книги из ГПНТБ / Чвертко А.И. Установки и станки для электродуговой сварки и наплавки

электрода со средней линией стыка и поддержание постоян­ ного расстояния между нижним торцом мундштука и по­ верхностью свариваемого изделия в точке сварки. Как и при сварке прямолинейных швов, корректировочные движе­ ния необходимы только тогда, когда отклонение точек дей­ ствительной линии стыка от расчетной превышает допусти­ мое отклонение электрода от средней линии стыка или до­ пустимое изменение суммы дугового промежутка и «сухого» вылета электрода или расстояния между нижним торцом мундштука и поверхностью изделия.

Вспомогательные движения в установках для сварки круговых швов служат для настроечных (установочных) пере­ мещений мундштука (сварочной головки, сварочного аппа­ рата), которые необходимо выполнять при изменении диа­ метра свариваемого шва и его расположения вдоль оси из­ делия, а также при изменении угла наклона оси изделия. Некоторые из этих движений могут выполняться теми же приводами, что и корректировочные движения.

К вспомогательным движениям относятся также отвод мундштука (сварочной головки) от изделия на время загру­ зочно-разгрузочных и других операций и последующий возврат его в исходное положение, фиксация и зажим изделия перед сваркой и отжим изделия после сварки, транспортные перемещения изделия в перерывах между цик­ лами сварки, установка заданного угла наклона оси изделия, а также перемещения всех механизмов и аппаратов, обеспе­ чивающих возбуждение и поддержание дугового процесса.

УСТАНОВКИ И СТАНКИ ДЛЯ СВАРКИ КРУГОВЫХ ш в о в И НАПЛАВКИ ПОВЕРХНОСТЕЙ ТЕЛ ВРАЩЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ, ЗАКРЕПЛЯЕМЫХ КОНСОЛЬНО

Установки этого типа применяются для сварки круго­ вых швов всех видов (стыковых, угловых, тавровых и вна­ хлестку) на изделиях с малым отношением длины к диа­ метру (не более 1— 1,5). Эти установки состоят из свароч­ ного аппарата, механизмов для установочного перемещения сварочной головки (мундштука) в требуемое положение, вращателя шпиндельного типа с приводом вращения и ме­ ханизмом установочного изменения угла наклона оси вра­ щения изделия.

50

На рис. 30 приведены типовые схемы, к которым могут быть сведены почти все применяемые в настоящее время ком­ поновки отечественных и зарубежных установок и станков этого типа.

Установки для сварки средних и крупных деталей имеют отдельно расположенную колонну, штанга которой несет сварочный аппарат (рис. 30, а, б, в, г).

Вращатели с фиксированным углом наклона оси вра­ щения изделия (рис. 30, а, б, в) применяют в тех случаях,

Рис. 30. Типовые схемы компоновки установок и станков для электродуговой сварки круговых швов и наплавки поверх­ ностей тел вращения изделий, закрепляемых консольно.

когда установка предназначена для сварки однотипных изде­ лий. Вращатель с переменным углом наклона оси враще­ ния (манипулятор) делает установку универсальной, так как позволяет производить сварку швов всех видов (рис. 30, г). В некоторых установках основание механизма перемещения сварочной головки (мундштука) крепится на станине вращателя или манипулятора (рис. 30, д) или на поворотной части манипулятора (рис. 30, е). Иногда в

небольших установках вращатель (манипулятор) исварочный аппарат закрепляют на одной колонне (рис. 30, ^.С пециа­ лизированные установки для сварки небольших изделий часто выполняют с общей станиной, на которой размещены корпус вращателя и кронштейн со сварочным аппаратом (головкой, мундштуком) (рис. 30, з, и).

Различают левое и правое исполнение установок.

При левом исполнении привод вращателя расположен справа от изделия (изделие снимается влево), если смотреть со стороны зоны обслуживания, а при правом исполне­ нии •— привод вращателя находится слева от изделия (из­ делие снимается вправо).

На рис. 30, ж, з изображены компоновки установок ле­ вого исполнения, а на рис. 30, б, в, г, д, е, и — компоновки установок правого исполнения.

При выборе исполнения установки (станка) учитыва­ ют требования эргономики, в частности, удобство обслу­ живания установки, загрузки и выгрузки изделия и удоб­ ство управления установкой.

Тип сварочного аппарата выбирают в_зависимостп от вида, режима и условий сварки, а также формы и габаритов сва­ риваемых изделий. В данной книге сварочные аппараты рассматриваются лишь в том объеме, который необходим для анализа конструкций сварочных установок в целом. Применяют объединенные и расчлененные компоновки сва­ рочных аппаратов.

