Механизмы возвратно-поступательного перемещения электродов

Токоподводящие устройства

 

Подвод тока к плавящемуся электроду сварочных автоматах и полуавтоматах осуществляется с помощью скользящих контактов, мундштуков или наконечников. Они же служат для направление электрода на штык. Скользящие контакты (мундштуки, наконечники) являются деталями сварочных аппаратов, срок службы которых составляет, как правило, несколько часов. От их износостойкости во многом зависит надежность работы аппаратов и установок, а также качество сварки.

Работа и износ контактных частей токоподводов зависят от внешних условий и свойств используемых материалов. Процесс износа можно рассматривать как механический и электромеханический. Как правило, наконечники и мундштуки изнашиваются в одной плоскости, вызванной кривизной проволоки.

Механический износ вызывается контактным давлением и зависит от твердости материалов и их прочности на сдвиг. При увеличении контактного давления до некоторого критического значения износ практически мало меняется, а выше него пластическое деформирование контактирующей поверхности заменяется резанием, появляются задиры и износ резко возрастает.

Электромеханический износ вызывается дуговой и искровой эрозией, дуговой коррозией и горячим свариванием.

Контактное давление Рк является весьма важным параметром токоподвода. При его назначении необходимо иметь ввиду, что как его чрезмерное увеличение, так и уменьшение резко снижает надежность токоподвода. При увеличении Рк улучшается прилегание проволоки и уменьшается сопротивление переходной зоны, но увеличивается механический износ. При уменьшении контактного давления увеличивается сопротивление переходной зоны и возрастает электромеханический износ. Таким образом надежность токоподвода зависит от величины стабильности контактного нажатия.

В аппаратах для сварки проволокой диаметром до 3 мм. Для контактного нажатия обычно используют упругость проволоки, принудительно изгибая ее в электродном тракте до токоподвода или непосредственно в нем, смещая ее ось относительно оси токоподвода. Возможен также одновременный изгиб проволоки в токоподводе и до него.

Электродная проволока диаметром более 3 мм. весьма упруга. Использование здесь изгиб проволоки привело бы к чрезмерному увеличению контактного нажатия, усиленному износу мундштука и рабочей поверхности токоподвода, потребовало бы значительного повышения усилия подачи электрода, а следовательно мощности электродвигателя механизма подачи проволоки. Поэтому для электродов большого диаметра контактное нажатие обычно создают пружинным способом – детали токоподвода прижимают к электродной проволоки.

Практикой установлено, что верхний предел контактного нажатия определяемый по допустимому критическому давлению q_кр, для большинства материалов контактных вкладышей не должен превышать q_кр<0,8...1,0 МПа.

Нижний предел определяется допустимым сопротивлением переходной зоны Rn и может быть рассчитан для принятого материала вкладыша по формуле:

где * - удельное сопротивление материала электродной проволоки; Нв – твердость материала токоподвода по Брюнелю; С – коэффициент, зависящий от качества обработки и состояния контактных поверхностей и находящийся в пределах от 1,5...3,0; Rn – допустимое сопротивление переходной зоны.

Определив контактное давление, ведут расчет параметров пружины, обеспечивающей необходимое давление.

Опыт эксплуатации аппаратов для дуговой сварки показывает, что износ канала токоподвода неравномерен по его длине: в верхней части (со стороны входа проволоки) он почти незаметен, а в нижней достигает максимума. Это дает основание предположить, что нижний участок токоподвода (наконечника), наиболее нагружен термически, электрически и, вероятно, механически.

В начале работы при новом токоподвода (наконечнике) и небольшом переходном сопротивлении износ начинается с образования углубления в месте контакта. В дальнейшем электрический контакт ухудшается из - за большой выработке отверстия, появления в нем оксидных пленок, а также загрязнения. Последняя стадия износа характеризуется резким ухудшением токосъема из-за значительного увеличения сопротивления переходной зоны и колебаниями фактической величины вылета и угла наклона электрода. В ряде случаев на этой стадии износа происходит прихватка электродной проволоки к токоподводу. Мундштук или наконечник считается непригодными для сварки, если размеры выработанного канала превышают размеры номинального отверстия на 75%.

Неравномерный износ токоподвода является следствием неравномерного распределения температуры по его длине, достигая максимума в области выходной части. Это способствует тому, что структура контактной поверхности претерпевает существенные изменения, изменяются свойства материала, и нарушается стабильность токоподвода.

Неравномерность нагрева наконечника может быть следствием воздействия ряда факторов: неравномерность распределения тока, обуславливающая наибольшее выделение Джоулева тепла в нижней части токоподвода; теплопередачи от электрода, температура которого возрастает от входного участка токоподвода к выходному; нагрева нижней части токоподвода теплом дуги и термическим излучением сварочной ванны.

Исследования нагрева электрода при автоматической сварке под флюсом показали, что температура проволоки непрерывно нарастает с момента входа в токоподвод. На выходе она достигает 140-230 градусов.

Исследованиями В.Я. Бригидина и Д.А. Конотопа установлено, что основная доля тока (более 50%) протекает через торцевую часть токоподвода (наконечника) длиной 1/8 L. Кривая тока характеризуется большим наклоном, который возрастает по мере приближения к торцевой части наконечника. Это означает, что вблизи нее плотность тока, а, следовательно, и нагрев максимальный.

 

Распределение тока по длине наконечника.

 

Исследования, проведенные Е.Н. Мастаковым по определению в сопротивлении в контактной паре наконечник-электрод позволили установить, что основная часть сопротивления сосредоточена в нижней части наконечника. Эти данные позволяют сделать вывод о том, что наибольшее количество тепла, будет выделятся на торце наконечника.

 

Распределение сопротивления по длине токоподвода.

 

С учетом всех выше рассмотренных факторов, влияющих на износ токоподводов можно наметить следующие пути повышения их долговечности.

1. Изыскание наиболее износостойких материалов для токоподводов без существенного снижения их электропроводности;

2. Разработка конструкций токоподводов, обеспечивающих высокий срок службы.

Рассмотрим их.

 

9.4. Выбор материала токоподвода.

 

Для повышения долговечности токоподводящих деталей целесообразно изготовлять их из материалов, обладающих высокой дугостойкостью, износостойкостью, механической прочностью, тепло и электропроводимостью и оптимальной твердостью. Всем этим требованиям в наибольшей степени отвечает композитный материал на основе меди Cu – Al₂ O₃. Но технология его получения весьма сложна и дорогостоящая. Поэтому применение его в качестве токоподвода в ближайшем будущем весьма проблематично.

Наиболее часто токопдводы изготавливают из меди М0, М1, М2 или ее сплавов, хромистой бронзы БрХ0,7; бериллиевой бронзы БрБ2; латуни Л62. Из них наиболее износостойкой является хромистая бронза БрХ0,7. Стойкость медного мундштука или наконечника составляет 4-5 часов.

