Разновидности и использование сварочных вращателей

Применение сварочных вращателей в значительной мере упрощает выполнение сварочных работ, способствует повышению качества и точности сварных соединений в самых различных конструкциях, особенно в их сложных конфигурациях.

Сварочные вращатели (позиционеры, манипуляторы) – род вспомогательного оборудования, сконструированного для надёжного соединения кольцевых швов различных соосных конструктивных элементов (газоходов, трубопроводов усложнённых конфигураций). Вращатели включают 3 главных узла:

• базовый элемент, платформу или стойки для опоры;
• узлы для крепежа подлежащих сварке элементов;
• вращательные механизмы, дающие требуемую скорость движения заготовок.

Вспомогательный механизм предназначен для обеспечения рационального и удобного расположения при выполнении сварных операций. Он способен работать как в ручном, так и в автоматическом режиме.

Позиционер устанавливается на тяжёлой или жестко закрепляемой платформе. Устройство призвано стабилизировать размещение соосных деталей для качественного выполнения надлежащих операций. В ходе крепежа заготовки зазоры между деталями регулируются, поскольку они зависят от коэффициента линейного расширения материала.

При подборе устройств учитывается расположение элементов в пространстве. Поэтому они выпускаются для производства работ как в горизонтальном, так и в вертикальном положении. Производятся и универсальные изделия, где ось может устанавливаться под различными углами, когда сварке подлежат сегментные элементы сложных конфигураций.

Такое вспомогательное оборудование выпускается с различными габаритами и грузоподъемностью. Оно удобно для формирования швов как внутри, так и снаружи свариваемых элементов.

Вращатели применяются при различных видах сварки:

• электродуговой;
• аргоновой или в среде иного газа, предохраняющего металл от окисления;
• полуавтоматической с использованием проволоки для наплавки;
• газовой;
• лазерной;
• плазменной;
• автоматической, со скоростью вращения до 4000 об/мин.

Чаще аппарат используется для соединения трубных элементов, поскольку их трудно закреплять на ровных поверхностях. Используется это вспомогательное приспособление и при восстановлении дисков (литых элементов в авторемонтных мастерских).

Конструкции вращателей и манипуляторов идентичны. Они несколько различаются по функционалу и электронной «начинке». Программная настройка производится оперативно, в течение нескольких минут, а процесс крепежа и разблокировки – автоматическим способом.

Манипуляторы несколько эффективнее и удобнее своих вращательных собратьев. Их плюсы:

• скорая переналадка, легкая смена образа движения элементов;
• гарантированная надёжность соединений;
• универсальность – возможность поднастройки под детали разных типоразмеров.

Существующие их модульные конструкции применяются для работы в автоматическом или полуавтоматическом режиме.

Брак при использовании такого вспомогательного оборудования снижается кратно. Дуга, как правило, стабильна, валик образуется отменный, шов формируется качественный (без заплывов и прожогов). Таким образом, автоматические вспомогательные механизмы в полной мере обеспечивают надёжность и безопасность швов и изделий в целом в ходе их дальнейшей эксплуатации. Ведь самый минимальный промах в точке сварки оказывает отрицательное влияние на степень жесткости швов.

Конструктивные виды поворотных вспомогательных устройств подбирают под особенности свариваемых элементов. Их разделяют:

• по особенностям вращения и организации опорных элементов;
• по числу поворотных осей;
• по углам наклона;
• по видам приводных систем (электрические, ручные, ножные);
• по сферам применимости (универсального или специализированного назначения);
• по функционалу;
• по грузоподъёмности – малой, средней, значительной.

Применяются для получения кольцевых швов. Допустимая протяжённость заготовки – 2,5 м, наибольший вес сварных изделий – 6,3 т. Элементы размещаются перпендикулярно базовой платформе. Оборудование относится к стационарным типам.

Применяются:

• при аргоновых технологиях (автомат и полуавтомат);
• с использованием флюсов;
• при наплавке.

Протяжённость свариваемых элементов – до 2 м, максимальный вес – до 2 т.

Они размещаются на нескольких парах роликов, организующих вращение с задаваемой мастером скоростью. Используются в сварочных операциях крупных деталей, с регламентированной длиной до 4 м. Наибольший вес – до 20 т. Роликовые устройства выпускаются в широком ассортименте.

Манипуляторы различаются по типам передвижения элементов, по их габаритам и весу. Обычно подобные устройства применяют:

• в мелкосерийных производствах;
• при единичном производстве;
• при нередких сменах типов обрабатываемых элементов.

Учитывая, что такая продукция производится в значительном количестве и разнообразии, приобретение дорогостоящих агрегатов становится экономически оправданным. При этом агрегаты оснащаются специальными датчиками, контролирующими состояние зазоров, качественные характеристики сварки. Иными словами, применяется система двойного контроля.

Особенности использования вращателей рассмотрим на примере роликовой версии устройств.

Суть применения любого такого агрегата состоит в том, что область, подлежащая свариванию, с установленной скоростью перемещается именно так, как это будет наиболее удобно для работы мастера. Поверхность агрегата может двигаться вокруг оси с такими скоростными параметрами, которые задаст сам сварщик. Показатели эффективности работы в таком случае возрастают кратно.

Таковой может быть как стационарная подставка, так и тележка на рельсах. Это даёт возможность перемещать секции в зависимости от размеров свариваемого изделия.

Приводной секцией является рама, где устанавливается пара приводных роликоопор, имеющих индивидуальные приводы. Управление ими происходит из тумбы управления. Неприводная секция — рама, где устанавливаются неприводные роликовые опоры.

Для подстройки вращателя под размеры обрабатываемого элемента нужно передвинуть роликоопоры на секциях по соответствующим отверстиям.

Ролики для вращателей выпускаются нескольких видов:

• стальные;
• обрезиненные;
• армированные.

В некоторых моделях используются ролики с особым полиуретановым покрытием, способствующим уменьшению уровня вибрации. Опоры роликов монтируются как стационарно, так и подвижно.

В выборе типа роликов присутствуют значимые тонкости, а отдать предпочтение какому-либо типу достаточно трудно, всё зависит от условий эксплуатации.

• В ряде случаев оптимальнее полиуретановые – они изнашиваются даже меньше стальных. Тем не менее слой полиуретана не лишён недостатков – он тонок, обладает повышенной жёсткостью, малым коэффициентом трения. Поэтому при наличии у деталей значительных неровностей, сложных конфигураций в виде вырезов, горловин, выступов возможны подвисания и проскальзывания.
• Ролики с обрезиненной обечайкой, разрешая проблемы при вращении элементов с явным эксцентриситетом, отклонениями от идеальных форм, испытывают затруднения при значительных нагрузках. При наличии таких роликов за счет упругих деформаций появляется некая компенсаторная функция неравномерной нагрузки. Если же они стальные, то таковой нет. В предельных ситуациях система проскальзывает или останавливает движение по причине приводной перегрузки.

Актуальными остаются и вопросы синхронизации приводных секций роликоопор, типов и расположения приводных двигателей, а также вероятных электрических повреждений в процессе эксплуатации оборудования.

Что такое сварочный вращатель, смотрите далее.