книги из ГПНТБ / Электрошлаковая сварка Б. Е. Патон Центральное правление Научно-технического общества машиностроительной промышленности, Общественный университет, Заочные курсы по технологии и оборудованию сварочного производства.1960 - 13 Мб

этих кронштейнов устанавливаются специальные струбцины для закрепления пластинчатых электродов.

Суппорт с укрепленными на нем пластинчатыми электродами или

с механизмом подачи электродной проволоки передвигается по на­ правлениям с помощью шарнирной бесконечной цепи. Эта цепь про­ ходит через верхний и нижний ролики и ведущую звездочку меха­

низма вертикального перемещения суппорта. Для увеличения угла обхвата звездочки цепь пропускается через два натяжных ролика.

Механизм вертикального перемещения обеспечивает перемещение суппорта с рабочей и маршевой скоростью. Переключение скоро­ стей осуществляется кулачковой муфтой, изменение рабочей скоро­ сти сварки — сменными шестернями. Поперечная корректировка

электродов относительно свариваемых кромок деталей производит­

ся с помощью двух винтов, расположенных на раме аппарата по обе стороны направляющих суппорта. Поперечная корректировка

электродов может производиться как при установке, так и в про­ цессе сварки.

Вес аппарата с учетом веса катушек с электродной проволокой исчисляется примерно в 1 500 кг. Установка такого аппарата над свариваемым изделием производится краном. В некоторых случаях, например для электрошлаковой сварки таких изделий, как станины

прокатных станов, целесообразно аппараты А-480 установить на специально приспособленную катучую балку или портал, передви­ гающийся над свариваемыми изделиями. Такое приспособление

вместе с аппаратом будет представлять собой специализированную сварочную установку.

В комплект аппарата А-480 входит аппаратный ящик, в котором

размещается пускорегулировочная и вспомогательная аппаратура.

Аппаратный ящик обычно устанавливается вместе с источни­

ком питания вблизи от сварочного аппарата.

Источником питания сварочного аппарата служит трехфазный трансформатор ТШС-3000-3. Трансформатор позволяет производить

электрошлаковую сварку на токах до 3 000 а на каждую фазу. Такая величина сварочного тока необходима при электрошлаковой сварке изделий большой толщины, особенно если сварка выполня­ ется пластинчатыми электродами.

Аппараты А-480 и А-372 при замене электродных проволок на пластинчатые или стержневые электроды осуществляют только од­ но вертикальное движение. Таким образом, применение пластинча­ тых или стержневых электродов позволяет существенно упростить конструкцию аппарата, исключив механизмы сварочной головки и горизонтальных колебаний электродов.

3. Безрельсовые аппараты

Эти аппараты отличаются от рельсовых аппаратов тем, что их передвижение осуществляется непосредственно по кромкам стыко­ вого шва свариваемого изделия. Удерживается аппарат на изделии

29

1630

(Jffl

Рис. 13. Аппарат А-350

типа А-340 (рис. 12) и А-350 (рис. 13). Основное различие этих аппаратов заключается в том, что в аппарате А-350 вместо одноэлек­ тродной головки установлена трехэлектродная головка такого же типа, как и в аппарате А-372.

Аппараты А-340 и А-350 имеют раздельные приводы и механиз­ мы для вертикального перемещения, для горизонтального возврат­ но-поступательного перемещения головки и для подачи электродной проволоки. Аппараты рассчитаны на сварку металла различной тол­

Эти аппараты также являются безрельсовыми. Вес их значи­ тельно меньше веса всех остальных аппаратов для электрошлако­ вой сварки. Удерживаются на свариваемом изделии и передвига­ ются по нему шагающие магнитные аппараты, как это видно из их названия, с помощью электромагнитов. Передвижение аппарата носит прерывистый характер. Однако такой характер передвиже­ ния не отражается на качестве сварного шва.

Подача электродной проволоки осуществляется по шлангу по­

дающим механизмом, установленным вне аппарата. Аппараты мо­

гут быть одноили двухэлектродными. Мундштуки закреплены на аппарате неподвижно и не имеют возвратно-поступательного пере­ мещения.

Механизм передвижения магнитно-шагающего аппарата состоит

из двух постоянно включенных электромагнитов, связанных между собой кривошипным валом или эксцентриком. При вращении вала магниты поочередно отрываются от изделия и переступают по нему вперед в направлении сварки; за один оборот вала весь ме­

ханизм передвигается на один шаг, равный двойной величине экс­ центриситета. Шарниры, соединяющие эксцентрик с магнитами, рас­ положены в головной части последних; поэтому при перешагивании механизма отрывается только передняя часть магнита; при этом об­ разуется подобие лыжи, облегчающей переход магнитов через мел­ кие препятствия, встречающиеся на их пути.

