Механизированная сварка: виды, технология, оборудование, преимущества и недостатки

Нормативные акты, используемые при проведении сварных работ

В перечень основных государственных стандартов на механизированную сварку входят:

• ГОСТ 2601-84 Сварка металлов. Термины и определения основных терминов;
• ГОСТ 14771-76 Сварка дуговая в защитных газах. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры;
• ГОСТ 19521-74 Сварка металлов классификация;
• ГОСТ 3.1705-81 Единая система технологической документации. Правила оформления операций и переводов сварка;
• ГОСТ 11969-79 Сварка плавлением. Основные положения и их обозначения;
• ГОСТ 29273-92 Свариваемость. Определение;
• ГОСТ 30430-96 Дуговая сварка конструкционных чугунов. Требования к технологическому процессу;
• ГОСТ 2.312-72 Единая система конструкторской документации. Условные изображения и обозначения швов сварных соединений;
• ГОСТ Р ИСО 17659-2009 Сварка. Многоязычные термины для сварных соединений;
• ГОСТ Р ИСО 857-1-2009 Сварка и родственные процессы. Словарь. Часть 1. Процессы сварки металлов. Понятия и определения;
• ГОСТ 8713-79 Сварка под флюсом. Соединения сварные. Основные типы, элементы конструкции и размеры.

Общая информация

Роботизированная сварка – это разновидность автоматизированного сварочного процесса, основная суть которого заключается в использовании на производстве программируемых роботов вместо обычных сварщиков. Этот вид сварки широко применяется на крупных предприятиях, где постоянно производится различная металлопродукция в больших объемах. Роботы позволяют сваривать и производить большие партии деталей и конструкций в короткие сроки.

Использование автоматов автоматизирует процесс сварки, что в итоге обеспечивает неразъемное соединение между металлическими заготовками. Кроме того, благодаря им заготовки постоянно перемещаются и обрабатываются, все это положительно сказывается на качестве шва. Однако для обеспечения полноценной работы этого оборудования требуется дополнительное участие человека. Оператор должен подготовить материалы для сварки, а также запрограммировать аппарат.

Читайте также: Сварка автомобиля: каким инвертором варить кузов и холодная сварка для глушителя

Примечание! В современных производствах сварочные роботы обычно используются при работе дугой в среде защитного газа. Эти изделия идеально подходят для лазерной, плазменной, контактной, гибридной сварки.

Область использования

Этот вид технологических работ широко применяется при производстве:

• корпуса судов, узлы и заготовки в судостроении;
• резервуары для хранения нефти и нефтепродуктов;
• стальные трубы и магистральные трубопроводы;
• металлические и железобетонные конструкции в строительстве;
• отдельные части автомобиля в автомобилестроении;
• мосты;
• изделия из металла для дома (ворота, заборы);
• при ремонте сельскохозяйственной и автомобильной техники и др.

Что называют механизированной наплавкой

В общем случае это процесс нанесения на изношенную поверхность специального слоя, который при затвердевании не только восстановит первоначальную форму детали, но и станет своеобразным защитным покрытием. Весь смысл (и суть) здесь в том, как выполняется такая работа, и вы можете реализовать ее одним из двух способов:

• • автоматический – как подача электродного материала, так и его перемещение (в том числе и заготовок) в помещении осуществляется оборудованием; во многих установках также предусмотрены поперечные колебания ведомого штока, что сокращает количество проходов;
• • полуавтоматический – механически, осуществляется только подача проволоки (или другой добавки) в рабочую зону, по шлангу, после чего сварщик самостоятельно перемещает держатель с ним по отношению к заготовке.

Каждый из них имеет свои особенности. Так что в первом случае может не хватить гибкости в позиционировании, во втором многое зависит от умений человека, решающего задачу. Хотя производительность труда в обеих ситуациях значительно выше, чем при любом из ручных способов (у них есть и другие преимущества). Качество и ровность покрытия также обычно лучше, что определяет ширину нанесения, особенно серийно.

Технология механизированной обработки

Сначала подготавливаются обрабатываемые поверхности. Выполняется правка для устранения деформаций проката, наносится маркировка, выполняется резка металла и обработка кромок. Кромки обрабатываются абразивными материалами (инструментами) с высокой твердостью.

