Приспособление для сварки своими руками

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. Вращатели с вертикальной или наклонной осью вращения ВВ (вращатель вертикальный) иногда называют карусельными по аналогии с токарными карусельными станками.

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. Все позиционеры сходны по конструкции. Они имеют две или три взаимно перпендикулярные оси, вокруг которых планшайба с изделием может поворачиваться или наклоняться.

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.

Центраторы

Сборочно сварочных приспособлений для работы с круглыми трубами не много. Главной особенностью работы с такими деталями является обеспечение соосности сторон. Если разница составит более 1,5 мм, то это будет заметно невооруженным глазом. На ответственных изделиях, где важен эстетичные вид, такое недопустимо.

Центраторы сводят свариваемые стороны между собой, выравнивая их либо преимущественно по верхней и нижней части, либо по всей окружности. Они бывают винтовые, обхват которых достигает всех сторон трубы, и прижимные — с полукруглыми лапками. Оборудование центрует трубу, и выполняется сварка. После чего приспособа убирается.

Применение

Постоянный или переменный ток для зажима не имеет принципиального значения. Каждый держатель устанавливается по своему: «крокодил» цепляется прищепкой, струбцины прикручиваются по резьбе, магнит плотно фиксируется к поверхности и к кабелю. Установив клеммы на металл и приведя в рабочее состояние электрод, можно приступать непосредственно к процессу сваривания.

Какого бы вида ни был зажим, сварка без него невозможна. Благодаря подключению клемма к свариваемой детали, образуется электрическая цепь. Чем качественнее фиксаторы, тем продуктивнее и безопаснее работа сварщика.

В следующем видео рассказывается о том, какой сварочный зажим выбрать.

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. На рисунке показана универсальная площадка, которая может передвигаться вдоль свариваемого изделия, подниматься и опускаться в зависимости от уровня сварки и перемещаться в направлении изделия.

Работы по сварке порой предполагают меньше сил и времени по сравнению с подготовкой к ним. Основная их доля — это сборка сварной конструкции, в процессе чего необходимо зафиксировать элементы в требуемом положении. Данная работа требует от мастера внимания, ведь от неё зависит качество изделий.

Если после тщательной выверки и установки заготовок конструкция развалится от прикосновения электрода, будет досадно, придется собирать всё сначала. Случается и так, что элемент приваривается, но не в том положении, которое нужно. Это может произойти при незаметном сдвиге или деформации после остывания металла. Именно поэтому перед началом сварочных работ необходимо запастись всеми нужными приспособлениями.

Как использовать?

Использование кондуктора во многом зависит от модели самого приспособления. Но в большинстве случаев в этом нет ничего сложного, все интуитивно понятно. Если вы используете простейший стационарный стол-кондуктор с механическими зажимами, то расположите на нем деталь и зафиксируйте в нужном положении с помощью этих же зажимов, упоров или фиксаторов.

Если вы используете более технологичные кондукторы, то ознакомьтесь с инструкцией к данной модели. Поскольку у каждого приспособления могут быть свои нюансы использования.

Вне зависимости от типа кондуктора, вам, скорее всего, придется принимать непосредственное участие при фиксации деталей. Поскольку именно вы будете определять, в каком положении должна находиться эта самая деталь. Конечно, существуют и полностью автоматизированные производства, где работа человека сведена к минимуму. Но там используются не просто кондукторы, о которых мы рассказываем. Там используются высокотехнологичные агрегаты.

Чтобы мастеру не приходилось прикладывать много физических усилий при фиксации деталей, производители предусмотрели пневматические, гидравлические, вакуумные или электромагнитные зажимы. Достаточно приложить минимум усилий, чтобы они начали свое движение и зафиксировали деталь.

Применение магнитов

При сварке в домашних условиях удобно пользоваться магнитными фиксаторами. Они бывают электромагнитными и на основе постоянных магнитов. Электромагниты применяются больше на производстве. Для бытовых нужд и мелких производств удобны фиксаторы на постоянных магнитах. Они компактны, могут устанавливаться где угодно, некоторые имеют переменный угол фиксации.

Наиболее простыми по конструкции и распространенными являются магнитные угольники. Достаточно приложить угольник к свариваемой детали одной плоскостью, и соответственно расположить вторую деталь, чтобы получить надежное закрепление под прямым углом.

Остается прихватить детали в нескольких местах. После этого полностью приваривают изделие. Без прихватки магнитные угольники не выдержат температурных деформаций при сварке.

Как пример, можно рассмотреть устройство MagTab. Приспособление имеет две основные плоскости с магнитами. Угол между плоскостями меняется, поэтому приспособление можно закрепить на цилиндрической, ровной поверхности или в любом углу.

