Полуавтоматическая сварка втулки (25Х3МВФ)

Содержание

 

Полуавтоматическая сварка втулки (25Х3МВФ)

 

1. Перспективы развития  полуавтоматической сварки 

2. Организация рабочего  места сварщика

3. Характеристика свариваемой  стали

4. Выбор и характеристика  сварочных материалов

5. Сборка детали под  сварку

6. Выбор режима, оборудования  для сварки и сварка изделия

7. Дефекты сварных  швов и способы их предупреждения

8. Контроль качества  сварных швов

9. Расходные материалы  для полуавтоматической сварки

10. Охрана труда и  пожарная безопасность

 

 

1. Перспективы развития полуавтоматической сварки

 

История развития полуавтоматической сварки

 

Развитие полуавтоматической сварки происходило в несколько этапов по мере появления новых разработок в области сварочных источников. Самым первым источником был выпрямитель (трансформатор+диодная сборка). Данный источник используется и в настоящее время. Следующим шагом в развитии источников для полуавтоматической сварки стал так называемый тиристор (трансформатор+управляемый диод). Самой последней разработкой в области сварочных источников является инвертор (импульсный источник).

Развитие получают и  использующиеся в полуавтоматической сварке защитные газы. Первым из них  был (используется и в настоящее  время) углекислый газ. В настоящее  время в качестве защитного газа используются двух- и трехкомпонентные газы.

Метод полуавтоматической сварки позволяет качественно и  быстро сваривать изделия из большого спектра металлов и их сплавов  в различных отраслях промышленности от пищевой до космической.

Первоначально шланговые  полуавтоматы предназначались для сварки открытой дугой голой электродной проволокой диаметром 4-5 мм. Работа велась на малых сварочных токах. Вследствие значительного диаметра проволоки шланг был тяжелым, недостаточно гибким, неудобным в работе. Малые токи не позво-ляли значительно повысить производительность сварки по сравнению с ручной сваркой, поэтому шланговые полуавтоматы, хотя и были известны, не находили применения.

Созданию практически  пригодного шлангового полуавтомата способствовал  переход к способу сварки под флюсом электродной проволокой малых диаметров, не превышающих 2-2,5 мм. Применение флюса позволило увеличить сварочный ток, что улучшило устойчивость дуги и резко повысило производительность сварки. С уменьшением диаметра проволоки снизился вес шланга и увеличилась его гибкость. Схема установки для шланговой полуавтоматической сварки типа ПШ-5, разработанной в Институте электросварки им. Е. О. Патона, показана на рисунке выше.

Электродная проволока  диаметром 1,6-2 мм, смотанная в бухту, находящуюся в коробке или кассете 1, проталкивается подающим механизмом 2 через гибкий шланг 3 в держатель 4, находящийся в руке сварщика. Сварочный ток подводится к держателю через гибкий шланг от сварочного трансформатора 5 с дроссельной катушкой. Включающая аппаратура и электроизмерительные приборы смонтированы в аппаратном ящике 6.

Подающий механизм работает по принципу постоянной скорости подачи электродной проволоки.

Подача производится асинхронным электродвигателем  переменного трехфазного тока мощностью 0,1 кет через червячную и две цилиндрические пары зубчатых колес. Скорость подачи проволоки изменяется перестановкой зубчатых колес в пределах 80-600 м/ч. Через гибкий шланг сварочный ток подводится к держателю и электродная проволока подается в зону дуги.

Для пропуска электродной проволоки внутри специального гибкого шланга находится гибкая стальная проволочная спираль, отделенная от токоведущей части шланга сдоем изоляции. Поверх спирали расположены гибкие медные провода, по которым поступает сварочный ток. В провода заложены два изолированных проводника для цепи управления. Токоведущая часть защищена хлопчатобумажной оплеткой и прочной резиновой изоляцией 6. Нормальная длина шланга 3,5 м. Шланг заканчивается держателем-наконечником. На держателе смонтирована воронка-бункер для флюса и кнопка для включения механизма полуавтомата и сварочного тока. Электродная проволока, пройдя гибкий шланг, поступает в наконечник и направляется в зону дуги.

Сварочный ток по проводникам  гибкого шланга поступает в держатель  и по трущемуся о металл мундштука концу электродной проволоки направляется в зону дуги. Универсальный держатель ДШ-5 к шланговому полуавтомату (рис.) состоит из изолированного от других частей криволинейного трубчатого мундштука 1, воронки для флюса 2 с заслонкой 3 и ручки 4, внутри которой смонтированы пусковая кнопка и присоединение шланга к держателю. Опорный костыль 5 или специальная насадка фиксируют расстояниемежду мундштуком и изделием и позволяют копировать конфигурацию шва. Существует целый набор специальных держателей к полуавтомату для сварки в труднодоступных местах, обварки труб и фланцев и пр. Флюс для сварки засыпается вручную в воронку держателя.

