Приспособления для сварки

Вторичная защита в аргонодуговой сварке

При работе с титаном требуется защита как зоны сварки, так и прилегающих к ней областей металлических заготовок. Это требуется по той причине, что титан, нагреваясь до температуры в 400 градусов Цельсия, вступает в реакцию с атмосферными газами. В результате этого прочность металла сильно снижается и в местах нагрева он становится хрупким.

Основное устройство вторичной защиты представляет собой металлический кожух, который специалисты называют сапожком. Он крепится к горелке и обеспечивает приток защитного газа в область сварочного шва. Качественно «сапожок» сможет исполнять свое предназначение только в том случае, когда по форме будет плотно прилегать к соплу горелки и повторять конфигурацию заготовки.

Часто его приходится заказывать под конкретную работу. Иногда сварщики делают такой кожух самостоятельно непосредственно перед процессом. Для того, чтобы инертный газ равномерно распределялся по всей плоскости свариваемых деталей, внутренняя часть кожуха может содержать наполнитель, например, алюминиевую стружку.

Вторичная защита также может обеспечиваться гибкими фартуками. Они призваны решить те же задачи, что и «сапожек». Но в отличие от металлического аналога гибкие фартуки отличаются пластичностью и плотно прилегают к цилиндрическим поверхностям. Такие фартуки можно сделать самостоятельно из медной фольги, имеющей достаточную толщину.

Газовые линзы

При аргонодуговой сварке металлы соединяются в среде инертных газов. Качество защиты во многом зависит от скорости подачи газа и формы соединяемых деталей. Слишком сильный поток газа отрицательно сказывается на уровне защиты, равно как и слабый его приток – из-за образования турбулентности и подсоса атмосферного воздуха в область сопла.

Чтобы исключить вероятность образования турбулентности, обеспечить прямолинейное и равномерное поступление аргона, используются специальные газовые линзы. Они представляют собой цанговые зажимы особой конструкции, внутри которых устанавливается мелкая сеточка.

Использование газовых линз оправдано в случаях, когда нужно обеспечить лучшую газовую защиту из-за особых свойств металла. Пример может служит сварка титановых заготовок. Или в том случае, когда такого подхода требует непривычная конфигурация соединяемых деталей.

Магнитные угольники

Очень распространенные инструменты. На потребительском рынке они представлены в широком ассортименте – всевозможных размеров, форм, комплектаций и функционала. Некоторые модели просты и помогают выставить заготовки в каком-либо одном положении. Есть варианты с дополнительными крепежными элементами, а также с возможностью изменения угла размещения деталей. Такие устройства очень удобны в работе с листовым металлом, рамными конструкциями, стойками и т.п.

Оборудование для крепления и перемещения сварочных автоматов и полуавтоматов

Сварка автоматами и полуавтоматами может выполняться, как без, так и с применением специальных вспомогательных устройств, например, для подвески аппарата над подвижным свариваемым изделием или для перемещения аппаратов вдоль шва или от шва к шву (колонны, порталы, тележки, площадки). Вспомогательное оборудование такого типа применяется часто и для сварки тракторами или полуавтоматами.

Колона поворотная для сварочного полуавтомата

Оборудование для обслуживания зоны сварки

Удобство положения сварщика при работе на крупногабаритных изделиях обеспечивают люльки, стремянки, а также специальные площадки. Площадки предназначены для размещения сварщиков и сварочной аппаратуры, а также для перемещения их в зону сварки. Они изготовляются в расчете на одного или нескольких сварщиков и могут быть передвижными (самоходными или несамоходными), переносными и стационарными.

Универсальная площадка для сварщика:1 – балкон; 2, 4 – рычаги; 3, 5 – винтовой привод; 6 – тележка.

Оборудование для укладки и кантовки свариваемых изделий

Стенды не обеспечивают кантовку и поворот изделий в процессе работы, что затрудняет сварку громоздких и тяжелых узлов, поэтому в состав сварочных установок входит специальное оборудование, а именно: кантователи, вращатели, роликовые стенды, манипуляторы и позиционеры.

Кантователи представляют собой стационарные приспособления, в которых свариваемые элементы не только закрепляют, но и поворачивают вокруг горизонтальной или наклонной оси с целью установки их в удобное для сварки положение, а иногда и для перемещения во время сварки.

