Оборудование для ручной дуговой и механизированной сварки

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования Омской области

Бюджетное образовательное учреждение Омской области

среднего профессионального образования

"Омский техникум строительства и лесного хозяйства"

КУРСОВАЯ РАБОТА

Оборудование для ручной дуговой и механизированной сварки

Специальность _____________________________

Проект защищен с оценкой_________________

К защите допустить "___"__________20__г.

Руководитель проекта

____________Фамилия, инициалы

"___"__________20__г.

Студент гр._____

____________Фамилия, инициалы

"___"__________20__г.

Омск - 2013

Содержание

Введение

1. Оборудование для ручной дуговой сварки

1.1 Сущность ручной дуговой сварки

1.2 Оборудование сварочного поста для ручной дуговой сварки

1.3 Сварочные электроды

1.4 Сварочное оборудование

1.5 Применение, преимущества и недостатки ручной дуговой сварки

2. Оборудование для дуговой автоматической сварки

2.1 Сущность дуговой автоматической сварки

2.2 Комплектование и основные узлы сварочных автоматов

2.3 Автоматы для сварки под флюсом

2.4 Автоматы для сварки в защитных газах

2.5 Газовая аппаратура, применяемая в автоматах для сварки в защитных газах

2.6 Технологическое обслуживание автоматов для дуговой сварки

3. Оборудование для механизированной дуговой сварки

3.1 Сущность механизированной дуговой сварки

3.2 Устройство и основные узлы полуавтоматов

3.3 Типовые конструкции сварочных полуавтоматов

3.4 Технологическое обслуживание полуавтоматов для дуговой сварки

Заключение

Список используемой литературы

Введение

Сварка - процесс получения неразъёмного соединения посредством установления межатомных связей между свариваемыми частями при их местном или общем нагреве, или пластическом деформировании, или совместном действии того и другого. Обычно применяется для соединения металлов, их сплавов или термопластов, а также в медицине.

Самым распространенным способом сварки является дуговая сварки. Дуговая сварки - процесс, при котором теплота, необходимая для нагрева и плавления металла, получается за счет электрической дуги, возникающего между свариваемым металлом и электродом.

Для производства сварки используются различные источники энергии: электрическая дуга, газовое пламя, лазерное излучение, электронный луч, трение, ультразвук.

Тема курсовой работы - оборудование для ручной дуговой и механизированной сварки.

Развитие технологий позволяет в настоящее время осуществлять сварку не только на промышленных предприятиях, но и на открытом воздухе, под водой и даже в космосе. Производство сварочных работ сопряжено с опасностью возгораний, поражений электрическим током, отравлений вредными газами, облучением ультрафиолетовыми лучами и поражением глаз. Поэтому необходимо знать не только основу сварочного дела, но правильно использовать оборудование во время сварки.

Эффективность технологических процессов сварки в большей мере зависит от технического уровня сварочного оборудования: сварочных аппаратов, установок и станков. В этом заключается актуальность темы курсовой работы.

Цель курсовой работы изучить оборудование, которое применяется для ручной дуговой и механизированной сварки.

Задачи курсовой работы:

1. Рассмотреть оборудование, которое применяется при ручной дуговой сварке.

2. Проанализировать оборудование, которое применяется при дуговой автоматической сварке.

3. Изучить оборудование, которое применяется при механизированной сварке.

1. Оборудование для ручной дуговой сварки

1.1 Сущность ручной дуговой сварки

С помощью ручной дуговой сварки выполняется большой объем сварочных работ при производстве сварных конструкций. Наибольшее применение находит ручная дуговая сварка покрытыми электродами. Схема ручной дуговой сварки покрытым электродом приведена на рисунке 1. На ней обозначены: 1 - хвостовик электрода; 2 - электродное покрытие; 3 - дуга; 4 - капля, переходящая с конца электрода в сварочную ванну; 5 - свариваемый металл; 6 - жидкий шлак; 7 - сварочная ванна; 8 - газопаровая оболочка; 9 - затвердевший шлак; 10 - шов.

Рис. 1. Схема процесса ручной дуговой сварки покрытыми электродами

Дуга 3 горит между стержнем 5 и основным металлом 1. Под действием теплоты дуги электрод и основной металл расплавляются, образуя сварочную ванну 2. Капли жидкого металла 6 с электродного стержня переносится в ванну через дуговой промежуток. Вместе с металлическим стержнем плавится и электродное покрытие 4, образуя газовую защиту 7 и жидкую шлаковую пленку 8 на поверхности расплавленного металла. В связи с тем, что большая часть теплоты выделяется на торце металлического стержня электрода, на его конце образуется коническая втулочка из покрытия, способствующая направленному движению газового потока. Это улучшает защиту сварочной ванны. По мере движения дуги сварочная ванна охлаждается и затвердевает, образуя сварной шов 9. Жидкий шлак также затвердевает и образует на поверхности шва твердую шлаковую корку 10, удаляемую после сварки. Для защиты плавящегося металла от попадания вредных веществ из воздуха на поверхность электрода наносится толстая защитная обмазка, выделяющая при плавлении электрода большое количество шлака и газов. Так как шлак имеет меньшую плотность, чем металл, он всплывает на поверхность сварочной ванны и изолирует металл от окружающей среды.

Технологический процесс ручной дуговой сварки состоит из следующих операций:

- обработка свариваемых кромок;

- очистка поверхностей свариваемых заготовок;

- сборка и прихватка;

- сварка;

- правка;

- очистка швов от шлака закристаллизовавшихся брызг металла;

- контроль качества сварной конструкции.

Для выполнения сварочной операции возбуждают дугу прикасанием свободным от покрытия торцом электрода к основному металлу, а прерывают дугу - отрывом от него.

При ручной дуговой сварке швы накладываются во всех пространственных положениях - нижнем, вертикальном, потолочном. Наиболее высокое качество швов получается в нижнем положении.

Выбор режима сварки заключается в определении диаметра электрода и силы сварочного тока и зависит от толщины свариваемых элементов.