Затем выберите режим сварки. Определяют силу, род и полярность тока, напряжение дуги, скорость сварки, температуру окружающей среды, количество проходов, пространственное положение шва.

На электрод подается электричество, и заготовка заземляется для запуска и поддержания дуги. Когда эти объекты соприкасаются, генерируется сварочный ток. Под воздействием нагрева металл на электроде и кромке изделия плавится. Расплавленные частицы одного и другого вещества попадают в сварочную ванну, где смешиваются в единую массу. При этом образуется расплавленный шлак, который поднимается на поверхность и образует защитную пленку. Затвердевание металла способствует образованию сварного шва.

На качество соединения влияет наличие воздуха. Чтобы шов был прочным, место обрабатывают защитным газом, который образуется при сгорании углерода, или флюсом.

Виды механизированной наплавки

На сегодняшний день актуальны следующие способы:

• • погруженный;
• • в среде защитного газа;
• • электрический контакт;
• • поражение электрическим током;
• • вибродуговая;
• • плазма.

Теперь давайте рассмотрим каждый из них более подробно.

Работа под флюсом практична тем, что при выполнении воздух не воздействует на горячий металл, что позволяет избежать образования пор и в целом облегчает работу. Кроме того, отсутствует разбрызгивание, генерируемое тепло используется более эффективно, и можно выполнять легирование.

Сам процесс отличается производительностью, и тому есть две причины:

• • Вылет относительно небольшой, поэтому ток (не на единицу площади стержня) в 7-8 раз выше, чем при ручной дуговой сварке.
• • Образующийся шлак позволяет минимизировать потери основного материала, что положительно сказывается на конечном коэффициенте пайки (увеличивая его в 1,5-2 раза).

Роль электрода выполняет сплошная проволока сечением 1-6 мм, скорость подачи регулируется автоматом и варьируется от 100 до 300 км/ч. К нему подается «плюс» от источника (через медную насадку), при этом на саму заготовку подается «минус» (но ток все равно проходит через рамку и курок).

При этом флюс может быть стеклообразным, представлять собой измельченную смесь силикатов (серия АН) и лишь защищать основной материал от воздуха. Либо содержат легирующие, связующие, шлакообразующие, раскисляющие добавки и изменяют физико-химические свойства наносимого покрытия.

Механизированную поверхностную обработку поверхностей деталей в защитной газовой среде проводят в помещении, заполненном смесью аргона и паров воды или СО2. Первый стоит дорого, поэтому заводы стандартно используют СО2, и ремонтируют в нем кузова, элементы кабины и подвески и многие другие заготовки.

Процесс протекает следующим образом: подаваемый в рабочую зону углекислый газ вытесняет воздух, не давая кислороду или азоту неблагоприятно воздействовать на создаваемый шов. Проблема только в том, что дуга нагревается до 6000 0С, а при этой температуре связи в СО2 разрываются, а реакция его распада провоцирует выгорание легирующих веществ и углерода в наносимом покрытии. Для компенсации возможных повреждений следует использовать специальную присадочную проволоку серии Св, которая содержит добавки титана, кремния и марганца.

Этот вариант имеет четыре преимущества:

• • позволяет получить ровный, плотный и однородный эстетичный слой (и без шлака), не требующий дополнительной обработки;
• • позволяет решить задачу в 1,5-3 раза быстрее, чем вручную;
• • обеспечивает все условия для визуального контроля процесса;
• • способствует попутному охлаждению заготовки, благодаря чему поверхность последней не деформируется.

В минусы запишем относительную хрупкость шва и относительно большой всплеск.

Но метод достаточно просто реализуется на практике: стандартного 40-литрового баллона с углекислотой хватает на 20 часов работы. Влагу в нем не проблема нейтрализовать влагопоглотителем – медным купоросом. Обыкновенный кислород станет отличным восстановителем. Все операции необходимо проводить с подачей тока противоположной полярности.

Существуют как классические, так и современные механизированные способы сварки и обработки поверхности деталей. Электрический контакт скорее относится ко второй категории, так как осуществляется на модернизированном оборудовании. Для реализации используются машины, которые сваривают проволоку или полосовой металл за один или несколько проходов, создавая тем самым ровное покрытие нужной толщины (до 3 мм). Рациональнее, если слоев будет 2-4: это сохранит все физико-механические свойства, кроме перегрева во время работы.