Кантователи обеспечивают маршевое вращение изделия вокруг неизменно расположенной оси либо вокруг ряда осей, лежащих в одной плоскости. Кантователи имеют ручной или механический привод. В зависимости от типа поворотного устройства различают кантователи роликовые, цевочные, цапфовые (центровые) и цепные.

Вращатели — это устройства для вращения свариваемого изделия с рабочей или с маршевой и рабочей скоростью вокруг оси, не изменяющей своего положения в пространстве. Различают вращатели с вертикальной, наклонной или горизонтальной осью вращения.

Сварочный вращатель с вертикальной осью вращения:1 – планшайба; 2 – станина с механизмом вращения.

Роликовые стенды или, иначе, роликовые вращатели или роликовые постели предназначены для поворота и установки изделия в удобное для сварки положение и для вращения изделия с рабочей скоростью. Вращение изделия производится приводными, обычно обрезиненными роликами, сцепленными с изделием.

Существенное преимущество роликовых стендов в том, что скорость вращения изделия, независимо от его диаметра, равна окружной скорости вращения роликов. Обычный роликовый стенд состоит из системы холостых и приводных роликоопор, смонтированных на общей фундаментной плите. оликовые стенды применяются не только для сварки, но и для сборки.

Манипуляторами называют универсальные, обычно стационарные приспособления, предназначенные для вращения изделия вокруг оси в процессе сварки при различных углах наклона оси вращения.

Универсальный сварочный манипулятор:1 – основная станина; 2 – поворотная станина; 3 – планшайба; 4 – механизм поворота планшайбы; 5 – механизм наклона планшайбы; 6 – опорные лапы.

Манипулятор состоит из следующих основных узлов: станины, поворотного стола, приводов вращения и наклона планшайбы и блока управления. В большинстве манипуляторов все движения механизированы. В некоторых конструкциях наклон и подъем стола могут осуществляться вручную. В некоторых из них может отсутствовать механизм подъема стола.

Позиционеры в отличие от манипуляторов не рассчитаны на сварочное вращение изделия и служат только для установки и поворота (кантовки) изделия в удобную для сварки позицию. Позиционеры или установочные манипуляторы служат как для закрепления изделия, так и для установки в удобное для сварки положение.

Схемы настройки позиционеров

Стол позиционера вращается и наклоняется при помощи ручного или электрического привода, он имеет только маршевую скорость перемещения. Позиционеры для изделий массой более 1,5 т обычно имеют электрический привод.

Приспособление для сварки труб

Сваривание торцов труб сварщикам выполнять приходится нередко. И дома, и в мастерской, и на производстве – везде возникает такая необходимость. Есть приличное количество приспособлений, облегчающих сварку труб. Их применение положительно сказывается на качестве сварного соединения.

Такие устройства принято называть центраторами. Они обеспечивают точное совпадение кромок свариваемых заготовок, тем самым способствуя более быстрому выполнению работы. В зависимости от конструктивного решения они бывают наружными или внутренними. Более востребованы наружные центраторы.

Для сварочных работ с трубами большого диаметра успешно используется звенный центратор (на фото). Называется он так потому что состоит из нескольких звеньев, соединенных при помощи шарниров. Они образуют замкнутый контур. Торцы двух соединяемых труб размещаются внутри данного приспособления. Они удерживаются специальными упорами, которые и центрируют их по отношению друг к другу.

Для домашнего использования больше подойдут струбцины-центраторы. Они предназначены для совмещения труб небольшого диаметра. К примеру модель СМ151 рассчитана на работу с магистралями диаметром от 57 до 159 мм. А вот струбцина-центратор ЦС3 пригодится, если диаметр труб не выходит за пределы диапазона 10-70 мм.

Честно говоря, совместить трубы небольшого диаметра не так уж и сложно. Если сваривать их приходится нечасто, то можно обойтись и без специальных приспособлений. Если возникает ситуация, когда центратор все-таки нужен, то можно изготовить его самостоятельно. Самое простое решение – это к струбцинам приварить уголки (на фото ниже).