Положительным свойством описанной выше магнитной систе­ мы является то, что усилие отрыва одного из магнитов передается в виде реакции второму магниту и таким образом не снижает по­

лезной силы сцепления аппарата с изделием.

Изменение скорости сварочного движения аппарата произво­

дится изменением числа оборотов эксцентрика, то есть частоты ша­ гания или величины эксцентриситета, то есть шага переступания.

Магнитные шагающие аппараты могут быть применены при ■сварке швов большой длины; швов, расположенных на криволиней­ ных поверхностях; при сварке громоздких изделий в труднодоступ­ ных местах; на изделиях с толщиной стенки до 100 мм.

Примером магнитно-шагающего аппарата может служить аппа­ рат А-501 (рис. 14). Этот аппарат предназначен для электрошлако-

-32

вой сварки угловых, тавровых и стыковых швов. Вес его составляет 25 кг; скорость передвижения регулируется в пределах 3,5— 20 м!час. Регулирование производится с помощью реостата с ди­ станционным кнопочным управлением.

Отличительной особенностью аппарата А-501 по сравнению с более ранними конструкциями является то, что он снабжен лишь одним электромагнитом с одной катушкой и расщепленным двой­ ным магнитопроводом. Расщепление магнитопровода на две части,

связанные с разными центрами кривошипного вала, позволяет осу­ ществить такое же шагание отдельных частей магнитопровода по изделию, как и в случае с двумя электромагнитами.

В зависимости от толщины свариваемого изделия сварка выпол­ няется одной электродной проволокой диаметром 2,5 мм (толщиной до 50 мм) и двумя электродными проволоками (толщиной свыше 50 мм). Для этой цели устанавливаются мундштуки разной конст­ рукции.

Путем замены некоторых узлов можно перестроить аппарат на сварку различных типов соединения (угловых, тавровых, стыко­ вых) .

При сварке угловых швов аппарат направляется по шву систе­ мой копирных роликов, перемещающихся по второй стенке угло­

вого соединения. При сварке стыковых швов аппарат направляется копиром, перемещающимся по направляющей линейке, выставляе­ мой на изделии параллельно шву.

5. Аппараты для сварки кольцевых швов

Большинство аппаратов, применяющихся для электрошлаковой сварки кольцевых швов, создано на базе аппарата А-372. К числу

таких аппаратов относятся аппараты А-401 (рис. 15) и А-470. Тех­ ника сварки кольцевых швов предусматривает необходимость вер­

тикального перемещения аппарата в момент замыкания кольцево­

го шва.

В связи с этим аппараты для сварки кольцевых швов имеют механизм вертикального перемещения и рельсовый путь, как и в ап­

парате А-372. Отличительными особенностями аппаратов для свар­ ки кольцевых швов является наличие удлиненных мундштуков и специальной подвески для ползуна.

Мундштуки имеют телескопическое устройство для изменения их длины, так как в зависимости от диаметра и толщины сваривае­ мого изделия горизонтальный вылет мундштуков должен меняться.

Для изменения горизонтального вылета мундштуки снабжены

реечным механизмом с маховичком. Подвески для ползунов сделаны шарнирными, что позволяет осуществлять значительное его пере­ мещение по горизонтали. С помощью аппаратов А-401 и А-470 мож­ но производить электрошлаковую сварку кольцевых швов на из­ делиях толщиной до 450 мм. Для сварки больших толщин аппара-

34

ты снабжены удлиненным суппортом, допускающим горизонталь­ ные колебательные движения головки.

В связи с тем что свариваемые изделия могут иметь несколько кольцевых швов и расположение швов может изменяться относи­ тельно сварочной установки, для удобства и сокращения настройки аппарата перед сваркой он устанавливается на специальную тележ­

ку. Такая тележка снабжена ручным приводом и перекатывается по рельсовому пути вдоль свариваемого изделия. На тележке уста­ новлена поворотная колонна с зубчатой рейкой для вертикального

перемещения аппарата.

Поворотная колонна необходима для того, чтобы отвести голов­ ку аппарата в сторону при установке или съеме свариваемого из­ делия. Аппарат А-401 имеет сварочную головку и ходовую тележкх

аппарата А-372. Таким образом, аппараты А-401 и А-470 могут

быть использованы при соответствующей оснастке как для сварки кольцевых швов, так и для сварки прямых вертикальных швов. Сле­ дует также отметить, что для сварки кольцевых швов могут быть легко приспособлены аппараты А-372 М. и А-372 Р, а также реечные

аппараты типа А-433 для сварки изделий толщиной до 50 мм.

