Оборудване за механизирано заваряване

Механични системиСтатииСп. Инженеринг ревю - брой 5, 2014

Cъвременното производство търпи непрекъснато развитие, поради което крайните продукти стават все по-сложни, а изискванията към тях – все по-високи. Затова за тяхното изработване е необходимо съединяване на множество части от различни материали и то така, че крайният продукт да притежава характеристиките на такъв, изработен от едно цяло.

Основно място в производствения процес на такива съставни продукти намират технологиите и процесите на съединяване чрез заваряване, спояване и лепене. Заваряването е един от най-широко използваните технологични процеси в промишлеността за получаването на монолитни неразглобяеми съединения. Металните конструкции, чиито детайли са съединени посредством заваряване, се характеризират с по-проста и лека конструкция в сравнение с тези, чиито детайли са съединени с друг вид връзка.

Недостатъците обикновено се свеждат до наличието на остатъчни напрежения, които създават опасност от влошаване на механичните свойства и повишаване крехкостта на метала в зоната на заваръчните съединения.

Заваряването намира изключително широко приложение в съвременното производство в сфери като: транспортна и земеделска техника, строителна техника, в това число и подемно-транспортни средства, инструменти, дървообработващи, металообработващи и други. машини, тръбопроводи за пренос на газ, нефт, вода и др., строителство на мостове и сгради, производство на електронна техника, опаковки и др.

Методи за заваряване
Съществуват множество методи и разновидности на заваряването, които подлежат на класификация по различни признаци. Един от най-широко използваните е дъговото заваряване в защитна газова среда. Поради немалкото му технологични и икономически предимства използването на този метод е широко разпространен. Като негови технологични предимства могат да се посочат относителната простота на процеса, както и незначителният обем шлака, което позволява да се получи заваръчен шев с много високо качество.

Заваряването в защитна газова среда се счита за подходящо при заваряване на различни стомани, а така също и на цветни метали. В практиката се използват няколко технологии за заваряване в защитна газова среда - заваряване с нетопим електрод в среда от инертен газ (ВИГ), заваряване с топим електрод в среда от инертен газ (МИГ), заваряване с топим електрод в среда от активен газ (МАГ), като по-често използвани са технологиите с топим електрод.

Сред сравнително новите методи за заваряване е плазменото. Както при ВИГ заваряването, така и тук се използва нетопящ се волфрамов електрод, поставен в специален държач, около който циркулира охлаждаща течност. В пространството между външната керамична дюза и волфрамовия електрод, по различни канали, се подава основен (плазмен) газ и защитен газ. Възникналата плазмена дъга е топлинен източник с висока температура от 5000 - 30 000 °C.

Благодарение на опцията за регулиране на технологичните свойства на плазмата е възможно заваряване на много широк спектър от метали и техните сплави. Всички тези методи са приложими както при механично, така и при автоматизирано и роботизирано заваряване.
Все по-големите изисквания към качеството и непрекъснатостта на производствения процес са сред факторите, обуславящи необходимостта от механизация на процесите по заваряване.

Основно предимство на механизираното заваряване е фактът, че то свежда до минимум човешкия фактор и води до поддържане на приблизително еднакво качество на продуктите и относително висока производителност благодарение на гарантираното качество на заваръчния шев. Това налага предлагането на различни по вид и степен на автоматизация системи за заваряване.

Маси за заваряване
Заваръчните маси са сред базовите системи в процеса на заваряване. Необходимостта от специална маса се налага от спецификата на процесите и изискванията към покритието, фиксиращите елементи и нейната цялостна стабилност. Физико-химичните изисквания към работния плот на съоръжението трябва да отговарят на степента на натовареност. Важна характеристика е устойчивостта на корозия и цялостните якостни показатели. Правилният избор на заваръчна маса е решаващ в дейностите по заваряване, като при вземането на това решение водещи са гарантиране на сигурността и удобството.

Заваръчни стендове
Друг тип системи за механизирано заваряване са заваръчните стендове. Те служат за заваряване на едрогабаритни детайли. Както и заваръчните маси, те не извършват самото заваряване, а служат за фиксиране и ротация на изделието при заваряване на неговите кръгли и надлъжни шевове.

Заваръчни позиционери
Заваръчните позиционери представляват устройства, служещи за ротация на ососиметрични заварявани детайли, като например фланци и тръби, на 360 градуса. Това позволява непрекъсната работа на заварчика и улеснява дейността му, като същевременно увеличава производителността, тъй като не той, а заваряваният детайл се движи. Голямо предимство на заваръчните позиционери е възможността големи, обемисти или неудобни детайли да бъдат позиционирани точно и да се гарантира качество на процеса.