Предусмотрено еще две плоскости, к которым крепят детали. Плоскости расположены под прямым углом и имеют возможность смещаться относительно основания. Это дает возможность устанавливать свариваемое изделие в том положение, которое необходимо.

Если есть в наличие мощные постоянные магниты, особенно из неодима, то можно самостоятельно сделать подобные устройства. При использовании магнитных фиксаторов нужно учитывать, что они теряют свою силу под воздействием высокой температуры, поэтому нужно избегать их перегрева.

Правила использования

Правила использования зависят от модели кондуктора. Для начала это простые правила работы с любым оборудованием. Работать с обыкновенным столом с манипулятором несложно. Конечно, для работы со сложными и автоматизированными кондукторами лучше всего просмотреть прилагаемую инструкцию. Ну а если у вас обычный кондуктор, то нужно работать следующим образом.

1. В первую очередь стоит разместить части будущей конструкции в нужной вам форме.
2. Затем нужно укрепить все части прочно с помощью тисков. Если кондуктор автоматизирован – вам будет легче, ну а если он механический, то вам придется приложить чуть больше усилий. В нынешнее время большинство цехов оснащены всевозможным оборудованием, которое используется на автоматизированной основе. Но нельзя исключить и работу мастеров, которые взаимодействуют с металлом вручную. Для них самый лучший способ облегчить ручную работу – это оборудовать свой кондуктор гидравлическими, электромагнитными, пневматическими или вакуумными зажимами. Тогда будет легче фиксировать металл.
3. Теперь уже можно варить материал как удобно.
4. После сварки металла его нужно охладить. Ну а если у вас сварка с азотным приводом охлаждения, вам будет значительно проще, и охлаждение пройдет быстрее. Если у вас обычный сварочный аппарат, то лучше всего подождать, чтобы металл сам остыл, так изделие остается более прочным. В некоторых случаях металл можно охладить водой, однако, это может привести к его непрочности и недолговечности.
5. Последнее, что нужно сделать после охлаждения – ослабить фиксаторы, и работа готова.

Далеко не все горят желанием приобрести сварочно-сборочный кондуктор себе в гараж или для использования в бытовых условиях. Все-таки это производственный уровень работы.

В следующем видео представлен обзор сварочного кондуктора.

Механизмы для установки

Эти устройства позволяют установить профильные трубы в необходимом положении.

Именно так, как они будут располагаться в итоге. По функциональному и конструкционному решению их делят на:

1. Упоры.
2. Угольники.
3. Шаблоны.
4. Призмы.

Упорные. Они фиксируют заготовки на основной поверхности, и могут использоваться постоянно, сниматься, а есть и  откидные (служащие для отвода и поворота).

Постоянные приспособления – это пластины, которые приварены к основанию.

А съемные приспособления применяют в тех ситуациях, когда устройство с постоянной установкой использовать нельзя.

Угловые. С их помощью устанавливаются профильные трубы под заданным углом.

Призмы. Они фиксируют в необходимом положении цилиндрические профильные заготовки. В качестве данного приспособления используют очень простые конструкции, которые варят из уголков.

Этот механизм помогает установить профильные трубы в необходимом положении по отношению к уже стоящим частям будущей конструкции.

Приспособления для крепежа

Некоторые приспособления для сварки предназначены не для расположения свариваемых элементов, а их надежной фиксации на момент проведения работ. Прижимы и зажимы для сварки получили широкое распространение, так как после образования сварочного шва соединяемые элементы должны находится в неподвижном состоянии. Наибольшее распространение получили:

1. Стяжки используются для сближения двух одинаковых элементов. Особенности подобной конструкции зависят от многих моментов, к примеру, предназначения.
2. Зажимы характеризуются удобством в применении. Изменить размер зева можно при помощи зажимного винта и штифта. При желании подобный механизм можно изготовить в домашней мастерской.
3. Прижимы также получили широкое распространение. Они бывают пружинного, рычажного и клинового типа. Простейший прижим создается из обычной винтовой пары, которые изменяют положение параллельно расположенных пластин. В продаже встречаются гидравлические прижимы, которые применяются крайне редко. Это связано с их высокой стоимостью и малой практичностью в использовании. Если нужно обеспечить давление около 500 кг/см2 и более они практически незаменимы. Более практичны в применении прижимы с магнитным прижимом, так как они просты и маневренны. Их конструктивные особенности позволяют быстро совместить кромки соединяемых деталей. Для оказания давления может применяться пневматика, представленная сжатым воздухом. За счет высокой упругости пневматика компенсирует деформацию свариваемых деталей.
4. Распорки применяются для выравнивания кромок собираемых конструкций. Некоторые варианты исполнения распорок используются для решения проблем с дефектами.
5. Струбцины считаются универсальным механизмом. Практически все мастера указывают на то, что без подобного инструмента практически не обойтись. В продаже встречаются варианты исполнения разной формы и размеров, за счет чего можно подобрать наиболее подходящий вариант исполнения под конкретные условия сварки. В последнее время наибольшей популярностью пользуется устройства, который позволяет быстро провести зажим заготовки.

