Сварочные колонны – оснащение, функции, подбор.

Колонна сварочная и вращатель фото Начнем с последнего
При планировании сварки для той или иной группы изделий всегда закладывается та или иная технология сварки. Определяющим является не то, при помощи какого сварочного оборудования она будет проводиться а то, какими способами будет выполняться сварка и какие рабочие движения горелки или головки относительно свариваемого стыка для этого необходимы. Если речь идет о сварке продольных или кольцевых швов обечаек то существует всего несколько технологических схем со сварочными колоннами в комбинации со сварочными вращателями или роликоопорами. Обычно после выбора основной схемы расположения оборудования и приступают к выбору колонны, роликоопор, сварочного вращателя и оборудования.
На наш взгляд это решение не всегда верно, так как вопросы непосредственно предполагаемых режимов сварки швов остаются не проработаны – и подбор сварочной колонны и остального оборудования приходится вести со значительными допущениями (с запасом).  А ведь именно точное соответствие необходимым функциям и достаточный эксплуатационный ресурс влияют и на цену сварочной колонны, и обеспечивает эффективность ее эксплуатации, а часто – и на размеры, грузоподъемность колонны и стоимость всего сварочного центра на базе сварочной колонны.

Функции сварочной колонны

сварочная колонна - одноопорный сварочный порталКолонна должна обеспечивать движение и удержание всей сварочной оснастки, сварочной проволоки а иногда и сварщика с необходимой точностью в направлении рабочих сварочных движений и достаточным для выполнения работы ходом.   Классически сварочная колонна дает только одно точное движение – сварка при выкате консоли колонны. Остальные движения обеспечиваются за счет вращения детали или являются вспомогательными. Использование сварочной колонны в передвижном варианте для сварки при движении колонны по путям вдоль изделия возможно далеко не всегда – и дело здесь в качестве путей. При этом чем тяжелее сварочная колонна – тем труднее обеспечить плавность хода. Для легких колонн с малым весом и инерцией это решается применением точных путей. Существуют похожие решения для такой работы с тяжелой сварочной оснасткой – но это уже не классическая сварочная колонна а одноопорный портал.

Коррекция положению горелки по стыку при работе сварочной колонны выполняется при помощи моторизованных или механизированных суппортов – либо оператором, либо автоматической системой слежения.  Чем тяжелее сварочная головка и чем больше необходимы ход суппортов системы слежения – тем больше требуемая грузоподъемность колонны. Скажем так – что суппорт для одной оси для сварки под флюсом может весить 30-50 кг

Нагрузка на колонну оснащенную оборудованием для сварки под флюсом получается –  40 кг сварочная головка 6-40 кг на флюс (в зависимости от типа системы рециркуляции флюса), 30 кг на проволоку 60 кг на суппорта системы слежения – итого уже 110 без дополнительных деталей крепления, системы поворота головки, системы слежения и прочих. А если использовать сварку расщепленной дугой или с поперечными колебаниями электрода то нагрузка на сварочную колонну увеличивается еще больше.

Всегда стоит обращать на использование осцилляторов поперечных колебаний при оснащении сварочной колонны – работа осциллятора может вызывать автоколебания колонны, особенно при малой частоте колебаний и тяжелой сварочной головке.

“Не классические” решения оснащения и использования сварочной колонны

Наплавка с применением сварочной колонны для тел вращенияНаплавочная установка на базе сварочной колонны.  Использование легкой колонны с мало инерционными приводами позволяет управлять рабочим движением консоли с помощью системы слежения. В показанном на фото справа варианте легкая сварочная колонна оснащена 2-мя сенсорами системы слежения – по высоте и по горизонту. После выполнения первого валика спиральной наплавки перекрытие  с постоянным шагом осуществляется автоматически – копиром служит ранее наплавленный валик. Итог – не требуется сложной механики и сложного контроллера, нет необходимости в долгой переналадке при изменении диаметра детали, сварочный центр можно использовать и для сварки и для наплавки.  Возможно оснащение и для наплавки внутренних поверхностей, программирование для наплавки конических поверхностей.

В классических сварочных колоннах при подвесе консоли как правило используется противовес, цепи и привод подъема работает через них или, реже, через пару шестерня- рейка. Такое решение надежно и долговечно, но не дает возможности точной и плавной регулировки положения консоли сварочной колонны по высоте.  В легких сварочных колоннах возможно применение в качестве привода подъема консоли и пары винт- шариковая гайка (по аналогии с автомобильными подъемниками). Срок эксплуатации такой пары достаточно долог, в первую очередь по причине гораздо меньшей нагрузки.  Такая система позволяет использовать и подъем – опускание консоли сварочной колонны как “сварочное” движение.
Сварка эллиптической обечайки колонна и вращатель с наладки
Интеграция работы системы слежения по высоте расположения сварочной головки на ось подъема-опускания консоли сварочной колонны.

