ГЛАВА III. СУЩНОСТЬ, ТЕХНИКА РАЗЛИЧНЫХ СПОСОБОВ  СВАРКИ И ОБОРУДОВАНИЕ

 

Назад: 4. Сварка сжатой дугой (плазменной струёй)

 

5. Сварочное оборудование

 

5.1. Системы и механизмы подачи и правки проволоки

 

Различают три основные системы подачи электродной проволоки: толкающего типа – а, тяну­щего-толкающего типа – б, тянущего типа - в.

На рис.16. приведены три системы подачи (I - кассетное уст­ройство; 2 - двигатель-редуктор; 3 - подающие ролики; 4 - направ­ляющий канал; 5 – горелка).

 

 

Рис.16. Системы подачи электродной проволоки

 

Система подачи толкающего типа (рис.16, а) является наиболее распространенной и используется во всех полуавтоматах, выпускае­мых отечественной промышленностью. К недостаткам этой системы относятся ограничение длины шланга (до 3 м), изгиб проволоки в направ­ляющем канале, невозможность подачи проволоки малого диаметра и значительные усилия в механизмах подачи. Преимуществами являются простота устройства, небольшие размеры и масса горелки, которые служат основными критериями для оператора-сварщика.

Система подачи тянуще - толкающего типа (рис.16, б) - комбина­ционная, усилия в ней минимальны. Такая система может быть исполь­зована для подачи проволок диаметром < I мм, на зна­чительное расстояние (до 10 ¸ 20 м). Однако горелка в такой системе имеет большую массу и габариты. При отсутствии в системе полной синхронизации используют один двигатель с постоянным моментом (толкающий), а другой - с постоянной скоростью (тянущий).

В системе подачи тянущего типа (рис.16, в) к электродной про­волоке приложена сила натяжения и она не изгибается в направляющем канале, но при скручивании канала существует опасность разрыва проволоки. Горелка в этой системе имеет значительные размеры и массу.

Одним из наиболее существенных требований, предъявляемых к конструкции толкающей системы, является значение тянущего усилия, проталкивающего сварочную проволоку в зону дуги. Исключением могут быть механизмы подачи, которые сообщают проволоке кроме не­прерывного поступательного, еще какое-либо движение. Примером та­ких устройств может служить механизм подачи, построенный по плане­тарному принципу, где проволоке придается сложное вращательно-поступательное движение. В этом слу­чае сопротивление прохождению проволоки резко падает, что обеспе­чивает стабильное перемещение проволоки при низких значениях тяго­вых усилий механизма подачи.

В соответствии с требованиями ГОСТ I8I30 тяговые усилия подающих механизмов полуавтоматов для дуговой сварки с толкающей системой подачи проволоки должны составлять: 100 Н - для стальных проволок диаметром до 1,4 мм и алюминиевых проволок всех диаметров, 200 Н - для стальных про- диаметром 1,6 ¸ 3,0 мм.

Характеристика механизма подачи (тип, диаметр электродной прово­локи, которую может подавать механизм, скорость подачи электродной проволоки) определяет технологические возможности полуавтомата. Механизмы подачи бывают со ступенчатым, с плавным и со смешанным регулированием скорости подачи.

 В механизмах со ступенчатым механическим регулированием ско­рости подачи в качестве приводного обычно применяют асинхронный трехфазный электродвигатель. К преимуществам механизмов подачи этого типа следует отнести надежность системы управления, простоту эксплуатации приводного электродвигателя, точное соблюдение режима работы.

Для получения достаточно большого диапазона изменения скорос­тей подачи механизмы таких полуавтоматов выполняют в виде редукторов, имеющих сменные шестерни. Одним из путей расширения диапазона скоростей подачи является применение сменных подающих роликов с различным диаметром

Подающие механизмы с плавным регулированием скорости подачи распространены значительно шире, чем подающие устройства со ступен­чатым регулированием. Обычно плавное регулирование осуществляется при помощи электродвигателя постоянного тока. При этом механизм подачи оказывается значительно проще и легче механизмов со ступен­чатым регулированием. Однако усложняется система управления и нес­колько уменьшается надежность привода. Применяемые электродвигатели постоянного тока – высокоскоростные. Если в прежние годы применяли электродвигатели постоянного тока с частотой вращения 2400 ¸ 3600 об/мин, то в настоящее время все шире применяют электро­двигатели с номинальной частотой вращения 5000…7000 об/мин.