1.2 Оборудование сварочного поста для ручной дуговой сварки

Общий вид сварочного поста для ручной дуговой сварки постоянным током показан на рис. 2. От сети 1 переменный трехфазный ток напряжением 220 и 380 В подается через рубильник 2 и предохранители к сварочному преобразователю 3 (или к сварочному выпрямителю 3'). Сварочный преобразователь состоит из электродвигателя и соединенного с ним сварочного генератора, вырабатывающего постоянный ток напряжением 25-40 В. Электродвигатель и сварочный генератор установлены на тележке и образуют агрегат, который называется сварочным преобразователем.

Рис. 2. Сварочный пост для ручной дуговой сварки

Ток от сварочного генератора по гибким проводам 4 и 5 подводится к электрододержателю 7 и свариваемому изделию 6. Электрододержатель служит для подвода тока непосредственно к электроду. Во время работы сварщик в левой руке должен держать щиток 8, защищающий лицо и глаза от лучей сварочной дуги. Свариваемую деталь, если она невелика, кладут на металлический сварочный стол 10, к которому присоединяют второй провод от сварочного генератора. Для изменения сварочного тока в зависимости от диаметра электрода, выбираемого в соответствии с толщиной свариваемого металла, служит генератор 9, расположенный на корпусе сварочного преобразователя.

При ручной дуговой сварке для зажима электрода и подвода к нему тока применяют электрододержатели, которые позволяют быстро заменить электрод без прикосновения к токоведущим частям и обеспечивают наименьшую длину остающегося огарка.

Электрододержатели, снабженные устройством для выключения сварочного тока во время смены электрода, обеспечивают большую безопасность работы.

Сварочные провода (кабели) служат для подвода тока от сварочного преобразователя или трансформатора к электрододержателю и изделию.

Сварочные трансформаторы служат для понижения напряжения сети с 220В или 380В до напряжения безопасного, но достаточного для легкого зажигания и устойчивого горения электрической дуги. Они предназначены для регулирования силы сварочного тока в зависимости от диаметра электродной проволоки и толщины свариваемого металла.

Сварочный выпрямитель служит для преобразования переменного тока в постоянный, предназначенный для питания сварочной дуги.

Сварочный преобразователь служит для преобразования переменного тока в постоянный сварочный ток.

1.3 Сварочные электроды

Электрод для ручной дуговой сварки - это металлический стержень, на который нанесено покрытие. Как отмечалось ранее, при воздействии теплоты дуги компоненты покрытия электрода расплавляются, образуя жидкие шлаки и газы.

Электроды классифицируются по следующим признакам:

- по материалу, из которого они изготовлены;

- по назначению для сварки определенных сталей;

- по толщине покрытия, нанесенного на стержень;

- по видам покрытия;

- характеру шлака, образующегося при расплавлении покрытия;

- техническим свойствам металла шва;

- по допустимым пространственным положениям сварки или наплавки

- по роду и полярности применяемого при сварке тока.

Государственным стандартом электроды подразделяются на классы: У - для сварки углеродистых и низколегированных сталей; Л - для сварки легированных конструкционных сталей; Т - для сварки легированных теплоустойчивых сталей; В - для сварки высоколегированных сталей с особыми свойствами.

Стандартом установлены следующие типы электродов: Э 38, Э 42, Э 46 и Э 50, Э 55 и Э 60 - для сварки углеродистых и низколегированных конструкционных сталей; Э 42А, Э 46А и Э 50А - для сварки углеродистых и низколегированных конструкционных сталей, если к металлу сварных швов предъявляют повышенные требования по пластичности и ударной вязкости; Э 70, Э 85, Э 100, Э 125, Э 150 - для сварки легированных конструкционных сталей повышенной прочности. В марках электродов число после буквы Э обозначает предел прочности наваренного металла, кгс/мм² (1кгс/мм² = 10 МПа), буква А указывает на то, что материал электрода - высококачественная сталь. Выбор электрода для сварки конкретной стали осуществляется с учетом требуемых химического состава и механических свойств металла шва, технологических и других характеристик электродов, а также специфики производства.

1.4 Сварочное оборудование

При сварке покрытыми электродами перемещение электрода вдоль линии сварки и подачу электрода в зону дуги по мере его плавления осуществляют вручную. При этом возникают частые изменения длины дуги, что отражается на постоянстве основных параметров режима: напряжение дуги и силы сварочного тока. С целью поддержания стабильного теплового режима в ванне при ручной дуговой сварке применяют источники питания с крутопадающими вольтамперными характеристиками. Схема питания дуги при ручной дуговой сварке представлена на рис. 3.

Рис. 3. Схема поста ручной дуговой сварке покрытыми электродами: а - электрическая сварочная цепь, б - компоновка сварочного поста, 1 - деталь, 2 - держатель, 3- источник питания дуги

Кроме источника питания дуги основным инструментом сварщика при ручной сварке покрытыми электродами является электродержатель, предназначенный для крепления электрода, подвода к нему сварочного тока и возможности манипулирования электродом в процессе сварки. По способу закрепления электрододержатели разделяют: вилочные; пружинные; зажимные.

При сварке неплавящимся, обычно вольфрамовым, электродом в защитном газе применяются сварочные горелки (рис 4.). В настоящее время выпускают три типа горелок: ГСН - 1, ГСН - 2, ГСН - 3 на токи 450, 150,70 А.



Рис. 4. Горелка для ручной дуговой сварки в защитном газе: 1- сопло, 2 - наконечник, 3 - ручка, 4- подвод тока, 5- подвод газа

1.5 Применение, преимущества и недостатки ручной дуговой сварки

Ручная дуговая сварка в основном применяется при монтажных и ремонтных работах, а также в единичном и мелкосерийном производствах. На предприятиях железнодорожного транспорта с применением ручной дуговой сварки выполняется более половины всего объема сварочных работ. Этим способом заваривают трещины и другие дефекты, наваривают изношенные поверхности деталей подвижного состава.

