ГЛАВА III. СУЩНОСТЬ, ТЕХНИКА РАЗЛИЧНЫХ СПОСОБОВ СВАРКИ И ОБОРУДОВАНИЕ

Назад: 2.4.5. Разновидности сварки неплавящимся электродом

2.4.6. Сварочное оборудование

Сварочные горелки

Горелки подразделяются по применению - на ручные и автоматические, по системе охлаждения - с естественным и водяным охлаждением.

Для закрепления вольфрамового электрода и токоподвода к нему чаще всего применяются цанговые зажимы; с цангами, вынимающимися либо в сторону дуги, либо в противоположном направлении. Существуют также и бесцанговые конструкции, например с винтовым поджимом вольфрамового электрода. Такая конструкция более проста, не нуждается в сменных цангах, но не обеспечивает достаточной надежности токоподвода.

Эффективность газовой защиты сварочной ванны во многом зависит от аэродинамических свойств проточной части сопла горелки. Наиболее широкое применение нашли сопла, имеющие коническую камеру на входе газа и цилиндрический канал на выходе. Длина начального участка газовой струи, осуществляющего защитные функции, для такой конструкции сопла приблизительно равна внутреннему диаметру цилиндрического канала. Это позволяет производить сварку при выдвижении вольфрамового электрода из сопла на расстоянии 4…10 мм. В большинстве конструкций горелок газ вводится в сопло через 8…16 каналов диаметром 1…2 мм. Защитные свойства газового потока улучшаются при вводе газа в сопло через сетчатые пористые мелкоячеистые фильтры.

Ориентировочная зависимость между внутренним диаметром цилиндрической части сопла и сварочным током приведена ниже:

Сварочный ток, А	100	200	300	400	500
Диаметр сопла, мм	6-8	10-12	14-16	18-20	20-22

Конструктивное исполнение сопла горелки зависит от удобства выполнения швов в труднодоступных местах, в глубоких разделках. Так, при сварке листов металла толщиной свыше 20 мм без разделки кромок, собранных с щелевым зазором, применяются горелки, сопла которых вводятся в щелевой зазор и располагаются непосредственно над сварочной ванной. При сварке высокоактивных металлов, таких, как титан, цирконий, или в случае работы на открытых площадках при наличии сквозняков на сопла дополнительно устанавливаются защитные приставки или камеры.

На неплавящемся электроде выделяется значительное количество теплоты. Отвод ее может осуществляться либо непосредственно корпусом горелки, либо с помощью специального теплоносителя, чаще всего воды.

По конструкции горелка для ручной сварки должна быть легкой и удобной, в том числе и для сварки в труднодоступных местах. В частности, она должна иметь рукоятку (держатель); место закрепления вольфрама часто соединяют с рукояткой поворотной (гибкой) связью, позволяющей изменять угол между электродом и рукояткой.

Горелки для ручной сварки выпускаются на токи до 500 A и, как правило, они имеют водяное охлаждение. Горелки с естественным воздушным охлаждением применяются в специальных случаях, например, для сварки в монтажных условиях на токах до 150 А.

В табл.19 приведены технические характеристики серийно выпускаемых горелок для ручной сварки вольфрамовым электродом.

Таблица 19

Тип горелки	Номинальный ток, А	Диаметр электрода, мм	Вид охлаждения
ЭЗР-5	75	0.5…1.5	Воздушное
ЭЗР-3	150	1.5…3.0
ГР-4	200	0.8...4.0	Водяное
ГСН-2	150	2.0…3.0
ГСН-1	450	3.0…5.0

Широкое применение в судостроительной промышленности нашли горелки типа ГСН.

Горелки для автоматической сварки имеют ряд конструктивных особенностей. Важно, чтобы горелка не ухудшала обзора места сварки. Горелки для автоматической сварки, как правило, рассчитываются на большую длительность работы. В связи с этим в горелках принимаются специальные меры для повышения их термостойкости. Сопла для этих горелок изготавливаются обычно из латуни или меди и интенсивно охлаждаются, для чего сопло непосредственно омывается водой.

Горелки, предназначенные для длительной непрерывной сварки вольфрамовым электродом, и горелки, предназначенные для сварки угольным электродом, имеют механизм для осевого перемещения электрода, с помощью которого можно скомпенсировать изменение длины вылета, вызванное расходом электрода. Из-за незначительного расхода вольфрама такие устройства в горелках для вольфрамового электрода предусматриваются лишь в случае, если сварка должна выполняться без перерыва в течение нескольких часов.

