Стыковка и сварка штрипса

процесс сварки штрипса фото Одним из  применений сварки является стыковка штрипса перед линиями непрерывной обработки – гибочными или трубосварочными станами.   Сварка  поперечного шва не является основной операцией, но в то же время без стыковой полосы или штрипса не обойтись.
С точки зрения технологии сварки сложностей сварка штрипса не представляет, но с точки зрения требования к времени всей операции стыковки штрипса, когда стан или линия работает из накопителя – требования жесткие.
установка для сварки штрипса с гильотиной
Качество сварки как минимум должно обеспечивать прохождение штрипса по всей линии  – в этом случае придется выбраковывать часть продукции со стыковыми швами. Оптимально получение качества шва такого, чтобы он по качеству , плотности, прочностным свойствам не мешал процессу сварки, например на стане для производства прямошовных труб – а его качество и качества продольного шва трубы в зоне стыковки штрипса позволяло не выбраковывать участок готовой трубы с поперечным стыком. Стоит понимать, что выбракованные участки имеют тем большую цену, чем дороже выпускаемая продукция.

При сварке штрипсов можно использовать разные способы сварки – сварку покрытым электродом, аргонодуговую, полуавтоматическую или автоматическую MIG /MAG сварку, плазменную, контактную стыковую и даже лазерную сварку. Применение того или иного метода зависит от стыкуемого материала и требуемых временных рамок полного цикла сращивания штрипса, включая подготовку, обрезку, позиционирование, сварку, возможно обработку после сварки и пропуск штрипса в линию. Сварку штрипса можно производить строго перпендикулярно к направлению подачи штрипса, а можно производить под небольшим углом. Это дает возможность избежать полного пересечения продольного и поперечного шва в одной точке при последующей сварки трубы или профиля.  С целью обеспечения максимально короткого времени цикла при сращивании – сварке штрипса установка представляет собой оснастку для позиционирования штрипса перед сваркой, зажимные устройства, устройство для позиционирования горелки, привод ее движения, гильотину для точной подрезки концов ленты перед сваркой, сварочный аппарат (источник питания) и систему управления всей установкой. Дополнительно могут устанавливаться устройства зачистки усиления шва, поджатия  кромок при сварке штрипса малой толщины, автоматика позиционирования штрипса, автоматическое обнаружение кромки штрипса и др. С кратким каталогом специализированных машин для стыковки и сварки штрипса можно ознакомиться по ссылке (откроется в новой вкладке).

Компоненты  установок для стыковки штрипса  не рассчитаны на длительную непрерывную работу, но обладают длительным рабочим ресурсом.  Даже кратковременная остановка трубосварочного стана по причине неисправностей сварочного источника может обойтись гораздо дороже, чем экономия полученная при установке дешевого источника питания для сварки.

Контактная стыковая сварка при сварке штрипса является одним из лучших процессов, так как позволяет за короткое время получить  шов однородный по химическому составу и близкий по прочностным свойствам к основному металлу шва. Однако применение контактной стыковой сварки требует значительных мощностей и оборудование для сварки широкой полосы стоит недешево.

Аппарат для сварки широких ленточных пил и штрипса BLS320

Машина для сварки широких ленточных пил и штрипса

Другой проблемой применения контактной сварки для сварки штрипсов является образование двухстороннего грата – возникает операция по его удалению, время которой может быть сравнимо со временем сварки штрипса дуговыми методами. Контактная стыковая сварка распространена при сварке ленточных пил в кольцо и может быть применена для сварки штрипса, – с другой стороны дуговые методы сварки используются и при сварке ленточных пил.

На фото справа именно такая машина “двойного применения”. Используется сварка MIG-MAG как  правило содержащей молибден стальной омедненной проволокой. Качество получаемого шва вполне достаточно для использования в таких тяжело нагруженных при эксплуатации изделиях как ленточные полотна. Сварка ведется на формирующей подкладке, цикл сварки механизирован. При сварке  углеродистых сталей используется предварительный и сопутствующий подогрев зоны стыка (в основании формирующей подкладки встроен нагревательный элемент). Установка компактна и может перемещаться.

Несмотря на то, что установка такого класса является “полуручным ” приспособлением для сварки полотен и штрипса она с успехом может применяться для работы со штрипсами небольшой толщины из низко- и средне – углеродистых сталей, в том числе и кипящих.  Применение такого оборудования позволяет не зависеть от квалификации сварщика в сравнении с ручным сращиванием штрипса перед линией или станом.

Применение плазменной и аргонодуговой сварки при стыковке штрипса из кипящей и полуспокойной стали неопрадано и затруднено, а такие материалы используются очень широко – например для изготовления водогазопроводных прямошовных труб, профилей коробчатого сечения. Стоимость готовой продукции невысока – поэтому для таких задач вполне подходит и описанная выше машина для сварки пил и штрипса.   Существенными минусами этой машины является сварка шва “под прямым углом” и низкая степень автоматизации процесса стыковки штрипса. Это не всегда хорошо при высоких нагрузках на штрипс в линии, но для станов по сварке ТВЧ прямошовных тонкостенных труб или тонкостенного профиля такого шва хватает. При подборе материала присадки, несмотря на различия в химическом составе шва затруднений при ТВЧ сварке в месте пересечения не возникает (если усиление шва минимально и боковые поверхности штрипса зачищены).