Долговечность токоподвода можно увеличить используя для этого металлокерамические сплавы (КМК-Б21,КМК-Б20 по ГОСТ 13.333-67, НКВ-10 содержащего 10%WC, 35%W, 2,5%Ni, 52,5%Cu; МВ50, МВ70, МКК-1, МКК-2). Из них наиболее стойким является сплав МКВ-10. Долговечность мундштуков и наконечников из металлокерамических сплавов (керметов) повышается 8-12 раз по сравнению с медными сплавами. Однако это преимущественно теряет смысл из-за дефицитности и высокой стоимости исходных материалов, а также сложности изготовления (ухудшение условий сверления отверстия при длине наконечника L>10d, поэтому их изготавливают длиной не более 20мм.). Следует отметить также, что даже при сравнительно небольшом износе отверстия у торца наконечника из кермета происходит прихватывание электродной проволоки. Последнее можно объяснить увеличением переходного сопротивления между проволокой и наконечником из-за образования оксидных пленок, для разрушения которых требуется более высокое контактное давление.

Заслуживает внимание применение составного наконечника, в который завальцована волока из сплавов ВК-6, ВК-8 (ГОСТ 3882-67) или стальная закаленная втулка.

 

Составной наконечник.

 

Наконечник состоит из медного корпуса 1 в котором завальцована стальная втулка 2 (волока). Завальцованная часть торца исключает возможность приварки стальной проволоки к стальной втулке при попадании на нее брызг расплавленного металла.

Установлено, что на долговечность наконечников оказывает влияние их длина, - чем она больше, тем долговечнее. Однако ввиду сложности сверления отверстий, как в меди и ее сплавах, так и в кераметах, обычно ограничиваются наконечниками с рабочей длиной 20мм.

 

9.5. Конструкции токоподводов

 

Конструкции токоподводов весьма разнообразны. Долговечность токоподвода зависит в первую очередь от его износотойкости. Опасен не только сам по себе износ, сколько вызванное им отклонение размеров электродоподводящего канала токоподвода от заданного.

Токоподвод служит дольше, если его конструкция или конструкция мундштука обеспечивает возможность компенсации указанных отклонений. С этой точки можно различать некомпенсируемые (рис.1) и компенсируемые токоподводы, причем компенсация может быть дискретной (рис.2), непрерывной или смешанной – непрерывно-дискретной.

А)	Б)	В)
1 – вставыш; 2 – армировка.
Рис.1. Компенсируемые токоподводы.
А)	Б)	В)	Г)	Д)	Е)
1 – армировка; 2 – контактный элемент в виде спирали; 3 – шарик.
Рис.2. Дискретно-компенсируемые токоподводы.
А)	Б)	В)	Г)
1 – пружина.
Рис.3. непрерывно компенсируемые токоподводы.
А)	Б)
Рис.5

 

Непрерывная компенсация осуществляется автоматически и обеспечивает стабильное контактирование в течение всего срока службы токоподвода. Непрерывными компенсаторами обычно служат различного типа пружины: сжатия, изгиба, кручения.

Дискретно компенсируемые токоподводы в процессе сварки аналогичны некомпенсируемым: контактирование нестабильно и постепенно ухудшается вследствие изнашивания и загрязнения рабочей поверхности. Однако такие токоподводы долговечнее некомпенсируемых, поскольку возможна периодическая компенсация путем деформирования (рис.2 а,б,в) или введения в действие другой рабочей поверхности (рис 2 г,д,е).

Рис.4 Непрерывно-дискретный

 

Наиболее долговечны при прочих равных условиях токоподводы, в которых используются непрерывный и дискретный способы компенсации (рис. 4).

В полуавтоматах токоподводы называют наконечниками. Он может быть точечным (рис.1 б, в) или штампованным (рис.1 а), его изготовляют из меди, латуни и бронзы. Довольно быстрый износ контактирующей поверхности от трения и электрической эрозии заставляет отдавать предпочтение токоподводящим материалам повышенной твердости (хромистым бронзам марки БрХ или бериллиевым марки БрБ), металлокерамическим сплавам и др. выше перечисленные конструкции наконечников предназначены в основном при сварке тонкой проволокой. (0.8…2,5мм).

Для сварки проволокой 3…6мм применяются иные конструкции токоподводов и называются они мундштуками. Мундштуки бывают роликовыми (рис.4), колодочными (рис.3 а, г), втульчатыми (рис.5 б) и сапожковыми (рис.5 а). Роликовый мундштук имеет два или три контакта, укрепленных на токоведущем корпусе. Для надежного токоподвода один из контактов прижат пружиной. Колодочный мундштук состоит из двух контактных колодок 2 со вставками 3 (рис.3 а). Одна из колодок может перемещаться под действием пружины 1. Принцип действия сапожкового мундштука ясен из рис.5.

 

 

Лекция 10

 

Горелки для дуговой сварки.

 

9.1. Основные требования и особенности конструкции горелок.

 

Наиболее важным узлом любого сварочного аппарата является горелка. С помощью горелки возбуждается дуга и осуществляется формирование и направление струи защитного газа. В горелке закрепляется электрод (в случае сварки неплавящимся электродом) или токоподводящий наконечник для направления подачи электродной проволоки (в случае сварки плавящимся электродом). Горелка – сменный инструмент и от ее конструкции во многом зависит работоспособность сварочного аппарата в целом.

Конструкция сварочной горелки должна обеспечивать: безопасность работы, стабильность процесса сварки (наплавки), эффективную газовую защиту зоны сварки, минимальное налипание расплавленного металла на сопла, легкую смену изнашивающихся деталей.

Горелка должна быть удобной в работе, прочной и соответствовать требованиям промышленной эстетики. Для предотвращения обгорания корпус горелки должен быть электрически изолирован от мундштука. Для уменьшения налипания брызг расплавленного металла сопло горелки должно иметь хорошее охлаждение.

От размеров и конструкции горелки во многом зависит эффективность защиты. В свою очередь размеры горелки выбирают с учетом рода защитного газа, типа сварочного соединения и режима сварки. Для создания ламинарного потока защитного газа применяют различные схемы подвода газа в сопло (рис.1). Оптимальная форма сопла параболическая или коническая с цилиндрической частью на выходе.

А)	Б)	В)	Г)	Д)
Рис.1 Схемы питания газом сварочных горелок.

 

Для предупреждения попадания воздуха в сопло через канал для прохода проволоки на входе в канал устанавливают уплотнители или подводят защитный газ (рис. 2).

Сменные цилиндрические уплотнители	Лабиринтные уплотнители	Подвод защитного газа в канал для прохода проволоки.
Рис. 2 Схемы предупреждения попадания воздуха в поток защитного газа.