Установки

С учетом ранее перечисленных особенностей процесса горения дуги переменного тока в среде аргона можно определить состав сварочной установки. Установка должна состоять из сварочного трансформатора, дросселя насыщения для регулирования величины тока, осциллятора для первичного возбуждения дуги, генератора импульсов высокого напряжения (стабилизатора) для надежного повторного возбуждения дуги при смене полярности с прямой на обратную и устройства для компенсации постоянной составляющей тока. В установку входит также дополнительно устройство заварки кратера и управления газовым клапаном.

В состав сварочной установки для сварки на постоянном токе входят: генератор или выпрямитель, балластный реостат, а также осциллятор.

В настоящее время в производстве применяются установки: УДГ-101 (для сварки постоянным током до 80 А), УДГ-180, УДГ-301, ИПК-350 (для сварки переменным током), ИПИД-300 (для сварки импульсным током).

Автоматы

При автоматической сварке неплавящимся электродом механизируются сварочное движение и подача присадочной проволоки. Перемещение электрода к изделию в неответственных случаях может выполняться вручную, однако при сварке ответственных изделий это перемещение автоматизируется обычно с помощью систем автоматического регулирования длины дуги.

Автоматы для сварки неплавящимся электродом с присадкой имеют развитую систему настроечных и корректировочных перемещений, которые позволяют направлять ось электрода по линии стыка и корректировать ее положение во время сварки (вручную или автоматически), но и обеспечивать необходимую ориентацию присадочной проволоки относительно электрода и стыка, направляя ее в сварочную ванну на заданном расстоянии от электрода.

В качестве примера аппарата для сварки вольфрамовым электродом с присадкой можно привести автомат A-I272. В этом автомате обеспечивается интенсивное охлаждение цангового электрододержателя. Горелка снабжена сетчатыми диафрагмами, обеспечивающими надежную защиту сварочной ванны и нагретого электрода от окружающего воздуха.

Автомат АГВ-5 снабжен специальным устройством БРДД-1, при помощи которого при необходимости может осуществляться автоматическое поддержание заданной длины дугового промежутка. Кроме того, предусмотрена возможность выполнения сварки с поперечным колебанием горелки с помощью механизма кривошипно-шатунного типа.

При сварке неплавящимся электродом очень важно обеспечить визуальный контроль и автоматическое регулирование положения электрода относительно стыка свариваемых элементов. Визуальный контроль может быть осуществлен с помощью специального оптического проектора, как это сделано в автомате АДСВ-5, во многом подобном автомату АГВ-5.

Особое место занимают сварочные аппараты для сварки стыков труб. Они дополнительно различаются по следующим признакам: по наличию вращения трубы при сварке (для сварки поворотных и неповоротных стыков); по положению оси трубы при сварке (с горизонтальной, наклонной и вертикальной осью трубы); по условиям применения (для сварки в стационарных, монтажных и полевых условиях).

Основные составные части автоматов для сварки поворотных стыков труб такие же, как у автоматов общего назначения.

Сварку неповоротных стыков труб производят в монтажных и полевых условиях. Аппаратура для сварки неповоротных стыков труб отличается наличием разъемных и съемных направляющих сварочного движения (если сварочный аппарат перемещается не по поверхности трубы) и устройств удержания аппарата на трубе, а также переменным положением в пространстве сварочной ванны (кроме случаев сварки труб с вертикально расположенной осью).

Характерным примером аппаратов для сварки неповоротных стыков могут быть сварочные автоматы типа ОДА. Гамма этих автоматов предназначена для аргонодуговой сварки неповоротных стыков труб диаметром 8…76 мм из коррозийно-стойкой стали с толщиной стенки до 4 мм без присадочной проволоки во всех пространственных положениях. В комплект автоматов входят сварочные головки, источник питания, аппаратный шкаф и пульт управления. Сварочная головка автомата типа ОДА смонтирована на скобе, надеваемой на свариваемую трубу, скорость сварки плавно настраивается в пределах 10...30 м/ч, сварочный ток - до 200 А, масса сварочной головки со скобой 10,6 кг.

Для сварки в инертных газах химически активных металлов и сплавов создана сварочная аппаратура с малогабаритными накидными камерами. Характерный представитель сварочных аппаратов этого типа - автомат A-I329 ( рассчитан на сварку труб диаметром до 133 мм и снабжен комплектом накидных камер). Сварные соединения таких труб выполняют на монтаже при весьма малых объемах рабочего пространства. Поэтому автомат A-I329 имеет малые размеры и небольшую массу. Основной тип соединения - стыковое. Вращение электрода осуществляется через червячную передачу и гибкий вал от привода, размещенного вне камеры. Для сварки труб со значительной толщиной стенок камера снабжена устройством для подачи присадочной проволоки, запас которой устанавливается на трубу до ее стыковки.

Далее: 2.5. Сварка плавящимся электродом