Сварочный трактор. Автоматизация сварочного процесса

Конструкция автоматического оборудования

Сварочные аппараты состоят из следующих элементов:

1. Подающего механизма. При использовании двигателей, работающих от переменного тока, устанавливаются регулируемые редукторы. В остальных случаях применяются нерегулируемые блоки.
2. Подающих роликов. Элементы располагаются на выходах редуктора. Ролики предназначены для равномерной подачи расходного материала.
3. Токопроводящий мундштук. Устройство помогает направлять проволоку, поддерживать электрический контакт. Мундштук должен минимизировать смещение конца электрода относительно обрабатываемой области заготовки.
4. Подвески сварочной головки. Механизм должен обеспечивать возможность перемещения в разных направлениях.
5. Тележки, предназначенной для автоматического ведения головки вдоль соединения. На корпусе располагаются проволочная кассета, управляющий блок. Тележка обеспечивает плавный ход головки при разных скоростях сварки.
6. Дополнительных компонентов. Сварочные агрегаты могут снабжаться механизмами подачи флюса или защитного газа, устройствами для заключительной обработки шва.

Сварочные аппараты состоят из подающего механизма и роликов.

Автоматы, работающие в среде защитных газов, вместо мундштука оснащаются горелками.

1 ESAB A2 Multitrac

Лучшая надежность оборудования Страна: Швеция Средняя цена: 1 100 000 руб. Рейтинг (2019): 5.0

Отличный сварочный трактор, при работе под флюсом может использовать сразу две проволоки (расщепление дуги). Предотвращение доступа воздуха к сварной ванне может осуществляться и при помощи инертных газов. Установив специальный переходник, агрегат можно использовать для выполнения воздушной строжки угольным электродом. Тиристорный инвертор LAF, используемый с установкой, имеет трехфазное подключение и обеспечивает высокую стабильность дуги даже при малом напряжении.

Точность перемещения в процессе сварки вдоль соединительного шва обеспечивается полным приводом тележки. Информационный дисплей, удобное управление, а также возможность программирования работы трактора значительно упрощает эксплуатационный процесс. Оборудование отличается высоким качеством сборки и используемых комплектующих, что определяет эффективность эксплуатации даже при выполнении работ в тяжелых условиях.

Внимание! Представленная выше информация не является руководством к покупке. За любой консультацией следует обращаться к специалистам!

Разновидности автоматической сварки

Автоматический сварочный аппарат, создающий дугу подачей тока на проволоку, и защищающий сварочную ванну слоем флюса, может иметь несколько вариантов исполнения. Это могут быть станки с подвижной головкой, выполняющие ровные или шаблонные линии швов. Для трубопроводов используют неподвижные головки, под которыми изделие вращается на роликах. Тракторы сами ездят по изделию, перевозя аппарат и одновременно ведя сварку. Во всех моделях применяется плавящийся электрод (проволока ГОСТ 16130-72). За последующее время, после внедрения в промышленность этих методов, были разработаны и другие устройства, позволяющие автоматизировать сварочные работы. Некоторые принципы работы таких установок похожи, а другие отличаются в корне.

В среде аргона

Одной из разновидностей является автоматическая аргонодуговая сварка неплавящимся электродом. В качестве последнего выступает стержень из вольфрама с некоторыми добавками. Между ним и изделием возбуждается электрическая дуга, а аргоновый состав газовой смеси, подаваемый через сопло головки аппарата, не дает углероду вырываться через поверхность шва. Благодаря этому соединение получается крепким и ровным. Сварка в среде защитных газов может выполняться стационарно закрепленной головкой устройства, под которой изделие проворачивается, так и движущейся частью по линии соединения. Аргонно-дуговой метод активно применяется при работе с нержавеющими трубами и емкостями.

Порошковой проволокой

Еще одним вариантом является автоматическая сварка порошковой проволокой. Аппарат подает плавящийся электрод в зону сварки по роликам. Напряжение на конце проволоки создает дугу. Но для защиты расплавленного металла используется не порошок из бункера, а флюс, находящийся в самой проволоке. Для этого последняя изготавливается трубчатой формы и укладывается в бобины. Такой расходный материал стоит дороже, но облегчает подготовку к сварочному процессу. Сварочный станок не требует загрузки флюса в бункер. Наплавленный шов, как и в случае с насыпным порошком, нуждается в очистке. Аппараты могут работать перемещаясь на самом изделии или неподвижно, с прокруткой свариваемых частей под ними.