 

От исполнения рукоятки и выбора для нее материала зависит удобство в работе и надежность горелки. Заводы изготовители применяют литейный изоляционный материал (например, стеклонаполненный капрон), который позволяет получать рукоятку, форма которой наиболее удобна для руки сварщика.

 

10.2. Классификация.

Горелки можно разделить на два класса: для ручной и автоматической сварки. Они различаются конструкциями в зависимости от типа электрода. Ручные горелки для неплавящегося электрода имеют держатель молоткового типа с постоянным углом наклона и с совмещенным подводом тока и воды. Горелка позволяет выполнять сварку изделий в любом пространственном положении и присадочной проволокой или без нее на постоянном и переменном токе. Электрический ток подводится к электроду по медному проводу, проложенному внутри шланга для охлаждающей воды. Горелка оснащена керамическими соплами, выключателем движкового типа, размещенном на держателе.

Ручные грелки для плавящегося электрода чаще выполняют с держателем пистолетного типа. И их используют для дуговой полуавтоматической сварки в среде защитных газов. Они могут быть с постоянным углом наклона наконечника (мундштука) к рукоятке, а так же с изменяющимся путем поворота, например, рукоятки. Грелка снабжается сменными металлическими соплами, которые как и корпус горелки, изолированы от токоподводящих деталей. В промышленности начали использовать ручные горелки с изменяющимся углом наклона путем изгиба держателя, который выполнен из спиральных трубок с эластичной изоляцией. Эти трубки служат для подвода тока, охлаждающей воды и защитного газа. Необходимый угол наклона (до 90⁰, наименьший радиус перегиба до 20 мм) электрода устанавливается вручную. Неплавящийся электрод вставляется в цангу со стороны сопла и зажимается с помощью распылителя, для чего предварительно снимается сопло.

Ручные горелки могут быть выполнены с воздушным охлаждением для сварки на малых и средних токах, а так же с водяным охлаждением для сварки на средних и больших токах. При этом необходимо учитывать продолжительность (непрерывность) работы (ПР). как правило в расчетах при конструировании сварочных аппаратов принимают ПР=60%.

Горелки для автоматической сварки неплавящимся электродом, у которых электрод с цангой вынимается вверх, могут быть с воздушным (рис. 3) и водяным охлаждением не только корпуса но и сопла (рис. 4).

1 – гайка; 2 – корпус; 3 – цанга; 4 – распылитель; 5 – сопло.	1 – гайка; 2 – цангодержатель; 3 – корпус; 4 – цанга; 5 – распылитель; 6 – гайка; 7 – изолятор; 8 – сопло.
Рис.3 Горелка типа 1ГНА-040	Рис. 4 Горелка типа 1ГНА-1000

 

Горелку 1ГНА-1000 используют для автоматической сварки в среде защитных газов неплавящимся электродом с водяным охлаждением без осевого перемещения электрода. Цанга и электрод вынимаются вверх, подвод тока, газа и воды раздельный. Корпус и сопло паяные из латуни с раздельным охлаждением, что позволяет производить сварку на потоке до 1000А.

Горелки для автоматической сварки неплавящимся электродом, у которых электрод с цангой вынимается вниз, так же могут быть с воздушным и водяным охлаждением.

1 – изолятор; 2 – корпус; 3 – цанга; 4 – распылитель; 5 – сопло; 6 – токоподвод.

Рис.5 Сварочная горелка типа 2ГНА-160

 

На рис.5 представлена грелка для автоматической сварки в среде защитных газов неплавящимся электродом с воздушным охлаждением без осевого перемещения электрода. Латунный корпус паяный размещен внутри изолятора, представляющего собой трубку из прессматериала АГ-ЧС. Токоподвод и штуцер для подвода защитного газа также размещены внутри изолятора чем обеспечивается хороший вид горелки. Зажим электрода и смена цанг производится при повороте распылителя. Грелка предназначена для сварки на токах до 160А. Для больших токов применяются горелки с водяным охлаждением по внешнему виду не отличающиеся от приведенной. В ней подвод тока, воды и газа раздельный, цанга и электрод вынимаются вниз. Корпус горелки также латунный паяный водоохлаждаемый и размещен внутри изолятора. Поток защитного газа формируется с помощью отверстий распылителя. Сопло керамическое с цилиндрической частью. Максимальный сварочный ток 315А.

Горелки автоматической сварки плавящимся электродом в защитных газах существенно отличаются от горелок для сварки неплавящимся электродом и также могут быть с воздушным и водяным охлаждением. Корпус, как правило, латунный паяный. Сопло из меди полированное. Сменные наконечники из хромистой бронзы.

 

10.3. Горелки для полуавтоматической сварки.

Горелки для сварочных полуавтоматов в основном классифицируются по двум признакам: а) по характеру охлаждения токоведущих и нагреваемых теплом дуги частей различают горелки с естественным и принудительным (водяным) охлаждением. Горелки с искусственным охлаждением составляют примерно 10% общего числа горелок; б) по характеру взаимного расположения основного корпуса и рукоятки различают горелки молоткового и пистолетного типа.

1 – рукоятка; 2 – передняя трубка с каналом для подачи защитного газа; 3 – изолятор; 4 – сопло; 5 – наконечник; 6 – винт крепления сопла; 7 – трубка для подвода газа; 8 – щиток; 9 – пусковая кнопка.

Горелка шлангового полуавтомата типа А-547У и А-1197П

 

Молоткового типа	Пистолетного типа
Типы горелок для полуавтоматической сварки.

 

Горелки пистолетного типа также не превышают 10% общего числа горелок. Горелки также отличаются формой рукоятки, расположением пускового устройства, его конструкцией (курковые или рычажные), углом наклона наконечника. Он обычно составляет 30…60⁰. известны горелки с изменяемым углом наклона.

Главным параметром для горелки принят номинальный сварочный ток. Он выбирается из стандартного ряда: 125, 160, 200, 250, 315, 400, 500 и 600А. В РФ наиболее распространены горелки на 160, 200, 315 и 500А.

Важным элементом горелки для сварки в защитной газовой среде является сопло 4, через которое подводится струя защитного газа. размеры и конструкция сопла должны быть такими, чтобы характер истечения газа был ламинарным. На характер истечения газа из сопла влияет также и схема подвода его в сопло.

А)	Б)	В)	Г)
Схемы питания газом сварочных грелок.

 

Оптимальная форма сопла параболическая или коническая с цилиндрической частью на выходе. Для уменьшения налипания брызг расплавленного металла и легкого их удаления в случае прилипания сопло горелки изготовляется из меди (латуни, бронзы), полируется или хромируется, а так же может быть обеспечено охлаждение его.

Горелки снабжаются сменными соплами, которые, как и корпус грелки, изолированы от токоподводящих деталей.