Преимущества: при ручной дуговой сварке можно накладывать швы в любом пространственном положении; выполняются сварные соединения всех типов; применяемое оборудование отличается простотой, надежностью и небольшими габаритами.

Недостатки: низкая производительность; невысокое качество швов; автоматически не регулируется сила сварочного тока.

2. Оборудование для дуговой автоматической сварки

2.1 Сущность дуговой автоматической сварки

При автоматических и механизированных способах сварки помимо источников питания дуги необходимо иметь специальное оборудование, позволяющее исключить ручное ведение сварочного процесса. При этом необходимо механизировать выполнение двух основных технологических движений:

· подачу электрода в зону сварки;

· перемещение дуги вдоль сварочных кромок.

Если при сварочном процессе оба эти движения осуществляются механизированным путем, то такой процесс называется автоматическая сварка.

На рисунке 5 приведена схема образования сварного соединения при рассматриваемых видах сварки.

Рис 5. Схема образования сварного соединения

На ней обозначены: 1 - электродная проволока; 2 - сопло (насадка); 3 - токоподводящий наконечник; 4 - газ (флюс); 5 - дуга; 6 - затвердевший шлак; 7 - шов; 8 - сварочная ванна; 9 - основной (свариваемый) металл.

При механизированной и автоматической сварке образование сварного соединения происходит следующим образом. Теплотой дуги электрод и основной металл расплавляются, капли расплавленного металла с конца электрода попадают в сварочную ванну, где перемешиваются с расплавленным основным металлом. Жидкий металл сварочной ванны подвергается металлургической обработке за счет использования газа или флюса (в этом состоит отличие от ручной дуговой сварки). То есть он раскисляется и легируется. При передвижении дуги вдоль свариваемых кромок перемещается и сварочная ванна. В ее хвостовой части металл охлаждается, кристаллизуется и образуется сварное соединение.

Различают следующие виды механизированной (автоматической) сварки.

1. В углекислом газе и его смесях с кислородом сваривают низко- и среднеуглеродистые, а также низколегированные стали. В углекислом газе сваривают стали толщиной до 40, а в смесях газов - до 80 мм. Защита смесью газов улучшает технологические и металлургические характеристики процесса сварки. Расход углекислого газа зависит от мощности дуги, вылета электрода, воздушных потоков в помещении, где выполняется сварка.

2. В инертных газах (аргоне или гелии) можно сваривать алюминий, магний, титан и их сплавы. Свариваются низко- и среднеуглеродистые, низко-, средне- и высоколегированные конструкционные стали. Использование названных газов целесообразно, так как аргон имеет плотность почти в 1,5 раза большую, чем воздух, а гелий - значительно меньшую, чем воздух и аргон. Кроме того аргон и гелий не образуют химических соединений с металлами, поэтому в этих газах можно сваривать любые металлы и сплавы.

3. Под флюсом свариваются низко- и среднеуглеродистые, низко-, средне- и высоколегированные стали, чугун, титан, медь, алюминий и их сплавы.

Флюс - порошкообразный материал, который при сварке выполняет такие же функции, как покрытие электрода при ручной дуговой сварке. Основой флюса является силикат марганца SiO2·MnO. Флюсы в зависимости от способа изготовления бывают двух видов: плавленые и неплавленые. Плавленые получают сплавлением исходных компонентов в печах. К неплавленым относятся керамические и спеченные флюсы. Керамические флюсы изготавливаются из порошкообразных материалов, соединяемых в зерна клеящими веществами, например жидким стеклом. Спеченные флюсы получают спеканием исходных порошкообразных материалов при высоких температурах с последующим дроблением частиц до заданных размеров.

Во время сварки часть флюса расплавляется, а после затвердения образует шлаковую корку. Нерасплавленная часть флюса после просева используется повторно.

4. Порошковыми проволоками сваривают низкоуглеродистые и низколегированные стали, а специальными порошковыми проволоками - некоторые высоколегированные,. в частности, нержавеющие стали, сплавы меди. Ими можно сваривать стали толщиной до 40 мм. Порошковые проволоки представляют собой металлическую оболочку, заполненную шихтой.

Наиболее простая по конструкции - порошковая проволока трубчатого поперечного сечения. Для увеличения жесткости проволоки, а также изменения соотношения компонентов материалов оболочки и шихты применяются проволоки, у которых во внутреннюю полость отогнуты кромки металлической оболочки. Состав металла оболочки выбирается в зависимости от свариваемого металла. В шихту порошковой проволоки вводят компоненты, которые могут выполнять следующие функции:

- защиту расплавленного металла от взаимодействия с кислородом и азотом воздуха;

- раскисление и легирование расплавленного металла;

- стабилизацию горения дуги;

- улучшение формирования шва.

Применяют три вида порошковых электродных проволок: самозащитные, для сварки в углекислом газе, для сварки под флюсом. Наиболее высокой технологичностью отличается сварка самозащитными порошковыми проволоками, так как отпадает необходимость в применении защитных газов и флюсов.

Сварочные аппараты, обеспечивающие автоматическое выполнение основных технологических перемещений электрода и дуги с поддержанием постоянства заданных параметров сварочного режима называют автоматами.

Основной частью автоматов является сварочная головка, представляющая собой электромеханическое устройство, осуществляющее автоматическую подачу в зону дуги плавящегося электрода или присадочного материала. Сварочную головку, закрепленную неподвижно относительно изделия называют подвесной автоматической головкой. В подвесных головках отсутствует механизм перемещения самой головки. В этом случае относительно дуги перемещают объект сварки с помощью вспомогательного устройства или сварочного приспособления. Если же в конструкции сварочного аппарата имеется механизм для перемещения головки, то ее называют самоходной. Перемещение самоходной головки производится по специальным направляющей. Такой аппарат называют автоматом подвесного типа. Если в конструкции автомата тележка с укрепленной на ней головкой, может перемещаться непосредственно по свариваемому изделию, то такой аппарат называют сварочным трактором.

