3.5. Компоновка сборочно-сварочного оборудования

В состав установок и станков для сварки и наплавки кроме электросварочного оборудования (сварочная аппаратура, источники питания дуги, аппаратура контроля и регулирования сварочного процесса) входят технические средства размещения и перемещения сварочных автоматов, головок, инструментов, технические средства размещения закрепления и перемещения изделия, флюсовое оборудование (для сварки под флюсом) и другое вспомогательное оборудование.

К средствам перемещения сварочных автоматов, головок, инструментов относятся колонны порталы, тележки, а также отдельные механизмы прямолинейного и кругового перемещения.

К средствам перемещения изделий относятся сварочные манипуляторы, позиционеры, вращатели кантователи, поворотные столы, роликовые стенды, а также механизмы для фиксации изделия, т.е. сварочные и сборочно-сварочные приспособления.

Флюсовое оборудование – это пневматические флюсовые аппараты, а также шнековые, спиральные, элеваторные и другие транспортные устройства для подачи флюса в зону сварки и уборки переплавившейся его части, флюсо­удер­жи­вающие и флюсоприемные устройства, всасывающие насадки и наконечники, флюсобункеры, сепараторы для отделения пыли от флюса, осушители флюса.

К вспомогательному оборудованию относятся устройства для уплотнения стыков, токоподводящие устройства, устройства для зачистки мест сварки, для загрузки и выгрузки изделий, средства охраны труда и техники безопасности.

В зависимости от геометрической формы линии сварного шва или наплавляемой поверхности сварочные установки делятся на группы:

1. для сварки прямолинейных швов и наплавки плоскостей;

2. для сварки кольцевых и круговых швов и наплавки тел вращения;

3. для сварки швов сложной формы и наплавки сложных поверхностей.

1. А) Установки для сварки прямолинейных сварных соединений обычно применяются для сварки стыковых швов листовых конструкций – полотнищ, труб, резервуаров на подкладках и флюсовых подушках. Установки состоят из: а) стенда и сварочного автомата самоходного типа, перемещающегося по направляющим, закрепленных на стенде; б) либо автоматов подвесного типа, закрепленных на выдвижной штанге колонны, устанавливаемой рядом со стендом.

а б

Рис. 3.21. Установки для сварки прямолинейных сварных соединений

Схемы компоновок: а – используются обычно для плоских листовых секций,

б – для сварки наружных прямолинейных швов обечаек

Б) Установки для сварки прямолинейных стыковых швов, которые применяют главным образом для сварки продольных швов обечаек, собранных на прихватках без подкладок, и флюсовых подушек, если нет опасности протекания расплавленного металла через зазор в стыке. При сварке рабочим (сварочным) движением является перемещение сварочного автомата (реже изделия) вдоль оси изделия, а вращение роликов используется как вспомогательное движение.

а б

Рис. 3.22. Установки для сварки прямолинейных стыковых швов

В) Изделия типа балок и рам сваривают обычно с помощью самоходных сварочных автоматов, перемещающихся по направляющим стационарных порталов или непосредственно по изделию или с помощью сварочных головок, устанавливаемых и перемещающихся с помощью колоны, тележек.

Установки (например, для сварки балок) оснащены кантователями различного типа.

Рис. 3.23. Установка самоходного сварочного аппарата

2. Круговые и кольцевые швы бывают стыковые, тавровые, угловые, внахлестку (ГОСТ 8713-70). Они разделяются на наружные и внутренние.

Установки для сварки круговых швов поверхностей вращения разделяют на три группы:

• для изделий, закрепляемых консольно;

• изделий, закрепляемых в двух опорах;

• изделий, устанавливаемых на роликовых опорах.

А) Для круговых швов средних и крупных деталей, закрепленных консольно, установки имеют отдельно расположенную колонну, на которой консольно закреплена сварочная головка (рис. 3.24). Детали закреплены во вращателях с фиксированным углом наклона (а) и вращателях (манипуляторах) с переменным углом наклона (б).

а б в

Рис. 3.24. Для круговых швов средних и крупных деталей

Специализированные станки для сварки небольших изделий часто выполняют с общей станиной, на которой размещены корпус вращателя и кронштейн со сварочным аппаратом (головкой, мундштуком) (рис. 3.24в).

Б) Установки для сварки круговых швов поверхностей изделий, закрепленных в центрах на опорах, применяют для сварки с большим (более 1,5–2) отношением длины к диаметру изделия (рис. 3.25).

а б в

Рис. 3.25. Для сварки круговых швов поверхностей изделий, закрепленных в центрах на опорах

В) Установки для сварки круговых швов на роликовых опорах применяют в основном для сварки стыковых швов и реже угловых (рис. 3.26.). На таких установках сваривают цилиндрические и конические изделия Ø от 50 мм до 10 м и более при различной длине, а также изделия шаровой формы. При сварке угловых швов большого калибра предусматривают наклон оси вращения изделия до ± 60º к горизонтали.

Во всех случаях, когда сварочную головку можно перемещать вдоль изделия со сварочной скоростью, установку используют не только для круговых, но и прямолинейных швов, расположенной по образующей изделия.

а б

Рис. 3.26. Установки для сварки круговых швов на роликовых опорах

3. Детали со швами сложной формы в общем объеме работ выполняемых сваркой составляют небольшую долю, однако с увеличением скоростей, нагрузок и других показателей целесообразность применения изделий сложной формы со сложными швами быстро возрастает (рис. 3.27).

а б в

Рис. 3.27. Основные группы швов: а – строго ориентированы; б – не строго ориентированы; в) произвольные

Одной из основных задач автоматизации процесса сварки таких изделий является создание простых в обслуживании и надежных в работе систем слежения за стыком свариваемых кромок. Системы слежения по принципу действия делятся на системы (устройства) прямого действия (щуп-ролик и др.) и системы непрямого действия с применением разнообразных способов преобразования геометрической информации в сигналы положения (различные типы датчиков: электромеханические, фотоэлектрические и др.).