Электрогазосварка. Электросварка. Газосварка

§ 38. Оборудование

Аппараты для электрошлаковой сварки условно разделяют на следующие основные типы:

рельсовые аппараты, перемещаются по вертикальным рельсам или по специальным направляющим, устанавливаемым параллельно свариваемому стыку или над стыком;

безрельсовые аппараты, перемещающиеся непосредственно по свариваемому изделию и принудительно сцепляются с ним механическим путем;

шагающие магнитные аппараты, движущиеся непосредственно по изделию и сцепляются с ним при помощи системы шагающих электромагнитов.

График зависимости между скоростью подачи проволоки и напряжением, при которых обеспечиватся оптимальное проплавление кромок

Электрошлаковую сварку осуществляют с применением трехфазных сварочных трансформаторов типа ТШС-1000-3, ТШС-3000-3 и однофазных трансформаторов типа ТШП-10-1, имеющих жесткую вольтамперную характеристику. При технологической необходимости ШМ выполняют с помощью многопостовых генераторов постоянного .тока типа ПСМ-1000. В комплектацию установок для ЭШС входят аппаратные шкафы и специальные сварочные аппараты.

Для подачи проволоки могут быть использованы следующие аппараты и подающие механизмы.

Аппарат А-645 — техническую характеристику см. в табл.87. Аппарат А-1062 имеет характеристику:

Количество электродов на подающей головке …………………….. 6

Скорость подачи электродной проволоки, м/ч…………………….. 50—600

Количество головок на траверсе ………………………………. 3

Количество траверс ………………………………………….. 2

Максимальное количество электродов на аппарате………………….. 36

Диаметр электродной проволоки, мм . …………………………… 3 — 6

Свариваемая толщина заготовок, мм …………………………….. 60 — 2500

Головки с тремя подающими механизмами укрепляют на траверсах с помощью струбцин. Расстояния между головками могут изменяться за счет перемещения головок на траверсе.

Подающие механизмы головок работают независимо одна от другой, их скорость может изменяться в процессе ШМ двигателем постоянного тока с помощью реостата. Каждая головка может подавать три или шесть проволок одновременно.

Десятиэлектродный подающий механизм (конструкция Уралмашзавода), имеющий характеристику:

Количество электродов, шт……………………………………… 10

Скорость подачи электродной проволоки, м/ч……………………….. 95 — 234

Диаметр электродной проволоки, мм ………………………………. 3

Свариваемая толщина заготовок, мм …………..60—1000

Скорость подачи проволоки изменяется с помощью сменных зубчатых колес и имеет семь ступеней регулирования. Привод подающего механизма от асинхронного двигателя, скорость подачи проволоки в процессе сварки постоянная.

Величину проплавления стенок заготовок регулируют за счет изменения напряжения в сварочной цепи.

Подающий механизм от аппарата А-4 8 0, имеет характеристику:

Количество электродов, шт. ……………………………………… 9

Скорость подачи электродной проволоки, м/ч ………………………. 42—260

Диаметр электродной проволоки, мм ……………………………….. 3

Свариваемая толщина, мм ………………………………………… 60—1000

Скорость подачи проволоки изменяется с помощью сменных зубчатых колес и имеет 16 ступеней регулирования. Привод подающего механизма от асинхронного двигателя, скорость подачи проволоки в процессе электрошлаковой сварки постоянная.

Величину проплавления стенок заготовок регулируют изменением напряжения в сварочной цепи переключением секций обмотки на трансформаторе с помощью переключателя, установленного на переносном пульте или аппаратном шкафу.

Подающие механизмы для полуавтоматической дуговой сварки типа ПШ-54 (390), ПШ-5-1, А-537Р, А-537У, А-765 и другие аналогичные, рассчитанные на проволоку диаметром 2—3 мм, обеспечивающие скорость подачи проволоки 80—600 м/ч.

Подающие механизмы устанавливают и закрепляют на заготовке, имеющей большую длину и большую массу.

Сварочный ток подается от сварочного трансформатора непосредственно на плавящийся мундштук.