Рассмотрим классификацию автоматов:

1. По типу применяемого электрода автоматы подразделяют на автоматы с плавящимся электродом и автоматы с неплавящимся электродом.

2. По способу перемещения тележки различают автоматы тракторного типа и кареточные.

3. По способы защиты сварочной ванны различают автоматы для сварки под флюсом, в среде защитных газов и универсальные.

4. По пространственному выполнению сварочных соединений делят на автоматы для сварки швов в нижнем, вертикальном и горизонтальных положениях; кольцевых поворотных и неповоротных стыков и кольцевых в горизонтальной плоскости.

5. По способу поддержания постоянства параметров дуги - автоматы с принудительным регулированием дуги и саморегулированием.

6. По числу горящих дуг - автоматы для сварки одной дугой, двумя дугами и трехфазной дугой.

Широкое применение получили автоматы для сварки вольфрамовым электродом АДСВ -5, АСГВ - 4, АРК -3, для сварки плавящимся электродом - ТС-35, АДС - 1000, АДПГ - 500 и др.

2.2 Комплектование и основные узлы сварочных автоматов

Сварочные автоматы комплектуются из следующих основных узлов: сварочной головки, тележки, пульта управления, аппаратного шкафа, кассет со сварочной проволокой. дуговая сварка оборудование

Основными элементами сварочной головки является механизм подачи проволоки, подающие ролики, токоподводящий мундштук и устройства для установочных перемещений головки.

Механизм подачи состоит из электродвигателя и редуктора. При использовании электродвигателя переменного тока применяют регулируемые редукторы. Электродвигатели постоянного тока могут работать в сочетании с нерегулируемыми редукторами. Подающие ролики расположены на выходных валах редуктора. Их назначение - стабильная подача сварочной проволоки без проскальзывания. Обычно это достигается при использовании двух пар. К корпусу редуктора крепится токоведущий мундштук для обеспечения электрического контакта и направления проволоки в сварочную ванну. Мундштук должен обеспечивать минимальное блуждание торца электрода относительно сварочной ванны, а так же должен обеспечивать надежный электрический контакт со сварочной проволокой. Для сварки электронной проволоки диаметром (3-5 мм) наибольшее распространении получили мундштуки с роликовым скользящим контактом, который поддерживается за счет сменных наконечников мундштука. Применяют так же мундштуки колодочного типа, состоящих из двух подпружиненных колодок, и мундштуки сапожкового типа (рис. 6).

Рис. 6 Токоподводящие мундштуки для автоматов: а) роликовый; б) трубчатый; в) колодочный; г) сапожковый

Конструкция подвески сварочной головки должна обеспечивать возможность ее установочных перемещений: вертикальное - для установления необходимого вылета электрода или угла наклона его относительно свариваемого стыка; поперечное - для установки торца электрода по центру стыка в начале и корректировки его в процессе сварки.

Тележка предназначена для перемещения головки вдоль свариваемого стыка. На ее корпусе устанавливают сварочную головку, кассету для проволоки и пульт управления автоматом. Тележка должна обеспечивать плавность хода в диапазоне скоростей сварки. Тележка тракторного типа перемещается с помощью бегунковых колес или по направляющим рельсам, или по свариваемому изделию. Тележка кареточного типа перемещается только по направляющим стапеля или устройства крепления самого автомата. Для сварки продольных прямолинейных швов применяют консольные направляющие. Автоматы консольного типа универсальны. Их можно использовать и для сварки кольцевых швов.

Применяются так же направляющие портального типа, смещенные относительно изделия и установленные на приспособлениях с закрепленными в них изделиями. В автоматах для сварки неповоротных кольцевых стыков каретка перемещается по направляющим, имеющим форму окружности. Для перемещения каретки применяют механизмы с бегунковыми колесами, зубчатыми рейками, ходовыми винтами. Тележки автоматов перемещаются с помощью электродвигателей через редуктор. В автоматах с электропроводом постоянного тока скорость перемещения тележки регулируется изменением частоты вращения двигателя. В приводах переменного тока настройку скорости тележки осуществляют сменными шестернями в редукторе.

В зависимости от сварки сварочные аппараты снабжаются дополнительными устройствами. Так, при сварке под флюсом сварочные аппараты имеют специальную флюсовую аппаратуру, предназначенную для подачи флюса в зону сварки, удержания его на поверхности шва во время сварки и уборки его окончании работы. Такие устройства выполняются в виде съемных бункеров, в которые флюс засыпается и подается самотеком в место сварки в ходе выполнения сварочного шва.

В автоматах для сварки в защитных газах используется специальная сварочная горелка, в которой помимо токоподвода имеются устройства для подачи защитного газа в зону сварки и принудительного охлаждения горелки от прогрева.

2.3 Автоматы для сварки под флюсом

Автомат АДФ - 1002 относится к автоматам с постоянной скоростью подачи электродной проволоки при сварке и работает по принципу саморегулирования дуги. Он предназначен для сварки переменным током под флюсом стыковых соединений со скосом и без скоса кромок, нахлесточных соединений, а так же для выполнения угловых швов вертикальным и наклонным электродом. Сварные швы могут быть прямолинейными и кольцевыми. Автомат в процессе сварки передвигается по изделию или уложенной на нем направляющей линейке. Сварочный автомат состоит из двух основных узлов: сварочного трактора с трансформатором ТДФЖ - 1002 УЗ со встроенным блоком управления. Сварочный трактор (рис. 7) представляет собой механизм, состоящий их редукторов подающего механизма и ходовой тележки, которые приводятся в движение общим электродвигателем 12. Электродная проволока подается в зону сварки механизмом подачи сварочной головки 3. Автомат передвигается вдоль шва ходовым механизмом 14. На корпусе укреплены мундштук 2 и кронштейн 6 с пультом управления 11. На кронштейне смонтированы механизмы 4, кассета 7 для проволоки, бункер 5 для флюса, переднее шасси автомата с холостым бегунком 1. Мундштук обеспечивает подвод тока к электродной проволоки направления ее в зону сварки. Правильный механизм обеспечивает выпрямление электродной проволоки, сматываемой с кассеты. Корректировочный механизм служит для смещения электродной проволоки поперек шва и поперечного наклона мундштука вместе с головкой: кронштейном и кассетой. Он состоит из червяка, закрепленного на кронштейне, и червячного сектора, закрепленного на корпусе электродвигателя. На оба конца закреплены маховики. При движении маховика червяк обматывается по неподвижному сектору и поворачивает сварочную головку автомата. На пульте управления встроены вольтметр 8, амперметр 9 и резистор 10, служащие для дистанционного регулирования сварочного тока. Бункер служит для подачи флюса в зону горения дуги. Он снабжен ссыпным патрубком, перемещение которого по высоте регулируют толщину флюса. Переднее шасси автомата состоит из траверсы 15, двух выдвижных штанг 16.