Съществуват различни видове позициониране на детайла в положение за заваряване, като възможностите за промяна на ъгъла на заваряване са определящи за производството: с една степен на въртене; с 2 степени (свободен ход и накланяне), с 3 степени (добавяне на движение нагоре и надолу). При заваряването на детайли с големи размери, като вагони или цистерни например, е възможно добавянето на допълнителни елементи.

Малка заваръчна техника
Този тип техника се характеризира със сравнително опростената механизация - движението се извършва по една ос. Сред този тип оборудване спадат тракторите за механизирано заваряване. Класическият им модел се движи по детайла, който се заварява, или по паралелна равнина, т. е. изпълнява заваръчни шевове по различна по тип ос – права, кръгова, пространствена. За водене служи някоя от стените или ръб на детайла.

Магнитната плоча на дъното на корпуса гарантира притискате и стабилен ход, както и движение по вертикална повърхност. Тракторите за механизирано заваряване могат да бъдат оборудвани със заваръчни горелки, чийто брой се определя от индивидуалните изисквания.

Този вид механизирана техника намира приложение при заваряване на различни по предназначение и дебелина материали, намиращи приложение в хранително-вкусовата, химическата промишленост и други. Съществува опция за допълнително усложняване на заваръчния процес чрез добавянето на допълнителни оси на управление, осцилатори или AVC системи за височинен контрол.

Ролкови ротатори
Най-опростените и често срещани видове хоризонтално-ролкови ротатори са 2-ролковите, след тях са 4-ролковите и т.н. Този тип оборудване намира приложение при процеси, изискващи ротацията на детайли с цилиндрична форма и различни размери. Често се използват за различни дейности в производството като боядисване, рязане, заваряване.

Заваръчни колони
Най-често разпространени в производството са заваръчните колони с хоризонтално рамо. Съществуват различни техни варианти: с фиксирана или задвижвана основа; на колела, на релси; структура с двойна колона с голяма здравина за минимално отклонение; механична точност, гарантирана от линейни направляващи; двигатели по управляемите оси и други.

Водещите компании предлагат широк набор от приложими аксесоари за заваръчните колони, сред които: сонда за следене на заваръчния шев; охладителна централа; осцилатори и т.н.
Заваръчните колони с плъзгащо рамо се произвеждат според нуждите на клиентите с хоризонтално и вертикално движение, стабилно хоризонтално рамо и според вида на метода на заваряване.

В зависимост от избрания метод за работа се предлага опция за чупещо рамо, която зависи от спецификата на детайла за заваряване. Основният стремеж на този тип машина е свеждане на процеса до надлъжни и напречни шевове, което води до цялостно опростяване на действието и неговото проследяване.

Съществуват 3 типа базиране на колоната. Възможно е тя да бъде неподвижно фиксирана, т. е. колоната се върти само около оста си. Другият тип е свободно движеща се – движението се осъществява по релси, ръчно. Третият тип базиране е моторизиран. При него движението на колоната се осигурява от двигатели с редуктори, монтирани на основата, а скоростта може да бъде регулирана и в двете посоки. Когато колоната не е в процес на заваряване, се движи с максимална скорост, като това не оказва влияние върху предварително настроената скорост на заваряване.

Листозаваръчни машини
Листозаваръчните машини са предназначени за автоматично надлъжно челно заваряване на валцована или плоска ламарина. Често те служат за полагането и на вертикални и хоризонтални заваръчни шевове. Повечето модели са проектирани и изработени изцяло с дизайн, съобразен с удобството на клиента - контролът и управлението са в предната част на машината за удобство на оператора, за да има той възможност да наблюдава целия процес на заваряване.

Водещите производители са модифицирали листозаваръчните машини дотолкова, че повечето съвременни модели предлагат софтуерен контрол на параметри като дължина на листа, скорост и контрол при многократно заваряване, система за подаване на допълнителен материал и т.н. Цифровото управление позволява запаметяване на голям брой работни програми, които могат да бъдат прехвърлени на компютър. Важно предимство на съвременните листозаваръчни машини е възможността да бъдат използвани при всички методи на заваряване.

Роботи за заваряване
Системите за роботизирано заваряване или т. нар. роботи се налагат все по-често в производства с непрекъсната повторяемост на заваряването. Основно при тях е високото изискване към качество на детайлите след преминаването им през предходните процеси. За добра и ефективна работа на този тип системи са необходими поне 2 станции, които да спестяват времето за подмяна на обработваемите детайли.

В повечето случаи роботите са 6-осни, а добавянето на допълнителни степени на свобода се извършва в зависимост от конкретните нужди на производството. Големите производители на оборудване за заваряване предлагат разнообразни решения, включващи хардуер и софтуер, съобразен с индивидуалните изисквания на клиентите.

Статията продължава в следващия брой с пазарен преглед на решенията за механизирано заваряване, в който водещи компании на българския пазар ще представят своите актуални оферти.

ЕКСКЛУЗИВНО

Top