При объединенной компоновке в одном агрегате смонти­ рованы сварочная головка, катушка с электродной прово­ локой, аппаратура для подачи в зону сварки защитных ма­ териалов (флюсоаппарат), механизмы горизонтального и вертикального перемещений сварочной головки, механизмы корректировки положения сварочного мундштука, пульт управления. По такой схеме обычно строятся самоходные аппараты. Эта схема удобна тем, что позволяет максимально сократить длину коммуникаций (каналов для подачи элект­ родной или присадочной проволоки, трубопроводов и шлан­ гов для подачи и уборки защитных материалов, электри­ ческих проводов и т . п.) собственно сварочного аппарата. Сварочные аппараты такого типа удобны при сварке круп­

62

поновку сварочного аппарата. Простейший вариант расчле­ нения — применение подвесных сварочных аппаратов (го­ ловок), не имеющих собственных механизмов горизонталь­ ного перемещения. При этом горизонтальное перемещение выполняется за счет движения штанги, несущей аппарат и имеющей привод горизонтального перемещения, либо за счет движения изделия. Таким образом привод горизон­ тального перемещения выносится из сварочного аппарата. Более детальное расчление аппарата состоит в том, что при­ вод вертикального перемещения сварочной головки также выносится из аппарата. В этом случае производят верти­ кальное перемещение выдвижной штанги либо вертикальное перемещение изделия (последнее встречается весьма редко).

Во многих случаях, в частности при необходимости про­ изводить сварку в ограниченном пространстве, из свароч­ ного аппарата выносят катушки для подачи электродной проволоки, флюсоаппаратуру, пульт управления и распола­ гают их в удобном месте, соединяя соответствующими ком­ муникациями со сварочной головкой. Наиболее полное рас­ членение сварочного аппарата состоит в том, что в зоне свар­ ки располагают только сварочный мундштук с соответст­ вующими корректорами положения, а механизм подачи электродной проволоки, аппаратуру для подачи защитных материалов и пульт управления выносят за пределы зоны сварки. Так как в этом случае подача электродной проволо­ ки затруднена, то в зоне мундштуков иногда устанавливают вспомогательное тянущее устройство в виде компактного пневмокинетического привода, облегчающее подачу проволо­ ки и препятствующее заклиниванию ее в каналах.

Расчленение сварочного аппарата с размещением в зоне сварки только сварочной головки (механизм подачи, мунд­ штук, корректоры) или только мундштука с корректорами от­ крывает широкие возможности для создания различных компоновок и позволяет упростить конструкцию установки. Тенденция к такому расчленению наблюдается в современ­ ных конструкциях сварочных установок для сварки кру­ говых швов, разрабатываемых и выпускаемых как в СССР,

так и за рубежом.

На некоторых предприятиях СССР в качестве рабочего органа расчлененного аппарата применяют держатель шлан­ гового полуавтомата. Подобные компоновки созданы и в ряде зарубежных фирм. Однако вследствие того, что эле­ менты держателей шланговых полуавтоматов часто имеют

53

меньшую долговечность, чем те же органы стационарных сварочных аппаратов, эти компоновки в СССР не находят широкого распространения. При использовании держате­ лей шланговых полуавтоматов в стационарных установках указанный недостаток компенсируют возможностью быстрой замены быстроизнашивающихся элементов.

Конструкция механизмов крепления и перемещения сва­ рочных аппаратов в установках для сварки круговых швов зависит от компоновки аппаратов. В малых установках, где применяют расчлененные сварочные аппараты с раз­ мещением в зоне сварки только сварочной головки или толь­ ко мундштука, механизмы корректировочных и вспомога­ тельных перемещений сварочного рабочего органа выпол­ няют в виде одного или двух горизонтальных и одного вер­ тикального суппортов. Салазки суппортов имеют ручной привод или электропривод. В самых простых конструкциях сварочные мундштуки выставляют в необходимое положе­ ние с помощью цилиндрических штанг и фрикционных за­ жимов (клемм).

Всредних и крупных установках сварочные аппараты перемещают в требуемое положение с помощью колонн, ко­ торые являются самостоятельными единицами механиче­ ского оборудования сварочных цехов и участков [6, 23].

Для консольного закрепления изделий и их вращения при сварке круговых швов применяют одностоечные враща­ тели и манипуляторы. Грузоподъемность вращателя или ма­ нипулятора, его габариты, диапазон изменения скоростей вращения зависят от вида свариваемого изделия, его габа­ ритов и формы, типа шва и вида сварки. Вращатели и мани­ пуляторы, как и колонны, являются самостоятельными еди­ ницами механического оборудования сварочных цехов и участков и могут использоваться не только в составе свароч­ ных установок, но и как оборудование для механизации руч­ ной и полуавтоматической сварки (с помощью шлангового полуавтомата).

ВСССР и за рубежом создано значительное количество различных установок для электродуговой сварки круговых швов на изделиях, закрепляемых консольно на одностоеч­ ных осевых вращателях и манипуляторах. Это универсаль­ ные, специализированные (для сварки однотипных изделий)

испециальные (для сварки одного или нескольких изделий одного наименования примерно одинаковых габаритов) уста­ новки.