Механизм подачи электродной проволоки состоит из редуктора с двумя червячными и одной цилиндрической зубчатыми передачами, а также двух роликов, подающих в зону горения дуги, зажатую между ними электродную проволоку. Механизм движения тележки имеет съемную пару зубчатых колес для настройки скорости сварки.

Рис. 7. Трактор АДФ - 1002

Электросхема автоматов обеспечивает подъем и опускание электродной проволоки при вспомогательных операциях: заколачивании электродной проволоки перед сваркой; подъеме проволоки из шлака после сварки; заправке проволоки в головку и др; настроечном передвижении автомата; включении сварочного тока и возбуждении дуги; подачу электродной проволоки в зону сварки и передвижении автомата по свариваемому изделию; заварке кратера и отключении сварочного тока в конце сварки.

Достоинствами автоматов типа АДФ - 1002 является простота конструкций, компактность, малый вес и габариты, высокая надежность.

Автомат АДС 1000-2 является автоматом с зависимой от напряжения на дуге скоростью подачи электродной проволоки при сварке, работающим по принципу регулирования дуги изменением скорости подачи электрода. Автомат является сварочным трактором. В этом автомате механизм подачи электродной проволоки и тележки перемещения снабжены отдельными электродвигателями постоянного тока. Регулирование скорости подачи и скорости сварки производится плавно изменением частоты вращения двигателем. Наличие отдельного двигателя для подачи проволоки позволяет применять автоматическое регулирование дуги по напряжению. Автомат представляет собой четырехколесную тележку 1, на которой укреплены сварочная головка 4 с подающим механизмом для подачи проволоки, кассета 2 для проволоки, бункер 5 для флюса и пульт управления 3. Движение тележки осуществляется по рельсовому пути или по изделию (рис. 8.). Верхняя часть сварочного аппарата поворотная, что дает возможность настраивать аппарат на сварку швов, расположенных на разном расстоянии от рельсового пути.

Рис. 8. Трактор АДС - 1000-2

2.4 Автоматы для сварки в защитных газах

Автомат АДГ-502 (рис. 9) предназначен для выполнения сварки на постоянном токе в среде углекислого газа стыковых соединений с разделкой и без разделки кромок, угловых швов и нахлесточных соединений.

Рис. 9. Автомат АДГ - 502

Автомат комплектуется из двух частей: сварочного трактора 1 и источника питания дуги 2 - выпрямителя ВДУ - 504. Работа автомата основана на принципе зависимости скорости подачи электродной проволоки от напряжения дуги. Все управление автоматом осуществляется с пульта, размещенного на сварочном тракторе. На пульте управления установлены приборы для контроля режима, регуляторы напряжения дуги и скоростей сварки и подачи электродной проволоки, а также кнопки управления. На дополнительном пульте управления, закрепленного на сварочном выпрямителе, расположены элементы управления подачей защитного газа.

Сварочный трактор аналогичен автоматам типа АДФ, отличие в конструкции токопровода, наличием охлаждающей воды и защитного газа, отсутствием бункера для флюса и светоуказателя. Сварочная головка показана на рис. 10.



Рис. 10. Сварочная головка автомата АДГ- 502

2.5 Газовая аппаратура, применяемая в автоматах для сварки в защитных газах

Для выполнения автоматической и механизированной сварки в защитных газах необходимо применение специальной газовой аппаратуры для управления подачей газа. К газовой аппаратуре относят:

1. Баллоны для хранения газов.

2. Газовые редукторы.

3. Подогреватели и осушители газа.

4. Расходомеры.

5. Смесители газов.

6. Электромагнитные газовые клапаны.

Баллоны предназначены для хранения и транспортировки защитного газа под высоким давлением (рис. 11.)

Наибольшее применение имеют баллоны емкостью 40 дм³.

Весь газ находят в баллонах в сжатом состоянии, кроме углекислого газа, он находится в жидком состоянии.



Рис. 11. Стальной газовый баллон

Редукторы (рис. 12.) предназначены для понижения давления газа, поступающего в него из баллона или из распределительного трубопровода, и автоматического поддержания рабочего давления.

Рис. 12. Схема устройств аи работы газового редуктора

Давление газа в баллоне показывает манометр высокого давления 1, проходит через приоткрытый пружиной 8 клапан 11 и поступает в камеру низкого давления 10. При прохождении через клапан газ преодолевает сопротивление, в результате чего за клапаном снижается. Это давление показывает манометр низкого давления 3. Из камеры низкого давления защитный газ через вентиль 6 направляется в сварочную головку.

Регулирование рабочего давления защитного газа: при ввертывании регулировочного винта 9 сжимаются пружины 8 и 4, открывается клапан 11 и давление в клапане низкого давления повышается. Чем больше открыт клапан, тем больше количества газ будет проходить через него и тем выше будет рабочее давление газа.

С уменьшение расхода газа его давление в камере низкого давления будет возрастать, и он с большей силой будет давить на мембрану 7, которая отойдет вниз и сожмет пружину 8. При этом 4 прикроет клапан 11 и будет держать его в таком положении до тех пор, пока давление в камере 10 не станет вновь равным первоначальному.

