книги из ГПНТБ / Севбо П.И. Комплексная механизация и автоматизация сварочного производства

развитой номенклатурой изделий. В этих условиях специализиро­ ванные машины и комплексные сборочно-сварочные линии в боль­ шинстве случаев нерентабельны из-за чрезмерного разнообразия номенклатуры выпускаемых изделий. Поэтому, несмотря на извест­ ные несовершенства универсального оборудования III класса, оно имеет вполне определенную и достаточно обширную область рацио­ нального применения в промышленности и в строительстве.

§15. СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ СВАРОЧНЫЕ

ИНАПЛАВОЧНЫЕ СТАНКИ И МАШИНЫ IV КЛАССА

Сварочное оборудование IV класса имеет более высокие пока­ затели уровня механизации по сравнению с универсальным обору­ дованием III класса благодаря механизации вспомогательных ра­ бот и более высокой производительности машин.

Так как машины IV класса предназначены для массового и се­ рийного производства однотипных изделий и, следовательно, имеют специализированную индивидуальную конструкцию, то они не вы­ пускаются промышленностью в централизованном серийном по­ рядке. Обычно их разработка не связана жесткими рамками типо­ вых параметров и не обусловлена какой-либо обширной номенкла­ турой сварных изделий.

Проектирование и изготовление специализированных машин IV класса, как правило, производится в индивидуальном порядке. Однако с целью сокращения сроков их проектирования и изготов­ ления в крупных проектно-конструкторских организациях и на

ные узлы и механизмы, из которых можно компоновать специали­

и назначению, то их типаж отсутствует. Поэтому рассмотрим лишь несколько примеров наиболее типичного оборудования этого класса для каждого вида сварки.

Рис. 68. Станок для сварки корпусов паяльных ламп.

Простейший двухголовочный станок, специализированный для электродуговой сварки корпусов паяльных ламп (рис. 68), состоит из станины 5 со встроенной в ней вспомогательной аппаратурой,

Рис. 69. Установка для автосварки под флюсом газовых баллонов.

сварочного вращателя в виде передней бабки 4, задней бабки 2, двух сварочных головок 1 и кнопочного пульта управления 3. На станке одновременно осуществляется автоматическая сварка в С02

двух кольцевых швов. Этот станок обеспечивает пятикратное уве­ личение производительности труда при значительном повышении качества швов по сравнению с ручной сваркой. Его локальный уровень механизации У2л = 8 0 %.

Несколько больше сварочных и вспомогательных операций произ­ водится на установке Р-879 для автоматической сварки под флюсом газовых баллонов (рис. 69). Установка имеет два рабочих места: одно — для сварки продольных швов, оборудованное зажимным приспособлением 4 и сварочным автоматом 3 типа АБС; другое — для одновременной сварки двух кольцевых швов, оборудованное вращателем /, двумя сварочными головками и задней бабкой 2 с пневмоприжимом. Таким образом, эта установка представляет собой агрегат, состоящий из двух станков, связанных между собой системой межоперационного транспорта, в виде гравитационных стеллажей, по которым баллоны подаются накатом. Такого типа агрегат можно рассматривать как прототип поточной линии с огра­ ниченными функциями.

При автоматической сварке под флюсом свариваемые кромки должны находиться под сварочной дугой в горизонтальном поло­ жении. В противном случае формирование шва резко ухудшается, либо сварка становится вообще невозможной. При сварке прямо­ линейных швов это легко осуществить, устанавливая изделие в нуж­ ную позицию. При сварке круговых швов изделию сообщается рав­ номерное вращение вокруг его оси; при этом в зените (в верхней точке окружности) или в надире (в ее нижней точке) естественно создаются горизонтальные участки шва с постоянной линейной скоростью сварки. Именно в этих местах и устанавливаются свароч­ ные головки.

Иначе дело обстоит с сосудами, имеющими в сечении не окруж­ ность, а эллипс или овал (бензовозы, автоцистерны и т. п.). Коль­ цевые овальные швы этих сосудов нельзя сваривать по тому же прин­ ципу, что и круглых барабанов, так как не существует одной оси, вокруг которой можно было бы вращать изделие и одновременно достигать, во-первых, постоянной скорости сварки и, во-вторых, горизонтального расположения шва в зоне сварки. Если к этому еще добавить требование неподвижного расположения сварочной головки в процессе сварки (для удобства обслуживания), как это имеет место при сварке круговых швов, то станет очевидным, на­ сколько сложнее задача автоматизации сварки овальных швов по сравнению со сваркой круговых швов.