Смесь основного и дополнительного материала стремится к нулю, особенно при использовании промежуточных добавок — порошка ПГ-СР. При этом вполне реально поддерживать производительность на уровне 2-4 кг/ч.

Электрошоковый метод позволяет ремонтировать даже сильно изношенные элементы, например, обеспечивает качественный сварной шов, а работу можно выполнить очень быстро, показатель в 30 г/Ач вполне реален.

Схема выглядит следующим образом:

• • флюс нагревается дугой, после чего через него пропускают ток;
• • в таких условиях электрод плавится и образует ванну вместе с основным металлом;
• • форма движется вверх с определенной скоростью, а нижние слои постепенно охлаждаются.

Обратите внимание, что рабочая зона в этом случае полностью защищена от воздействия воздуха, поэтому ничто не препятствует введению легирующих добавок и использованию выделяемого тепла с максимальной эффективностью.

Техника и технология механизированной наплавки вибродуговым методом сводится к применению присадочного стержня, создающего колебания с амплитудой от 1 до 3 мм и частотой от 50 до 100 Гц. В результате весь процесс становится серией из трех циклически повторяющихся стадий:

• • сжигание;
• • на холостом ходу;
• • закрытие.

При этом на первом этапе выделяется до 9/10 всего тепла, а на третьем — только 1/10. Это связано с тем, что при 12-20 В, то есть при низком напряжении источника питания, в цепи присутствует индуктивность, а значит, дуга остается стабильной, а напряжение составляет уже 30-35 В.

Для максимальной эффективности стоит подключать ток с обратной полярностью и проводить работу в охлаждающей жидкой среде. Хорошо подходит водный раствор глицерина (10%) или соды (5%), подаваемый через 40 мм от наливного стержня. В результате нагревания он превратится в пар, который удалит вредные азотистые соединения. Кроме того, Ca сделает горение более стабильным, а C3H8O3 предотвратит растрескивание.

Да, метод хорош малой зоной подъема температуры и практически полным отсутствием потерь легирующих элементов и позволяет получить тонкое, но прочное покрытие, но и у него есть недостаток. Недостатком является снижение усталостной прочности заготовки из-за появления пор в наносимом слое, что частично ограничивает области применения.

Если рассматривать современные механизированные поверхностные методы, то плазменная технология считается наиболее прогрессивной. В соответствии с ним восстановление изношенной поверхности осуществляется под воздействием сильно нагретого и сильно ионизированного газа — аргона, гелия, воздуха, азота с добавками.

Может выполняться по одной из трех схем — с открытым, закрытым и комбинированным пучком. В первом случае роль анода выполняет заготовка, во втором — горелка или сопло, в третьем — и то, и другое.

Также есть два варианта реализации:

• • плазма захватывает порошок и равномерно распределяет его по поверхности;
• добавка сразу вводится в поток.

Метод имеет пять практических преимуществ:

• • за счет концентрации высокой температуры зона термического влияния сужается;
• • благодаря ему можно использовать различные износостойкие материалы на стали, даже пластике;
• • позволяет точно регулировать толщину слоя — от тонкого, 0,1 мм, до 2-3 мм;
• • имеет относительно высокий КПД дуги – до 45%;
• • Может также использоваться для поверхностного упрочнения.

Как реализуется механическая сварка?

Существует ряд вариантов реализации механической сварки. Эти подвиды отличаются друг от друга типами дуг, условиями плавки, способами защиты металлических изделий от окисления. Среди прочего, также используются следующие методы сварки:

• сварка взрывом — от направленного взрыва происходит взаимная диффузия поверхностных слоев, провоцирующая соударение соединяемых элементов (чаще всего востребована при формировании биметаллических компонентов);
• холодная сварка – характеризуется высокими давлениями (150-1000 МПа), в результате чего в зоне контакта соединяемых деталей разрушаются поверхностные пленки, сокращаются межатомные расстояния и образуются новые связи металлов (такие сварочные работы проводятся на пластичных металлах);
• ультразвуковая сварка — процесс основан на преобразовании высокочастотных звуковых колебаний в механические, за счет чего в соединяемых сжимаемых деталях образуются сдвиговые и тепловые деформации (метод применяется для сварки как однородных, так и разнородных материалов).