Таким образом, автоматически регулируется подача газа из камеры высокого давления в камеру низкого давления, в результате поддерживается рабочее постоянное давление.

При сварке аргоном применяют редукторы АР-10, АР-40, АР - 150,при сварке в углекислом газе - редукторы обратного давления, одновременно являющимися расходомерами.

Подогреватель (рис. 13.) предназначен для подогрева углекислого газа, поступающего из баллона в редуктор, с целью предотвращения замерзания редуктора. При большом расходе углекислого газа температура газа понижается, что может привести к замерзанию в ней влаги и закупорке каналов в редукторе. Подогреватель используют только при сварке в углекислом газе.

Рис 13. Подогреватель углекислого газа

Он состоит из корпуса 1, трубки-змеевика 3, по которой проходит углекислый газ, кожуха 2, теплоизоляции 4 и нагревательного элемента 5 из хромоникелевой проволоки, расположенного внутри змеевика. Подогреватель крепят к баллону гайкой 6. Питание его осуществляется постоянным током напряжением в 20 В или переменным током напряжением 36 В.

Осушитель, применяемый при использовании влажного углекислого газа для поглощения из него влаги, может быть высокого и низкого давления. Осушитель высокого давления устанавливают перед понижающим редуктором, он имеет малые размеры и требует частой замены влагопотребителя. Осушитель низкого давления устанавливают после понижающего редуктора, имеет большие размеры и требует частой замены влагопотребителя. Осушители низкого давления применяют при централизованной газовой разводке.

Расходомеры предназначены для измерения защитного газа. Они могут быть поплавкового и дроссельного типа. Расходомер поплавкового типа - ротаметра (рис. 14) - состоит из стеклянной трубки 1 с коническим отверстием. Внутри трубки находится легкий поплавок 2, который свободно в ней перемещается. При прохождении снизу вверх газ будет поднимать поплавок до тех пор, пока зазор между ними стеклянной трубкой не достигнет величины, при которой напор струи газа уравновешивает массу поплавка. Чем больше расход газа, тем выше поднимается поплавок. Ротаметр снабжен шкалой 3.

Смесители предназначены для получения смесей газов.

Газовый клапан, используемый для экономии защитного газа, следует устанавливать по возможности ближе к сварочной горелке. Наибольшее распространение получили электромагнитные газовые клапаны, которые следует включать так, чтобы была обеспечена предварительная подача газа, и включать после обрыва дуги и полного затвердения кратера шва.

Рис. 14. Расходомер газа

Перепускную рампу применяют для подачи в сварочный цех защитного газа при значительном его расходе. Она состоит из двух групп поочередно подключаемых баллонов, коллектора с газовой аппаратурой и трубопровода, по которому защитный газ подается к сварочным постам.

2.6 Технологическое обслуживание автоматов для дуговой сварки

Для обеспечения бесперебойной и длительной работы полуавтоматов, а так же для своевременного устранения неисправностей при их эксплуатации необходимо проводить профилактические работы.

Ежедневно перед началом работы следует:

- Проверить контактные поверхности токоподводящих роликов или мундштуков.

- Проверить затяжку всех болтовых соединений автомата.

- Проверить контактные соединения проводов, изоляцию сварочных проводов и цепей управления.

Не реже одного раза в месяц необходимо:

- Проверить и при необходимости подтянуть все крепления автомата.

- Проверить появление люфтов в корректировочных механизмов.

- Осмотреть рабочую поверхность подающих и прижимных роликов механизма подачи электродной проволоки.

Не реже одного раза в три месяца необходимо:

- Произвести профилактический осмотр электрической схемы автомата.

- Замерить якорный ток электродвигателей ходовой тележки и подающего механизма.

Не реже одного раза в течении полугода нужно производить осмотр редукторов ходовой тележки и подающего механизма и заполнить их свежей смазкой.

3. Оборудование для механизированной дуговой сварки

3.1 Сущность механизированной дуговой сварки

Механизированная (или полуавтоматическая) сварка - это дуговая сварка, при которой подача плавящегося электрода и перемещение дуги относительно изделия выполняются с использованием механизмов. С ее помощью выполняют любые сварные соединения: стыковые, угловые, тавровые, нахлесточные и др.

При механизированной сварки используют специальные сварочные аппараты, обеспечивающие механизированную подачу сварочной проволоки, а перемещение дуги вдоль оси шва выполняется вручную. Такие автоматы называются полуавтоматы для дуговой сварки.

Полуавтоматы классифицируются по следующим признакам:

1. По способу защиты сварочной зоны - для сварки под флюсом, в среде защитных газов, открытой дугой.

2. По способу регулирования дуги - в основном применяют полуавтоматы с саморегулированием дуги.

3. По виду применяемой проволоки - сплошной, порошковой, комбинированной.

4. По способу подачи проволоки - толкающего, тянущего и комбинированного типа.

5. По конструктивному исполнению - со стационарным, передвижным и переносным подающим устройством.

Для сварки выпускают полуавтоматы, рассчитанные на номинальные токи 150-600 А, для проволоки диаметром 0,8-3,5 мм со скоростью подачи 1,0-17,0 м/мин.

В комплект полуавтоматов обычно входят, устройство с кассетами для электродной проволоки, шкаф управления, сварочные горелки, провода для сварочной цепи и цепей управления, газовая аппаратура.

3.2 Устройство и основные узлы полуавтоматов

При механизированной сварке сварочная головка чаще всего разделена на две части - подающий механизм и держатель (при сварке в защитных газах - сварочная горелка), соединенные между собой гибким шлангом. Поэтому такие аппараты называют шланговые. Полуавтоматы позволяют сочетать преимущества автоматической сварки с универсальностью и маневренностью ручной.