Шланговый полуавтомат должен обеспечивать усилие проталкива­ния до 200 Н для проволоки диаметром 1,6…3,5 мм и 100 Н для проволоки диа­метром 0,8…1,4 мм.

Рассмотренные подающие механизмы имеют наибольшее применение, нес­мотря на их недостаток - большую массу.

Поиски путей уменьшения массы и получения компактных подающих механизмов привели к созданию безредукторных подающих устройств- планетарных. Наибольшее распространение среди устройств планетарного типа получил планетарный механизм ИЗАПЛАН (рис.17).

Рис. 17. Схема планетарного подающего механизма типа ИЗАПЛАН:

1-планетарные подающие ролики; 2 - корпус с коническим отверстием;

3 - основание головки; 4 - приводной электродвигатель с полым ротором

 

Этот подающий механизм состоит из электро­двигателя постоянного тока с полым валом, на котором укреплена подающая головка. Сварочная проволока проходит сквозь отвер­стие в валу электродвигателя к планетарным роликам головки. Ролики расположены под углом к оси проволоки и в процессе обкатки создают осевое усилие, перемещающее проволоку через направляющий канал к горелке. Регулирование скорости подачи проволоки достигается из­менением частоты вращения ротора двигателя. Подающая головка имеет конусный корпус, перемещая который по резьбе можно регулировать усилие прижатия роликов к проволоке. В последних разработках механизмов этого типа предусмотрено автоматическое поддержание заданного усилия прижатия роликов.

Исследования, показали, что применение планетарных подающих механизмов в 3 ¸ 4 раза сни­жает (при прочих равных условиях) сопротивление движению сварочной проволоки по сравнению с обычными роликовыми механизмами. По-види­мому, это связано с вращательными перемещениями проволоки в шланге, которые позволяют обеспечить надежную подачу проволоки при меньшем усилии проталкивания, развиваемом механизмом. У таких механизмов наибольшее усилие проталкивания равно 150 Н.

Механизм подачи электрода - основной узел сварочной головки состоит, как правило, из системы подающих проволоку роликов и привода. Один из роликов, связанный с выходным валом привода, является подающим, а другой, обеспечивающий прижатие прово­локи к подающему ролику - прижимным.

Современные механизмы подачи содержат два или несколько пода­ющих роликов различной конструкции и в различных сочетаниях. Как правило, применяют одну пару подающих роликов, в которых один - подающий, второй – холостой. Такая система обеспечивает достаточное усилие подачи стальной сплошной проволоки при сравни­тельно небольшом расстоянии между подающим устройством и зоной свар­ки. Обычно используют ролики с гладкой канавкой, позволяющие полу­чить усилие подачи до 200...300 Н.

Если нужны большие усилия подачи, то применяются ролики, канавка которых снабжена насечкой, или представляющие собой шестерни, в зубьях которых прорезана канавка. Насечка обеспечивает надежную подачу, но при этом увеличивается износ мундштуков от заусенцев на проволоке. Для проволок диаметром менее 1,2...1,6 мм предпочтительны цилиндрические ролики с насечкой.

 Порошковые проволоки вследствие их малой радиальной устойчивости и большого сопротивления проталкивания не допускают больших усилий сжатия. Они требуют применения механиз­мов с двумя парами роликов или механизмов с большим углом обхвата. Лучше всего применять в них ролики, препятствующие раскрыванию замка оболочки проволоки и, следовательно, просыпанию порошка.

Правка электродной проволоки в сварочных автоматах и полуавтоматах осуществляется плоским пласти­ческим изгибом между правильными роликами. Оптимизация процесса правки прежде всего связана с выбором рациональных параметров пра­вильного механизма. Основными параметрами плоского роликового механизма являются число, шаг и диаметр роликов, а также мощность, затрачиваемая на правку.

 

         Далее: 5.2. Сварочные горелки, системы охлаждения