Технологія електричного зварювання металів і сплавів плавленням
Являють собою регулятори прямої дії, де робочий орган (мундштук /) (рис. 8-26, а) жорстко связгПн з механічним копіюють елементом 2 у вигляді ролика або милиці, які прямують по зварюються крайках або по копіру і повторюють конфігурацію шва. Мундштук або головка мають принаймні одну ступінь свободи (навколо осі 4) для переміщення поперек шва спільно з копіром. Системи такого типу відрізняються простотою і надійністю, але вони можуть бути використані тільки для зварювання тих з'єднань, де є гарантований зазор між крайками або інша база для механічного копіювання (кут, нахлестка і т. П.). Крім того, внаслідок розташування копіра на певній відстані / від електрода виникає похибка спостереження А /, яка тим більше, чим більше відстань / і чим більше відхилення а між лінією напрямку руху ходового механізму і лінією шва.
Частково цей недолік може бути усунутий за рахунок застосування самовстановлюються копірів з двома-трьома роликами
2> 3 і 6 (рис. 8-26, б), які можуть повертатися навколо осі мундштука 1 на важелі 5, утворюючи завжди з мундштуком пряму лінію. Це виключає похибка спостереження А /. Наявність трьох роликів дозволяє зберегти пряму лінію при проходженні копіра через складальні прихватки.
Механічні копіри вельми ефективні в апаратах тракторного типу, так як копіюють елементом в цьому випадку є весь зварювальний апарат. На рис. 8-27 показані різні настройки широко поширеного трактора ТС-17-Р. При налаштуванні а ходовий візок трактора спирається на чотири колеса. У налаштуванні б передні колеса замінені двома клиноподібними роликами, розміщеними в зазорі між крайками і притиснутими до виробу вагою трактора. При зварюванні кутових швів точний напрям електрода може бути досягнуто за умови копіювання обох деталей, що утворюють кут. При зварюванні в човник це досягається заміною одного з передніх коліс копірних роликом і установкою на рівні задніх коліс бокового наполегливої ролика (настройка в). При зварюванні похилим електродом (настройка г) притиск трактора до вертикальної стінки досягається внаслідок деякого перекосу ходового механізму в бік напрямку зварювання. Трактор як би наїжджає на вертикальну стінку, притискаючись до неї, і рухається з деякою горизонтальною пробуксовкою роликів.
Перераховані системи непридатні для зварювання швів, що представляють собою ламану лінію або лінію змінної кривизни. У деяких випадках такі шви можуть бути зварені за допомогою механічних шаблонів, які повторюють конфігурацію шва (рис. 8-26, в).
Стежать побічної дії (безконтактні) застосовують в тих випадках, коли неможливо використовувати механічні копіри (стикові шви без зазору і оброблення крайок, шви Непрямолінійність і ін.). Як правило, такі системи містять датчик Д (рис. 8-28), реєструючий відхилення шва /, підсилювач-перетворювач У / 7, що переробляє інформацію, виконавчий механізм ЇМ, що впливає на стан мундштука М. При компонуванні а, коли датчик встановлений попереду мундштука , система має низку недоліків, властивих механічним копирам.
Ефективне вирішення завдання копіювання - застосування пристрою, що запам'ятовує ЗУ (рис. 8-28, в). Датчик Д, розташований на відстані / попереду мундштука Л1, передає через підсилювач УП сигнал записуючого пристрою ЗУ. Сигнал записується на магнітній або паперовій стрічці. Стрічка рухається щодо записуючої 3 і зчитує Ч головок зі швидкістю, що дорівнює швидкості зварювання. Таким чином, за той час, поки мундштук пройде шлях /, сигнал, записаний в точці а, потрапляє під прочитує головку Ч, яка через підсилювач передає команду виконавчому механізму ЇМ. Надійність і ефективність системи, що стежить залежать в першу чергу від типу і конструкції датчика.
Фотоелектричний датчик заснований на зміні величини фотоструму в елементі / (рис. 8-29, а) в залежності від інтенсивності
відбитого опорної лінією 2 світлового потоку, випромінюваного освітлювачем 3 і сфокусованого оптичною системою 4. При відхиленні променя від опорної лінії інтенсивність потоку змінюється, що передається через підсилювач 5 до виконавчого механізму 6 стежить системи. Недоліком цього способу копіювання є чутливість фотодатчика до сторонніх джерел світла, в тому числі до відблисків дуги.
Електромагнітний датчик заснований на зміні магнітної проникності суцільного тіла і тіла, зібраного з двох частин (рис. 8-29, б). При розташуванні середнього стрижня електромагніту проти стику (х = 0) магнітний потік в обох гілках муздрамтеатру однаковий. Так як магнітні потоки в кожній з гілок спрямовані зустрічно, сумарна е. д. з. системи дорівнює нулю. При зміщенні системи поперек шва (х = j = 0) рівність двох магнітних потоків порушується. Електромагнітні датчики вельми чутливі до величини зазору і відсутності зазору, а також до перевищення крайок. Певний вплив надає окалина, присутня на поверхні крайок, що зварюються.