Для достижения маневренности полуавтомата и удобства работы горелка должна быть легкой, малогабаритной, а рука сварщика должна занимать, по возможности, естественное положение. Практически установлено, что масса горелки, без шланга и проводов, не должна превышать 0,4…0,6 кг.

Зарубежные фирмы – производители сварочного оборудования – уделяют большое внимание конструкции горелок. Обращает на себя внимание сравнительно большое число горелок людей пистолетного типа, что, вероятно, связано с удобствами пользования при сварке вертикальных швов, а так же их надежностью при сварке проволокой большого диаметра. Горелки молоткового типа отличаются большим разнообразием в отношении конструктивных деталей и позволяют потребителю выбрать наиболее удобную из них для выполнения конкретных работ. Горелки отличаются различной формой рукоятки, расположением пускового тумблера. Встречаются горелки с изменяемым углом наклона, в которых мундштук выполнен из гибких элементов и сохраняет форму, придаваемую ему рабочим-сварщиком. Встречаются горелки, в которых мундштук крепится накидной гайкой, что позволяет поворот его относительно оси рукоятки.

От исполнения рукоятки и выбора для нее материала зависит удобство в работе и надежность.

Горелки, рассчитанные на ток до 400А выпускаются без охлаждения, а свыше 400А – часто с водяным охлаждением. Во всех случаях применения водяного охлаждения используются замкнутые системы со специализированными насосными установками.

Горелки для полуавтоматической сварки в среде углекислого газа.

Тип	Предельно допустимый сварочный ток, А	Диаметр сварочных проводов	Тип охлаждения	Масса, гр.	Длина кабеля горелки, м
МВ-15АК		0.6-1.0	Воздушное
RD-25AK		0.8-1.2	Воздушное
KD-26KD		0.8-1.2	Воздушное
RD-36KD		0.8-1.2	Воздушное
MB-40KD		1.0-2.0	Воздушное
RB-61GD/GZ		1.6-3.2	Воздушное

Поставка горелок к полуавтоматам типов: ПДГ- 312, А-547, ПДГ-508; ПДГ-525; "ГРАНИТ"; ПДГО.

Кроме того, данные горелки поставляются с быстросъемными евроразъемами.

В конструкции горелок направляющие; спиральные каналы съемные. Сам спиральный канал, медные жилы токоподвода, провод углекислого газа, проводники oт микровыключателя горелки выполнены в едином монолитном гибком шланге из износостойкого и термостойкого материалов.

 

 

	Тип МВ-15AK крепление сопла -"внатяг"
	Тип MB-40 и RВ-61 крепление сопла "внатяг"
	Тип RD 25(26, 36.) крепление сопла на резьбе. Сопло с "хоботком" – поворотные

 

10.4. Катушки, кассеты или кассетные устройства.

Выбор того или иного типа катушки, кассеты или кассетного устройства зависит от исполнения полуавтомата и форм поставки сварочной проволоки. Их конструкция, а также конструкции осей с тормозными устройствами регламентированы отраслевыми стандартами электротехнической промышленности.

Электродную проволоку поставляют либо в бухтах с весьма широкими допусками на размеры, или в мотках прямоугольного сечения, размеры которых ограничены более жестко. Международный стандарт МС864 предусматривает поставку электродной проволоки для полуавтоматической сварки в виде:

1) шпуль с отверстием диаметром 51мм, надеваемых непосредственно на шток тормозного устройства полуавтомата; наибольший диаметр таких шпуль 305мм;

2) катушек, имеющих каркас с ребордами (фланцами); наиболее распространены катушки с внутренним диаметром каркаса 300мм;

3) мотков, имеющих каркас без реборд (фланцев), диаметром 300мм.

Размеры этих шпуль, катушек и мотков существенно отличаются от размеров предусмотренных ГОСТ 2246-70, что несколько усложняет конструкцию катушек отечественных полуавтоматов.

В отечественных п/автоматах предусмотрена возможность установки шпуль или катушек, регламентированных международным стандартом МС864, а так же применение разъемных катушек для установки проволоки в виде малогабаритных мотков прямоугольного сечения или мотков, намотанных на предприятии-потребителе.

Некоторые отечественные п/автоматы снабжены большими разъемными кассетными устройствами (фигурами) для установки больших мотков без строгой регламентации их размеров. Известны контейнеры с проволокой, допускающие ее подачу без вращения всей массы проволоки.

Заслуживает внимание зарубежные фирмы поставщики проволоки в устройствах – контейнерах, допускающих ее подачу без вращения катушки с проволокой. Это позволяет обеспечить в стандартных полуавтоматах наиболее высокое качество поверхности проволоки и минимальные затраты времени на замену катушки.

В сварочных автоматах запас электродного или присадочного материала размещается в таких катушках, кассетах или кассетных устройствах, как и в полуавтоматах или в более емких и тяжелых кассетных устройствах (рис). В некоторых случаях, особенно для несамоходных (подвесных) автоматов, в массовом производстве могут быть применены отдельно стоящие катушки с проволокой в состоянии поставки массой до 1000кг, что снижает простои, связанные с перемоткой проволоки в катушки и их заменой.

Крестообразные	Закрытое	Открытое
Кассетные устройства для автоматов.

 

Наибольшее распространение при сварке проволокой диаметром 3…5мм получили кассеты закрытого типа в которые проволока предварительно заталкивается по спирали в кассету, где она, разворачиваясь, удерживается цилиндрической частью и ребордой. Недостатки кассеты закрытого типа – малая пригодность для проволоки диаметром 2 мм и менее из-за ее малой упругости.

Катушки открытого типа могут быть цельными или разъемными. В первом случае проволока поставляется заводом-изготовителем уже намотанной на катушку из пластмассы или другого материала. Во втором случае одна боковина катушки снимается и на катушку одевается стандартная бухта. Недостатком катушки открытого типа является то, что проволока, не имея ограничений по наружному диаметру, из-за своей упругости или вращения катушки по инерции может распушиваться. Поэтому катушки должны иметь тормозные устройства.

В ряде случаев проволока укладывается на крестовину или на коническую катушку, принцип действия которых ясен из рисунка. Они также снабжаются тормозными устройствами.

10.5. Система подачи газа.

В состав комплекта прибыли и арматуры для подачи защитного газа от баллона или цеховой сети до электромагнитного газового клапана входят газовый редуктор и расходомер, которые иногда объединены в одном приборе – редукторе-расходомере. При сваре с СО₂ в комплект входит также подогреватель газа.

Газовые шланги, применяемые в полуавтоматах, рассчитаны на избыточное давление 5 атм и выбираются в соответствии с действующими стандартами.

 

Лекция 11

 

Правильные механизмы.