Приспособления с магнитами

Очень удобно для позиционирования заготовок в сварочных работах использовать специальные магнитные приспособления для сварки. С их помощью легко соединять легко выставить детали и удерживать их в нужном положении сколь угодно долго, благодаря силе притяжения магнитов.

Реферат найти сварочные и сборочно-сварочные технологические приспособления

Сборочные и сварочные стенды

Стенды, стеллажи и плиты — простейшие устройства для укладки и фиксации в удобном для сварки положении собранных под сварку изделий.

Стеллаж для сборки и сварки

Сборочные стенды представляют собой конструкции с базовой поверхностью, на которой производится сборка и сварка изделий. При ручной сварке часто применяют универсальные сборочно-сварочные плиты с пазами для различных крепежных устройств или стеллажи.

Стенды и приспособления, в которых совмещены операции сборки и сварки, бывают стационарными, передвижными и накладными.

Различные балки собирают и сваривают на козлах такого стеллажа, установленных на небольшом расстоянии друг от друга по всей длине, или на универсальном стенде, состоящем из ряда неподвижных стоек 2, к которым крепятся, в зависимости от конфигурации балки, сменные опоры 1.

Схема универсального стенда для сварки балок: 1 – опора; 2 – стойка; 3 – сварочный трактор.

Перечисленные стенды относятся к беззажимным приспособлениям. К ним относятся столы для сварки сравнительно мелких деталей и плиты. Стенд или стол подключаются, как правило, к источнику питания дуги и обеспечивают подвод тока к свариваемому изделию.

Если изделие подается на сварочную установку в собранном виде, то эта установка должна иметь устройства для укладки и фиксации изделий в удобном для сварки положении. В таких случаях могут быть применены универсальные или специализированные стенды. Универсальное приспособление для сварки рамных конструкций содержит ряд плит с пазами, в которые в зависимости от конфигурации свариваемого изделия крепятся различные упоры, фиксаторы и зажимы.

Такие стенды снабжают набором универсально-наладочных приспособлений, которые могут фиксироваться в различных сочетаниях в пазах базовых плит. Для сборки и сварки аналогичных конструкций могут также применяться специализированные стенды для определенных изделий.

Они снабжены плитой, на которой укреплен ряд постоянных фиксаторов, определяющих взаимное положение собираемых под сварку деталей. Примером универсальных стендов для сборки и сварки плоских листовых конструкций могут служить электромагнитные стенды.

Кондуктор — сборочно-сварочное приспособление, снабженное упорами, гнездами, крепежными приспособлениями, дающее возможность вести сборку и сварку изделий в наиболее удобном положении. Кроме того, в состав стендов и приспособлений входят устройства для удерживания ванны расплавленного металла и флюса в зоне сварки, для формирования ша и т.д.

Механизированная сварка чаще всего выполняется в сборочно-сварочных или сварочных кондукторах. В этих приспособлениях элементы кондуктора не мешают движению сварочного автомата; сам кондуктор может наклоняться, придавая шву положение удобное для автоматической сварки.

Примеры сборочно-сварочных кондукторов

Фиксаторы – элементы, определяющие положение свариваемых деталей относительно всего приспособления (стенда, стеллажа, кондуктора и т.п.). К фиксаторам относятся: упоры (постоянные, съемные, откидные), установочные пальцы и штыри (постоянные, съемные), призмы (жесткие и регулируемые) и шаблоны.

Съемные упоры применяются в настраиваемых по типу деталей приспособлениях или при сварке деталей, съем которых невозможен из-за упоров. В последнем случае предпочтение заслуживают откидные быстродействующие упоры. Как правило, упоры служат и опорными базами, а в некоторых случаях могут служить одновременно шаблонами для приварки сопряженных деталей. Они могут быть силовыми (ограничивающими) и направляющими (ненагруженными).

Фиксаторы в виде пальцев или штырей обеспечивают точную установку деталей и применяются в деталях с обработанными поверхностями. Призмы, регулируемые и нерегулируемые, применяют для сварки труб, профилей и т.п.

Шаблоны предназначены для; фиксирования устанавливаемых при сборке деталей по сопрягаемым деталям узла или по каким-либо опорным контурам изделий. В этом случае само изделие является несущим элементом приспособления.