Скорость подачи проволоки — постоянная; величину проплавления стенок заготовок регулируют изменением величины напряжения в сварочной цепи переключением секций обмоток на трансформаторе. Переключатель секции обмоток установлен на аппаратном шкафу.

Электрошлаковые аппараты снабжают тремя рабочими механизмами: механизмом подачи электродной проволоки, механизмом вертикального перемещения аппарата, механизмом горизонтального возвратно-поступательного движения электродов.

Трехэлектродный универсальный аппарат А-372Р наиболее широко применяют в промышленности. Аппарат А-372Р представляет собой модернизированный аппарат А-372М и применяется для однопроходной сварки стыковых, угловых и тавровых соединений. Аппарат позволяет производить сварку проволочными или пластинчатыми электродами. В обычном исполнении аппарат предназначен для сварки прямолинейных швов, однако, заменив ряд узлов, его можно использовать и для сварки кольцевых швов. Аппарат А-372Р, настроенный для сварки продольных швов электродной проволокой и пластинчатыми электродами, показан на рис. 105.

Для сварки кольцевых швов аппарат снабжают механизмом, позволяющим на ходу изменять расстояние между электродами, а также специальными ползунами с подвеской увеличенного хода.

При сварке пластинчатыми электродами сварочную головку заменяют специальной штангой с держателями для пластин. Сварку можно производить тремя пластинчатыми электродами общей массой не более 200 кг.

К безрельсовым электрошлаковым аппаратам относят аппараты: А-306, А-340, А-350 и А-612. Безрельсовые аппараты состоят из двух тележек: передней — ведущей й задней — холостой. Тележки находятся по обе стороны свариваемого стыка и связаны между собой специальными плоскими тягами, пропущенными через зазор между свариваемыми листами. Сборку стыка осуществляют с помощью сборочных П-образных скоб. Внутренний размер сборочной скобы должен быть достаточен для свободного прохода холостой тележки аппарата во время сварки.

Одноэлектродный аппарат А-340 оборудован механизмом горизонтального возвратно-поступательного перемещения электрода вдоль стыка. Аппарат имеет три электропривода. Наличие отдельного электропривода для вертикального перемещения, не связанного с подачей электрода, позволяет применить в нем схему автоматического регулирования уровня сварочной ванны с плавным регулированием скорости сварки путем изменения числа оборотов электродвигателя. Схема электрошлакового аппарата А-340 приведена на рис. 106.

Для ШЭ кольцевых швов большого диаметра, со значительной толщиной свариваемых заготовок, с продолжительностью сварки 20— 30 ч, а также для ШЭ изделий в точный размер, применяют сдвоенные аппараты (рис. 107).

Схема безрельсового электрошлакового аппарата А-340
Конструкция сдвоенного сварочного аппарата позволяет быстро заменить всю сварочную часть, в том числе мундштуки, подающий механизм, механизм колебаний. Установка снабжена двумя сварочными головками 1 и 2, установленными на поворотных рамах с пружинным уравновешиванием так, что при повороте рычажной системы, изменяющей натяжение пружин5 и6, рамы с головками поворачиваются в противоположные стороны и на рабочее место вышедшей из строя основной головки устанавливается дублирующая.

Рельсовый аппарат А-372Р: а - настроенный для сварки электродной проволокой; б - настроенный для сварки  пластинчатыми электродами прямолинейных стыков

В рабочем положении каждая головка удерживается с помощью защелки, установленной на приемной стойке. При дублировании защелка выбивается с помощью электромагнитной щеколды или вручную.

Схема сдвоенного аппарата

Поворотные рамы обеих головок установлены на рабочей площадке, которая позволяет корректировать все устройство при сварке в радиальном и поперечном направлениях. Следовательно, выверенные до сварки по кромкам стыка головки сохраняют настройку в процессе всей сварки.

Рабочая площадка перемещается по вертикальной колонне 3, установленной на тележке 7, где размещены не только катушки с электродной проволокой, но также сварочные трансформаторы и аппаратные ящики. Колонна 3 имеет возможность перемещаться в направлении толщины свариваемого изделия по направляющим суппорта.

