Автоматизированная сварка

Виды сварочных полуавтоматов
Полуавтоматы применяются при дуговой механизированной сварке. В их конструкцию, помимо других комплектующих, входят горелка, которая перемещается вручную, и автоматизированное устройство для подачи электродной проволоки.
Сварочные полуавтоматы нашли широкое применение во всех сферах строительства и промышленности. Все трудные места доступны для сварки полуавтоматом. Часть полуавтоматов снабжена программным устройством в блоке управления.
Единая система обозначения позволяет грамотно выбрать для каждого вида работ нужную марку сварочного аппарата.
В обозначении полуавтомата сначала проставляются буквы. Первая буква обозначает изделие, например: П – полуавтомат, У – установка.
Вторая буква говорит о способе сварки: Ш – шланговый, Д – для дуговой сварки.
Третья буква дает информацию о способе сварки в определенной среде, например: Ф – флюсовый, ФГ – флюсо-газовый. Наличие третьей буквы вовсе необязательно, и она может вообще отсутствовать. Обычно все полуавтоматы ведут сварку в газозащитной среде, и поэтому повторять это в обозначении не имеет смысла.
После буквенных индексов следуют цифры. Первая показывает значение силы тока в сотнях ампер. Вторая и третья цифры обозначают модификацию полуавтомата.
После третьей цифры опять следует буква, обозначающая климатические условия, например: У – район с умеренным климатом; ХЛ – район с холодным климатом; Т – тропики.
Последняя цифра указывает категорию помещения: 1 – на открытом воздухе; 2 – неотапливаемое помещение; 3 – помещение с естественной вентиляцией; 4 – помещение с принудительной вентиляцией и отоплением; 5 – помещение с повышенной влажностью. Электродная проволока в полуавтоматах подается по пустотелому шлангу (отсюда название «шланговый полуавтомат»). Все модели взаимозаменяемы и унифицированы, имеют единые разъемы и диаметры электродной проволоки; энергетические параметры у них также совпадают. Такая совместимость позволяет при необходимости использовать электродвигатели, горелки, катушки с проволокой и подающие механизмы, взятые с аппаратов разных марок. На рисунке 122 представлена схема полуавтомата для сварки в среде защитного газа.

 

Схема сварочного полуавтомата для сварки в среде защитного газа

Рис. 122. Схема сварочного полуавтомата для сварки в среде защитного газа

 

 

Составными частями такого устройства являются сменная газовая горелка, подающий механизм, шланг подачи электродной проволоки, кассеты для хранения проволоки, газовый шланг, блок управления, источник питания, провод цепи управления, газовая аппаратура, кабели.
 
Устройство сварочной горелки
Горелку используют для подачи в зону горения защитного газа или флюса и электродной проволоки. Рукоятка горелка отличается прочностью и удобством. Ее обычно выполняют из литьевого изоляционного материала. Она снабжена предохранительным щитком и пусковой кнопкой. Главными элементами горелки являются сопло и подводящий ток наконечник (рис. 123).

 

Горелка с плавящимся электродом в среде защитного газа

Рис. 123. Горелка с плавящимся электродом в среде защитного газа: 1 – трубка подачи защитного газа; 2 – вход плавящегося электрода (проволоки); 3 – подвод защитного газа к соплу; 4 – рабочее сопло; 5 – струя защитного газа вокруг электрода; 6 – электрод в месте возникновения дуги; 7 – кнопка пуска; 8 – защитный щиток; 9 – переходная втулка; 10 – сеточные (металлокерамические) вставки.


