Особенности механизированной сварки

Под механизированной или частично автоматизированной электросваркой понимаются операции сплавления, при которых рабочий стержень вместе с дугой перемещаются посредством специальной механической подачи.

Такая механизированная дуговая сварка осуществляется с привлечением дополнительного оборудования и обеспечивает возможность выполнения самых сложных операций. С её помощью удаётся формировать не только узловые и тавровые соединения, но и обустраивать сочленения типа «внахлёст» и «встык».

Автоматика и полуавтоматика

Полностью механизированная или автоматическая электросварка – это вариант сварки, когда дуга появляется без усилий сварщика. Таким образом, сварщик вообще не принимает непосредственного участия в работе.

Течение сварки управляется и корректируется командами, которые подают на исполнительные механизмы по специально разработанным для этих целей программам.

Функционирование систем механизированной дуговой сварки предполагает получение особым образом оформленного металлического соединения.

Под действием расплавленного дугой электрода на поверхности обрабатываемого металла образуется особый сварочный слой или ванна, в которой все компоненты присутствуют в жидком и хорошо перемешанном виде.

Такая жидкая масса формируется с помощью вспомогательных добавок (флюсов), что принципиально отличает данный класс сварки от ручного способа.

Металл под воздействием этих добавок сначала интенсивно окисляется, а затем переходит в стадию легирования.

При формировании дуги автоматом она движется вдоль свариваемых кромок металла, активируя при этом всю сварочную ванну.

После прохода автомата и остывания ванны на её месте остаётся достаточно ровный и качественный шов.

Реализация процесса

Механизация процесса сварки предполагает несколько вариантов его реализации, отличающихся по условиям сплавления, виду дуги и по способу защиты обрабатываемого металла от окисления. В предлагаемом ниже перечне приводятся лишь некоторые из них.

Низколегированные стальные заготовки с умеренным содержанием углерода обрабатываются в среде углекислого газа или его смеси с кислородом. Углекислота позволяет защищать при сварке сталь толщиной до 40 мм, в то время как смесь из двух газов способна справиться с более толстыми деталями и заготовками.

При механизированной сварке в средах углекислотного типа свойства большинства металлов изменяются в лучшую сторону (повышается их пластичность и устойчивость к агрессивным средам). При этом расход углекислоты определяется окружающими условиями, мощностью автоматической дуги и типом сварного электрода.

Часто при механизированной полуавтоматической сварке в качестве защитной среды используют аргон или гелий. Их применяют при необходимости сваривания алюминиевых, магниевых или сверхпрочных титановых изделий (включая сплавы).

С помощью специальной активирующей добавки (флюса) помимо легированных сталей также удаётся сваривать чугун, алюминий, медь и другие цветные металлы.

Среди всего многообразия методов автоматического сваривания металлов, техника механизированной сварки под флюсом занимает особое место и требует, поэтому отдельного рассмотрения.

Обработка под флюсом

Технологический процесс механизированной сварки под флюсом регламентируется требованиями ГОСТ 8713-79, определяющими также состав и порядок применения этой добавки.

Согласно госстандарту флюс представляет собой порошкообразную добавку для сварки. Это аналог непокрытого электрода при ручном процессе. Его основой является метасиликат (силикат марганца), обеспечивающий требуемые параметры текущего процесса.

Все известные флюсы для механизированной сварки подразделяются на неплавленые и получаемые путем сплавления.

К первому типу флюсов относятся так называемые «спеченные», а также керамические составы; причём вторые содержат порошковые материалы с добавлением небольшого количества жидкого стекла.

В отличие от керамических «спеченные» добавки при изготовлении сначала спекаются в термических печах, а затем дробятся до требуемого размера. Приготовление плавленых флюсов осуществляется в высокотемпературных печах, где они исходный материал расплавляется.

В процессе механизированной сварки отдельные частички флюса под воздействием тепла сначала расплавляются, а после затвердевания превращаются в характерную шлаковую корку в виде мелких шариков.

Не полностью расплавившийся флюс сварщики иногда используют повторно, но лишь после того, как он тщательно просеивается.

Все виды добавок или флюсов обеспечивают надёжное сваривание низкоуглеродистых и низколегированных сталей. Но известен ещё один вид активирующего материала, позволяющего проводить механизированную сварку даже высоколегированные стали, а также алюминий, нержавейку и изделия их меди, включая её сплавы.

Порошковая проволока

Речь идёт о так называемой «порошковой» проволоке для механизированной сварки, производимой согласно требованиям ГОСТ 26101-84 и имеющей сложную структуру. В её составе имеется специальная оболочка, частично заполненная шихтой, за счёт чего отдельные образцы проволоки в диаметре достигают 40 мм.

После расплавления этого вида активной добавки в шихту выводятся компоненты, обеспечивающие выполнение следующих задач:

  • защита обрабатываемого металла от содержащегося в азоте кислорода;
  • поддержание ровной и стабильной дуги;
  • получение качественного шва.

Также необходимо заметить, что при механизированной сварке такая проволока может применяться совместно с флюсом и углекислотой.

Оборудование

В качестве оборудования для механизированной сварки, как правило, используются высокотехнологичные устройства, разработанные специально для конкретных сфер производства или применения в быту.

Все эти агрегаты комплектуются независимыми источниками тока, обеспечивающими формирование электрической дуги. С их помощью также осуществляется регулировка всего сварочного процесса с учётом выбора скорости подачи флюса или порошковой проволоки.

Наряду с полностью автоматизированными системами при сваривании металлических заготовок активно используются полуавтоматические механические агрегаты, состоящие из двух основных модулей. В состав таких типовых устройств, применяемых в системах автоматизации сплавления заготовок, входят самоходная головка и блок управления.

Агрегаты для механизированной сварки в среде защитных газов имеют в своём составе целый набор технических средств, включая газовые редукторы особой конструкции, баллоны с кислотными составляющими, а также специальные осушители. Сушильные приспособления необходимы для удаления из рабочей среды избытков влажных образований.

Предназначение отдельных частей автоматики

В ходе работ механизированных систем самоходная головка (трактор) осуществляет подачу требуемых компонентов в зону сварки с одновременным включением цепей питающего дугу тока.

Классический автомат для сваривания посредством электродной проволоки имеет в своём составе два ролика для проволоки; причём первый из них осуществляет ведущее действие, а второй – лишь вспомогательный.

Указанные приспособления удерживают проволоку в границах агрегата для сварки и регулируют ее натяжение и подачу. Проволоку хранят в кассетах, что весьма удобно. Разматываясь, она сначала проходит через направляющие шланги, а затем уже подается у дуге, чтобы выполнять свои функции.

Помимо всего прочего, механизированное оборудование содержит в своём составе специальные системы, ответственные за удаление излишков флюса из зоны сварки. В головку, которая передвигается автоматически, встраивают горелку, выполняющую сразу две функции.

Во-первых, она обеспечивает подачу в зону работ электродной (порошковой) проволоки, а во-вторых – подводит к ней необходимые для защиты металла от кислорода газы. Одновременно с этим горелка оснащена отдельным каналом для подачи формирующего дугу сварочного тока.

В механизированных системах на горелке предусматривается специальный держатель, обеспечивающий подачу флюса из бункера с активирующим составом.

Механизированная обработка металла с привлечением всего спектра дополнительных активаторов (углекислого газа, флюсов и порошковых проволок) широко применяется при изготовлении современных конструкций.

К таким работам можно причислить возведение мостовых сооружений и постройку судов, а также обустройство специальных резервуаров, предназначенных для опасных и легко воспламеняющихся веществ.

Похожие публикации