Станок, изображенный на рис. 70, снабжен специальным меха­ низмом, кинематика которого полностью решает эту задачу и обес­ печивает наиболее благоприятные условия для автоматической свар­ ки овальных швов автоцистерн: горизонтальное положение шва под

260

дугой в любой момент сварки; равномерную постоянную скорость сварки; неподвижное положение сварочной головки во время свар­ ки, что значительно облегчает обслуживание станка по сравнению с плавающими головками.

Изделие 6 закрепляется в специальном плавающем приспособ­ лении 1 с противовесами 7, благодаря которому продольная ось мо­ жет плавать в пространстве, перемещаясь параллельно самой себе. Вращение изделию передается от электропривода с помощью фрик-

Рис. 70. Станок для автоматической сварки овальных цистерн.

ционной передачи, состоящей из двух ведущих роликов 3 , 4 и од­ ного ведомого шкива — копирного шаблона 2, форма которого пов­ торяет контур поперечного сечения изделия. Этот шаблон жестко связан с зажимным устройством, а следовательно, и с изделием во время его сварки. Так как ведущие ролики приводного механизма вращаются с постоянной скоростью, то и контурная скорость сварки будет постоянной. Как и в предыдущих примерах, сварка кольце­ вых швов производится двумя головками 5 одновременно.

Существует большая категория специализированных сварочных машин и установок, предназначенных для работы в механизиро­ ванных поточных линиях. Установка У-158 (рис. 71) специализиро­ вана для приварки сплошным угловым швом обвязочной полосы к кузову шахтной вагонетки по всем четырем сторонам его верхне­ го контура. Сварка этих четырех швов ведется одновременно че­ тырьмя самоходными сварочными автоматами 5. В состав установки входит приводной рольганг 1 для подачи кузова на установку и

261

выдачи его на поток, подъемный стол 2, комплект гидравлических прижимов обвязки 3, несущая металлоконструкция 4, гидропривод (для зажимных устройств), четыре сварочных автомата 5 типа А-560.

Собранное на прихватках изделие (кузов с двумя П-образными скобками обвязки) подается по рольгангу на установку. При за­ грузке подъемный стол находится ниже уровня рольганга, а при вы-

Рис. 71. Установка для приварки обвязочной полосы к кузову шахтной вагонетки.

даче изделия стол поднимается вместе с ним выше боковых гид­ равлических прижимов.

Точное положение кузова и его обвязочной полосы относитель­ но сварочных автоматов фиксируется системой гидравлических прижимов — боковых и торцевых. Сварка двух продольных и по­ перечных швов выполняется наклонным электродом по копиру че­ тырьмя автоматами одновременно. После остановки четвертого сварочного автомата все автоматы одновременно поднимаются вверх и на маршевой скорости отводятся в исходное положение, а гидрав­ лические прижимы освобождают кромки кузова вагонетки. Подъем­ ный стол 2 вместе с кузовом снова поднимается в верхнее положе­ ние, боковые прижимы раздвигаются в положение загрузки и затем при опускании стола вниз кузов попадает на рольганг выдачи изде­ лия на следующую позицию поточной линии. Загрузка и выгрузка изделия полностью автоматизированы.

Характерной особенностью рассматриваемых станков и устано­ вок является наличие в них двух и более одновременно действующих

262

сварочных головок, что значительно повышает производительность и технический уровень ме­ ханизации. В современ­ ных специализирован­ ных сварочных станках и машинах весьма развита тенденция использова­ ния многодуговой, мно­ гоэлектродной и много­ головочной сварки.

Во всех этих случаях машинная производи­ тельность сварки равна сумме производительнос­ тей одновременно горя­ щих дуг (с поправкой на коэффициенты синхрон­ ности и надежности мно­ гоэлементной системы). В подобных случаях об­ служивание станка или установки производится одним сварщиком, для чего предусмотрена цент­ рализованная система управления, обеспечи­ вающая синхронную ра­ боту всех сварочных го­ ловок. Эти установки часто снабжаются уст­ ройствами для автомати­ ческого возбуждения ду­ ги и точного направле­ ния еепо шву (слежения).

Термин «многоэлектродная» сварка применяется иногда при дуговой сварке электрозаклепочными многоэлектродными машина­ ми (рис. 8), а также при контактной сварке многоточечными (много­ электродными) машинами (рис. 16— 18). И те, и другие машины при­ надлежат к обширной группе сварочного оборудования IV класса, ши­ роко применяемого в автомобиле-, вагоностроении, машиностроении.