Как правило, все электропитание установки дублируется, начиная с подстанции, т. е. должны быть два сварочных трансформатора, два аппаратных ящика и два пульта управления.

Сдвоенные аппараты оснащаются головками А-911, А-1247 и др.

Техническая характеристика полуавтоматов и автоматов для ЭШС приведена в табл. 87.

Устройства для формирования сварного шва. Для принудительного формирования сварного шва применяют обычно медные водоохлаждаемые устройства (ползуны и пластины). Водоохлаждаемые устройства устанавливают с обеих сторон шва, причем со стороны сварочного аппарата они являются подвижными (ползун), а с противоположной сварочному аппарату стороны шва устанавливают обычно медную неподвижную охлаждаемую водой пластину, длина которой равна длине шва. При большой протяженности шва пластины могут стыковаться, а место стыка, во избежание вытекания шлаковой ванны, замазывают огнеупорной массой (асбестовая крошка с огнеупорной глиной, размешанные в воде).

Формирующее устройство должно отвечать следующим требованиям:

обеспечивать оптимальную охлаждающую способность;

материал устройства должен быть химически нейтрален к составу шлаковой ванны;

устройство должно иметь высокую долговечность (стойкость) и высокую надежность в работе (не допускать вытекания шлаковой ванны);

материал формирующего устройства не должен быть дефицитным;

процесс сварки должен идти при минимальном расходе охлаждающей воды;

устройство должно выдерживать аварийные ситуации (отключение охлаждающей воды, самопроизвольное возбуждение дуги);

масса устройства должна быть минимальной;

технология изготовления устройства должна быть проста, стоимость изготовления минимальна.

Основной недостаток медных водоохлаждаемых ползунов состоит в том, что для их надежной работы необходима довольно тщательная обработка боковых поверхностей кромок свариваемых деталей.

Особенно важно обеспечение плотного контакта в случае применения особо жидкотекучих шлаков, так как жидкий шлак, заполняя имеющиеся

зазоры в месте контакта, быстро застывает, нарушая при этом контакт между плоскостью ползуна и поверхностью свариваемых деталей, что приводит к вытеканию шлаковой ванны.

Для устранения явления отжатая ползуна во время процесса сварки ползуны обстукивают молотком, зазоры обмазывают огнеупорной массой. Существуют также конструктивные пути устранения отжатая

Технические характеристики полуавтоматов и автоматов для электрошлаковой сварки (ЭШС)

Технические характеристики полуавтоматов и автоматов для электрошлаковой сварки (ЭШС) (продолжение)

Технические характеристики полуавтоматов и автоматов для электрошлаковой сварки (ЭШС) (продолжение)

Технические характеристики полуавтоматов и автоматов для электрошлаковой сварки (ЭШС) (продолжение)

ползунов, для чего под их контактную плоскость в специальные канавки, изготовленные в теле ползуна, укладывают жгуты из огнестойкого материала (асбест, стекловата) или засыпают твердый флюс, иногда в канавки помещают подпружиненные уплотняющие пластинки.

Схема питания (водоснабжения) формирующих устройств должна обеспечивать исключение аварийных ситуаций (отсутствие воды). При выборе места размещения установки электрошлаковой сварки необходимо предусмотреть удобство подвода воды для охлаждения. Целесообразно при условии плохого водоснабжения (частое внезапное прекращение подачи воды) предусмотреть аварийный запас воды. При неожиданном кратковременном прекращении подачи охлаждающей жидкости можно, не прекращая процесса сварки, для устранения перегрева ползунов производить их обдув сжатым воздухом.

Список литературы
  1. Электрошлаковая сварка. Под ред. Б. Е. Патона. Киев —М., Машгиз, 1959, с. 1—410.
  2. Латаш Ю. В., Медовар В. И.Электрошлаковый переплав. М., «Металлургия», 1970, с.17— 75
  3. Руководящие материалы по проектированию, изготовлению изделий в электрошлаковой варианте. Свердловск, Уралмашзавод, 1970, с. 88—104.
  4. Руководящие материалы ВПТИ Тяжелого машиностроения. М., 1959, с. 3 — 267.

вверх страницы