6. Установки для электрошлаковой сварки

Конструкция сварочной установки, расположение и количество оборудования и приспособлений, а также сложность оснастки опре­ деляются следующими главными факторами: типоразмерами сва­ риваемых изделий и количеством этих изделий (программой произ­

водства).

Простейшая сварочная установка для сварки прямолинейных вертикальных швов представляет собой стенд, на котором устанав­

ливаются свариваемое изделие и сварочный аппарат рельсового или безрельсового типа. Транспортировка и размещение сваривае­

мой детали в требуемом положении осуществляются краном (мо­ стовым или катучей балкой). Переноска и постановка на изделие легких аппаратов (А-314 и А-433 или А-501) производится вручную.

Аппараты типа А-372 и А-350 и другие тяжелые сварочные аппара­

ты переносятся и ставятся краном.

Примером простой по конструкции сварочной установки может служить установка для электрошлаковой сварки продольных швов коротких обечаек. Эта установка состоит из сборочной плиты, ап­ парата А-372, рельсовый путь которого установлен неподвижно, и

пункта питания.

Такие упрощенные установки могут применяться в тех случаях, когда длина свариваемого шва их превышает 1,5—2,0 м. Если при

этом применен аппарат легкого типа, то вполне возможно и целесо­ образно ограничиться самым простейшим стендом, без всяких до­

полнительных приспособлений. При серийном производстве сварных

конструкций, имеющих швы значительной высоты, подобного рода установки нельзя рекомендовать, так как без применения соответ-

36

Сварочная установка оборудована двумя лифтами-подъемника­ ми, оснащенными аппаратами А-372 Р, и стендом, на котором уста­

навливается барабан. На лифте помещаются сварщик, катушки с электродными проволоками и бункер с флюсом. Рельсовый путь сварочного аппарата шарнирно прикреплен к металлоконструкции подъемника (лифта). Такое закрепление позволяет производить настройку рельса параллельно свариваемому стыку. Подъем каби­ ны лифта осуществляется сварщиком периодически, по мере пере­ движения сварочного аппарата. Подъемник смонтирован на механи­ зированной тележке с электроприводом, позволяющим перемещать его по горизонтальным рельсам. Эти перемещения необходимы для того, чтобы можно было производить крановые операции при уста­ новке и съеме барабана, а также для настройки подъемника на сварку барабана заданного диаметра.

Электрошлаковая сварка барабана производится одновременно

двумя аппаратами. Это обстоятельство позволяет не только повы­ сить производительность сварочной установки, но и уменьшить продольные деформации барабана благодаря симметричному рас­ положению швов.

Установка для электрошлаковой сварки коль­ цевых швов обычно состоит из следующих основных частей: сва­ рочного аппарата, вращателя и пункта питания.

Для сварки кольцевых швов могут применяться аппараты типа А-401, А-470 или А-372 Р.

В зависимости от типоразмеров изделия в качестве вращателей

могут применяться приводные роликовые стенды, реконструирован­ ные токарные станки тяжелого типа, торцевые вращатели с люне­ тами. Эти вращатели, а также реконструированные токарные стан­ ки целесообразно применять при электрошлаковой сварке изделий большого веса, например валов гидротурбин, цилиндров гидропрес­

сов и шагающих экскаваторов и т д. Приводные роликовые стенды с успехом применяются для сварки котельных барабанов, баллонов

гидроаккумуляторов.

Простые центровые вращатели следует применять для сварки кольцевых швов изделий сравнительно небольшого веса и габарита.

Примером установки для электрошлаковой сварки кольцевых швов валов гидротурбин, цилиндров мощных гидропрессов и других подобных изделий является установка, оборудованная аппаратом А-401 (рис. 17). В качестве вращателя использованы реконструиро­ ванные узлы старого токарного станка и роликовые люнеты. Пункт питания установки оборудован трансформатором ТШС-1000-3. Уста­

новка оборудована системой принудительного водяного охлаждения

формирующих ползунов сварочного аппарата.

Установка для электрошлаковой сварки изде­ лий большого сечения может использоваться для таких изделий, как, например, сварно-литые станины прокатных станов или другие конструкции, имеющие в месте сварки большое сечение, достигающее 1000X1000 мм.

38