Правильные механизмы повышают точность ориентации электрода относительно мундштука и, следовательно точность направления электрода по оси шва. Необходимость в правке вызвана тем, что проволока, поставляемая в бухтах, имеет кривизну, а иногда и местные перегибы, причем кривизна даже в пределах одной бухты различна по величине. Переменная кривизна и местные перегибы, получившиеся вследствие малого диаметра кассет или небрежной ручной их зарядке приводят к блужданию конца электрода и, следовательно, к нарушению направления его движения. Для правки электродная проволока пропускаются через систему свободно вращающихся роликов, расположенных таким образом, что проволока выравнивается в плоскости кривизны бухты путем обратного изгиба, превышающего пределы упругой деформации. Правильный механизм составляют три и более роликов, расположенных на шариковых подшипниках. В трехроликовом механизме средний ролик выполнен подвижным, регулируемым. Его положение выбирается таким, чтобы обратный изгиб проволоки компенсировал ее кривизну. Такой механизм позволяет править только постоянный по величине изгиб.

Многороликовый, чаще всего 4-5 роликовый, правильный механизм первоначально изгибает проволоку таким образом, чтобы придать ей стабильную кривизну, а в дальнейшем, перегибая проволоку в обратную сторону, выпрямляет ее. Многороликовый механизма должен иметь, по крайней мере, два подвижных, регулируемых ролика. При сварке в большинстве случаев достаточной является правка в одной плоскости. Механизмы для правки в двух и более плоскостях конструктивно очень сложны и громоздки.

Оптимизация процесса правки прежде всего связана с выбором рациональных параметров правильного механизма. Основными параметрами плоского роликового механизма являются число, шаг и диаметр роликов, а так же мощность, затрачиваемая на правку.

Как следует из диаграммы распределения напряжений и деформаций для случая упругопластического изгиба, процесс правки происходит успешно для большинства сварочных проволок (предел текучести материала s_т=250…1000МПа) при условии проникновения пластической деформации на глубину 94…97% высоты сечения изгибаемой проволоки.

Эпюра изгибающих моментов, действующих на проволоку.

 

Анализируя эпюру изгибающих моментов, действующих на проволоку (рис), можно установить, что пластическая деформация распространяется по длине максимально на одну треть шага роликов, а на остальном участке имеет место чисто упругая деформация, т.е. уменьшение шага роликов повышает эффективность правки. Уменьшение шага роликов ограничивается условием прочности правильных роликов, условием размещения подшипников опор нужной грузоподъемности, условием прочности проволоки.

Если принять в качестве определяющего третье условие (прочность проволоки), то можно получить для шага роликов выражение:

где t – шаг роликов, мм; Е – нормальный модуль упругости, ГПа; sт – предел текучести материала проволоки, ГПа.

Для обеспечения перекрытия зоны правки диаметр правильных роликов должен соответствовать принятому шагу, причем:

Д£(0,7…0,8)(t-2d)

где d – диаметр проволоки, мм; Д – диаметр ролика.

Существует приближенная зависимость для проволок с s_т=250…1000МПа симметричного сечения по условию прочности: Д>(5…10)d. Верхний предел диаметра правильного ролика ограничен глубиной проникновения деформации:

Дmax£2Кed/sт,

где К – коэффициент упругой зоны, равный:

где r - радиус начального изгиба, мм; r – радиус обратного изгиба, мм.

Число правильных роликов должно определяться минимальным числом изгибов, необходимых для устранения кривизны наименьшего радиуса. Увеличенное на два, это число дает необходимое число роликов. Зависимость остаточной кривизны от действующего момента определяется выражением:

где - относительный момент, который выражается отношением момента пластического изгиба М к моменту упругого изгиба Мут; eт – относительная деформация eт=умах/r, r - кривизна бруса.

Таким образом, задаваясь остаточной кривизной r_ост и диаметром проволоки, можно определить максимальную исходную кривизну, которая может быть устранена однократным перегибом. Причем большое число роликов и меньший шаг требуются в случае: тонких проволок со значительной исходной кривизной; проволок, поперечное сечение которых характеризуется большим значением отношения площади сечения к его моменту сопротивления изгибу.

При числе правильных роликов больше трех на каждом последующем ролике нагрузка увеличивается и в пределе равна 8М/t.

Мощность, затрачиваемая на правку, включает в себя мощность на преодоление трения в опорах роликов и на пластическую деформацию проволоки.

Мощность пластической деформации может быть определена по формуле:

N=MKPV/(Дh)

где МКР – крутящий момент на ролике, Н*см; V – скорость подачи, см/с; h - КПД механизма

МКР=М2Д/4EI

где М=d3sт/4 – максимальный изгибающий момент; I – момент инерции поперечного сечения проволоки при изгибе.

Часть мощности, затрачиваемая на преодоление трения в опорах, определяется по известным формулам в зависимости от типа опор.

При повышенных требованиях к качеству правки проволоки конструкция устройств на базе плоских роликовых механизмов совершенствуется в двух эффективных направлениях:

- путем увеличения числа правильных роликов, т.е. правки неоднократным изгибом. Причем для улучшения правки используют изменяющееся от изгиба к изгибу перекрытие роликов. Остаточная кривизна при такой правке может быть сведена к минимуму. Однако этот способ эффективен при условии оптимальной, точной настройки, т.е. зависит от исходного состояния проволоки и опыта наладчика;

- путем правки проволоки с предварительным сильным изгибом (за пределами текучести). Правка дает хороший результат при сильно искривленной проволоке, но требует значительных затрат мощности.

Использование механизмов правки другого типа (перегиб в различных плоскостях и пр.) в автоматах и п/автоматах дуговой сварки ограничено.

 

Лекция 12

 

Классификация движений сварочных агрегатов.

 

Перемещения отдельных звеньев сварочных агрегатов целесообразно разделить по техническому назначению на четыре группы:

- основные (сварочные);

- вспомогательные;

- проектирующие;

- наладочные.

Основными (сварочными) называются перемещения звеньев, выполняемые в процессе сварки и обеспечивающие движения точки сварки вдоль расчетной линии соединения свариваемых элементов.

Вспомогательными – относительные перемещения горелки (или мундштука) и изделия из исходного положения в точку начала сварки, из конечной точки сварки в исходное положение, а так же между отдельными отрезками шва, точками варки, различными швами. Вспомогательными являются также перемещения, связанные с загрузкой и выгрузкой изделия, его фиксацией и зажимом, однако эти перемещения выполняются, как правило, не звеньями (МС) сварочного агрегата, а отдельными устройствами. При выполнении вспомогательных движений сварка не производится.

Корректирующими в общем случае называются перемещения, которые необходимы для компенсации случайных отклонений от заданного взаимного положения горелки (мундштука) и линии (точек) соединения свариваемых элементов изделия. Корректирующие перемещения по времени могут быть совмещены с основными или вспомогательными или выполняться в отдельно отведенное время. Корректирующие перемещения, совмещенные по времени с основными, называются следящими, а совмещенные по времени с вспомогательными или выполняемые в отдельно отведенное время – поисковыми.