Шланговые полуавтоматы классифицируют по следующим признакам (ГОСТ 18130-79 Е):

· по способу зашиты зоны дуги (Г - в активных защитных газах; И - в инертных газах; У - в активных и инертных газах; Ф - под флюсом; О - открытой дугой); по виду электродной проволоки - сплошной стальной проволокой, сплошной проволокой из алюминия и его сплавов, стальной порошковой проволокой;

· по способу охлаждения горелки - с естественным, с принудительным водяным или газовым;

· по способу регулирования скорости подачи электродной проволоки - с плавным, ступенчатым, плавно-ступенчатым;

· по способу подачи электродной проволоки - толкающего, тянущего и тянуще-толкающего;

· по конструктивному исполнению - со стационарным, передвижным или переносным подающим устройством.

Все исполнения, кроме исполнений по способу защиты зоны дуги, в обозначении полуавтоматов не учитываются.

Аппараты для механизированной дуговой сварки и наплавки плавящимся электродом.

Типовая схема полуавтомата изображена на рис. 15.



Рис. 15. Схема полуавтомата для дуговой сварки

В их состав входят узлы: держатель 1, гибкий шланг 2, механизм подачи сварочной проволоки 3, кассета со сварочной проволокой 4, аппаратный шкаф или шкаф управления 5

Наиболее ответственным элементом полуавтомата является механизм подачи сварочной проволоки. Этот элемент обычно состоит из электродвигателя, редуктора и системы подающих и прижимных роликов. Механизм обеспечивает подачу электродной проволоки по гибкому шлангу в зону сварки.

Проводом могут использоваться двигатели переменного и постоянного тока.

Конструктивное оформление механизма подачи зависит от назначения полуавтомата. В полуавтоматах для сварки проволокой большого диаметра механизм подачи размещен на передвижной тележке и располагается в отдельном корпусе. В полуавтоматах с проволокой малого диаметра он установлен в переносном фильтре и расположен в корпусе держателя.

Наибольшее распространение получили полуавтоматы толкающего типа. Подающий механизм подает проволоку путем проталкивания ее через гибкий шланг к горелке. Такая система обеспечивает устойчивую подачу жесткой проволоки.

В полуавтоматах тянущего типа механизм подачи или его подающие ролики размещены в горелке. В этом случае проволока протягивается через шланг. Такая система обеспечивает устойчивую подачу мягкой или тонкой проволоки. Имеются полуавтоматы с двумя синхронно работающими механизмами проталкивания, осуществляющие одновременно проталкивание и протягивание проволоки через шланг. (тянуще-толкающий тип)

Гибкий шланг в полуавтоматах предназначен для подачи электродной проволоки, сварочного тока, защитного газа, а иногда и охлаждающей воды к горелки. Для этого применяют шланговый провод специальной конструкции (рис. 16). Внутри провода для направления проволоки расположена спираль 1, изолированная от токоведущей части 2 бензостойкой изоляцией. Вместе с токопроводящей частью помещены изолированные проводки 3 цепей управления. Провод заключен в хлопчатобумажную оплетку 4 и покрыт резиновой изоляцией 5.

Рис. 16. Схема специального шлангового провода

Применяются и составные шланги, состоящие из нескольких трубок и проводов для подачи тока, газа и воды, собранных в общий жгут.

Сварочные горелки предназначены для подвода к месту сварки электродной проволоки, сварочного тока и защитного газа или флюса, а также для ручного перемещения или манипулирования им и процесс сварки. При этом сварщик удерживает в руке держатель и перемещает его вдоль шва. Быстро изнашивающимися частями держателя (при сварке в защитных газах - горелками) являются токоподводящий наконечник газовое сопло, изготовляемые из меди. При сварки под флюсом на держателе устанавливается бункер для флюса (рис. 17).



Рис. 17. Держатель полуавтомата для сварки под флюсом: 1 - наконечник, 2 - бункер для флюса, 3 - сварочная проволока, 4- ручка, 5- шланг.

3.3 Типовые конструкции сварочных полуавтоматов

Полуавтоматы ПДГ-305 и ПДГ-502 предназначены для выполнения дуговой механизированной сварки стальным плавящимся электродом в защитной среде углекислого газа стальных конструкций, швы которых расположены в различных пространственных положениях и труднодоступных местах (рис. 18). Полуавтоматы состоят из сварочной горелки 1, механизма подачи электродной проволоки 3, переносного пульта управления 4, источника питания дуги со встроенным блоком управления, газового редуктора с расходомером и подогревателем газа 2, соединительных шлангов и проводов. Углекислый газ подается от баллона.

Рис. 18. Полуавтомат ПДТ-502

В полуавтоматах автоматизирован процесс подачи в зону сварки электродной проволоки и защитного газа. Электродная проволока поступает с помощью механизма подачи из кассеты по гибкому направляющему каналу в зону сварки, по мере ее плавления. Привод механизма подачи состоит из цилиндрического редуктора и электродвигателя постоянного тока.

Сварочная горелка ПДТ-501-4 для сварки электродной проволоки диаметром до 2 мм при силе тока до 500. А состоит из корпуса с изогнутой направляющей трубкой, электрододержателя, токоподвода и сопла, направляющего поток защитного газа.

Полуавтомат А-765 предназначен для дуговой сварки и наплавки сплошной и порошковой проволоками, обеспечивает механизированную подачу проволоки в зону сварки, возможность сварки в труднодоступных местах и обслуживание значительной производственной площади при небольшом вспомогательном времени. В комплект полуавтомата входят подающий механизм, набор шлангов и горелок, шкаф управления, барабан для проволоки. Подающий механизм приводится в действие асинхронным трехфазным электродвигателем напряжением 36 В. Скорость подачи проволоки устанавливается с помощью сменных шестерен и не зависит от напряжения дуги. Подачу электродной проволоки осуществляют двумя парами роликов, из которых все ведущие. Это позволяет обеспечивать подталкивание проволоки при небольшом усилии прижима роликов, в результате чего предотвращается ее деформация. Проволока подается по направляющему канала, а ток - по отдельному кабелю. Электрическая схема полуавтомата, смонтированная в шкафу управления обеспечивает подъем и опускание электродной проволоки при наладочных операциях, а так же подачу ее в зону горения дуги в процессе сварки.