Технология частично механизированной сварки

Частично механизированная сварка предполагает ручное перемещение горелки и (или) заготовки, а также загрузку и разгрузку деталей. А вот подача присадочного металла происходит механически. Возможна ручная настройка параметров сварки.

Различают левый и правый способы газовой сварки. Левый метод заключается в перемещении горелки справа налево с одновременным перемещением присадочного стержня перед пламенем. В идеале движение должно быть зигзагообразным, перпендикулярным шву.

Сварка справа предполагает прямолинейное движение горелки слева направо. Пламя помещается перед стержнем и направляется к ванне расплава. Металлический шов остывает не так быстро, как в первом случае. За счет этого повышается прочность соединения и производительность работы, снижается расход газа.

Минусы

• • В ряде случаев в результате смешивания основного материала с добавкой происходит ухудшение практических свойств;
• • при неправильном выборе режима деформация, спровоцированная высокими температурами, может быть чрезмерной, что требует дополнительных мероприятий по сохранению геометрии заготовки;
• • мастер, решающий задачу, должен иметь теоретические знания в области совместимости металлов, чтобы сделать покрытие не только однородным, но и с заданными свойствами;
• • малое количество комбинаций по сравнению с тем же покрытием;
• • сложно покрыть мелкие элементы сложной формы – ванну приходится постоянно переносить и не всегда получается сделать это ровно.

Сварочное оборудование

Производство сварных швов осуществляется с помощью автоматических и полуавтоматических станков.

В состав автоматического устройства входят:

• снижение газа;
• бутылка с кислотой;
• обогреватель;
• сушилка.

Основным элементом аппарата является сварочная головка. Скорость плавления зависит от скорости (постоянной или переменной), с которой подается электродная проволока.

Ориентировочная стоимость автоматов на Яндекс.Маркете

Полуавтоматический блок обеспечивает механическую подачу проволоки. Движение дуги в направлении шва осуществляется ручным управлением.

К полуавтоматическому оборудованию относятся:

• электрический держатель;
• кассеты;
• шкаф управления;
• сварочная лампа;
• источник власти;
• шнур.

Ориентировочная стоимость аппаратов для полуавтоматической сварки на Яндекс.Маркете
Основным элементом механизма является электрический держатель. Он удерживает электрод в определенном положении и подает ток в зону сварки. Дуга активируется с помощью короткого замыкания или пусковой кнопки, расположенной на ручке держателя.

Термомеханическая

Различные способы частично механизированной сварки предполагают сжатие с одновременным воздействием локального источника тепла для соединения пластических деформаций совпадающих поверхностей в зоне наибольшего электрического сопротивления. Под общим термином сварка сопротивлением объединяются три различных метода:

1. Сварка встык — концы заготовок компактного сечения нагревают и зажимают, добиваясь пластической деформации обеих частей изделия по всей площади. Применяются 2 метода:
   • Сварка сопротивлением — это соединение однородных сплавов малого сечения сложной формы с предварительной обработкой концов, точной подгонкой площади сечения.
2. Сварка оплавлением не требует окончательной подготовки. Стыки нагревают до тех пор, пока они не расплавятся. Оксиды, загрязнения при сжатии выталкиваются из зоны стыковки.
3. Точечная и рулонная сварка (шовная) в основном применяется для сварки внахлестку листовых материалов. Разница только в количестве контактов. Точечное соединение фиксирует заготовки на отдельных участках. Рулон — непрерывный шов. Оборудование для механизированной сварки схематически изображается парой электродов, оказывающих давление на листы. Импульсный нагрев с расплавлением металла и взаимным проплавлением литого сердечника точки сварки происходит за доли секунды. Сжатие предотвращает частичное вытекание расплава.
4. Сварка трением представляет собой высокоэффективный метод соединения разнородных сплавов. Активно используется для производства концевых режущих инструментов. Валы из конструкционной стали сочетаются с быстрорежущими сплавами. Торцы вращающейся и неподвижной заготовок нагреваются до пластического течения под действием силы трения. Вытягивание (зажим) после остановки вращения создает прочное монолитное соединение.
5. Диффузионная сварка выполняется в вакуумной камере, степень вакуума влияет на скорость диффузии. В месте соединения действует сжимающая сила. При необходимости подается электрический контактный, индукционный или радиационный нагрев. Ускорение взаимного проникновения частиц решается химическими составами, использованием вспомогательных материалов. На основе диффузионной сварки можно получать слоистые конструкции из несовместимых материалов.