Наладочными (настроечными) называются перемещения, связанные с необходимостью перенастройки на другой типоразмер изделия и согласования положения отдельных элементов оборудования. Наладочные перемещения осуществляются обычно с помощью простейших регулировочных устройств или механизмов с ручным или механизированным приводом.

По транспортному назначению различают переносные (региональные) или ориентирующие (локальные) перемещения. Переносными называются перемещения, необходимые для переноса рабочей точки по изделию в пределах всего рабочего пространства. Ориентирующими – для ориентации сварочного инструмента и изделия в данной точке рабочего пространства.

 

12.1. Механизмы настроечных, вспомогательных и

корректировочных перемещений автомата.

 

В общем случае сварочный автомат должен иметь механизмы для настроечного перемещения конца электрода вдоль трех осей прямоугольных координат и его наклона в двух плоскостях – параллельной оси шва и перпендикулярной к ней. Два перемещения электрода – по вертикали и поперек шва – используются как в наладочном, так в рабочем режиме, остальные перемещения, как правило, только в наладочном.

В некоторых случаях часть перемещений не реализуется в автомате, а обеспечивается конструкцией станка или установки.

В качестве механизмов для линейного перемещения электродов в основном применяются винтовые суппорты, реечные передачи, а для угловых наклонов электрода – червячные суппорты. Часто для этих целей используются и другие механизмы: пантографы, зубчатые полумуфты, фрикционные полумуфты, зажимаемые болтами. Суппорты бывают с прямолинейными или круговыми направляющими, с ручным или механизированным приводом. Как правило, универсальные сварочные автоматы имеют суппорты с ручным приводом. Механизированный привод суппорта применяется в станках и установках, оснащенных системами слежения за стыком. Конструкция суппорта не представляет сложности, сама передача – передача винт-гайка.

Пантограф – шарнирный параллелограмм с удлиненными сторонами или дополнительной связью между параллельными сторонами.

Процесс настройки и корректировки мундштука с электродом относительно свариваемых кромок может производится вручную или автоматически. Ручное направление электрода по кромкам выполняется при помощи механических или электрических корректоров по указателям. При сварке открытой дугой и в защитных газах указателем служит сама дуга или шов, при сварке же под флюсом – механический или световой указатели.

Механический указатель крепиться через изоляционную прокладку к аппарату и мундштуку, таким образом, чтобы при встрече с препятствием он мог отклониться. Так как он находится на некотором расстоянии от поверхности, то возможны погрешности при корректировке при различных углах зрения. Этот недостаток устраняется применением светового указателя, который состоит из осветителя и системы линз. Однако он непригоден при интенсивном освещении зоны сварки.

Для ручной корректировки используются и такие средства наблюдения за дугой, как промышленное телевидение, проектирование изображения дуги на матовое стекло и др.

Ручные корректоры обеспечивают точность направления электрода в пределах 1,5…2,5мм, в зависимости от расстояния между указателем и электродом, от инерционности корректировочной системы и отсутствия в ней люфтов, от скорости сварки и тренированности сварщика. Практикой доказано, что ручная корректировка эффективна при скорости сварки не более 60…80м/ч. при больших скоростях сварщик не всегда успевает придать электроду нужное положение.

А)	Б)	В)
Схемы устройств прямого копирования.

 

Механические копирующие системы (рис) представляют собой регуляторы прямого действия, где рабочий орган (мундштук) жестко связан с механическим копирующим элементом в виде ролика или костыля, перемещающихся по свариваемым кромкам или по копиру, повторяющему конфигурацию шва. Мундштук или головка имеют, по крайней мере, одну степень свободы для перемещения поперек шва совместно с копиром. Системы такого типа отличаются простотой и надежностью. Они могут быть использованы только в тех случаях, где имеется гарантированный зазор между кромками или другая база для механического копирования. Ролик постоянно прижат к поверхностям разделки кромок или другим поверхностям свариваемых элементов обычно под действием пружин или сил тяжести. При одном щупе-ролике возможно копирование разделок без прихваток. При наличии прихваток требуется применение двух щупов-роликов. При наличии у сварочного инструмента со щупом-роликом только одной степени подвижности возникает значительная погрешность копирования, которая тем больше, чем больше расстояние между роликом и мундштуком. Частично этот недостаток может быть устранен применением самоустанавливающихся копиров с 2-3 роликами. Механические копиры весьма эффективны в сварочных тракторах.

Механические копиры непригодны при сварке шва, ось которого представляет ломанную линию или имеет переменную кривизну, при отсутствии зазора и разделки. В этом случае применяются следящие системы косвенного действия. Как правило, они содержат датчик, регистрирующий отклонение шва, усилитель – преобразователь П, перерабатывающий информацию, исполнительный механизм К, воздействующий на положение мундштука или горелки Г. системы косвенного действия для направления электрода по стыку получили относительно небольшое применение из-за малой их универсальности, сложности выполнения и чувствительности к внешним помехам. Они применяются, главным образом, в массовом производстве, в специализированных установках и аппаратах (при сварке труб, швов большой протяженности и т.п.). С повышением скорости сварки и ростом уровня автоматизации сварочного производства объем применения следящих систем прямого и косвенного действия значительно возрастает.

Вертикальное перемещение мундштука относительно кромок в автоматах, движущихся по рельсам, может осуществляться вручную ил автоматически. В первом случае достаточны ручные или моторные с ручным управлением корректоры. Для автоматического поддержания вылета электрода применяются механические копиры непрерывного действия или электромеханические импульсного действия.

Простейшим средством стабилизации вылета электрода который сварочная головка или сварочный трактор опирается своими роликами или щупом непосредственно на свариваемое изделие вблизи зоны сварки и таким образом копирует все вертикальные неровности шва.

1 – ходовая часть; 2 – рельсовый путь; 3 – упорный ролик; 4 – сварочная головка; 5 – шарнир.

Схема автомата с «плавающей» головкой.

 

Ходовая тележка 1 движется по рельсовому пути 2, а сварочная головка 4 подвешена на шарнире 5 и может свободно плавать по вертикали. Постоянный вылет поддерживается упорными роликами 3. Недостатки: она неточна, не реагирует на влияние износа токоподводящего наконечника, не учитывает разности уровней сварки многослойного шва. Копирует изделие и шов не в самой зоне сварки и т.д.

1 – мундштук; 2 – блок управления; 3,4 – концевые переключатели; 5 – рычаг; 6 – копирный ролик.

Схема электромеханического копира вертикального перемещения.

