Сварка трубопроводов

Рис. 3.43. Сварочный аппарат А-1568:

1 —сварочная камера; 2 —рельсовый путь; 3 —головка сварочная левая; 4 — головка сварочная правая; 5 —гидроцилиндр подъема; 6 — общий пульт уп­ равления; 7 —пульт-ручка со щитком

гате управления. Аппарат перемещается от стыка к стыку с помо­ щью гидрофицированной грузовой стрелы, к которой он крепит­ ся через гидроцилиндр 5, используемый для точной установки ап­ парата на стык.

Обе сварочные головки аппарата имеют одинаковую конст­ рукцию, но выполнены в зеркальном отображении и состоят из те­ лежки, механизма подачи и механизма прижима ползуна. Тележ­ ка имеет плавную регулировку рабочей (5—20 м/ч) и маршевой скорости (5—150 м/ч). Связующим звеном между тележкой и по­ дающим механизмом служит механизм прижатия ползуна. Основная деталь — рычаг, на котором установлены дугообразная направляющая с подающим механизмом, и эксцентриковый механизм с пружиной для прижима ползуна. На конце рычага имеется разрезная втулка, в которой крепится держатель ползуна. Втулка позволяет устанавливать ползуны под необходимым углом

к изделию. Рычаг снабжен корректором, с помощью которого электрод и ползун устанавливают на разделку.

Рельсовый путь выполнен в виде С-образных балок коробча­ того сечения, соединенных между собой шарниром, размещен­ ным за пределами окружности кольцевого пути. Таким образом, при раскрытии его образуется два разъема. Оба разъема снабже­ ны замковыми устройствами для жесткого соединения С-образ­ ных половин кольцевого пути.

Раскрытие и замыкание рельсового пути осуществляют с по­ мощью гидроцилиндра двустороннего действия, расположенного под шарниром. Рельсовый путь крепится на трубе с помощью за­ жимных устройств, управляемых гидроцилиндрами односторон­ него действия. Установка аппарата на стык контролируется че­ тырьмя выдвижными ловителями, размещенными в корпусе рель­ сового пути. Кроме того, путь крепится в стреле серьгой, которая может перемещаться вдоль вала, что позволяет подвесить свароч­ ный аппарат под необходимым углом к вертикальной оси в случае расположения трубопровода под уклон.

Для контроля и управления сварочным процессом каждая го­ ловка снабжена тремя пультами. На пульте, установленном непос­ редственно на головке, размещены тумблеры включения источ­ ника питания дуги, подачи электродной проволоки, перемещения сварочной головки и механизма колебания электрода. На проме­ жуточном пульте, установленном на стенке сварочной камеры, размещены приборы для контроля и регулирования сварочного напряжения и тока, а также контрольные лампочки, показы­ вающие наличие сварочного напряжения на электроде и охлажда­ ющей жидкости в системе охлаждения ползунов. Для опера­ тивного управления сварочным процессом используется перено­ сной пульт на ручке сварочного щитка. На нем размещены потен­ циометр для регулирования скорости перемещения тележки, кнопки остановки подачи проволоки, кнопка остановки тележки и кнопка для сообщения тележке максимальной скорости переме­ щения.

Управление гидросистемой сварочного аппарата осуществля­ ется с гидропульта, установленного на стенке сварочной камеры.

Аппарат обслуживают два сварщика-оператора, в обязанно­ сти которых входят установка аппарата на стык, настройка сва­ рочных головок и сварка.

Аппарат АД-142 (рис. 3.44), входящий в состав комплекса "Стык-2", предназначен для сварки большого количества типораз­ меров труб при частой перестройке аппарата. Аппарат выполнен из монтируемых узлов и может быть собран на трубе вручную без применения грузоподъемных механизмов. В собранном виде ап­ парат можно устанавливать с помощью подъемных средств.

300

2

Рис. 3.44. Сварочный аппарат АД-142:

1 —головка сварочная; 2 —тележка; 3 —направляющий пояс и цепь; 4 —тру­ ба; 5 —кассета

Базовой частью аппарата является тележка, которая переме­ щается по трубе, охватывая колесами направляющую ленту. Кре­ пится тележка на трубе с помощью двухрядной цепи, установлен­ ной на направляющей ленте и проходящей через ведущую звез­ дочку. На тележке установлены две сварочные головки левого и правого исполнения. Она подпружинена с помощью пружин­ но-рычажного механизма. Используют направляющую ленту, представляющую собой стальную полосу шириной 80 и толщиной 5 мм. Лента состоит из двух половин, соединенных между собой шарниром, другие концы ленты снабжены замком. Аппаратом уп­ равляют с переносного пульта, который устанавливают на трубе в удобном для сварщика месте и удерживают с помощью четырех постоянных магнитов. На пульте монтируют приборы для контро­ ля и регулировки сварочного тока и напряжения, а также кнопки включения тележки, правой или левой головок, сварочного тока. К пульту подключают пульт-ручку, на которой установлены кноп­ ки прекращения перемещения тележки, подачи проволоки, кноп­ ка включения форсированной скорости тележки, прибор для ре­ гулировки скорости тележки.