Сварка полуавтоматом  нормально производится на переменном токе, но иногда и на постоянном токе, например при работе в полевых условиях, при сварке тонкого металла и т. п. Полуавтомат рассчитан на проволоку диаметром 2 мм, ток 200-650 а и скорость сварки (перемещение дуги по шву) 15-40 м/ч. Может применяться проволока диаметром 1,6 мм при токах 150-450 а и проволока диаметром 1,2 мм при токах 100-170 А. Несмотря на сравнительно малые сварочные токи, при шланговой полуавтоматической сварке получается глубокое расплавление основного металла (до 10- 12 мм), что обеспечивает возможность сварки металла не только малых, но и больших толщин. Значительная глубина расплавления объясняется большой плотностью тока.

Шланговые полуавтоматы часто оказываются выгоднее автоматической и ручной сварки. Они пригодны для  сварки металла толщиной от 2-3 мм до самых больших толщин, встречающихся на практике, для сварки всех видов стыковых швов - одно- и двусторонних, со скосом и без скоса кромок, угловых швов в тавровом и нахлесточном соединениях, а также и прорезных швов. Шланговыми полуавтоматами можно выполнять не только сплошные, но и прерывистые швы; они успешно применяются как в заводских, так и в полевых условиях на открытом воздухе, например при сварке стыков трубопроводов, при сооружении строительных металлоконструкций, каркасов высотных зданий и т. д.

Различие между автоматами и шланговыми полуавтоматами довольно условно. Установив неподвижно держатель полуавтомата и перемещая под ним изделие прямолинейно или вращая его, получают дуговой автомат. Существуют шланговые автоматы; в них проволока из шланга поступает не в ручной держатель, а в компактную самоходную сварочную головку, перемещающуюся по линии сварки.

Перспективы развития полуавтоматической сварки

По мнению специалистов, перспективы украинского рынка  сварочного оборудования и материалов выглядят весьма заманчиво – к 2013 г. его емкость должна удвоится. На отечественном рынке представлен широкий ассортимент традиционного электросварочного оборудования: трансформаторы, выпрямители, полуавтоматы, установки для аргонодуговой сварки, сварочные агрегаты. Есть и оборудование, которое представляет собой современный вид электросварочной техники на базе высокочастотных преобразователей, – инверторы. Преимущества традиционного и инверторного оборудования объединяют чопперы – они состоят из классического трансформаторного преобразователя, основного силового узла и электронных модулей (инверторов) европейских производителей. 

Самые простые из представленных образцов – классические трансформаторы, вырабатывающие переменный ток и  предназначенные для ручной дуговой  сварки. Мощные трансформаторы представляют собой громоздкие и тяжелые аппараты, масса которых порой превышает 100 кг. Специалисты оценивают их как надежные, но с посредственными динамическими характеристиками аппараты. Более компактные трансформаторы рассчитаны на меньшую мощность.

Для тех же видов работ (но с более высокой степенью ответственности), что и трансформаторы, используются выпрямители. Инверторы отличаются от традиционных выпрямителей и трансформаторов  большей компактностью и значительно  меньшим весом. Инвертор повышает частоту входного тока с 50 Гц до 5-20 кГц. Благодаря высокочастотному току электрическая дуга получается почти идеальной.

Разбрызгивания металла  при сварке становится меньше. Соответственно улучшается качество соединения. Инвертор незаменим, если напряжение в сети нестабильно или его вообще нет.

В настоящее время  в Украине выпускаются различные  виды оборудования для дуговой, точечной и диффузионной сварки. Среди крупнейших отечественных производителей сварочного оборудования Завод автогенного  оборудования «Донмет», ОАО «Каховский завод электросварочного оборудования», «Киевский экспериментальный механический завод «Сварка», ПО «Коммунар», Опытный завод сварочного оборудования Института электросварки им. Е.О.Патона, ОАО «Симферопольский моторный завод», ЗАО АОЗТ «Укрсварка», ОАО ЭМЗ «Фирма СЭЛМА», ООО «Фрониус-Факел», НТЦ «Эко-Промсварка» и другие.

Из сварочного оборудования зарубежного производства в Украине  представлена продукция ТМ Polysoude (Франция), Elektra Beckum, Abicor Binzl (Германия), «Эсаб», «ИТС» (Россия), Lincoln Electric-Bester, ASPA (Польша) и др.