На конце консоли сварочной колонны может не быть больше ничего кроме сварочной горелки и датчика системы слежения, -это позволяет вести сварку изнутри деталей малого диаметра  на значительном удалении от торца.  Кроме того, можно использовать дополнительные датчики и отслеживать положение сварочной головки по зениту ( наклон поверхности) и скорость относительного движения установленной на колонне горелки и поверхности свариваемой детали. Это дает возможность вести сварку с применением сварочной колонны изделий, ранее доступных только специализированным установкам и сварочным роботам.

Конструкция сварочных колонн.

Предположим что из требований технологии изготовления изделий определено какие движения будут совершаться колонной, какие сварочным вращателем, какие движения будут выполняться совместно, какого типа система слежения и каков вес сварочной головки. Исходя из этих данных можно подсчитать требуемую грузоподъемность консоли сварочной колонны. Дальше – возникает предложение – а давай возьмем ” с запасом” – это не всегда оправданно – есть один незаметный, но значительный нюанс.

Распределение веса на консоли сварочной колонны

Любые, даже самые качественные направляющие имеют люфт и при правильном распределении нагрузки китайская “люфтящая” колонна может работать нормально а немецкая раскачиваться при неверном распределении нагрузки на консоли.  С этим пришлось столкнуться когда один из клиентов решил сваривать при помощи колонны оснащенной системой рециркуляции флюса SPS3000 швы изнутри обечайки малого диаметра, при этом задействовав почти весь ход консоли. клиент снял систему рециркуляции флюса и перенес бобину с проволокой на противоположную сторону консоли. Так как  ближе к середине продольного шва консоль сварочной колонны проходила равновесное положение – горелка резко опускалась. Выполнение шва целиком оказалось возможным лишь после того как на переднюю часть консоли добавили противовес кг на 40.  Вывод такой – планируя распределение веса по консоли  необходимо учитывать, что при сварке консоль сварочной колонны по возможности не должна проходить равновесное положение в процессе сварки, особенно на значительном вылете консоли.  При этом необходимо учитывать и массу самой консоли –  в этом нюанс с приобретением колонны с большим запасом грузоподъемности. Так что глубоко не факт, что приобретая колонну с ходом консоли 4 метра вы сможете сваривать горизонтальные линейные швы равной с полным ходом консоли длины. В этом случае наоборот – чем меньше масса консоли с оборудованием, тем легче и точнее работают направляющие, и быстрее проходится равновесное положение.   Существует вариант оснащения колонны 2-мя сварочными головками разного назначения на противоположных сторонах консоли, но попробуйте в этом случае просчитать место равновесного положения и учесть изменение количества флюса и присадочной проволоки с одной стороны и массы катушки с проволокой с другой ( если установлено оборудование для MIG – MAG сварки  на другой стороне консоли). С классической компоновкой сварочных головок такое решение может оказаться не работоспособным.

Существует отдельное применение сварочных колонн, граничащих с применением штативов – подставок для горелок. Однако использование легкой мало инерционной сварочной колонны позволяет программировать ее как исполнительный инструмент для работы в декартовых координатах. Схема и характеристики по рабочему ходу и грузоподъемности такой колонны  представлены в кратком  каталоге по ссылке (откроется в новом окне)

ЧПУ и сварочные колонны

Автоматизацией сварки применение сварочных колонн можно было назвать с натяжкой – так как в большинстве случаев требовалось участие оператора в подводе колонны на место начала сварки, коррекции, установке параметров режима сварки для выбранного шва.  Применение контроллеров позволяет и выводить колонну (и сварочный вращатель при необходимости) в точку начала шва по координатам, вносить необходимые коррекции, выполнять раскладку швов, программировать последовательность их сварки, менять режим сварки от шва к шву и для разных участков шва, включать отключать и менять режим работы корректирующих систем, сварочного оборудования и хранить в памяти до 200 таких программ до 100 кадров в каждой. Некоторые из возможных применений приведены на нашем сайте здесь, однако стоит все таки понимать, что чаще всего в таких решениях ЧПУ так же управляет и вращателем или позиционером, хотя  и не без исключения – например колонна на подвижном основании с ЧПУ на 3 или 4 оси (с установленным устройством поперечных колебаний) вполне готовое решение для сварки конструкций в кондукторах или наплавки ограниченных зон на плоскостные детали.

сварочная колонна тяжелой серии 6 х 6 метровколонна 5 х 4 для горизонтальной сваркиколонна с аргонодуговой сваркой под многопроходные швы



Отзывов (2)

  1. Радий пишет:

    А у вращателя с первой картинки шпиндель проходной? Если да -- то какого диаметра. 369 труба пройдет?

    • kusto пишет:

      Да проходной. Труба 369 пройдет и с большим запасом -- можно до 500 мм, только надо будет следить за нагрузкой -- моментом наклона. Параметры вращателя в каталоге дополнил, приношу извинения за опечатку.

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.