Автоматизированные установки для сварки кольцевых швов

автоматическая сварочная установка для кольцевых швов фото Автоматизированные установки для сварки обечаек, поворотных стыков деталей трубопроводов и других схожих применений можно условно разделить на универсальные комплексы состоящие из оснащенной сварочной колонны и роликовых опор или сварочного позиционера – такие установки как правило используются при сварке емкостей типа цистерн, и специализированные  установки для сварки определенных групп деталей.  Устройство автоматизированных установок для сварки поворотных стыков несложно – вращатель ( с прижимной пинолью – задней бабкой), система креплений и подвода и отвода горелки, если необходимо – дополнительные люнеты для загрузки – выгрузки или поддержки деталей, непосредственно сварочное оборудование и система управления всей установкой с задачей параметров сварки кольцевого шва.От того насколько взвешенно и правильно будут подобраны все эти компоненты автоматизированной сварочной установки и зависит эффективность ее работы, производительность и удобство использования а так же эксплуатационный ресурс. Комплексы состоящие из оснащенной сварочной колонны и роликовых опор в этой заметке рассматривать не будем – речь пойдет только о специализированных установках.

С краткими техническими характеристиками установки для сварки кольцевых швов небольших емкостей (на фото выше) можно ознакомиться в каталоге или перейдя по ссылке.

Возможности управления и объединения функций в установках для сварки кольцевых швов

На видео ниже установка выполняет сварку 2-х взаимосвязанных в пространственном  расположении  кольцевых швов  с одного установа деталей  вала на вращатель :

– осевой прижим достаточен для того чтобы ничего не прихватывать перед сваркой
– первый проход шва ведется на стабилизированной короткой дуге с модуляцией по величине сварочного тока от контроллера установки и обеспечивает устойчивое проплавление с оптимальной формой заполнения разделки без карманов и подрезов
– при сварке второго прохода меняется и параметр работы сварочного источника и скорость сварки и положение горелки к зениту + добавляются поперечные колебания сварочной горелки
– переход ко второму шву в изделии автоматизирован, сварка второго шва может вестись по независимой программе – на других режимах и с произвольной раскладкой проходов.

При возможности держать в памяти порядка 200 программ с полностью цифровыми настройками и при объеме каждой до 99 кадров такого типа установки для сварки кольцевых швов вполне могут заменить комплекс с роботом, при ощутимо меньшей стоимости оборудования.

Возможности такого управления установкой для сварки кольцевых швов позволяют реализовать например такие задачи:
– автоматизированную операторонезависимую попеременную сварку проходов нескольких кольцевых швов на одном изделии
– приварку швов не являющимися кольцевыми в чистом виде – например проушина к гидроцилиндру, проушина к штоку

– сборку с запрессовкой детали в деталь, сваркой и прихваткой в автоматическом режиме
– интеграцию в линии, автоматическую разгрузку и выгрузку деталей

Для правильного подбора всех компонентов, которые в значительной мере определяют и стоимость установки для сварки поворотных стыков нужно в первую очередь определиться с диапазоном размеров изделий, применяемой технологией сварки (метод сварки, количество проходов, порядок сварки швов, перечень операций по подготовке деталей к сварке и сборке под сварку, необходимость регулировки параметров режима при сварке кольцевого шва), интенсивности эксплуатации и количеству деталей в партии.  Количество деталей в партии и стоимость одной детали или образца для проверки режима сварки могут существенно повлиять на компоновку установки.

