Автоматична і напівавтоматична зварка труб під флюсом

Інженери вже давно думали про автоматизацію зварювання, яка б допомогла прискоренню багатьох робіт на виробництві. Один з винайдених варіантів – автоматичне зварювання під флюсом. Цей метод був впроваджений в промисловість в 1939 році завдяки розробкам академіка Патона Є.О. і його команди при інституті електрозварювання. Як здійснюється дугова зварка під флюсом? У чому її переваги? Яке використовується обладнання для автоматичного зварювання?

Суть процесу та варіанти

Автоматичне зварювання під шаром флюсу, звана в міжнародній системі заснована на горінні електричної дуги, що плавиться кромки металу. Для цього в зону зварювання подається дріт, (ГОСТ 16130-72 або з іншими складами), між кінчиком якої і виробом збуджується дуга. Зварювальний трактор, паралельно з цим, подає в зону з’єднання спеціальний порошок – флюс, який покриває розплавлену частину шва, захищаючи від впливу зовнішніх газів. Додатково, шар флюсу сприяє кращій вплавляемості легуючих елементів в шовную структуру, і зменшує розбризкування металу.

Плавиться кінець дроту утримується голівкою зварювального автомата на певній відстані від виробу. Зварювальний верстат може працювати нерухомо, коли його використовують для зварювання труб, які обертаються на роликах, що приводяться в рух редуктором. Або ж головка апарату може рухатися по заданій траєкторії, завдяки наявності шаблону, відповідного формі з’єднання. Оператор установки тільки налаштовує режими зварювання і запускає процес. Технологія автоматичного зварювання під флюсом вимагає людського контролю над роботою і коригування режимів, а також періодичної оцінки якості результату. Моделі, звані зварювальний трактор, пересуваються самостійно на власних шасі, уздовж лінії з’єднання. Всі основні вузли такої машини рухаються разом з нею.

За ГОСТ 8713-79 розрізняють наступні види робіт, які може виконувати зварювальний верстат:

  • зварювати вироби на вазі, без підтримок для зворотного боку шва;
  • на спеціальній мідної підкладці, що оберігає від протікання і напливів;
  • на подушці з порошку;
  • на мідному повзунові, що супроводжує рух головки апарату.

У деяких випадках потрібно накладати попередній кореневої шов, по якому зварювальний трактор буде вести свою роботу. В інших технологіях необхідно виробляти підварювального шви зі зворотного боку виробу.

Застосування зварювального методу

Автоматичне дугове зварювання відповідає параметрам ГОСТ 8713-79. Завдяки високій швидкості роботи вона успішно застосовується для нанесення рівних швів в поздовжньому положенні. Для забезпечення прямого руху головки, зварювальний верстат забезпечується шаблонами, уздовж краю яких рухається електродний дріт і горить дуга. Таким методом швидко з’єднуються товсті листи заліза, використовувані для промислових конструкцій. Можливі й фігурні руху головки апарату. Для цього встановлюють відповідний шаблон.

Зварювальні трактори для зварювання під флюсом здатні виконувати всі шви, позначені ГОСТ 11533-75. Вони добре підходять для з’єднань: встик, внахлест, кутових і таврових. Шов виходить рівний і добре розплавлений, без перевитрати присадочного матеріалу.

Там де потрібно прокласти трубопровід особливо успішно застосовується автоматичне зварювання кільцевих швів. Суть методу полягає в обертанні вироби під нерухомою головкою зварювального апарату. Завдяки підвищеній силі струму, роботи ведуться швидше, ніж в ручному режимі. Шви виходять високої якості. Автоматичне зварювання труб може проводитися на великій ділянці, поєднуючи секції в одну лінію. Розмір таких заготовок досягає 25 метрів. Чи реальні і великі з’єднання, але це залежить від можливості транспортування труби до місця укладання. Додатково, задіють тягачі або залізнична техніка. За допомогою крана труби укладаються в магістраль, а заключний стикового шов виконує зварювальник вручну. Це значно прискорює процес прокладки трубопроводів.

Переваги автоматичного методу

Зварювальний верстат, що працює в автоматичному режимі, відрізняється рядом переваг перед іншими видами зварювання. А саме:

  • висока продуктивність виконання робіт за рахунок збільшеної сили струму і швидкості ведення шва, яка може перевищувати показники інших методів в 15 разів;
  • гарна якість з’єднання завдяки стабільність подачі присадки і постійної швидкості проходу всієї лінії;
  • глибоке проплавлення;
  • робота з трубами великих діаметрів;
  • задіяння меншої кількості зварювальників на однаковий обсяг робіт;
  • більш сприятливі умови праці для зварника і меншої шкоди для здоров’я, зважаючи на віддаленість від джерела випромінювання і диму.