Прижимы – элементы приспособлений, обеспечивающие прижим деталей друг к другу, к фиксаторам или несущим поверхностям приспособлений. Прижимы бывают механические пневматические, гидравлические и магнитные.

Механические прижимы конструктивно просты и поэтому наиболее распространены.

Наряду с механическими прижимами применяют также пневматические, гидравлические и магнитные прижимы.

Технологическая оснастка сварочных установок

Флюсоудерживающие устройства служат для создания необходимого слоя флюса в тех случаях, когда этот слой не удерживается кромками свариваемых деталей. Флюсоудерживающие устройства могут быть неподвижными и подвижными. Схемы некоторых из них показаны на рисунке.

Флюсовые подушки служат для предотвращения утечки расплавленного металла в зазор между кромками. Слой флюса прижимается к нижней стороне шва, удерживая при этом сварочную ванну и формируя обратный валик.

Технологические приспособления

Применение сборочно-сварочных приспособлений снижает трудоемкость сборочных операций, уменьшает остаточные деформации, повышает качество конструкций и упрощает контроль и приемку собранных конструкций. Правильно спроектированное и изготовленное приспособление должно отвечать следующим требованиям: быть удобным в эксплуатации, обеспечивать проектные размеры изделия, быструю установку элементов и съем собранного или сваренного изделия, иметь невысокую стоимость и удовлетворять требованиям техники безопасности при выполнении сборочных и сварочных работ.

Тип приспособления определяется серийностью производства и степенью сложности конструкции. В единичном производстве обычно применяют универсальные приспособления. В серийном производстве, в зависимости от количества изготовляемых однотипных изделий, используют как универсальные, так и специализированные приспособления.

Универсальные приспособления

Есть и другие магнитные устройства, которые по сравнению с угольниками наделены большей функциональностью и возможностями. Одно из таких приспособлений называется MagTab. С его возможностями стоит ознакомиться более детально.

Основу устройства составляют две опорные плоскости (1). Они имеют встроенные магниты. Угол между пластинами можно менять в зависимости от того, с какими по форме заготовками приходится работать: уголками, листами или цилиндрами.

Помимо опорных устройство имеет еще две другие плоскости (2). Они предназначены для крепления деталей, которые будут приваренными к основному элементу. По отношению друг к другу дополнительные пластины расположены под прямым углом. Они смещаются относительно основных плоскостей, что дает возможность сварщику расположить привариваемую деталь именно так, как ему нужно.

Иногда, чтобы зафиксировать деталь в нужном месте и приступить к сварочным работам, уходит слишком много времени и сил. Устройство типа MagTab дает возможность быстро выполнить весь объем работ, независимо от того, насколько сложной является поверхность основания и какую форму имеет присоединяемая деталь.

Для фиксации нужно всего лишь одну поверхность приспособления расположить на основании, а к другой поднести другой элемент. Магниты обладают достаточной силой, чтобы удержать обе детали неподвижно и позволить сварщику выполнить свою работу без дополнительных хлопот.

Сборочно-сварочные приспособления на магнитной основе просты и удобны в применении. Благодаря им, время на первичную сборку конструкции снижается в несколько раз. Вырастает не только скорость выполнения работы, но и качество сварочного соединения. Ведь уже на начальном этапе специалист видит собранную конструкцию такой, какой она должна быть после сварки.

Простые, практичные и относительно недорогие приспособления достойны того, чтобы наравне со струбцинами и зажимами занять место в домашней мастерской или на производственном участке. Такие «помощники» можно сделать самостоятельно, раздобыв небольшие и подходящие по форме магниты. Только нужно помнить, что магнитам претит высокая температура. Под ее воздействием они размагничиваются.

Универсальные приспособления для сборки под сварку

Универсальные приспособления для сборки, как правило, просты и выполняются переносными. Они не всегда обеспечивают необходимую точность и рассчитаны на проверку правильности сборки и установочных размеров.

Переносные зажимы предназначены для фиксации взаимного положения свариваемых деталей. Зажимные приспособления могут использоваться при сварке определенных деталей, а также при изготовлении узлов и конструкций. В этом случае ими оснащаются стенды, стеллажи и другое вспомогательное оборудование. Их изготовляют в виде струбцин и болтовых зажимов, позволяющих собирать детали любого профиля.