Полуавтомат ПШ-54предназначена для механизированной сварки соединений в нижнем положении плавящимся электродом под слоем флюса. Полуавтомат состоит из подающего механизма и держателя, соединенных шлангом, и шкафа управления. Питание дуги - от сварочного преобразователя, или трансформатора. Подающий механизм - толкающего типа, скорость подачи проволоки постоянна в процессе сварки. Подающий механизм приводится в действие асинхронным трехфазным двигателем переменного тока напряжением 36 В и имеет коробку скоростей для изменения скорости подачи проволоки. Гибкий шланг имеет специальную конструкцию. На держателе устанавливаются бункер для флюса и тумблер для включения электрической схемы полуавтомата. Все элементы электрической схемы смонтированы в аппаратном шкафу. Для сварки легких сплавов применяют полуавтоматы тянущего типа, например ПШП-10. Этот полуавтомат имеет держатель со встроенным механизмом подачи, пустотелый шланг, через который притягивается проволока, и шкаф управления.

3.4 Технологическое обслуживание полуавтоматов для дуговой сварки

Для обеспечения бесперебойной и длительной работы полуавтоматов, а так же для своевременного устранения неисправностей при их эксплуатации необходимо проводить профилактические работы.

Ежедневно перед началом работы необходимо:

- Проверить состояние наконечника мундштука и газового сопла.

- Опробовать работу полуавтомата пробными включениями пусковой кнопки, в полуавтоматах для сварки в защитном газе проверить все соединения газоподводящей сети.

Не реже одного раза в месяц:

- Проверить состояние подающего ролика.

- Проверить уровень смазки в редукторе подающего механизма.

- Очистить от накапливающейся грязи канал, по которой подается электродная проволока.

- Проверить состояние коллектора и шесток электродвигателя механизма подачи.

Раз в год рекомендуется промыть и смазать зубчатые колеса и подшипники редуктора подающего механизма.

Заключение

Сварка является одним из ведущих технологических процессов обработки металлов. Сварка широко применяется в основных отраслях производства, потребляющих металлопрокат, т.к. резко сокращается расход металла, сроки выполнения работ и трудоёмкость производственных процессов. Выпуск сварных конструкций и уровень механизации сварных процессов постоянно повышается. Успехи в области автоматизации сварочных процессов позволили коренным образом изменить технологию изготовления важных хозяйственных объектов, таких как доменные печи, турбины, химическое оборудование.

Сварочная техника и технология занимают одно из ведущих мест в современном производстве. Свариваются корпуса гигантских супертанкеров и сетчатка человеческого глаза, миниатюрные детали полупроводниковых приборов и кости человека при хирургических операциях. Многие конструкции современных машин и сооружений, например космические ракеты, подводные лодки, газо- и нефтепроводы, изготовить без помощи сварки невозможно. Развитие техники предъявляет все новые требования к способам производства и к оборудованию, которое используется в процессе сварки.

Эффективность (повышение качества и производительности) технологических процессов сварки в большой мере зависит от технического уровня существующего и вновь создаваемого сварочного оборудования: сварочных аппаратов, установок и станков.

Ручная дуговая сварка в основном применяется при монтажных и ремонтных работах, а также в единичном и мелкосерийном производствах. При ручной дуговой сварке можно накладывать швы в любом пространственном положении; выполняются сварные соединения всех типов; применяемое оборудование отличается простотой, надежностью и небольшими габаритами.

Применение механизированной и автоматической дуговой сварки. Механизированной сваркой можно накладывать не только прямолинейные, но и криволинейные швы, а также швы небольшой длины в труднодоступных местах. Сваривают металл малой и средней толщины. Эти виды сварки применяются при различных работах, в том числе и ремонтных. При серийном производстве прямолинейные и кольцевые сварные швы длиной более 300 -500 мм целесообразно выполнять автоматической сваркой.

В транспортном машиностроении механизированная и автоматическая дуговая сварка применяются при производстве вагонов и локомотивов. Хребтовые балки сваривают на поточных механизированных линиях автоматами под флюсом. Рамы вагонов сваривают автоматами сваркой в углекислом газе на специально оборудованных кантователях. В тракторном и сельскохозяйственном машиностроении сваркой в углекислом газе выполняется до 75 % всех сварочных работ.

Автоматическая сварка под флюсом и в углекислом газе широко применяются в трубном производстве для изготовления прямошовных и спиралешовных труб большого диаметра.

Механизированная сварка под флюсом, в углекислом газе и порошковыми проволоками широко применяется при строительстве доменных печей, резервуаров для хранения нефтепродуктов, при строительстве мостов, в судостроении и т. д.

Список используемой литературы

1. Виноградов В.С. Оборудование и технология дуговой автоматической и механизированной сварки. Учеб. для проф. учеб. заведений - М.: Высш. шк.; Изд. Центр "Академия", 2001. - 319с.

2. Иосилевич Г.Б., Строганов Г.Б., Маслов Г.С. Прикладная механика: Учеб. для студ. немашин. спец. вузов.- М.: Высшая школа, 1989.- 352 с.

3. Прикладная механика: Учеб. пособие/ Под общ. ред. А.Т. Скойбеды. - Мн.: Высшая школа, 1997. - 522 с.

4. Федин А.П. Сварочное производство: Учеб. пособие для вузов.- Мн.: Высшая школа, 1992.- 303 с.

5. Шебеко Л.П. Оборудование и технология дуговой автоматической и механизированной сварки. - М.: Высш. шк., 1986. - 279 с.

6. Дуговая сварка и резка металлов [Электронный ресурс] url: http://electrosvarka.su/.

7. Прикладная механика [Электронный ресурс] url: http://rudocs.exdat.com/docs/index-82228.html.

8. Полуавтоматы - установки для механизированной сварки [Электронный ресурс] url: www.kzeso.com/ru/biblioteque/detail.

9. Сварка, резка, металлообработка [Электронный ресурс] url: http://www.autowelding.ru/.

Размещено на Allbest.ru

...