На рис. 72 изображена агрегатная установка, которая содер­ жит два восьмиголовочных станка /, 2 для дуговой сварки стальных

263

желобов 8, 9, являющихся объектом массового производства в уголь­ ном машиностроении. Все восемь сварочных головок 7 закреплены на общем суппорте 4, который приводится в движение одним элект­ роприводом 5. Подача электродной проволоки из катушек 3 осуще­ ствляется на всех восьми головках одним общим электроприводом 6,

ка 5 с крестообразной струбциной 6 в основании, при помощи ко­ торой она устанавливается и крепится на свариваемом изделии сверху— в центре «креста». Колонка снабжена вертикальными направляющими, по которым передвигается суппорт, несущий на себе четыре сварочных головки 3 с удлиненными электродными мунд­ штуками 7. На вершине колонки установлен электропривод /

264

с ходовым винтом 4 для передвижения суппорта со скоростью свар­ ки примерно 0,2 м/мин.

Автоматическая сварка вертикальных швов производится снизу вверх без принудительного формирования. Естественное формиро­ вание швов достигается особым приемом сварки, позволяющим сни­ зить удельную тепловую энергию на единицу длины шва и этим предупредить перегрев металла шва, его жидкотекучесть и проте­ кание вниз. Прием этот заключается в пульсирующей подаче элект­ рода с естественным обрывом дуги во время прекращения подачи и возобновлением ее в период подачи. В данном случае периоды го­ рения дуги и ее отсутствия равны по времени и составляют по 50% цикла. Когда обрывается дуга на одном электроде, на другом (со­ седнем) в это время возбуждается дуга. Это обстоятельство позво­ лило применить один источник сварочного тока, поочередно питаю­ щий две головки. Электродная проволока подается из четырех катушек 2 (в зависимости от числа швов).

Длинные электродные мундштуки 7 (по длине свариваемых швов) снабжены на своих концах копирными костылями (щупа­ ми) 8, которые под действием пружин плотно прижимаются к свари­ ваемым кромкам (в угол шва), обеспечивая таким образом автома­ тическое направление электрода по линии шва 9. Сварка ведется на токах до 250 а при скоростях примерно 0,2 мімин, что обеспе­ чивает суммарную машинную производительность станка до 0,8— 1,0 мімин. Так как после включения сварочных головок процесс идет автоматически, то один оператор может обслуживать несколь­ ко станков: пока на одних станках происходит сварка, на других в это время могут производиться вспомогательные и установочные операции.

Применение многоголовочных автосварочных станков и воз­ можность их многостаночного обслуживания позволяют резко уве­ личить производительность труда даже в тех случаях, когда машин­ ная производительность каждой головки не превышает производи­ тельность ручной сварки. Следовательно, такие станки обладают высоким уровнем локальной механизации сварочного процесса У2л-

В области наплавки типичными представителями оборудования IV класса могут служить станки для износостойкой наплавки про­ катных валков КЖ и др. Простейшим из них является станок Р-901М для дуговой наплавки под флюсом тяжелых прокатных вал­ ков весом до 30 т. По своей внешней компоновке и конструкции, но не по силовым параметрам, он аналогичен вальцетокарному стан­ ку с той лишь разницей, что вместо резцовой головки на суппорте установлена сварочная головка. Он имеет такую же станину с пе­ редней и задней бабками, но, кроме того, снабжен передвижным (по станине) кольцевым индуктором для подогрева валка во время

265

наплавки. Этот подогрев необходим для предупреждения кристал­ лизационных трещин в наплавляемом слое металла. Задняя бабка станка имеет пиноль с регулируемой пружиной для компенсации температурного удлинения валка при нагреве. Периодическая по­ дача сварочной тележки (суппорта) на заданный шаг наплавки производится автоматически с помощью коммутатора или командо-

Рис. 74. Четырехголовочный наплавочный станок:

1 — наплавляемый валок; 2 — сварочная головка; 3 — электродная проволока; 4 — направляющий рельс для кареток; 5 — каретка; 6 — механизм подъема голов­ ки; 7 — пульт управления; 8 — маховичок ручного передвижения каретки; 9 — стопор каретки.

аппарата. Станок Р-901М рассчитан на наплавку валков диаметром

650— 1200 мм и длиной до 6000 мм.

Представителем многоголовочных наплавочных станков может служить четырехголовочный станок для наплавки цилиндрических прокатных валков тяжелого типа (рис. 74). В качестве сварочного вращателя в нем использован реконструированный вальцетокарный станок. На каретках станка подвешены типовые наплавочные ап­ параты А-384М. Достоинством этого станка, как и всех многоголо­ вочных сварочных и наплавочных станков, является его высокая производительность и более равномерный разогрев валка при на­ плавке.

2 6 6