Плазменная сварка

Для быстрого соединения легированных сталей была разработана автоматическая плазменная сварка. В подобных устройствах электрическая дуга горит между двумя электродами в головке горелки. Аргон или гелий, подающиеся под высоким давлением и закрученный завихрителем, содействует ионизации пламени дуги, и усилению ее температуры. Плазменная сварка устанавливается на кронштейны, которые могут вращаться по оси. Расстояние от центра до головки может изменяться, что делает удобным это оборудование для круговых автоматических швов днищ емкостей. В зависимости от толщины металла и требуемой высоты шва, устройство может снабжаться дополнительным блоком подающим присадочную проволоку.

Кроме вышеперечисленных агрегатов встречаются их полуавтоматические версии, где сварщику требуется направлять сварочную головку или руководить движением трактора. Автоматическая и полуавтоматическая сварка востребованы не только на крупных предприятиях, но в небольших фирмах. Ведь таким способом можно значительно повышать производительность и доходность. Некоторые умельцы смогли сделать самодельный аппарат на основе полуавтомата, который способен передвигаться по заданной траектории.

Вспомогательные инструменты

При сварке деталей потребуются дополнительные инструменты:

1. Молотки со специальным бойком и щетки с металлическим ворсом, используемые для удаления шлака с поверхности шва. Для снятия крупных фрагментов флюса и удаления лишнего металла применяют слесарные зубила.
2. Измерительный инструмент (угольник, рулетка, штангенциркуль), необходимый для переноса чертежных габаритов на заготовки. Линии рисуют маркером, кусковым мелом или металлическим стержнем с заостренным наконечником.
3. Угловая шлифовальная машинка с защитным кожухом и набором дисков для резки металла, применяемая при нарезке заготовок. Слесарную ножовку используют для разделки профиля небольшого сечения. Абразивный инструмент с электрическим приводом применяют для зачистки кромок перед сваркой, а также швов.

Щетки с металлическим ворсом используются для удаления шлака.

Полуавтоматическая сварка: принцип работы, видовое разнообразие

Сварочный аппарат состоит из следующих компонентов:

• горелка;
• шланг для подачи проволоки;
• механизм подачи проволоки;
• панель управления рабочими процессами;
• проволока в мотке;
• электропровод;
• система полуавтоматического управления;
• шланг для подачи газа;
• редуктор для снижения газового давления;
• нагреватель;
• баллон с газом высокого давления;
• выпрямитель.

На отечественном рынке присутствует большое разнообразие подобного оборудования. Дабы упорядочить его виды, обратимся к одной из наиболее распространенных классификаций. По мере автоматизации сварных процессов сварочные аппараты могут быть ручными, полуавтоматическими и автоматическими.

Первый тип подобного оборудования более подходит для бытового использования, а второй и третий – для применения на крупных предприятиях, так как сварочные автоматы, полуавтоматы отличаются более высокой производительностью за единицу времени, а также позволяют получить более качественные соединения металлов, нежели при работе ручным сварным агрегатом.

Но стоит заметить, что автоматические сварки стоят значительно дороже ручных агрегатов, поскольку характеризуются более высоким комфортом для пользователя, имеют широкие функциональные возможности, работают дольше.

Полуавтоматы выступают наиболее приемлемым вариантом по соотношению цены, комфортабельности работы и количества функций.

Чтобы понять иные достоинства полуавтоматов, нужно уяснить, как работает полуавтоматическая сварка:

• внутри аппарата находится катушка с проволокой, выполняющей функцию плавящегося электрода и автоматический механизм подачи такой проволоки;
• подвижная проволока пропускается через газовое сопло под напряжением, что приводит к ее расплавлению;
• стабильная длина дуги обеспечивается автоматическим механизмом подачи сварки;
• оператор выбирает на свое усмотрение направление тока и скорость подачи проволоки для сварки, учитывая вид металла и скорость перемещения газовой горелки.