При настройке режима сварки кольцевых швов на всех установках помимо параметров режима работы сварочного оборудования к важным параметрам режима сварки кольцевых швов относится положение горелки относительно зенита и угол наклона горелки к поверхности. Без повторяемости положения горелки невозможна полноценная память программ и быстрая перенастройка установки на сварку другого изделия.   Особой сложностью отличаются подборы режимов автоматической сварки с полным проваром кольцевых швов алюминия и алюминиевых сплавов.  В этом случае редко удается обойтись без разбиения кольцевого шва на секторы для каждого из которых приходится задавать свои значения сварочного тока, скорости сварки, подачи присадочной проволоки

Объединение функций сборки и сварки изделий с кольцевыми швами

настольная установка для сварки кольцевых швов фото
На фото справа “железо” установки для сварки трубок небольшого диаметра с концевой арматурой. В установке реализован верхний прижим заготовок в зоне сварки, взаимное позиционирование по прецизионному люнету и осевой поджим задней бабкой – то есть полноценный 3-х точечный наружный центратор. Сохранено легкое восстановление положения горелки при переналадке – все оси, включая наклон горелки, снабжены линейками или шкалами. Остается воспроизвести программу работы сварочного оборудования и соотнести ее со скоростью вращения детали и требуемым угловым перемещением заготовки.

С основными техническими данными этой серии установок малой грузоподъемности можно ознакомиться в каталоге или перейдя по ссылке.

Распространенной конструкцией установок для сварки кольцевых швов является   сварочный позиционер + штатив к нему для удержания горелки в требуемом положении.

Достоинства и недостатки таких конструкций сварочных установок:

установка сварки кольцевых швов Lorch фото

Представитель  первый – одна из установок для сварки кольцевых швов производства фирмы Lorch (Германия).   Система позиционирования горелки здесь выполнена в радиальных координатах – при помощи поворотного штатива и суппортов регулировки. Дополнительно установлен шаровой шарнир, позволяющий наклонить горелку под произвольным углом.  По части регулировок положения горелки установка обеспечивает все необходимые настройки и их точное поддержание. К крупному недостатку можно отнести трудность перенастройки с одного изделия на другое по положению горелки, а оно сильно влияет на результат сварки. Таким образом 1-2 детали при переналадке могут быть сварены с дефектом.  Нормально и надежно собранная конструкция, однако вряд ли ее стоит рекомендовать для сварки деталей мелкими партиями. Еще один недостаток – это невозможность установки на нее полноценных корректирующих систем и разбивки шва на произвольные секторы.

 

Сварочный вращатель  -это важная составляющей частью установок для автоматизированной сварки кольцевых швов

Ресурс работы элементов сварочного вращателя (позиционера) предназначенного для ручной сварки может быть невысок. Если при сварке достаточно массивных изделий сварочный вращатель нарабатывает небольшое число циклов, то при сварке мелких деталей из число может исчисляться десятками или сотнями тысяч за год при односменной работе. Люфт в подшипниках и главной передаче сварочного вращателя, используемого для ручной сварки оказывает слабое влияние на результат – значительное число новых вращателей низкого и среднего ценового диапазона имеют его и в новом состоянии.   Люфт приобретает решающее значение при автоматизации сварки поворотных швов, – возникают погрешности при позиционировании и перекрытии сварного шва. Так же большое число свариваемых деталей вносит свои коррективы и в систему управления установкой и ее компоненты.

Применение систем слежения по стыку, устройств поперечных колебаний сварочной горелки в установках для сварки кольцевых швов

Общие принципы работы систем слежения за швом описаны в рубрике “системы слежения…”. При выборе той или другой системы для установки сварки поворотных швов нужно придерживаться этих же принципов, однако есть свои тонкости в их применении в установках для поточной сварки, когда время сварки одного шва становиться сопоставимо со временем наладки работы системы слежения и коррекции положения горелки по стыку и  самоустановки системы на стык, особенно когда за счет системы слежения отрабатывается функция автоматического поиска места сварного шва.установка автоматизированной сварки продольных и кольцевых швов

На фото слева установка для сварки как продольных так и кольцевых поворотных стыков с тактильной системой слежения. Краткие технические характеристики и описание возможностей установок такого типа дано в каталоге “Установки для сварки кольцевых и продольных швов”  Одной из дополнительных возможностей таких установок является возможность сварки линейных швов как в направлении вдоль оси вращения изделия так и поперек – например при приварке фланца к квадратной трубе. Система слежения позволяет компенсировать  неточности углового позиционирования заготовки и размещения деталей в оснастке.