54

Примером компоновки по схеме, приведенной на рис. 30, а, является универсальная установка У97 (рис. 31), используемая для сварки под флюсом четырех круговых швов колес редукторов. Установка состоит из подвесного сварочного аппарата, закрепленного на выдвижной штанге поворотной стационарной колонны, и манипулятора для вращения изделия. Колеса редукторов в собранном виде с

При сварке колесо фиксируют центральным отверстием на оправке манипулятора. После установки изделия на план­ шайбу сварочный аппарат подводят к месту сварки поворо­ том колонны, перемещая выдвижную штангу и каретку вдоль колонны (по вертикали). Корректировочные переме­ щения при необходимости выполняются соответствующими приводами вручную [27].

По аналогичной схеме скомпонована установка фир­ мы Elin (рис. 32), предназначенная для сварки бочек. Свар­ ка производится неплавящимся электродом. Сварочная головка имеет вертикальный корректор. Кроме того, на ней закреплено копирное устройство, которое своими ро­ ликами касается цилиндрической поверхности изделия.

55

Шарнирная подвеска позволяет сварочной головке занять положение, определяемое копирным устройством, благодаря чему электрод совмещается с линией шва независимо от точ­

деле вращателя, смонтированно­ го на стойке. На другой стойке

закреплен сварочный аппарат. Ось вращения изделия мо­ жет быть наклонена к горизонтали под любым углом. Сва­ рочный аппарат снабжен приводами ручной корректиров­ ки: одним — по вертикали и двумя — по горизонтали в двух взаимно перпендикулярных направлениях.

Установка фирмы Bode (рис. 34), специализирующейся на выпуске электросварочного оборудования, скомпонова­ на из легкой колонны и универсального манипулятора. Колонна, перемещается по полу цеха вручную на собствен­ ных катках. После выбора положения колонны ее фикси-

66

Рис. 35. Установка фирмы Häggluncls для сварки крупных изделий;

I — с в а р о ч н ы й а п п а р а т ; 2 — к о л о н н а ; 3 — м а н и п у л я т о р .

I — ш т а н г а ; 2 — к р о н ш т е й н ; 3 — с т о й к а ; 4 — в р а щ а т е л ь ; 5 — м у н д ш т у к .

руют выдвижением четырех опор. Винтовой привод обеспе­ чивает установку консоли со сварочным мундштуком по высоте колонны. Установку мундштука по горизонтали осу­ ществляют вручную.

Установка фирмы Hägglunds (рис. 35) предназначена для сварки крупных изделий. Компоновка установки соот-

I — м е х а н и з м н а к л о н а ; 2 — с т о л - в р а щ а т е л ь ; 3 — п н е в м а т и ч е ­ с к и й п р и ж и м ; 4 — ц ен т р ; 5 — м у н д ш т у к ; 6 — п у л ь т у п р а в л е ­ н и я ; 7 — м е х а н и з м п о д а ч и э л е к т р о д н о й п р о в о л о к и ; 8 — в ы д в и ж ­

ветствует схеме, приведенной на рис. 30, е. Вес сваривае­ мого изделия ограничивается грузоподъемностью манипуля­ тора.

Примером компоновки установки по схеме, изображен­ ной на рис. 30, д, может служить установка фирмы Esab (рис. 36). Сварочным рабочим органом является шланго­ вый полуавтомат со встроенной турбинкой. Основной меха­ низм подачи электродной проволоки установлен отдельно. При изменении диаметра кругового шва и его расположения вдоль оси изделия выбранное положение держателя со сва­ рочным мундштуком фиксируют с помощью фрикционных зажимов. Установка собрана из унифицированных узлов.

68

Станок АДК-600-6 (рис. 37) предназначен для электро­ дуговой сварки под флюсом круговых швов изделий весом до 400 кг и диаметром от 150 до 600 мм 12]. Станок раз­ работан Всесоюзным научно-исследовательским институтом электросварочного оборудования (ВНИИЭСО). Компонов­ ка станка соответствует схеме, приведенной на рис. 30, е. Изделие закрепляют на планшайбе вращателя; возможно закрепление изделий с помощью пневматического прижима.

вых швов и одного продольного на корпусах шахтерских ламп ЛАУ-1, ЛАУ-2, применяют станок-полуавтомат Р556 (рис. 38) [27].

По компоновке станок соответствует схеме, изображенной на рис. 30, з. Изделие зажимают в пневмопатроне вращате­ ля, установленного на станине, которая служит также флюсосборником. Сварочная головка с флюсоприем ником, ка­ тушкой и механизмом подачи электродной проволоки за­ креплена на кронштейне, который шарнирно соединен со

59