 

Более совершенна электромеханическая система копирования. Здесь зазор l между рычагом 5 и кнопками переключателей 4 и 3 определяется величиной допустимых колебаний вылета электрода. При минимально допустимом вылете h под действием ролика 6 рычаг 5 нажимает на концевой выключатель 4 и по команде блока 2 поднимает всю систему 1 на заданный шаг.

 

12.2. Механические колебания электрода.

Колебание конца электрода в процессе дуговой сварки создает существенные технологические преимущества. Параметрами системы колебания являются частота и размах колебания электрода. В автоматах с колебательным движением электрода мундштуки делаются разрезными; подвижная часть подключается к приводу с кривошипно-шатунным колебателем.

1 – пружины кручения; 2 – проушина; 3 – основание механизма; 4 – пневмоцилиндр; 5 – электродвигатель; 6 – эксцентрик; 7 – копирный ролик; 8 – сварочная горелка.

Механизм колебаний.

 

 

Лекция 13

 

Устройства для очистки и намотки проволоки.

Большое значение в сокращении потерь рабочего времени и повышении производительности труда электросварщиков имеет обеспечение рабочих месть сварочной проволокой и качество ее подготовки. Потери рабочего времени сварщика на доставку и смену кассет с проволокой составляют иногда 4,9%, а налаживание подачи проволоки, вызванное некачественной намоткой и очисткой – 1,4%.

Поверхность электродной проволоки после длительного хранения в большинстве случаев бывает загрязнена. Наличие на поверхности проволоки технологической смазки, органических антикоррозионных загрязнений приводит к засорению шлангов, нарушения стабильности подачи проволоки. Наличие на поверхности нитрита натрия и органических смазок может вызвать неустойчивость процесса сварки, повышенное разбрызгивание, насыщение шва газами и образование пор.

Проволока при намотке должна укладываться равномерно виток к витку по всей ширине кассеты. Неравномерная укладка приводит к прехлестыванию и запутыванию проволоки в процессе сварки. Проволока должна быть ровной без изгибов.

Очистку проволоки выполняют различными способами в зависимости от состояния поверхности. Операция очистки обычно совмещается с намоткой. Станки для намотки проволоки имеют узлы очистки, которые могут производить обработку поверхности проволоки за одну, две или три операции. Грубая очистка от слоя ржавчины может производиться стальным тросиком диаметром 1,5…2,5мм или напильником. От смазок проволоку очищают в бензине, а тонкую очистку, предназначенную для удаления остатков грязи и жира, производят кругами из кошмы или ферта. Недостаток – пожароопасность.

Более надежна очистка резанием, расположенными попарно в двух взаимно перпендикулярных плоскостях несколькими фильерами. Затем камера тонкой очистки (св. флюс или образивная кромка) и протирка войлочными фильерами.

 

Станок для очистки и намотки в кассеты электродной проволоки.

Все узлы станка (барабан с челночным разматывателем, очистное устройство, механизм раскладки проволоки в слоях, намоточное устройство, пневмоприжим кассеты, устройство для выключения станка при наполнении кассеты) смонтированы на раме.

Барабан с бухтой проволоки во время работы неподвижен. Челнок, свободно вращающийся вокруг бухты, за один оборот снимает с бухты один виток проволоки. Вращение челнока обусловлено натяжением проволоки, наматывающейся на кассету. Предусмотрено торможение челнока от вращателя по инерции при остановке станка.

С челнока проволока протягивается через очистное устройство, состоящее из последовательно расположенных перемещающихся шести фильер и шести резцов. Резцы охватывают проволоку по периметру (через 60⁰) и закреплены в резцедержателях и прижимаются к проволоке регулируемыми пружинами.

Такая система обеспечивает качественную очистку проволоки от ржавчины, грязи, масла и т.п. и не требует переналадки во время работы. Металлическая стружка ссыпается в бункер. В процессе очистки проволока утоняется на 0,01…0,02мм.

Механизм намотки приводится во вращение электродвигателем и обеспечивает скорость намотки до 450 об/мин.

При вращении кассеты наматываемой проволоке придается поперечное вращательно-поступательное перемещение механизмом раскладки. Толкатель этого механизма получает движение через червячный редуктор и профильный кулачек. На одном конце толкателя имеется фильера, через которую проходит проволока.

Кассета емкостью 5кг наматывается проволокой диаметром 1…2мм за 2,5…3мин.

 

Очистка сварочной проволоки происходит за три основные операции: грубая очитка, обезжиривание, тонкая очистка.

В узле грубой очистки поверхность проволоки очищается от ржавчины стальным тросиком диаметром 1,5…2,5мм. Тросик наматывается на проволоку затяжной втулкой так, чтобы витки его плотно охватывали проволоку. При наличии на поверхности проволоки толстого слоя ржавчины проволоку обматывают вокруг круглого напильника с мелкой насечкой.

В разъемном корпусе узла обезжиривания установленного на осях три ролика с крыльчатками. Перед работой корпус наполовину заполняется бензином. При вращении роликов проволокой их крыльчатки разбрызгивают бензин на проволоку и обеспечивают тщательную ее промывку.

Узел тонкой очистки предназначен для удаления остатков грязи и жира. Состоит из 2 металлических дисков (один из них является храповое колесо), между которыми зажимается два круга из кошмы или фетра. Поворот дисков в процессе намотки позволяет использовать всю поверхность кругов. Раскладчик и узел тонкой очистки кинематически связанны с катушкой. После оборота катушки на 1 оборот раскладчик перемещается вниз на шаг равный 3мм, а диски и фетры повернутся на один оборот.

 

Устройство для очистки сварочной проволоки.

 

1 – шкив; 2 – пустотелый вал для проволоки Æ0,8…2мм - Æотв=3мм, Æ1…6мм - Æотв=7мм; 3 – корпус; 4 – отверстия для замены и регулирования рабочих стержней; 5 – регулировочные винты; 6 – пружины; 7 – рабочие стрежни из чугуна, твердого графита или карборунда; 8 – подшипники; 9 – пробка закрывающая отверстие для удаления отходов.

 

 

Лекция 14

 

Автоматы и установки для дуговой наплавки.

Наплавочные работы могут выполнятся с помощью автоматов для сварки, однако больший эффект дает применение автоматов, специально предназначенных для наплавки, т.к. они снабжены специальными устройствами для выполнения широкослойной наплавки ленточным или расщепленным электродом, состоящим из нескольких проволок, расположенных поперек движения автомата (наплавка гребенкой) или одиночным электродом, совершающим поперечные колебания. Кроме того, они рассчитаны на длительную работу.

Автомат А-580М для наплавки под флюсом тонкой проволокой представляет собой легкую подвесную головку, закрепленную на колонке, которая обеспечивает вертикальное настроечное перемещение. Используют его в основном для тел вращения диаметром 40мм и более в комплекте со специальным вращателем или устанавливают на суппорте токарного станка.