Электродные материалы

При электрической сварке плавлением применяют следующие  сварочные материалы: сварочная  проволока, неплавящиеся и плавящиеся электродные стержни, покрытые электроды. Стальная сварочная проволока, предназначенная для сварки и наплавки классифицируется по группам и маркам стали на низкоуглеродистую, легированную и высоколегированную. Сварочную проволоку выпускают в мотках (бухтах). Ее выправляют и нарезают на части требуемой длины.

По данным операторов рынка, не менее 90% внутреннего спроса на покрытые флюсом плавкие электроды  обеспечивается продукцией отечественного производства. В сегменте электродной  проволок доля импортной продукции  значительно выше – до 40%. Сварочные  материалы в Украине производят Артемовский машиностроительный завод «Вистек», ООО ПИИ «Бинцель Украина ГмбХ», ООО ПНФ «Галэлектросервис», ОАО «Днепропетровский экспериментально-исследовательский завод сварочных материалов», ООО «Донбасс-Электрод», ЗАО «Запорожэлектрод», ООО «Кременчугский электродный завод», Опытный завод сварочного оборудования Института электросварки им. Е.О.

Патона, ЗАО «Сварочные металлы», ООО «Технолазер» НПФ «Элна», ЗАО «Электрод» и др.

Рыночная ситуация

По информации консалтинговой компании Frost & Sullivan (Лондон), в Украине рост направленных на экспорт отраслей промышленности и моральный износ существующего оснащения увеличивают спрос на современное сварочное оборудование и материалы. Благодаря этим факторам украинский рынок сварочного оборудования и материалов вырастет с $184,9 млн в 2011 г. до $310,8 млн в 2013 г., считают эксперты Frost & Sullivan. Развитие экспортных отраслей промышленности, в свою очередь, рождает внутренний спрос на продукцию, при производстве которой также используется сложное сварочное оборудование и материалы (в том числе и строительство). И хотя немало производителей все еще работают с устаревшими сварочными аппаратами, многие предприятия начинают инвестировать средства в высококачественное и современное оборудование. В России цикл его замены уже начался, а в Украине его начало ожидается в 2009-20014 гг.

Определяющим фактором при выборе сварочного оборудования и расходных материалов отечественными потребителями продолжает оставаться их стоимость. Более низкие цены на продукцию украинских и российских производителей определяют их доминирование на внутреннем рынке.

Хотя отечественные  производители делают ставку не только на низкую стоимость своей продукции. В частности, для повышения конкурентоспособности  сварочного оборудования часть предприятий комплектует его импортными деталями. По информации Frost & Sullivan, на украинских предприятиях по производству сварочного оборудования и материалов импортные комплектующие составляют до 70% от общего объема необходимых деталей. В недавно выпущенных сварочных машинах компании «КЗЭСО» используются детали Siemens/Bosch, которые, хоть и стоят вдвое дороже, обеспечивают более высокое качество сварки и лучшую производительность оборудования. А сварочное оборудование ТМ «Темп» комплектуется деталями «Abicor Binzel» (Германия).

Украинский рынок достаточно активно пополняется новыми разработками в области сварочного оборудования и материалов. В частности, в конце 2008 г. компания Abicor Binzl представила новое поколение сварочных горелок серии «MB GRIP» с диапазоном сварки от 180 до 320 А воздушного охлаждения и 300-500 А жидкого охлаждения. Данная серия дополнила хорошо зарекомендовавшие себя на украинском рынке серии RF и ABIMIG. В свою очередь, сварочные горелки «MB GRIP» заменили предыдущее поколение «MB ERGO», как подверженное наиболее массивному копированию со стороны азиатских производителей. Появился также идеальный ручной инструмент для дома, дачи, гаража и малых производств (3,6 кг) – плазменный аппарат Плазар АП022 для резки, сварки, пайки и термической обработки, работающий на воде.

В конце прошлого года Abicor Binzl вывела на украинский рынок  и новые материалы для сварки – омедненные угольные электроды  серии ABIARC для строжки канавок  и удаления дефектов. Отечественные производители сварочного оборудования ведут активную работу по освоению новых рынков сбыта и поиску потенциальных клиентов как в регионах Украины, так и за рубежом. Так, «Фирма СЭЛМА» планомерно увеличивает экспорт продукции. Реализация сварочного оборудования, производимого этим предприятием, за пределы Украины составляет более 70% от общего объема. Основными зарубежными партнерами «СЭЛМы» являются компании в странах СНГ, Швеции, Сингапуре, Иордании, Сирии, ОАЭ, Вьетнаме и др.

Кроме увеличения объемов  продаж, широкая сеть региональных представительств позволяет производителям не на словах, а на деле сопровождать свою продукцию сервисным обслуживанием на местах как в течение гарантийного срока, так и на весь период эксплуатации.