Існують датчики, засновані на використанні випромінювання радіоактивних ізотопів, що складаються з джерела а-, (5- або ^ -випромінювання і приймача випромінювання, розташованих по обидві сторони стику. Виробах, які зварює послаблює інтенсивність випромінювання, пропускаючи тільки вузький пучок променів проти стику. Крім того, існують пневматичні та інші датчики, які практично не набули поширення.
Системи непрямого дії для направлення електрода по стику отримали відносно невелика поширення через малу їх універсальності, складності та чутливості до різних зовнішніх перешкод. Вони застосовуються головним чином в масовому виробництві, в спеціалізованих установках і апаратах (при зварюванні труб, при зварюванні швів великої протяжності і ін.).
В апаратах рейкового типу застосовують ручні або механізовані з ручним керуванням коректори для зміни або підтримки вильоту електрода. При механічному копіюванні весь зварювальний апарат або тільки головку підвішують таким чином, що вони можуть плавати по вертикалі, впираючись в одну з крайок, що зварюються. Пристрої такого типу застосовують в тих випадках, коли вага плаваючою частини апарату порівняно невеликий і коли є майданчик для виходу наполегливої ролика або пристрій для його фіксації в кінці шва.
В апаратах важкого типу часто застосовують релейно-контактні системи регулювання вильоту електрода (рис. 8-30). Зазор / між кнопками вимикача визначає величину допустимих коливань вильоту електрода. При мінімально допустимому вильоті h під дією ролика 2 важіль 3 натискає на кінцевик 4 і по команді підсилювача У електродвигун М піднімає всю систему / на заданий крок. Те ж відбувається при граничному збільшенні вильоту електрода.
В СРСР випускається широка номенклатура універсальних і спеціалізованих апаратів, в тому числі підвісні або самохідні апарати і трактори (табл. 8-5).
Підвісні апарати застосовують головним чином в тих випадках, коли в процесі зварювання пересувається виріб або коли апарат закріплений на ходової візку установки. Найчастіше в якості підвісних апаратів застосовують окремі вузли самохідних апаратів і тракторів.
Самохідні зварювальні апарати знаходячи! широке застосування У промисловості. Наведений на рис. 8-15 самохідний універсальний апарат А-1401 так само, як широковідомий апарат АБС, призначений для зварювання під флюсом поздовжніх і кругових швів стикових, кутових і з'єднань внапуск. Він складається з трьох вузлів, кожен з яких спеціалізується на виконання певних операцій: зварювальний головка; штанга з флюсоапарата і підйомним механізмом для пересування головки у вертикальній площині; самохідний візок, що здійснює пересування головки уздовж зварюваного вироби зі швидкістю зварювання або з маршової швидкістю. Використовуючи тільки перші два вузла, можна отримати важку підвісну головку.
Апарат А-1401 може бути укомплектований різними приставками, що дозволяють здійснювати зварювання в захисних газах, зварку на підвищених токах, наплавку і т. П. Він розрахований на роботу в складі високомеханізованих установок при підвищених навантаженнях.
На рис. 8-16 і 8-27 показаний самохідний зварювальний трактор ТС-17-Р для зварювання прямолінійних і кругових швів. Мінімальний внутрішній діаметр судин при зварюванні кругових швів - 1200 мм. Сварка може здійснюватися вертикальним або похилим електродом. Характерна особливість трактора ТС-17-Р наявність тільки одного електродвигуна, який приводить в дію механізм подачі дроту і ходової механізм. Обидва механізми змонтовані комплектно з електродвигуном в одному блоці, який слугує несучим корпусом трактора, на якому закріплені інші вузли і механізми. Універсальність трактора (рис. 8-27) досягається завдяки комплекту змінних вузлів і деталей.
Трактор забезпечений асинхронним електродвигуном і має просту схему управління. Налаштування режиму здійснюють змінними шестернями. Перевага трактора в простоті схеми і конструкції, компактності, малій масі, великий надійності, зручності зварювання кутових швів і зварювання всередині судин. До недоліків відноситься тривалість перебудови режиму зварювання. Такі трактори зручні в масовому і великосерійному виробництвах.
На рис. 8-31 показаний трактор АДС-1000-2. Наявність окремих електродвигунів механізмів подачі дроту і зварювального руху призводить до ускладнення й обважнення конструкції і схеми, але зате збільшує універсальність трактора, дозволяє плавно налаштовувати режим і використовувати автоматичне регулювання швидкості подачі.
Зварювальний трактор АДС-1000-2 містить чотириколісний візок, яка рухається по рейковому шляху або по виробу. Верхня частина трактора поворотна, що дозволяє налаштовувати апарат на зварювання швів, розташованих на різній відстані від рейкового шляху.
Поряд з перерахованими промисловість випускає універсальні і спеціальні апарати для зварювання в захисній газовому середовищі або в суміші газів і т д Останнім часом набули поширення апарати для зварювання попередньо підігрітою дротом Попередній підігрів досягається за рахунок збільшення вильоту електрода або за рахунок пропускання через електродний дріт підігріває струму від окремого низьковольтного джерела В першому випадку, щоб уникнути блукання дроту з великим вильотом після токоподвода встановлюють допо чої направляючу втулку, ізольовану від мундштука