Опытные мастера приобретают целый комплект различных крепежных элементов, но в большинстве случаев они изготавливаются на месте и подгоняются под определенные заготовки.

Сборочные и сварочные стенды

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

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. На электромагнитных стендах может производиться сборка и сварка листов толщиной до 15 мм. Недостаток подобного рода приспособлений — отрицательное влияние магнитного поля на сварочную дугу в процессе сварки.

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.

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.

Технология

Сварка металлоконструкций с применением полуавтоматов подразумевает, кроме самих полуавтоматов, использование баллонного защитного газа, электродов и проволоки.

Подобная методика уместна для сварки самых разных конструкций. Особенно хороша она в строительной сфере. Силу тока задают умеренную, но не слишком малую; как опасение порчи шва, так и стремление быстрее завершить работу стоит отбросить.

Место будущего шва прогревают как минимум до 20 градусов по Цельсию. Если нет особых требований, надо выполнять простые стыковые и угловые соединения. Стыковые швы полагается проваривать равномерно по длине, если есть малейшая возможность.

Отдельная тема — как рассчитать стоимость монтажа. Тут учитывается уже расход на изготовление подходящих чертежей (который может составлять до 1200 — 1500 рублей в пересчете на тонну металла).

При составлении коэффициентов на сварочных работах могут учитываться такие обстоятельства:

• количество соединяемых деталей;

• состав применяемого оборудования (есть ли уникальные образцы, или стоит ограничиться массовыми версиями);

• свариваемость отдельных материалов;

• потребность в дополнительном усилении швов;

• сложность исполнения швов;

• доступность обрабатываемых мест;

• взаимное расположение частей;

• подверженность металлоконструкции деформациям;

• особенности применяемых аппаратов.

Как изготовить струбцины?

Струбцина является закрепляющим устройством при сварке различных изделий.

Струбцина — закрепляющее приспособление. Ее нельзя однозначно отнести только к сварочным принадлежностям, потому как используется:

• плотниками;
• слесарями;
• токарями;
• сварщиками.

Для разных целей необходима разная прочность этого изделия. Для сварки труб и других металлических вещей необходимы достаточно крепкие струбцины. Те, которые можно купить в магазине очень часто не выдерживают больших нагрузок, ломаются в самый неподходящий момент. Поэтому стоит попытаться рассмотреть устройства, выполненные вручную.

Изготовить такое приспособление своими руками несложно, для этого потребуется:

• лист стали толщиной 10 мм;
• три гайки;
• несколько шайб большого диаметра;
• труба с резьбой снаружи по размеру гаек.

Для непосредственного изготовления необходимо:

Схема струбцин: 1 – корпус; 2 – кругляк; 3 – шайба стальная; 4 – зажимной винт из стального стержня.

1. Вырезать полоску из стального листа длиной в 50 см и шириной в 4 см.
2. Вырезать две полоски и некоторые дополнительные мелкие детали:
   • для статичного удерживания внизу 25 см;
   • передвижная планка 10 см;
   • два прямоугольника по 5 см, для крепления передвижной части (с);
   • небольшую деталь (d), которая будет обеспечивать опору на статичной части струбцины.

Приварить к основной части струбцины вспомогательную, образуя между ними букву «Г».
На короткий край плашмя приварить деталь (d).
Сварить три гайки вместе.
Шайбы вместе.
Расположить гайки ребром по отношению к передвижной части.
Приварить, чтобы вкручиваемый стержень проходил параллельно основанию струбцины.
Стержень можно использовать от магазинной струбцины.
По необходимости приделать к нему ручку из дерева, закрепив сверху гайкой.
Выполнить сваривание по внешнему краю частей (с).
Вставить между ними полоску струбцины.
Выполнить сварку по внутреннему краю частей (с), присоединив к ним передвижную планку.
На край металлического стержня плашмя приварить шайбы большого диаметра.

В сварке такое приспособление позволяет удерживать конструкцию из труб в неподвижном положении. Можно не волноваться, что от первого же импульса сварки, трубы развалятся и работу придется начинать заново.