Как проводят орбитальную сварку

В процессе монтажа магистральных трубопроводов возникает необходимость осуществлять сварку большого количества трубных стыков, являющихся неповоротными.

При использовании ручной или полуавтоматической сварки, сварщику приходится перемещаться по всему периметру трубы, меняя при этом настройки аппарата в зависимости от расположения шва. В этих случаях оптимизировать процесс позволяет специализированная технология – орбитальная сварка труб.

Описание технологии

При орбитальном способе обычно используется сварочный процесс, осуществляемый в среде аргона неплавящимся вольфрамовым электродом. Одновременно с этим происходит подача присадочной проволоки. Главный принцип данной технологии, благодаря которому она и получила своё название, заключается в следующем.

Сварочная головка аппарата с закреплённым в ней вольфрамовым неплавящимся электродом перемещается вдоль неподвижного шва по выставленным направляющим, совершая при этом оборот в 360°, двигаясь по орбите.

Орбитальное перемещение сварочной головки полностью автоматизировано, так же как и все остальные технологические операции, сопутствующие ему. Длина сварочной дуги предустанавливается путём жёсткой фиксации головки на нужной высоте над поверхностью трубы.

Процесс орбитальной сварки проходит под контролем процессора, управляемого специальной программой, в которой прописаны все параметры. Настройки программы учитывают изменяющиеся условия сварки при движении электрода по орбитальной траектории.

Сварочный шов по периметру свариваемой трубы делится на секторы, внутри которых параметры процесса имеют постоянное значение. Таким образом, круговой «орбитальный» шов делится на участки горизонтальные (половые и потолочные), вертикальные (с движением вниз и вверх), и участки, находящиеся под некоторым углом.

Управляемые параметры

В зависимости от ориентации шва и направления движения сварочной головки, в каждом секторе автоматически устанавливаются запрограммированные значения следующих параметров:

  • скорости перемещения сварочной головки с электродом;
  • значения тока сварки;
  • скорости подачи присадочной проволоки;
  • объёма подаваемого в единицу времени защитного газа.

Благодаря точному соблюдению параметров режима сварки на каждом из орбитальных участков по всему периметру образуется ровный шов одинакового качества.

Области применения

Кроме выполнения сварочных работ при монтаже магистральных трубопроводов, орбитальный способ сварки с успехом применяется в цехах предприятий, осуществляющих на постоянной основе большие объёмы соединений трубных элементов.

К таким предприятиям относятся трубные заводы, производящие сборку конструкций из труб и фитингов, а также производители котельного оборудования.

Эффективно применение методов орбитальной сварки в энергетике и кораблестроении. К качеству выполнения соединений труб из нержавеющей стали на предприятиях пищевой промышленности предъявляются особенно высокие требования, и в этой ситуации наилучшим решением является применение орбитальной сварочной технологии.

Возможно применение данной технологии при монтаже магистральных и распределительных трубопроводов городских коммунальных хозяйств. Оборудование успешно справляется со сваркой труб очень малого диаметра.

Высокая стабильность параметров, отсутствие ошибок, связанных с человеческим фактором, делают этот способ сварки в некоторых случаях единственным, способным обеспечить требуемый уровень качества.

Выполнение однотипных операций орбитальной сварки на трубах одного диаметра приносит особенно заметную выгоду, связанную с тем, что оборудование не требуется перестраивать под другой процесс и выигрыш в производительности оказывается максимальным.

В силу свой специфичности и высокой стоимости оборудования, орбитальная сварка сегодня применяется только на очень крупных производствах, где обеспечивается достаточная его загрузка. Мелкосерийное производство может не обеспечить окупаемость орбитального оборудования.

Основные части оборудования

В состав автоматизированного комплекса, каковым является оборудование для орбитальной сварки, входят следующие компоненты:

  • сварочная головка, удерживающая горелку и задающая её перемещение вдоль шва;
  • источник сварочного тока, в качестве которого выступает инверторный преобразователь;
  • программируемый контроллер и исполнительные механизмы управления параметрами процесса (клапан подачи газа, органы управления механизмом протяжки присадочной проволоки);
  • жидкостная система охлаждения горелки.

Устройство сварочной головки может быть выполнено по двум типам: открытого и закрытого. При открытом типе головки процесс протекает аналогично ручному, с использованием неплавящегося электрода.

Аргон при этом просто поступает из горелки под определённым давлением к месту сварки. Закрытая головка изолирована от окружающего пространства специальной камерой, которая заполняется аргоном.

Инверторный блок питания наиболее пригоден для организации программного управления сварочным током, ввиду того, что регулирование задающей микросхемы преобразователя осуществляется электронным способом.

Практическую реализацию программы управления и конвертацию кодов в конкретные управляющие импульсы осуществляет специализированный контроллер.

Ввиду того, процесс сваривания автоматом происходит непрерывно, возникает потребность в охлаждении частей горелки, непосредственно приближенных к дуговому разряду. Для этой цели создана специальная система, обеспечивающая принудительную циркуляцию охлаждающей жидкости по контуру охлаждения.

Cварочная система может быть укомплектована пультом дистанционного управления, обеспечивающим оператору возможность вмешательства в технологический процесс при необходимости. Таким образом, автоматизация позволяет максимально упростить работу сварщика.

Похожие публикации