Аппаратура для дуговой сварки с принудительным формированием

Соединения металла средней толщины (8 - 30 мм), расположенные на вертикальной плоскости, до недавнего времени выполнялись ручной сваркой толстообмазанными электродами или полуавтоматической сваркой в среде защитных газов тонкими проволоками, со свободным формированием шва. Электрошлаковая сварка, особенно для толщин менее 20 мм, не всегда целесообразна, а иногда невозможна, так как для устойчивости процесса нужна шлаковая ванна определенного объема. Для получения минимально достаточного объема шлаковой ванны, если толщина металла невелика, необходимо значительно увеличить зазор между кромками. Это приводит к дополнительному расходу электродной проволоки, к снижению производительности труда и к ухудшению качества сварного соединения вследствие перегрева околошовной зоны. Указанные недостатки устраняются дуговой сваркой с принудительным формированием.

Рис. 1. Схема процесса дуговой сварки с принудительным формированием:
а - под флюсом, б - в среде защитного газа;
1 - ползуны, 2 - флюс, 3 - струя защитного газа, 4 - шов

Этот способ характеризуется тем, что в зазоре, образуемом свариваемыми кромками и формирующими устройствами 1 (рис. 1), горит дуга, которая оплавляет кромки и электродную проволоку, образуя сварной шов 4. Зона сварки и сварочная ванна защищены от влияния атмосферы слоем флюса 2 (рис. 1, а), шлаком и газом, образующимися при расплавлении шлакообразующих и газообразующих элементов проволоки, или защитным газом 3, подаваемым принудительно в зазор между кромками (рис. 1,6).

Для принудительного формирования кристаллизующейся поверхности сварочной ванны применяются такие же формирующие системы, как и при электрошлаковой сварке. Однако в связи с меньшим теплосодержанием сварочной ванны при дуговой сварке применяются более короткие ползуны, что облегчает их плотное прилегание к свариваемым кромкам. При сварке более тонкого металла (менее 10 мм) могут применяться формирующие устройства, не требующие искусственного охлаждения, например, массивные медные ползуны или медные ролики.

Автоматы для сварки под флюсом

Автомат А - 820М для электрошлаковой сварки. Этот автомат может быть настроен и для дуговой сварки под флюсом. Для этой цели автомат снабжается мундштуком, расположенным вне зазора между кромками, малогабаритными формирующими ползунами и флюсобункером. Расположение мундштука вне зазора между кромками, позволяет уменьшить величину зазора. Однако при этом проволока должна занимать в месте горения дуги положение, близкое к вертикальному, и располагаться по оси зазора. Для регулирования положения проволоки в зазоре автомат снабжен продольным и поперечным корректорами и корректором изменения кривизны электрода.

Расплавленный флюс образует шлаковую корку, облегчающую формирование валика и скольжение ползуна. Часть расплавленного шлака, во избежание образования шлаковой ванны и периодического шунтирования через нее сварочного тока, вытекает через верхний край ползуна. Поэтому слой флюса периодически (вручную) пополняется из флюсобункера.

Электрическая схема автомата А - 820К снабжена автоматическим регулятором скорости вертикального перемещения. Питание схемы сварочного автомата включается автоматическим выключателем через понижающий трансформатор ТП1.

Привод механизма подачи электродной проволоки осуществляется трехфазным асинхронным двигателем Ml. Управление двигателем производится кнопками «Вверх», «Вниз», расположенными на кнопочной станции. Для прихода ходовой тележки применен электродвигатель Д2, питаемый от автотрансформатора АТР через селеновый выпрямитель ВС2. Для дистанционного регулирования напряжения автотрансформатора АТР служит электродвигатель МЗ, включаемый кнопками «Больше» и «Меньше», расположенными на пульте управления, через реле Р4 или Р5.

При электрошлаковой сварке скорость заполнения ванны регулируется вручную, т. е. тележка передвигается со скоростью, выбранной сварщиком (тумблер ПК2 на шкафу управления должен быть установлен в положении «электрошлаковая сварка»).

Для начала сварки при нажатии кнопки «Пуск» включается реле Р1, которое шунтирует кнопку К1 «Пуск» и включает контактор КС1. Контактор КС1 главными контактами включает сварочное напряжение, блок - контактом включает реле РЗ. Реле РЗ включает электродвигатель Ml подачи проволоки. Двигатель передвижения тележки включается тумблером ВК1 на пульте управления.

Во время электродуговой сварки уровень сварочной ванны регулируется с помощью реле тока и напряжения РНТ1. Обмотка напряжения реле через потенциометры Р2 и РЗ включена на напряжение дуги а токовая обмотка включена последовательно

Рис. 2. Принципиальная электрическая схема автомата А - 820 К

в сварочную цепь. Магнитные потоки обмоток напряжения и тока направлены встречно. Реле РНТ1 отрегулировано так, что при увеличении вылета электрода выше нормального отключается двигатель М2 и сварочная головка останавливается, а при уменьшении вылета электрода ниже нормального реле через замыкающие контакты 83 - 53 включает двигатель М2 и сварочная головка начинает двигаться вверх до тех пор, пока вылет электрода не станет больше нормального.

Автоматы для сварки в защитной среде

На передней тележке установлены сварочная головка 5 с передним ползуном 6, привод ходового механизма, катушка 1 с проволокой и пульт управления 2, на задней тележке - устройство для подвода защитного газа и задний ползун. Для удобства эксплуатации автомата, особенно в монтажных условиях (когда отсутствуют подъемные средства), его устанавливают отдельными блоками. В первую очередь устанавливают блок, имеющий переднюю и заднюю тележки, а потом головку с передним ползуном.

Рис. 3 Автомат А - 1150У для сварки вертикальных швов:
1 - катушка, 2 - пульт управления, 3 - пружина, 4 - дополнительная пружина, 5 - сварочная головка, 6 - ползун

Рис. 4. Ползуны с устройством для защиты ванны газом

Для поджатая переднего ползуна предназначена дополнительная пружина 4. Головка позволяет выполнять сварку неподвижным или колеблющимся мундштуком. Колебание мундштука осуществляется кривошипно - шатунным механизмом, связанным с подающим роликом механизма подачи проволоки.

Водяные и газовые трубопроводы к задней тележке пропущены через зазор между кромками.

Электрическая схема автомата А - П50У показана на рис. 5. Оборудование управления питается от сварочного генератора, что значительно упрощает схему. Напряжение сварки устанавливается реостатом R1 в обмотке возбуждения генератора Г. При замыкании выключателя В1 срабатывает контактор КТ, который включает сварочную цепь. Одновременно загорается сигнальная лампа ЛС. Поворотом переключателей В2 и ВЗ начинается вертикальное движение тележки и подача проволоки. Скорость вертикального движения задается потенциометром R3 в цепи двигателя М2, а скорость подачи проволоки - потенциометром R5 в цепи двигателя МЗ. Предусмотрено два диапазона скоростей, соответствующих напряжению сварки 28 и 38 В.

Рис. 5. Принципиальная электрическая схема А - 1150У:
СГ - сварочный преобразователь, ПГ - подогреватель газа, М₂, М₃ - электродвигатели, АБ3 - выключатель автоматический, КТ - контактор, R2 - R8 - резисторы, В5, В1 - выключатели, В2 - ВЗ - переключатели, Р1 - Р9, Р10 - сопротивления