Тяжелый подвесной автомат А-384МК для наплавки под флюсом тел вращения и плоских деталей по конструкции подобен автомату АБ, от которого отличается наличием механизированного привода вертикального перемещения головки и набором приставок для наплавки порошковой проволокой, ленточным электродом и гребенкой.

Самоходный наплавочный автомат А874Н предназначен для наплавки тел вращения, плоских деталей и деталей сложной формы. Широкие технологические возможности автомата обеспечиваются комплектом сменных узлов и приставок, а так же системой управления, позволяющей вести наплавку с независимой скоростью подачи или с автоматическим регулированием.

Подвесные автоматы А-1406, А-1408 и А1409 скомпонованы из узлов базового унифицированного автомата А-1401. Применяются в станках У-651, У-652, У-653, У-654 для наплавки различных быстроизнашивающихся деталей типа тракторных и сельхозмашин механизмов.

 

14.1. Автоматы для сварки и наплавки с принудительным формированием.

 

Сварка с принудительным формированием характеризуется тем, что шов образуется в пространстве между свариваемыми кромками, ограниченном формирующими приспособлениями, которые удерживают ванну расплавленного металла до ее затвердевания. Применение принудительного формирования позволяет механизировать сварку при выполнении швов в различных пространственных положениях.

Применяется электрошлаковый или электродуговой процесс.

Электрошлаковая сварка применяется для соединения деталей технологически неограниченной толщины, начиная с 20мм. При толщинах меньше 20мм электрошлаковая сварка затруднена, поэтому применяют дуговую с принудительным формированием.

Сварка с принудительными формированием предусматривает одновременное выполнение ряда операций: нагрев шлаковой ванны, свариваемых кромок и присадочного материала до температуры их плавления;

- подачу в зазор между кромок электродного и дополнительного металла;

- подвод к электроду сварочного тока;

- удержание сварочной ванны в зазоре;

- перемещение источника нагрева и формирующих устройств по мере образования шва;

- возвратно-поступательное перемещение источника нагрева и формирующих устройств по мере образования шва;

- возвратно-поступательное перемещение источника нагрева в зазоре для равномерного нагрева и проплавления кромок.

Аппараты для сварки с принудительным формированием отличаются от обычных наличием следующих устройств и механизмов: ходовых механизмов для перемещения вдоль шва, занимающего вертикальное или горизонтальное на вертикальной плоскости положение, устройств для удержания сварочной ванны на вертикальной или наклонной плоскости, представляющих собой скользящие медные башмаки или неподвижные относительно свариваемых кромок подкладки, которые обеспечивают интенсивный отвод теплоты от соприкасающейся с ними поверхности сварочной ванны; устройств для автоматического или ручного регулирования скорости перемещения аппарата вдоль шва в зависимости от положения сварочной ванны относительно формирующего приспособления.

Сварка с принудительным формированием предусматривает выполнение нескольких функций:

Функции
Вертикальное перемещение	Р	М	Р	М
Прижим ползуна	Р	Р	М	Р
Удержание на вертикальной плоскости	Р	Р	М	М
Подача присадочного материала	М	М	М	М

 

Классификация для дуговой сварки с принудительным формированием.

1. По положению свариваемых швов в пространстве:

- для сварки вертикальных или наклонных, горизонтальных швов на вертикальной плоскости;

- криволинейных швов с различным и переменным положением в пространстве, в том числе неповоротных стыков труб, сферических резервуаров и т.п.

2. По способу перемещения вдоль свариваемых кромок:

- аппараты самоходные (рельсового, безрельсового и комбинированного типов);

- подвесные.

3. По способу принудительного формирования шва:

- аппараты со скользящими ползунами;

- с неподвижными относительно кромок металлическими или флюсовыми устройствами.

4. По способу защиты зоны дуги:

- для сварки под флюсом;

- в защитных газах;

- без внешней защиты (самозащитные проволоки).

 

14.2. Головки аппаратов для ЭШС проволочными электродами.

 

Как и головки для дуговой сварки в нижнем положении, рассматриваемые головки содержат привод, роликовый механизм подачи и другие узлы. Однако их токоподводящие мундштуки отличаются тем, что обеспечивают ввод электрода в глубокий зазор между кромками и его вертикальное расположение в зазоре у поверхности сварочной ванны. Такие мундштуки могут быть расположены вне зазора между кромками или в зазоре.

1 – направляющая; 2 – подающие ролики; 3 – механизм подачи; 4 – токоподвод; 5 – формирующие ползуны; 6 – электрод; 7 – корректор.

Первые позволяют уменьшить зазор, а, следовательно, повысить производительность сварки. С увеличением толщины металла при такой конструкции растет вылет электрода и снижается точность его направления. Это может привести к непровару кромок, искажению формы шва или прожогу ползунов. Поэтому мундштуки для толстого металла распологают в зазоре и снабжают корректорами направления подачи проволоки.

 

Механизмы возвратно-поступательного перемещения электродов

вдоль зеркала сварочной ванны.

 

Как известно, при ЭШС неподвижным электродом в один проход можно сварить металл толщиной не более 50мм. Для увеличения диапазона толщин свариваемого металла автоматы снабжают механизмами возвратно-поступательного перемещения электродов.

Применяются механизмы с постоянной скоростью перемещения электрода в разделке и с остановкой его у ползунов, и механизмы с равномерно изменяющейся скорость перемещения электрода (например по синусоиде). Первые содержат, как правило, винтовой привод и концевые выключатели, реверсирующие электродвигатель. Механизмы с переменной скоростью (MIN у ползунов и MAX в средней части зазора) могут перемещать всю сварочную головку или только мундштук с электродом. В этом случае основным исполнительным органом является кривошипно-шатунный механизм.

Механизмы с постоянной скоростью перемещения используют, ч.о. в аппаратах для сварки толстого металла с большим размахом колебаний электрода, механизмы с переменной скоростью в аппаратах для сварки металла относительно небольшой толщины.

Колебания электрода осуществляются в результате периодического перегиба проволоки в токоподводящем мундштуке. Для периодического колебательного поворота токоподвода мундштука использована система, преобразующая поступательное движение проволоки во вращательное движение холостых роликов 2 и 3, на одном из которых расположен палец кривошипно-шатунного механизма. Во избежание деформации проволоки ролики прижимаются друг к другу постоянно действующей тарированной пружиной 9. При сварке без колебаний прижимной ролик 3 отводится винтом 8. Такая конструкция позволяет значительно снизить массу аппарата и делает его более маневренным.

С увеличением толщины металла такая схема значительных размахов колебаний величины тока вследствие периодических изменений вылета электрода или увеличить число электродов одновременно вводимых в зазор.

Ходовые механизмы аппаратов
С ручным приводом		С механизированным приводом
рельсовые		безрельсовые		Комбинированные