Швидкі режими автоматичного зварювання під флюсом досягаються і за рахунок використання порошку, який подається в зону горіння дуги зі спеціального бункера по трубці. Кількість висипання регулюється широтою відкриття заслінки. Зовні, флюс схожий на круглі світлі кульки, дрібного гранулювання. Посипання зони зварювання флюсом має такі переваги:

  • виключає розбризкування металу зварювальної ванни і присадочного елемента;
  • надає стабільності дузі;
  • затримує процес охолодження зварювального шва, що покращує його фізичні властивості;
  • захищає зварювальну ванну від взаємодії розплавленого металу з киснем;
  • розкислює метал і допомагає якісніше вплавлятися легирующим елементам.

Зварювальний трактор плавить частину порошку електричною дугою від дроту, внаслідок чого утворюється невелика кірка на поверхні з’єднання. Інша частина порошку так і залишається у вигляді гранул. Після завершення шва потрібне видалення шару шлаку молотком і щіткою по металу. Очищене виріб готовий до фарбування або обробці антикорозійними складами.

Різновиди автоматичного зварювання

Автоматичний зварювальний апарат, який створює дугу подачею струму на дріт, і захищає зварювальну ванну шаром флюсу, може мати кілька варіантів виконання. Це можуть бути верстати з рухомою головкою, що виконують рівні або шаблонні лінії швів. Для трубопроводів використовують нерухомі головки, під якими виріб обертається на роликах. Трактори самі їздять по виробу, перевозячи апарат і одночасно ведучи зварювання. У всіх моделях застосовується плавиться електрод (дріт ГОСТ 16130-72). За наступні часи, після впровадження в промисловість цих методів, були розроблені і інші пристрої, що дозволяють автоматизувати зварювальні роботи. Деякі принципи роботи таких установок схожі, а інші відрізняються в корені.

У середовищі аргону

Однією з різновидів є автоматична аргонодуговая зварювання неплавким електродом. В якості останнього виступає стрижень з вольфраму з деякими добавками. Між ним і виробом збуджується електрична дуга, а аргоновий склад газової суміші, що подається через сопло головки апарату, не дає вуглецю вириватися через поверхню шва. Завдяки цьому з’єднання виходить міцним і рівним. Сварка в середовищі захисних газів може виконуватися стаціонарно закріпленої головкою пристрою, під якою виріб провертається, так і рухомою частиною по лінії з’єднання. Аргонно-дугового метод активно застосовується при роботі з нержавіючими трубами і ємностями.

порошковим дротом

Ще одним варіантом є автоматичне зварювання порошковим дротом. Апарат подає плавиться електрод в зону зварювання по роликам. Напруга на кінці дроту створює дугу. Але для захисту розплавленого металу використовується не порошок з бункера, а флюс, що знаходиться в самій дроті. Для цього остання виготовляється трубчастої форми і укладається в бобіни. Такий витратний матеріал коштує дорожче, але полегшує підготовку до зварювального процесу. Зварювальний верстат не вимагає завантаження флюсу в бункер. Наплавлений шов, як і в випадку з насипним порошком, потребує очищення. Апарати можуть працювати переміщаючись на самому виробі або нерухомо, з прокруткою зварювальних частин під ними.

плазмова зварювання

Для швидкого з’єднання легованих сталей була розроблена автоматична плазмова зварювання. У подібних пристроях електрична дуга горить між двома електродами в голівці пальника. Аргон або гелій, що подаються під високим тиском і закручений завіхрітелем, сприяє іонізації полум’я дуги, і посилення її температури. Плазмова зварювання встановлюється на кронштейни, які можуть обертатися по осі. Відстань від центру до головки може змінюватися, що робить зручним це обладнання для кругових автоматичних швів днищ ємностей. Залежно від товщини металу і необхідної висоти шва, пристрій може забезпечуватися додатковим блоком подає присадні дріт.

Крім перерахованих вище агрегатів зустрічаються їх напівавтоматичні версії, де зварнику потрібно направляти зварювальну головку або керувати рухом трактора. Автоматична і напівавтоматична зварка затребувані не тільки на великих підприємствах, але в невеликих фірмах. Адже таким способом можна значно підвищувати продуктивність і прибутковість. Деякі умільці змогли зробити саморобний апарат на основі напівавтомата, який здатний пересуватися по заданій траєкторії.

Режими і особливості

Зварювання автоматичним методом відбувається на підвищених токах. Це забезпечує високу швидкість і ефективність процесу. Рекомендовані параметри наступні:

Діаметр дроту, мм Сила струму, А
2 200-300
3 350-500
4 400-700
5 500-1000

Крім цього, на кожен вид роботи при залученні автоматичного зварювання на трубопроводі, складається технологічна карта, в якій вказується весь комплекс зусиль і ресурсів, щоб з’єднати один кілометр труби. Сюди входять: трудомісткість (наявність певного числа осіб і днів на виконання), вироблення за одну зміну, необхідність в крані (кількість машин на зміну), затрачіваемость енергетичних ресурсів (струму і пального), конкретні вимоги по збірці і зварюванні виробів, техніка безпеки.

Завдяки автоматизації зварювального процесу прискорилося виконання багатьох робіт. Ці машини полегшують монтаж трубопроводів та інших конструкцій. А висока якість швів дозволяє використовувати їх на відповідальних з’єднаннях.

Ссылка на основную публикацию