Зависимость угла наклона горелки от толщины заготовки. Понимание принципа работы полуавтоматической сварки позволяет уяснить, чем отличается автомат от полуавтомата. В автомате абсолютно все процессы автоматизированы, то есть, выполняются системой управления. В полуавтоматических сварочных аппаратах, как было сказано выше, некоторые из операций остаются за сварщиком.

Полуавтоматическая сварка делится на разные виды, исходя из наличия определенных характеристик.

По способу защиты материала в процессе выполнения сварных работ различают полуавтоматы для сварки:

• под флюсом;
• в инертных и активных газах.

Также полуавтоматы могут быть:

1. Однофазными. Функционируют от сети с напряжением в 220В, но если оно скачет, электрическая дуга не будет постоянной. Такое положение дел опасно появлению дефектов на сварных соединениях.
2. Трехфазными. Функционируют не от каждой розетки, однако гарантируют высокое качество работы при любых нагрузках.

Чтобы стать высококвалифицированным сварщиком, важно уяснить, что нужно для сварки полуавтоматом каких правил придерживаться, какие расходные материалы использовать

Сварочные позиционеры малой грузоподъемности МСМ

Предназначены для любых типов кольцевых швов вращаемых изделий – дисков, цилиндров и т. д., и продольных швов изделий любой конфигурации. • Манипулятор имеет литую планшайбу, на которой в качестве опции может быть установлен 3-х кулачковый быстрозажимной патрон. • Скорость вращения регулируется плавно в широком диапазоне. • Опорная конструкция манипулятора устойчива и не требует дополнительного крепления. • Комплектуется пультом д/у. Специальные интерфейсы расположены в электрическом шкафу и согласуют работу манипулятора со сварочным процессом и другим оборудованием. Возможна дополнительная комплектация педалью. Манипуляторы сварочные модели МСМ различной грузоподъёмности предназначены для наклона и вращения изделий в положении, удобном для сварки (резки) со сварочной скоростью при автоматической, полуавтоматической и ручной электродуговой сварке. С помощью манипулятора можно производить автоматическую сварку стыковых и угловых кольцевых швов, ручную и полуавтоматическую сварку прямолинейных и кольцевых швов и другие работы, требующие поворота или кантовки изделий.

Классификация сварочных тракторов

Агрегаты для сварки подобной конструкции классифицируются по количеству установленных на них двигателей.

• Одномоторные устройства — это агрегаты, на которых установлен один двигатель. Они отличаются небольшими размерами, массой, но имеют достаточно слабые эксплуатационные свойства.
• Двухмоторные агрегаты (соответственно с двумя двигателями) — уже более массивные, но при этом отличаются более высокой надежностью и точностью регулирования рабочих параметров.

Классифицировать сварочные трактора можно также по степени защиты.

• Открытая дуговая сварка. В данном случае защита не предусмотрена, в результате чего шовное соединение подвержено различным опасностям, но сама процедура удешевляется.
• Сварка в защитной газовой среде. Защита обеспечивается инертными, активными газами, которые ограждают сварной шов от кислорода, различных неблагоприятных факторов.
• Сварка под флюсом. Использование флюса предоставляет возможность одновременно защищать сварочную дугу от различных негативных факторов и повышать качество самого соединения.
• Применение неплавящихся электродов. Нет необходимости в использовании дополнительного присадочного материала.

Автоматизированные сварочные трактора классифицируются числом сварочных дуг.

• Однодуговые аппараты — отличаются самой простой схемой управления, используются для многих стандартных сварочных процессов. Как правило, это одномоторные модели.
• Двухдуговые агрегаты — позволяют одновременно вести две сварочные дуги, значительно ускоряют многие процедуры серийного производства металлических изделий.
• Трехдуговые трактора — наиболее сложная техника, способная одновременно поддерживать три параллельные дуги. Установка достаточно массивная из-за использования двух двигателей.

Преимущества и недостатки

Сначала о плюсах. Главное достоинство трактора – стабильное качество, параметры поддерживаются стабильно в процессе сварки. Аппарат работает с заготовками любых размеров, толщины. Не требуется предварительной подготовки кромок, обеспечен быстрый розжиг дуги.

