Автоматизация и применение машин для сварки

Без сварки металлов не обходится ни один производственный процесс. Добиться отличного качества соединения деталей можно путем совершенствования автоматизации сварки. Необходимые свойства шва выполняются за счет множества программ, а отсутствие видимых дефектов образуется благодаря полной механизации сварки. Она зависит от тщательной подготовки изделий для работы, исправности всего оборудования, опыта работы сварщика. Автоматизация сварки основана на полном переходе всего управления к машинам, а сварщик лишь осуществляет контроль над функционированием всего оборудования.

Преимущества усовершенствования процесса сварочных работ

Использование машин позволяет осуществить механизацию сварки, а рабочий берет на себя управление производством. Процесс выполнения работы подразделяется на частичное и комплексное исполнение. Автоматизация состоит из отдельных операций или охватывает весь рабочий процесс. Основными составляющими процесса механизации являются:

• приспособления для работы;
• сварочные инструменты;
• элементы робототехники;
• линии автоматизации.

Применяя автоматизацию сварки, можно добиться осуществления таких задач, как:

• создание базы материалов для работы;
• установление режимов соединения материалов;
• приобретение необходимого количества деталей для сварки;
• установка технологических заданий для каждого этапа работы.

Многие предприятия оснащены сварочными системами в виде робота. Его приобретение и установка экономически выгодны, т. к. в ходе работы пользователь получает:

• систему, осуществляющую механизацию сварки;
• экономию денег на повышении квалификации рабочих.

Сварщик выполняет свою работу, используя дополнительные перерывы, а робот трудится беспрерывно, а коэффициент его деятельности составляет 70-75%. Сварка путем механизации производства выполняется гораздо быстрее, чем вручную. Механизация сварки обеспечивается таким достижением прогресса, как робототехника:

• портальным сварочным оборудованием;
• оптоволоконной лазерной установкой;
• камерой для соединения элементов самолетов.

Для автоматизации всего процесса используют стальные сварные колонны: ступенчатые, раздельные, с постоянным сечением. Они осуществляют контроль над сварочной горелкой и перемещают ее с точно установленной скоростью. Используют колонны при аргонодуговой, плазменной сварке. Они пригодны для перемещения аппаратов для сварки с последующей их установкой. Колонна снабжается выдвижной или неподвижной консолью. Сварочные автоматы оснащаются колоннами, имеющими основные параметры. Наибольшая высота колонны — от 1600 до 6300 мм, вылет консоли составляет от 1120 до 4500 мм. Скорость перемещения штанги составляет 2,0 м/мин.

Осуществление механизации сварки контактным способом

Машины, выполняющие объем работы, подразделяют на специальные и универсальные. Они бывают автоматические и полуавтоматические, используемые при большой мощности и в поточных линиях. Машины-автоматы оснащены большим количеством программ, имеют в своем составе несколько основных узлов:

• сварочный трансформатор;
• регуляторы мощности;
• механизм охлаждения;
• приводы гидравлические.

В автомобилестроении для установления автоматизации сварки есть несколько причин:

• использование листового металла;
• налаживание контроля над очисткой электродов;
• замена ручного неквалифицированного труда.

Используются для сварки робототехнические линии, обеспечивающие сборку, транспортировку, автоматизацию процесса. Робот для контактной сварки состоит из трех узлов:

1. Рабочего.
2. Электронно-вычислительного органа.
3. Запоминающего устройства.

Он работает, используя большое количество программ, в зависимости от наличия узлов, подлежащих свариванию. Робот имеет 6 степеней свободы. Рабочая часть весит от 100 кг, угол поворота составляет 200°. Современные роботизированные комплексы созданы на основе модулей. Манипулятор образует рабочую зону, а конструкция монтируется на жесткую подставку, обеспечивающую удобное перемещение всего комплекса. Сварочная установка состоит из основных механизмов:

• манипулятора;
• блока ГПУ;
• поворотного стола;
• источника тока.

Сварка с применением механизмов, осуществляющих точечное и рельефное соединение

Весь процесс сварки осуществляется с применением машин-автоматов, роботов, промышленных линий. Они различаются между собой по многим параметрам: конструкции механизмов, способам преобразования энергии. Сварочные прессы обладают мощностью 150-660 кВА. Механизмы для автоматизации сварки оснащены станиной, трансформатором, токоподводящим устройством. Управление осуществляется за счет электрической и гидравлической аппаратуры. Контактор устанавливают в механизмах большой мощности. Игнитронный контактор работает от номинального тока в 500 А, 1000 А, 2000 А. Тиристорные контакторы функционируют от тока 230-1600 А (величина зависит от продолжительности импульса тока). Автоматические механизмы для точечной сварки подразделяют по количеству свариваемых элементов (точек) на устройства:

• одноточечные;
• многоточечные.

Они подразделяются на следующие виды, в зависимости от конструкции привода для электродов:

• электромеханические;
• педальные;
• гидравлические;
• пневматические.

Подвесные механизмы для сварки работают от номинального тока 6,3-8 кА. Мощность составляет 75,156,170, 80,25 кВ.А. Они сваривают детали из низкоуглеродистой стали толщиной листа 1,2-1,2 мм; 0,5+0,5+4,4 мм. Максимальная производительность составляет: для подвесных трансформаторов — 80-120 см/мин, а для встроенных механизмов — от 40 до 120 см/мин. Используют конденсаторные и специальные устройства для точечной сварки.

Автоматизация шовной сварки

Широко применяются для работы специальные и наиболее эффективные универсальные механизмы. Они сваривают металлы идентичных марок или однотипные детали.

Машины различаются между собой по таким параметрам, как конструктивные признаки, характер вращения роликов, питание от электротока.

Для сварки они имеют разную массу и достаточно мощный трансформатор. Потребляемая мощность от 30 кВ•А до 100 кВА. Сила тока в пределах от 16 кА до 308 кА. Машины для сварочных работ выпрямляют ток вторичного контура. Они соединяют мембранные и сильфонные узлы, низкоуглеродистые стали и титановые сплавы. Сварочный ток используют от 12 до 80 кА. Скорость сварки колеблется от 0,1-1,5 до 0,2-8 м/мин.

Контур машины подключен к выпрямленному току, который проходит импульсами или течет непрерывно. Универсальные механизмы для шовной сварки работают от тока 10-32 кА. Свариваемые детали имеют толщину 1,2-1,2 мм до 3+3 мм. Скорость сварки составляет 0,5-4,5 до 1-5 м/мин. Мощность используемого электродвигателя с приводом — 0,27-1,1 кВт. Вес механизмов колеблется от 500 до 1550 кг.

Привод вращения состоит из муфты, снабженной электромагнитом. Постоянно используется режим работы, позволяющий наладить прерывистое вращение роликов. Машина снабжена пневматическим и электрическим приводом для сжатия устройства для электродов.

Автоматизация и механизация сварочных работ в современной промышленности позволяют снизить трудоемкость процесса, повысить культуру труда, достичь больших технических и экономических эффектов.