Установка для стыковки штрипса с расположением сварочного шва под углом фото

Установка стыковки штрипса с расположением сварочного шва под углом

Применение плазменной и аргонодуговой сварки при стыковке штрипса из кипящей и полуспокойной стали  затруднено, а такие материалы используются очень широко – например для изготовления водогазопроводных прямошовных труб, профилей коробчатого сечения. Стоимость готовой продукции невысока – поэтому для таких задач вполне подходит и описанная выше машина для сварки пил и штрипса.  Существенными минусами этой машины является сварка шва “под прямым углом” и низкая степень автоматизации процесса стыковки штрипса. Это не всегда хорошо при высоких нагрузках на штрипс в линии, но для станов по сварке ТВЧ прямошовных тонкостенных труб или тонкостенного профиля такого шва хватает. При подборе материала присадки, несмотря на различия в химическом составе шва затруднений при ТВЧ сварке в месте пересечения не возникает (если усиление шва минимально и боковые поверхности штрипса зачищены). Специализированные машины для стыковки (сварки штрипса) как привило встраиваются в линию или стан на входе перед накопителем. Штрипс – или лента поступает и проходит непосредственно через машину. Эти машины могут производить как сварку под прямым углом к линии подачи штрипаса так и с изменением направления сварки под до 15 градусов. Одна из таких специализированных установок показана на фото справа. Оснащение -гильотина, пневматические прижимы, система выравнивания штрипаса перед сваркой, источник и оснастка для аргонодуговой сварки неплавящимся электродом TIG. Машины для стыковки штрипса этой серии рассчитаны на  сварку тонкого штрипса. При применении оборудования микроплазменной сварки возможна стыковка штрипса от 0.2 мм толщиной.  Зажимные приспособления такой установки точны и  рассчитаны на надежную работу со штрипсом  не более 3- мм толщиной.Комбинированная установка для стыковки штрипса

При сварке более толстого штрипса возникают проблемы с фиксацией во время сварки, выставлением необходимого зазора перед сваркой, удаления излишнего усиления при использовании MIG-MAG сварки – и все это должно быть сделано в течении короткого времени.   Вот как это может решаться в рамках одной машины с высокой степенью механизации процесса.

На фото машина сочетающая гильотину для двусторонней обрезки штрипса, фрезерующее устройство для удаления усиления шва, формирующую подкладку, устройство для механизированного перемещения штрипса при позиционировании перед сваркой.

Встает вопрос экономической целесообразности применения машин такого типа. Поставим условия:

  • Трубосварочный стан выпускает трубы электросварные 32×2
  • Стыковка штрипса происходит 3 раза в час или 24 раза в смену
  • Сменность работы 2 смены
  • Рабочих дней 220

Посчитаем потери при сращивании шва вручную и вырезки дефектного участка “летучей пилой” (только по материалу) – порядка 150 мм уходит в металлолом = 0.3 кг ( в год это 3 тонны труб). Кроме того образуются немерные обрезки, которые стоят дешевле чем труба нормальной длины, – в количестве до 6 метров на одну стыковку – или 63 км (около 100 тонн)  немерной трубы, которую трудно реализовывать (металлобазы не берут) и стоит она дешевле. Если даже удастся реализовать все немерные остатки – то в минусе окажется по скромным прикидкам около 1 млн рублей.

Итого, без учета затрат на вырезку дефектных участков и сварочных материалов на установку получаем порядка 27000 евро годовых расходов (потерь), которых могло бы и не быть. И это при производстве одной из самых  дешевых групп продукции.

Стоимость простеньких установок для сварки штрипса, например показанной в вверху стрвницы установки “двойного назначения” с дополнительным оборудованием (гильотина, зачистное устройство, если нужно) составляет приблизительно такую же сумму.

При нормально настроенном режиме сварки при стыковке штрипса можно получить:

  • отсутствие немерных остатков,
  • не нужен квалифицированный сварщик – достаточно 1-го дисциплинированного рабочего в смену ( при частичной загруженности),
  • нет затрат на лишние резы (около 10000 резов)
  • сокращение расходов на сварочные материалы (автомат тратит меньше чем сварщик, электроды стоят дороже чем проволока).

В случае, если загруженность вашей линии невелика и разнесенная стоимость специализированного оборудования для сварки штрипса сильно сказывается на себестоимости продукции или имеет большой срок окупаемости вложений, возможно существуют рациональные и бюджетные решения, однако возможность их применения надо прорабатывать для каждого конкретного случая.

Например есть машина стыковой сварки для широких ленточных пил BBA – у нее цикл сварки длится несколько секунд и не сильно чувствителен процесс к качеству поверхности штрипса, кипучести материала – но … образуется грат. Если есть возможность успеть его убрать – то почему бы не использовать для 100 с чем нибудь мм на 2.0 перед станом ТВЧ



Ваш запрос, отзыв или комментарий

Все поля заполняются на Ваше усмотрение.

Используются файлы cookie, чтобы улучшить работу и повысить эффективность сайта. Продолжая пользование данным сайтом, Вы соглашаетесь с использованием файлов cookie.