Из недостатков выделяют два фактора: сложность ремонта и большой вес оборудования. Еще один минус – высокая стоимость. Хотя окупаемость трактора краткосрочная, необходимо обладать финансовыми ресурсами для покупки агрегатов.

В целом при массовом производстве сварных изделий оборудование оправдывает себя за счет высокой точности швов и хорошей производительности.

Укладка и кантовка изделий

При сварке крупногабаритных заготовок возникает необходимость вращения и перемещения собираемого узла. Существуют кантователи роликового типа и с цевочным зацеплением.

Встречаются установки с рычагами или цепными захватами. Детали фиксируются в заданном положении ручными или механическими приводами, после чего оператор начинает сваривать швы.

Оборудование оснащают неподвижными или регулируемыми упорами и зажимами, выпускаются универсальные манипуляторы, позволяющие работать с заготовками разного типоразмера.

Роликовые постели

Роликовые установки предназначены для сварки цилиндрических элементов. Колеса оснащены обрезиненным ободом для улучшения контакта. Один из роликов имеет силовой привод от электродвигателя или ручного редуктора, остальные опоры необходимы для позиционирования деталей в пространстве.

Роликовые постели предназначены для сварки цилиндрических деталей.

Вращатели для изделий

Вращатель (или карусельная установка) состоит из рабочего стола с вертикальной, наклонной или горизонтальной осью, не изменяющей положения в пространстве. Заготовки устанавливают на поверхности с помощью зажимов, частота вращения зависит от скорости сварки и особенностей технологического процесса. Для привода поворотного узла используют электрические двигатели с редукторами и гидравлические моторы (частота вращения зависит от давления жидкости).

Универсальные манипуляторы

Для позиционирования сварных конструкций в промышленном цикле используют универсальное оборудование стационарного типа, оснащенное литой или сварной станиной с жестким креплением к фундаментной плите. Внутри станины находятся электрические приводы, трансформатор и механизмы для подачи инертного газа и присадочной проволоки. Заготовки укладывают на рабочий стол либо планшайбу с канавками типа “ласточкин хвост”, предназначенными для монтажа упоров или зажимов.

Универсальные манипуляторы используются для позиционирования сварных конструкций.

Планшайба оборудована секторами с зубчатыми венцами и установлена на шарнире, допускающем отклонение стола. Часть манипуляторов оснащается системой регулировки положения поверхности по высоте. Встречаются бюджетные манипуляторы с ручным управлением, используемые для мелкосерийного производства.

Позиционеры для кантовки

Предназначены для поворота установленных заготовок в положение, обеспечивающее доступ электрода или сварочной головки к линии стыка. Оборудование состоит из станины и манипулятора с ручным, электрическим либо гидравлическим приводом. Детали крепят на поверхности планшайбы, которая может поворачиваться в нескольких направлениях (вручную или по заложенной в память программе).

Стандартный позиционер может перемещать сварной узел вокруг оси для сварки деталей по верхней и нижней поверхностям, а также поднимать и опускать изделие для заполнения металлом стыков на боковинах. Ручные установки оборудованы редукторами со стопорами, снижающими нагрузку на оператора при работе. При массе заготовок более 1500 кг используют электрический привод с постоянной скоростью движения (регуляторы скорости перемещения не предусматривают, шов выполняется движением электрода или головки вдоль линии соединения деталей).

Системы рециркуляции флюса

Применение системы рециркуляции флюса значительно повышает производительность сварочного оборудования и эффективность всего производства в целом. Данная система разработана на основе производимого нами оборудования подачи флюса с использованием некоторых комплектующих шведской фирмы «ESAB». По желанию заказчика мы можем комплектовать оборудование полностью импортной системой (ESAB, Lincoln). Система сбора и рециркуляции флюса. Применение системы рециркуляции флюса значительно повышает производительность сварочного оборудования и эффективность всего производства в целом. Предлагаемая система разработана на основе производимого нами оборудования подачи флюса. Настоящей системой мы комплектуем сварочные автоматы на сварочных колоннах и порталах.В состав системы входят следующие составные части:

1. Главный питатель (ESAB), установленный на значительном удалении от сварочной оснастки. 2. Стандартный бункер (производство «СЭЛМА» в специальном исполнении), установленный на вертикальном слайде. 3. Промежуточный питатель, закрепленный на дополнительном отводе, крепящийся к одной из вертикальных стенок стандартного бункера. 4. Корпус циклона, установленный на верхнем конце бункера и соединенный с ним посредством быстроразъемного соединения с использованием в качестве уплотнения стандартного резинового кольца круглого сечения. 5. Эжектор для отсоса флюса.