Механизированная сварка под флюсом

Флюс – порошкообразный сварочный материал, соответствующий ГОСТ 8713-79. По своим свойствам он напоминает электродное покрытие, а основное вещество – силикат марганца.

Флюс может быть расплавленным или нерасплавленным. К первым относятся вещества, прошедшие высокотемпературную обработку в печах. Ко второй относятся флюсы керамического происхождения и порошки, спеченные и измельченные до определенного размера.

Сварку под флюсом чаще всего применяют при соединении высоколегированных и нержавеющих сталей, алюминиевых и медных сплавов.

Ориентировочная стоимость флюса на Яндекс.Маркете

Особенности устройства сварочного робота

Во многих моделях сварочных роботов используются элементы, которые позволяют им полноценно функционировать в течение длительного времени. Это достигается за счет внедрения специальных электронных систем, имеющих технически совершенный блок. Именно это предотвращает остановку рабочего процесса робота в случае отключения электроэнергии и нестабильного напряжения.

Сварочные роботы могут самостоятельно укладывать детали в автоматическом режиме, что положительно сказывается на качестве соединения. Размеры заготовок не важны, поскольку манипулятор робота может адаптироваться ко всем параметрам свариваемых заготовок.

Стоит отметить! Автоматизированный сварочный робот представляет собой устройство, которое устанавливается на основание. Он оснащен шарнирным механизмом, позволяющим легко поворачивать и направлять блок в нужном направлении.

Внизу экипировки закреплены важные предметы из списка ниже:

• источник тока;
• преобразователь;
• кормушка;
• табло и пульт программирования;
• баллон, наполненный инертным газом;
• манипулятор. Он может поднимать детали весом до 25 кг.

Каждый вид механизированной сварки имеет свое программное обеспечение. Именно в нем на пульте управления устанавливаются показатели процесса сварки и металлической заготовки, которую необходимо сварить. Часто в дополнение к устройству для самостоятельного изучения предлагаются специальные книги и видеоматериалы.

Дополнительные держатели могут быть включены. Именно они позволяют роботу позиционировать и фиксировать заготовку во время процесса. Роботизированная сварка может не только соединять детали, но и очищать их, а также снимать фаски, резать. Оборудование все делает самостоятельно, включая подготовительные операции.

Механизированная сварка способна выполнять все виды сварки и резки. Часто роботы выполняют точечную, электродуговую и аргонодуговую сварку, в том числе сварку под флюсом. Кроме того, при использовании роботизированных устройств значительно снижается риск для здоровья работающих людей, поскольку они не участвуют в процессе.

Особенности частично механизированной сварки плавлением

Первый касается полностью механизированной сварки, представляющей собой автоматизированный процесс соединения деталей, когда оператору необходимо только настроить оборудование и контролировать его работу. Само устройство зажигает и удерживает дугу, направляет ее вдоль сварного шва и подает присадочную проволоку, флюс или защитный газ.

При частично механизированной сварке подача сварочного материала осуществляется автоматически, а за геометрию шва отвечает сварщик. Он перемещает горелку в правильном направлении с нужной скоростью. Полностью или частично механизированные процессы регламентируются также техническими нормами сварки.

Требования

Специального ГОСТа, точно описывающего процесс механизированной сварки, не существует. Существует ряд частных стандартов, отражающих типы ключей. Так к ним вводятся особые требования для:

• термины и ключевые понятия (2601-84);
• классификация видов сварочных работ (3.1705-81);
• сварка плавлением (11969-79);
• газовая дуговая сварка (14771-76);
• сварка под флюсом (8713-79).

