• передвижение инициированной дуги по создаваемому шву;

• погашение дуги в конце намеченной работы.

Одни автоматы подают специальную проволоку с меняющейся скоростью. Этот темп зависит от дугового промежутка. Другие автоматы подают проволоку со строго неизменными скоростями. Это последнее решение позволяет упростить общую схему техники. Устройства, позволяющие сменить скорость перемещения проволоки, могут нормально работать только при низких напряжениях и слабом сварочном токе. Непосредственную работу берут на себя специальные наконечники. Кроме них, часто приходится покупать:

• тракторные сопла;

• губки контактные;

• флюсовые конусы;

• наборы роликов для протяжки;

• токоподводы.

Отдельно стоит сказать об автоматическом сварочном оборудовании для меди. Когда ее варят под флюсом, рекомендовано применение автоматов прямой полярности с подачей постоянного напряжения. Только керамические флюсы некоторых марок позволяют применять переменный ток. Толстый металл требует использовать флюс сухой грануляции. Применяют нагартованную проволоку из бескислородной меди (хотя технический класс меди тоже может подойти).

Ту же медь можно сварить в атмосфере аргона. В таком случае понадобится газовая горелка для предварительного прогрева металла. Прутки и проволоку подбирают с таким расчетом, чтобы металл во шве не кипел. Для меди подходят только неплавкие электроды на основе вольфрама. Если их нет, лучше уж использовать плавкие аналоги. Выбор газа зависит от вида металла и от пространственного расположения свариваемых элементов. Тот же аргон тяжелее воздуха и мало подходит для работы на высоте. Внимание стоит уделить также:

• длине и химическому составу электродов;

• рабочему напряжению используемого аппарата;

• доступной скорости выполнения работы (или производительности).

Для начинающих важно уделять именно подготовительному этапу большое внимание. На нем многие допускают ошибки, которые почти невозможно исправить впоследствии. Перед началом работы сварщик обязан осматривать всю аппаратуру и коммуникации, на которые она «завязана». Если обнаруживаются малейшие неполадки или недоразумения, до их устранения варить любой вид металла или сплава нельзя. Разумеется, надо приводить в порядок используемую аппаратуру и убирать с нее все загрязнения. Нельзя заниматься сваркой, даже автоматической:

• в стесненных условиях;

• в местах со слабой видимостью;

• в запыленных помещениях;

• в местах с запылением и переувлажнением воздуха;

• в непосредственной близости от горючих, легко воспламеняющихся или взрывающихся веществ и конструкций.

Сварщики обязаны принять меры, чтобы к рабочему участку не подходили посторонние люди. Если планируется варить металл в среде защитного газа, обязательно проверяют соответствие направляющего прохода в горелке и сварочной проволоки (по диаметру). Сечение проволоки влияет, конечно, и на выбор наконечника. В сопле не должно оставаться металлических брызг. Если они там все же есть, надо тщательно вычистить подобный засор.

Когда планируется выполнять работу под флюсом, следует оценить правильность подсоединения всех кабелей. Обследуют еще и ролики механизма выдачи проволоки. Обязательно надо оценить, насколько правильно они установлены. На сварочной проволоке не должно быть малейших ржавых или просто грязных участков. В последнюю очередь выясняют, есть ли в бункере флюс, соответствует ли он типу используемой проволоки.

Но правильный выбор и настройка автоматической сварочной установки — это, конечно, еще не все. Автоматизированная сварка под флюсом идет при силе тока 1-2 тысячи ампер. Для сравнения: при использовании дуги этот показатель не превысит 650 А. Но надо понимать еще то, что выбор флюса очень непрост. Крайне важно его безукоризненное качество.

Высота слоя регулируется сообразно толщине металла. Подача проволоки обычно идет при помощи кассетного механизма. Работать надо со строго определенной скоростью. Она должна позволять сформироваться добротной сварочной ванне. А это значит, что разбрызгивание металла из ванны следует исключить. Неизрасходованный флюс собирают чисто механически.

Цветной металл принято варить «холодным» способом. В этом случае просто используют более низкую, чем обычно, температуру. Необходимо позаботиться о стабилизации сварочной дуги. Это свойство обеспечивают, подбирая скорость перемещения основного инструмента, а также силу тока.

Настраивая силу тока, можно повлиять на глубину шва. Его ширина определяется электрическим напряжением. Важно: в дальнейшем, прямо по ходу работы, необходимо контролировать эти параметры. Оставив их без внимания, сварщики только делают себе же хуже. На крупных предприятиях используют стенды, позволяющие зафиксировать все детали совершенно неподвижно.

Использование мобильных головок вместо полноценного стационарного оборудования позволяет существенно сэкономить. При грамотном выполнении работы результат окажется не хуже. Проволока для автоматической сварки под флюсом должна соответствовать ГОСТ 16130-72. Сварка труб, вращаемых на роликах с редукторным приводом, может быть выполнена и с неподвижными головками. Однако чаще приходится выбирать шаблон, определяющий ту или иную схему передвижения самой головки.

Некоторые случаи требуют формирования так называемого корневого шва. Сначала делают его, а затем уже запускают «трактор». Трубы варят, вращая заготовки точно под неподвижными головками. В промышленных условиях размер обрабатываемых участков составляет иногда до 25 м. В этом случае перемещение секций производится при помощи тягачей или даже железнодорожных транспортеров.

Аргонодуговая автоматическая сварка особенно хороша при создании резервуаров и труб из нержавеющей стали. Если нужно быстро соединить сталь с повышенным содержанием легирующих элементов, поможет автоматизированная плазменная сварка. Слой плазмы создают на основе аргона либо гелия. Изменение дистанции между серединой приспособления и головкой очень удобно для формирования кольцевых швов на резервуарах и других изделиях.

В следующем видео рассказывается об особенностях автоматической сварки.