3.5. ПОЛУАВТОМАТИЧЕСКАЯ СВАРКА ТРУБ ПРОЦЕССОМ STT

3.5.1. Технология полуавтоматической сварки труб процессом STT

Область применения. Способ полуавтоматиче­ ской сварки методом STT предназначен для односторонней полу­ автоматической сварки корневого слоя шва неповоротных и пово­ ротных стыков труб проволокой сплошного сечения в среде угле­ кислого газа труб диаметром 325 —1220 мм с толщинами стенок до 20 мм включительно, а также для сварки всех слоев шва стыков аналогичных диаметров с толщинами стенок до 8 мм включитель­ но [8, 16].

Аббревиатура STT расшифровывается как "Surface Tension Transfer" — это так называемый механизм переноса капли с помо­

щью сил поверхностного натяжения. Он представляет собой одну из разновидностей процесса переноса короткими замыканиями, который реализуется при дуговой сварке в среде защитных газов с одним важным отличием — расплавленный металл переносится за счет сил поверхностного натяжения сварочной ванны, которая втягивает в себя жидкую каплю с конца проволоки. Электромаг­ нитное сжимающее давление при Пинч-эффекте дополнительно помогает капле отделиться, но не является основным механизмом переноса, как это наблюдается при обычной сварке короткими за­ мыканиями. Этот вид переноса позволяет значительно сократить разбрызгивание и дымообразование в отличие от традиционных методов. Процесс прост в использовании, обеспечивает хороший контроль сварочной ванны и позволяет значительно снизить веро­ ятность образования несплавлений. Он не требует от сварщика высокой квалификации для того, чтобы выполнить качественное сварное соединение. Кроме этого, простота процесса STT сокра­ щает время обучения сварщиков.

Компанией Lincoln Electric специально для этого процесса раз­ работан 225-амперный инверторный источник питания Invertec STT II (рис. 3.45), реализующий технологию управления формой сварочного тока. При сварке за счет регулирования определенным способом формы выходного тока (что-то вроде импульсно-дуговой сварки) добиваются вышеуказанных преимуществ. Invertec STT II отличается от обычных сварочных источников. Он не является ни источником с жесткой характеристикой, ни источником с кру­ топадающей характеристикой. Аппарат имеет обратную связь, которая отслеживает основные этапы переноса капли и мгновен­ но реагирует на процессы, происходящие между электродом и сварочной ванной, изменяя величину и форму сварочного тока.

Invertec STT II во многом отличается от обычных машин. Основными параметрами сварки STT являются:

скорость подачи сварочной проволоки; пиковый ток; базовый ток;

длительность заднего фронта импульса.

Источник не регулирует напряжение дуги. Напряжение, тре­ буемое дугой, автоматически устанавливается самой машиной. Это приводит к тому, что количество тепла, вводимого в свароч-

3.5.3. Техника сварки

Полуавтоматическую сварку STT корневого шва неповоротных стыков труб ведут на спуск (рис. 3.49). Процесс на­ чинают в верхней части трубы в положении 12-ти часов. Воз­ буждение дуги производят на одной из кромок. Затем дугу перено­ сят на противоположную кромку, формируя при этом сварочную ванну. На этом участке трубы сварку осуществляют с дугообраз­ ными колебаниями небольшой амплитуды. Дугу следует распола­ гать внутри сварочной ванны в первой 1/4 или 1/3 от ее переднего фронта. Дугу нельзя располагать на передней кромке сварочной ванны. В позициях от 12-ти до 1-го часа сварку производят углом назад. При этом угол наклона электрода составляет 45 °. Совершая дугообразные колебания, не следует задерживаться на кромках трубы. Прямолинейные колебания с кромки на кромку приводят к увеличению проплавления.

Кажется, что при расположении дуги в сварочной ванне нельзя добиться необходимого проплавления, как это наблюдается при обычной полуавтоматической сварке в защитных газах, где увеличение проплавления происходит при размещении дуги на передней кромке ванны. Однако при сварке STT большая глубина проплавления достигается, если дуга горит внутри сварочной ванны.

Спозиции 1-го часа амплитуду колебаний можно уменьшить

изатем совсем прекратить их, продолжая двигаться вдоль стыка

ирасполагая дугу внутри сварочной ванны в первой трети от ее переднего фронта. Угол наклона электрода на этом участке умень­ шают на 10 °.

В позиции 4:30 —5:00 колебания можно возобновить и увели­

чить угол наклона электрода. Это зависит от зазора и притупления свариваемых кромок. При прекращении сварки прерывается дуга на одной из кромок. По внешнему виду наплавленного валика можно судить о необходимости корректировки сварочных пара­ метров.

Существуют различные комбинации величин пикового и ба­ зового тока, которые позволяют получить необходимую форму корневого шва. Увеличение разбрызгивания наблюдается при слишком низком значении пикового тока.

При сборке соединения необходимо, чтобы начало и конец каждой прихватки были сошлифованы для обеспечения плавного