Для сборки под сварку изделий из листового проката применяют клиновые и зажимные скобы. Для фиксации тонких листов и коротких деталей из профильного проката служат пружинные зажимы.

Прихваты используют в основном при монтаже крупных конструкций. Отдельные элементы прихватов временно приваривают к собираемым деталям, а после сварки удаляют. Прихваты бывают жесткие и регулируемые.

Стяжки применяют для сближения кромок свариваемых деталей до заданных размеров. Наибольшее распространение нашли винтовые стяжки.

Стяжка с болтом и приваренными угольниками для сварки крупных конструкций из листового проката.

Стяжное приспособление с приваренными временными угольниками для сборки труб. Оно применяется ограниченно и только на трубах из углеродистых сталей.

Стяжка винтовая для сборки конструкций и деталей из листового, полосового и профильного проката.

Рычажно-винтовая стяжка.

Для сборки стыков труб наибольшее применение находят стяжные винтовые приспособления хомутного типа, которые не создают жесткого закрепления стыкуемых элементов.

Распорки и домкраты служат для фиксации изнутри изделий с замкнутым профилем, для выравнивания кромок цилиндрических изделий, для удаления вмятина др. При сварке цилиндрических изделий распорки применяют в сочетании со стяжными кольцами.

Центраторы предназначаются для закрепления отдельных труб или подобных изделий, так чтобы они не имели сдвига и поворота в направлениях трех координатных осей. Они позволяют совместить цилиндрические поверхности стыкуемых изделий (труб, секций из труб и др.) для выполнения сварочных работ.

В зависимости от положения центраторов относительно установочных поверхностей, центраторы подразделяются на наружные (схватывающие) и внутренние (распорные). Наружные центраторы применяют при сборке труб в секции для сварки на заготовительных базах или в зоне строительных площадок.

Центраторы для сборки труб большого диаметра могут быть оснащены в месте стяжного винта силовым гидравлическим цилиндром. Центратор наружный гидравлический представляет собой пластинчатую двухрядную цепь, стягиваемую на концах стыкуемых труб домкратом, размещенным внутри скобы. Привод домкрата осуществляется от гидравлической насосной станции.

Наружный гидравлический центратор ЦНГ-12201 – цепь; 2 – упорный ролик; 3 – скобы; 4 – концевое звено; 5 – домкрат; 6 – винт.

Внутренние центраторы обеспечивают наиболее качественную сборку труб благодаря более точному совпадению их кромок. При центровке стык открыт снаружи, что обеспечивает свободный доступ к месту сварки. Применение внутренних центраторов позволяет повысить производительность и степень механизации сборки для сварки как поворотных, так и неповоротных стыков трубопроводов.

Установочно-закрепляющие приспособления

Самыми удобными для сварочных работ являются приспособления для решения комплекса небольших задач. Хорошо, когда при помощи одной оснастки можно выставить заготовку в нужное положение и надежно зафиксировать. В таком случае нет надобности заботиться о наличии большого количества вспомогательного инструмента.

Выше изображены три самых распространенных приспособления, с помощью которых легко расположить и зафиксировать заготовки под углом 90 градусов. Некоторые виды оснасток позволяют работать сразу в двух плоскостях и размещать сразу три заготовки.

Простые зажимы, которые смогут удерживать детали под прямым углом по отношению одна к другой, несложно сделать самостоятельно. Для этого требуется немного: два уголка, угольник, полоса и сварка. Уголки размещаются перпендикулярно, чтобы стать впоследствии направляющими, а полоса будет служить связующим звеном между ними. Точно сориентировать их проще всего при помощи угольника (см. фото ниже), а для фиксации можно использовать струбцины.

После того, как все элементы будут правильно расположены и зафиксированы, выполняются прихватки минимум в четырех точках, которые должны соединить полосу с двумя уголками. Формировать сварной шов сразу без прихватов не стоит, поскольку метал может увести в сторону и прямой угол уже не сохранится.

Пришло время снять струбцины, чтобы они не мешали сварке деталей и не были случайно повреждены. Проваривая края заготовок, желательно ложить короткие швы поочередно с разных сторон. Так больше гарантии того, что геометрия будущего шаблона сохранится.