Хороший сварщик должен свободно владеть всеми этими ключевыми правилами. Также полезно ознакомиться с ГОСТ:

• 12.3.003-86 — по технике безопасности при электросварке;
• 3242-79 — методы проверки сварных соединений;
• 7512-82 — неразрушающий контроль;
• 6996-66 — определение механических свойств сварных соединений;
• 8713-79 — сварка под флюсом;
• 14782-86 — точечные соединения для дуговой сварки;
• 15878-79 — контактная сварка.

В каждом случае должен быть составлен проект производства сварочных работ; как вариант в проект на производство работ добавляется раздел по сварке. В технологической документации прописывается объем выполняемых работ, виды выполняемых сварных соединений. Сварщик обязан строго соблюдать технологические карты сварных соединений. Перед началом работ проводится приварка допусков, строго соответствующих будущим основным изделиям. Линейные размеры и другие практические параметры обрабатываемых деталей и блоков должны обеспечивать их применимость, гарантировать достаточную функциональность.

В местах проведения механизированных сварочных работ не должно быть легковоспламеняющихся, горючих и взрывоопасных веществ в радиусе 10 м. Все коммуникации, используемые при проведении работ, должны быть защищены от механических повреждений и воздействия высоких температур. Обязательно проводить наряду с входным и эксплуатационным контролем оценку соответствия выполненных работ и созданных конструкций установленным нормам.

Размеры стежков, которые должны быть сделаны каждый раз, устанавливаются отдельно. Отклонения от первоначально установленных параметров не допускаются без разрешения.

В процессе иногда используется механизм подачи проволоки. Откачка инертных газов обычно осуществляется через полые патрубки в заданном сечении. Нормализованный:

• электроэнергия;
• сварочный ток;
• ширина обрабатываемых участков;
• неактивное напряжение;
• количество текущих шагов регулировки.

Сущность механизированной наплавки и ее назначение

В общем случае это нанесение слоя материала на поверхность заготовки. Это необходимо:

• • восстановить или изменить первоначальные размеры (геометрию) элемента, что особенно важно, если это инструмент, например режущая кромка;
• • или придать новые свойства, скажем, улучшить антикоррозионные свойства или повысить износостойкость.

Ну и в рассматриваемой нами ситуации процесс тоже должен быть полу- или полностью автоматизированным.

Недостатки швов

Дефекты сварки возникают из-за:

• дифференциальный нагрев металлического изделия;
• усадка расплавленного материала;
• структурные изменения химического элемента.

Во избежание ошибок при сварке детали закрепляют в специальных приспособлениях. Этот вариант идеален для вязких составов, не вызывающих растрескивания.

Некоторые сварщики применяют метод обратной деформации или полное (частичное) устранение внутренних напряжений.

Классический случай устранения неполадок – термическая обработка посредством высокого отпуска. Продукт нагревают до 650°С и медленно охлаждают после кратковременной выдержки.

Плюсы

• • можно наносить покрытия значительной толщины (до 2-3 мм) и таким образом возвращать первоначальную геометрию даже сильно изношенным изделиям;
• • производительность в 1,5-3 раза выше, чем при любом из ручных методов;
• • используемое оборудование относительно надежно и легко транспортируется;
• • нет ограничений по габаритам объектов – конусы доменных печей, корпуса ядерных реакторов и другие крупные объекты также могут быть защищены и восстановлены;
• • каждый метод достаточно прост в реализации;
• • наносимый слой может иметь любой состав, от чистой меди до комбинированных пластиков;
• • Поверхность легко сочетается с другими методами обработки, например, с азотированием или плазменной закалкой.

Автоматическая и полуавтоматическая сварка в защитных газах

Параметрами режима сварки углекислым газом являются диаметр используемой проволоки, величина сварочного тока, скорость подачи электродной проволоки, напряжение дуги, скорость сварки, расход углекислого газа, вылет электрода.

В настоящее время сварку в углекислом газе производят постоянным током с обратной полярностью (плюс на электроде). Переменный и постоянный ток с одинаковой полярностью до сих пор не применялся из-за недостаточной стабильности процесса и неудовлетворительного формирования и качества сварного шва.

Способ сварки в углекислом газе выбирают в зависимости от толщины и марки свариваемой стали, вида соединения и формы разделки, положения шва в помещении, а также учитывают устойчивое горение дуги, которое ухудшается при снижении сварочного тока.