Классификация

Разработаны модели сварочных тракторов под все виды сварки. При выборе техники пользуются классификацией по многим признакам:

По количеству приводов:

одномоторные оснащаются понижающими редукторами на узлах подачи присадки, модели легкие, мобильные, но с низкой производительностью, минимальным функционалом;

двухмоторные конструкции более массивные, но точность регулировки настройки существенно увеличивается, отдельно подается усилие на ходовую часть и узел подачи сварочной проволоки, устройства способны выполнять швы любой сложности.

Агрегаты различаются по методу защиты металла от окисления, перегрева:

тракторы с открытой дугой аналогичны традиционным ручным электродуговым сварочникам;

модификации с подачей защитного газа работают с инертными смесями и активным газом, сопло расположено так, что облако создается непосредственно над ванной расплава, расход газа минимальный;

у сварочных тракторов для сварки под флюсом имеется автоматический дозатор порошка, защищающего металл от перегрева или окисления, образующего шлаковый слой.

Количество головок у тракторов тоже бывает разным:

однодуговые предназначены для традиционной электросварки;

двух- и трехдуговые одновременно формируют несколько швов, параллельных друг другу.

По способу перемещения выделяют:

колесные тележки;

рельсово-роликовые конструкции с параллельными или круговыми направляющими.

Как варить автоматической сваркой

Процесс состоит из нескольких этапов, первым из которых является подготовка оборудования и свариваемых деталей.

Инструменты и необходимое оборудование

Помимо сварочного агрегата, придется приобретать:

• контактные губки;
• тракторные сопла;
• флюсовые конусы;
• ролики для распрямления проволоки;
• токоподводы.

Придется приобрести ролики для распрямления проволоки.

Режимы автоматической сварки

Чтобы шов получился прочным и однородным, нужно правильно настроить аппарат. При выборе режима учитывают такие факторы:

• толщину свариваемых деталей;
• геометрическую форму соединения;
• протяженность шва;
• глубину плавления кромок деталей.

Для подбора режима используют прилагаемые к инструкции таблицы.

Пошаговая инструкция

Автоматизированную электродуговую сварку ведут так:

1. Осматривают оборудование. При обнаружении неисправностей к сварке металла приступают только после их устранения. При необходимости аппаратуру очищают от загрязнений. Сварку не выполняют в слишком маленьких, слабо освещенных или запыленных помещениях.
2. Проверяют соответствие диаметра сопла горелки толщине проволоки. От сечения присадки зависит и выбор наконечника. При наличии брызг в сопле его тщательно очищают.
3. Проверяют правильность подключения кабелей, осматривают роликовые механизмы. Эти детали не должны иметь следов грязи или ржавчины.
4. Проверяют наличие флюса в бункере.
5. Подготавливают детали, тщательно зачищая кромки шлифовальным кругом. Заправляют аппарат расходными материалами, устанавливают нужный режим.
6. Запускают процесс сварки. Выполняют заключительную обработку шва.

Преимущества и недостатки автоматической сварки

К достоинствам автоматизации процесса относятся:

1. Отсутствие необходимости длительной настройки и регулировки устройства. Использование специальных программ облегчает процесс подготовки оборудования.
2. Высокая производительность. Агрегат не делает перерывов, качество его работы не зависит от профессионализма мастера.
3. Уменьшение объема отходов. Количество забракованных заготовок зависит не от человеческого фактора, а от правильности настройки агрегата.
4. Ровность и прочность шва. Автомат формирует однородное сварное соединение одинаковой высоты. Наплывы или прожоги появляются крайне редко.
5. Экономичный расход проволоки, газа, электрической энергии.
6. Возможность сварки в труднодоступных местах, замкнутых емкостях, опасных условиях (при высокой температуре или загазованности).