Некоторые трудности при настройках установок для кольцевых швов и пути их преодоления

Трудности могут встречаться следующие:

При приварке деталей с разной теплоемкостью или разным теплоотводом по мере неравномерного разогрева (одна деталь со стороны кольцевого шва разогревается больше другой) дуга и зона проплавления, валик начинает смещаться в сторону более нагретой детали. Бывают случаи когда шов не замыкается.

Путей решения тут может быть несколько:

– простейший в устройстве теплоотвода от менее массивной детали или учетом этого эффекта при проектировании изделий;

– использование более концентрированной и соответственно труднее отклоняющейся дуги (это зависит от возможностей сварочного источника и метода сварки);

– введение управляемой коррекции положения горелки или сдвига центра колебаний поперек оси шва (этот вариант требует наличия точных приводов и ЧПУ, способной разложить шов на секторы свариваемые при разной настройке сварочных параметров

По мере прогрессирующего разогрева детали в процессе сварки увеличивается глубина проплавления (иногда до прожогов) или меняется характер растекания валика шва

–  можно разбить шов на секторы с  изменением параметров горения дуги (не только тока) от одного к другому. Заметим что тут многое зависит от ЧПУ установки и возможностей управления источником

–  часто можно использовать функции линейного спада тока , если позволяют сварочные источники – совместив в программе необходимые точки начала и окончания спадов с углами поворота детали. Это больше относится с ТИГ -сварке как с присадочной проволокой так и без . Чаще всего это удается сделать на деталях небольшого диаметра или наоборот на деталях достаточно большого диаметра и массы – так как  в этом случае деталь успевает остывать. Все зависит еще и от материала детали – так на сварке алюминиевых сплавов чаще всего без секторов не получится устойчивого процесса и качественного шва.

При сварке разнотолшинных деталей шов не начинается, прожоги на более тонкой детали

– Частично это можно компенсировать смещением дуги в сторону более толстой детали, и неспешным ее прогревом в начале сварки (если ТИГ процесс). Этот способ требует точного позиционирования сварочной горелки – то есть зависят от механики и ее люфтов. Помогает и импульсная сварка с частотой в несколько сот герц.

– Изменение конструкции изделия или дополнительный теплоотвод на более тонкую деталь как оснастка.

Следующее “тонкое место” – зона перекрытия сварного шва

– МИГ МАГ процесс отличается низкой глубиной проплавления поэтому при некорректном начале шва с образованием резких переходов и карманов при перекрытии в них будут “захлопнуты” загрязнения и скорее всего будут поры в зоне перекрытия – то есть тут важнее как шов начнется чем как он будет заканчиваться.

– Заварка кратера на МИГ МАГ обычно не вызывает трудностей если есть возможности регулировки скоростей спада тока и тока заварки кратера с его длительностью. Задача несколько осложняется если используется устройство поперечных колебаний. Задача становится трудновыполнимой если нет возможности плавно погасить дугу.

– При TIG сварке с присадочной проволокой часто возникает следующий эффект – после 360 град горелка начинает работать погруженной дугой и полноценная заварка кратера получается только при ограниченном заполнении разделки на один проход. Бороться с этим можно либо с помощью ЧПУ и приводов на горелку по вертикали, плавно приподнимая ее при заварке кратера, либо путем использования концентрированной дуги и большего расстояния между горелкой и изделием. Следует отметить что это накладывает определенные требования на точность отслеживания места перекрытия и точность управления режимом сварке при выводе кратера.

– Плазменная сварка – очень точно должно работать управление дугой – иначе в месте окончания шва получаются дефекты, поэтому тот вариант оборудования который годиться для сварки линейных швов далеко не всегда годен к применению на кольцевых. Сплошные подварки всю производительность и привлекательность способа сведут на нет.



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.