Следует также помнить, что с увеличением напряжения дуги на постоянном токе увеличивается ширина шва и несколько уменьшается величина его армирования, увеличивается выплеск жидкого металла. Чрезмерное увеличение напряжения дуги может привести к образованию пор в сварном шве.

С увеличением сварочного тока и уменьшением напряжения на дуге резко увеличивается глубина проплавления, уменьшается ширина и увеличивается высота наплавленного усиления. Если слишком сильно увеличить сварочный ток и напряжение дуги, шов будет очень выпуклым.

При сварке на том же токе более тонкой проволокой повышается устойчивость горения дуги, уменьшается разбрызгивание жидкого металла, увеличивается глубина проплавления основного металла, повышается производительность сварки.

Для достижения качественных герметичных швов необходимо не только использовать проволоку соответствующей марки с чистой поверхностью, но и обеспечить хорошую защиту сварочной ванны от контакта с воздухом.

Для этого расход углекислого газа должен составлять 5-12 л/мин при сварке проволокой диаметром 0,5-1,2 мм и 14-25 л/мин при сварке проволокой диаметром 1,6- 3,0 мм. С увеличением сварочного тока, напряжения дуги и выступа электрода соответственно увеличивается расход углекислого газа.

В таблице. 68 приведены рекомендуемые диаметры электродной проволоки в зависимости от толщины свариваемого металла, а в табл. 69 — пределы сварочного тока, напряжения дуги, выступа электрода и расхода углекислого газа в зависимости от диаметра электродной проволоки.

При сварке соединений с зазором без прокладок сварочный ток устанавливают по нижнему пределу, а при сварке соединений без зазора или с зазором, но на прокладке — по верхнему пределу. При полуавтоматической сварке значение сварочного тока может быть несколько выше, чем при автоматической сварке.

Таблица 68. Рекомендуемый диаметр электродной проволоки для сварки металла различной толщины в углекислом газе.

Тройники, угловые и нахлесточные соединения
Толщина свариваемого металла и т.д.	1,0	1,5	2.0	2,5	3.0	4.0	5,0	6,0	8,0	10.0 и выше
Диаметр электродной проволоки, мм	0,5	0,6	0,8	0,8-1,0	1,0-1,2	1,2-1,6	1,2-1,6	1,6–2,0	1,6–2,0	2,0-2,5

Продолжение Таблица 68. Рекомендуемый диаметр электродной проволоки для сварки металла различной толщины в углекислом газе.

Стыковые соединения	без скошенных краев	скошенный
Толщина свариваемого металла и т.д.	1,0	1,5	2.0	2,5	3.0	4.0	5,0	6,0	8,0	10,0	8,0	10,0	12,0	14,0	16.0 и выше
Диаметр электродной проволоки, мм	0,5	0,5-0,6	0,6–0,8	0,8–1,0	1,0-1,2	1,2	1,2-1,6	1,6–2,0	1,6–2,0	2,0–2,5	1,6-2,0	1,6-2,0	2.0	2,0-2,5	2,0–3,0

Таблица 69

Диаметр электродной проволоки, мм	0,5	0,6	0,8	1,0	1,2	1,6	2.0	2,5	3.0
Свейсестрём, А .	30-80	40-100	60-150	80-180	100-250	140-300	200-500	300-650	500-750
Напряжение дуги, В	16-18	17-19	18-21	18-22	19-23	24-28	27-36	28-37	32-38
Вылет электрода	6-8	6-10	6-12	7-13	8-15	12-20	15-25	16-28	20-32
Расход углекислого газа, л/мин	5-6	6-7	7-8	7-10	8-12	14-17	15-22	18-24	22-25

При сварке в горизонтальном, вертикальном и потолочном положении сварочный ток должен быть на 10-20 % меньше, чем при сварке в нижнем положении. Ток снижается также при сварке легированной и высоколегированной стали.

Скорость сварки стыковых соединений принимают в зависимости от толщины свариваемого металла, а тавровых — еще и от катета шва.

Скорость полуавтоматической сварки обычно меньше автоматической. При полуавтоматической сварке скорость движения электрода неравномерна, что приводит к неравномерной глубине проплавления по длине стыка, а при сварке тонкого металла — к прожогам.