Недостатками автоматического оборудования считают низкую маневренность, необходимость дополнительной настройки при смене операций, высокую стоимость.

Виды сварочных автоматов

Исходя из функционала, в любом оборудовании с автоматической сваркой должны быть базовые элементы:

• источника тока инверторного типа, чтобы обеспечить стабильное горение дуги, поддерживающего нужные вольт-амперные характеристики;
• головки, заменяющей электрод;
• устройства, обеспечивающего движение головки или ванны расплава;
• механизированной подачи присадки;
• блок управления.

Все эти части собраны в едином корпусе. Необходимо предусмотреть стол для укладки заготовок. Устройство формирует шов за счет взаимного движения ванны расплава и головки. Одни из элементов закреплен жестко, другой подвижен. Разработано два типа автоматов:

• с равномерной (устанавливаемой) скоростью подачи присадки в рабочую зону;
• регулированием вращения подающих валиков в зависимости от напряжения дуги.

Саморегулирование происходит за счет удлинения дуги для снижения ампеража рабочего тока. Соответственно, при короткой дуге сила тока возрастает. Если преобразованный сигнал об изменении электродуги передавать на механизм вращения роликов, корректируется скорость подачи проволоки. В автоматах в постоянном режиме регулируется ампераж и вольтаж. Величина напряжения устанавливается на пульте управления, ток регулируется по внешним характеристикам источника питания.

Сварочный трактор

Первые установки для автоматической сварки создавались в годы СССР для тяжелого машиностроения. Электропривод одновременно подает крутящий момент на механизм подачи проволоки и ходовую часть аппарата. Дополнительно монтируется бункер для подачи флюса, бобина для проволоки. Головка с тугоплавким электродом закреплена стационарно в нижней части трактора, вблизи оси, проходящей по центру тяжести сварочного устройства.

Сварочный трактор

Автомат устойчиво движется по свариваемой поверхности или рельсовым направляющим. Устройство применяется для изготовления и ремонта габаритных емкостей, демонстрирует высокую производительность.

Подвесное оборудование

Сварочные автоматы выпускают двух типов:

• стационарные с неподвижно закрепленным электродом, генерирующим дугу;
• передвижные, оборудованные тележками.

Подвесной сварочный автомат

Первые применяются для соединения труб или других вращающихся вокруг оси заготовок. Самоходные нужны для формирования длинных швов. Область применения подобных автоматов обширна, например изготовление сварного проката или наплавка крупногабаритных деталей. Подвесное оборудование используется в робототехнике, оснащается манипуляторами.

Продвигаясь по заданной траектории на недоступных человеку скоростях, автоматическая сварка обеспечивает достойный уровень качества сварных соединений.

Используются для однослойной или многослойной сварки деталей различной толщины с разделкой кромок или без, внахлест или встык. Автоматы выполняют угловые, кольцевые прямые швы.

Какие бывают виды сварочных аппаратов

Класс устройства для сварки зависит от его цели использования и интенсивности выполняемых работ. В зависимости от области применения различают три основных класса аппаратов:

1. Бытовые — эти агрегаты предназначены для домашнего использования, работ небольшого объема, с длительными перерывами между несколькими операциями. Такого типа аппараты подходят любителям и начинающим мастерам в сварке. Ток для сварки в пределах 120-200 Ампер.
2. Профессиональные – обеспечиваю долгий беспрерывный режим работы в тяжелых условиях. Используется для качественной и надежной сварки. Чаще всего эксплуатируется работниками коммунальных служб для ремонта коммуникаций, труб и др. Сварочный ток в диапазоне от 200 до 300 А.
3. Промышленные аппараты, применяются при больших масштабах работ и высоких требованиях к сварным швам. Благодаря своему устройству подходят для бесперебойного непрерывного использования. Значения сварочного тока составляют обычно 250-500 А.

Стоимость инверторов будет зависеть от их назначения и вида. Если вам необходимо выбрать сварочный аппарат для дачи, то, опираясь на приведенную выше классификацию, можно остановиться на первом или втором классе. Использовать для такой цели промышленный инвертор не стоит, он дорогой и громоздкий, в домашних условиях вы не сможете эксплуатировать его на всю мощность.