Сопло горелки постоянно подвергается налипанию расплавленного металла. Этот недостаток сопла устраняется хромированием, полированием или заменой материала на керамику. При значении сварочного тока, равном 325 А и больше, сопло горелки дополнительно охлаждается. Каждые полгода необходимо заменять горелку на новую.
Наконечники для подачи тока рассчитаны примерно на 5–10 ч непрерывной работы. Их изготавливают из самых различных материалов – меди, бронзы, сплава меди и графита, меди и вольфрама. Самый короткий срок службы – у медного наконечника.
Медно-графитовые наконечники, имея малый срок службы, лучше обеспечивают контакт при сварке и гарантируют хорошее скольжение, что особенно важно при сварке алюминиевой проволокой. Самую длительную работу обеспечивают наконечники на медно-вольфрамовой основе.
При сварке низколегированных и низкоуглеродистых сталей в среде углекислого газа применяют полуавоматы ПДГ. ПДГ состоит из источника постоянного тока, подающего механизма, газовой аппаратуры, сварочных горелок и соединительного гибкого шланга. В автоматах этого типа применяют горелки марки ГДПГ. В корпусе изделия размещен типовой блок питания. С помощью блока управления можно осуществлять в режиме наладки следующие операции: включение подачи защитного газа для настройки его расхода; подача электродной проволоки с заданной скоростью; вид рабочего цикла; настройка на определенный вид сварки (длинными, короткими, точечными швами).
Если полуавтомат работает в режиме сварки, то выполнение команд о начале и конце сварки обеспечивает блок управления. В начале сварки блок управления включает подачу защитного газа и источник питания и немного погодя (через 0,5 с) включает подачу электродной проволоки со стабильной скоростью.
При включении команды о прекращении сварки выключается электродвигатель подающего механизма и происходит его торможение; спустя некоторое время (до 5 с) источник питания и подача защитного газа отключаются.
Полуавтоматы ПДГ предназначены для работы в умеренном климате. Марки ПДГ-305 и ПДИ-303 предназначены для работы преимущественно в холодном климате. Если в работе будут задействованы полуавтоматы ПШ-13 или ПДГ-516, то сварка будет вестись с помощью стальной и порошковой проволоки.
Если предстоит сварка изделий из титановых сплавов, то подойдет полуавтомат ПШ-109. Он предназначен для сварки конструкций из титановых сплавов сплошной электродной проволокой в аргоносодержащих газовых смесях. С помощью этого автомата можно вести сварку во всех пространственных положениях, кроме потолочного. В качестве подающего механизма здесь используется механизм «Изаплан»; генератор ГИИДС-1 обеспечивает сварку в импульсном режиме; для принудительного обдува остывающей зоны шва в полуавтомате используется охлаждающее устройство. Скорость подачи проволоки здесь регулируется путем изменения скорости вращения вала двигателя. Усилие прижатия подающих роликов можно регулировать с помощью конусного корпуса подающей головки.
К универсальным относятся полуавтоматы А-1197 и ПШ-112. А-1197 используют для сварки в среде углекислого газа и под флюсом порошковой и сплошной проволокой. В этом автомате газовая и флюсовая аппаратура взаимозаменяема: если газовую аппаратуру заменить на флюсовую, то схема готова к сварке под флюсом.
Так же обстоит дело и с типами применяемых горелок. При работе в среде защитного газа используется горелка ГДПГ, которую в случае необходимости можно заменить другой маркой, например А-1231-5-Ф2 (в режиме сварки под флюсом).
Для сварки порошковой самозащитной проволокой применяется полуавтомат ПШ-112. Если предстоит сварка сплошной проволокой в углекислом газе, то ПШ-112 предоставляет для этого вида работ возможность переоборудования. Программное устройство, встроенное в блок управления БУСП-1, позволяет программировать линейную зависимость сварочного тока при замене электрода или режима сварки. Благодаря такому устройству облегчается наладка автомата и гарантируется качество швов.

Управление сварочными полуавтоматами
В зависимости от того, какой тип двигателя подающего механизма встроен в конкретный автомат, все системы управления ими делятся на три группы.
В первую группу входят полуавтоматы, работающие от электродвигателя постоянного тока, который подсоединен к источнику питания сварочной дуги.
Во вторую группу входят полуавтоматы, работающие от асинхронных двигателей.
Третья группа включает в себя полуавтоматы, работающие от электродвигателей постоянного тока, которые регулируют плавную подачу проволоки в определенном диапазоне. Система управления автоматами представлена в виде отдельных узлов.
Для работы первой группы системы управления необходимо убрать блоки 3, 5, 7. Здесь скорость подачи проволоки регулируется в узком диапазоне напряжения сварочной дуги, что существенно влияет на применение данной схемы.
Вторая группа системы управления начинает работать при выключении из работы блоков 3 и 5. В этой схеме производительность работы полуавтомата уменьшается за счет постоянного регулирования скорости подачи электродной проволоки.
Самой совершенной является третья группа системы управления. В ней нет недостатков, присущих двум первым системам. Тиристоры и транзисторы позволяют регулировать скорость подачи электродной проволоки в широком диапазоне. Это влияет на надежность системы в целом и позволяет уменьшить размеры аппаратуры.