Поэтому тонкий металл рекомендуется сваривать полуавтоматом с меньшей силой тока, чем автоматом. Если падение тока ухудшает стабильность процесса сварки, следует использовать более тонкую проволоку.

Стыковые соединения на металле толщиной до 2 мм лучше всего сваривать в вертикальном положении сверху вниз. Угловые вертикальные швы с шагом до 5 мм также выполняются сверху вниз. Соединения по металлу толщиной до 1 мм с фланцем рациональнее сваривать неплавящимся угольным электродом в углекислом газе.

• Назад
• Вперед

Механизированная под слоем флюса

Зажигание электрической дуги под слоем механически нанесенного гранулированного флюса позволяет производить сварку с шириной фронта до 100 мм. В этом случае предполагается использование многоэлектродной насадки или газоразрядных электродов. Флюс на основе силиката марганца подается из бункера на заданную ширину шва. Скорость сварки достигает 100–300 м/ч.

Предусмотрена защитная мера — создание избыточного давления пузырьком защитного газа. Тепловой фон хвостовой части сплава сварочной ванны снижается без резких перепадов температуры, что противодействует возникновению микротрещин. Распыление металла ограничено, не превышает 2%.

Преимущества метода:

• Расплав легирован и раскислен за счет компонентов флюса.
• По сравнению с ручной сваркой скорость меняется в десятки раз.
• Стабильность арки.
• Контакт с кислородом и азотом в атмосфере исключен.

Преимущества роботов для сварки

Роботизация сварки значительно облегчила жизнь крупным компаниям, которым постоянно необходимо производить большое количество металлопродукции. Благодаря этому процессу показатели скорости для одного и того же типа соединения увеличились без ущерба для качества.

Использование сварочных роботов обеспечивает точное позиционирование деталей и их точное перемещение, а наличие запрограммированных систем в агрегатах делает процесс непрерывным и точным. Все это позволяет этим аппаратам заменить нескольких профессиональных сварщиков, а также они могут работать непрерывно длительное время.

Роботизированная сварка в среде защитных газов имеет и другие не менее важные преимущества:

1. Роботы могут постоянно выполнять один и тот же тип работы без ущерба для качества. Но люди не могут выполнять одну и ту же работу в течение многих часов.
2. Автоматизированные установки производят швы высокого качества, их можно перенастроить в середине производственного процесса.
3. Роботы — выгодное предложение для крупных компаний. Они быстро окупаются, это связано с их высокой производительностью.
4. Агрегаты этого типа требуют только технического обслуживания. Но люди должны платить зарплату, и не забывайте о налогах.
5. Роботы легко настраиваются. Если оператор изучил все функции настройки устройства, это можно сделать за несколько минут. Эта работа под силу даже новичкам, но предварительно все следует изучить по алгоритму соединения и настроить робота на параметры выбранной сварки и деталей.
6. Роботы способны работать долго и без перерыва. Все это увеличивает количество выпускаемой продукции. Обычный сварщик ограничен в своих возможностях; после долгой работы ему обязательно нужен отдых. Качество работы также зависит от ее физиологического состояния. Но робототехника никогда не подводит, четко выполняет поставленные задачи, без перерывов и перерывов.
7. Использование этого приспособления позволяет получить тонкие и ровные швы. Это обеспечивается путем ведения дуги на расстоянии 2 мм.
8. Оборудование экономит электроэнергию и расходные материалы.
9. Обеспечивает повышенный рост производительности с предсказуемым результатом без необходимости частого контроля качества.

Порошковая проволока

Речь идет о так называемой «стержневой» проволоке для механизированной сварки, изготавливаемой в соответствии с требованиями ГОСТ 26101-84 и имеющей сложную структуру. Он содержит специальную оболочку, частично заполненную шихтой, благодаря чему отдельные образцы проволоки достигают в диаметре 40 мм.

После расплавления данного вида активной добавки компоненты шихты удаляются, что обеспечивает выполнение следующих задач:

• защита обрабатываемого металла от кислорода в азоте;
• поддерживать гладкий и стабильный лук;
• добиться качественного шва.

Следует также отметить, что при механизированной сварке такую ​​проволоку можно использовать вместе с флюсом и углекислым газом.