Колонны для сварки крупногабаритных деталей

Роликовые вращатели

Роликовые вращатели (роликовые стенды) — это механизмы (комплекс механизмов), с помощью которых значительно увеличивается скорость производства сварочных работ при изготовлении цилиндрических, конических и сферических изделий.Вращатели используются для поворота и позиционирования труб, сосудов малого и большого диаметра, резервуаров разного типа и назначения. Сварочные вращатели можно разделить на несколько категорий:1. Вращатели с малой грузоподъемностью; 2. Регулируемые роликовые вращатели;3. Самоцентрирующиеся роликовые вращатели;4. Роликовые вращатели с функцией ANTI DRIFT (компенсация смещения обечайки).

Вращатели с малой грузоподъёмностью

Вращатели малой грузоподъемности служат для малогабаритных изделий весом от 50 до 1000 кг. На такие вращатели обычно устанавливаются изделия небольших диаметров.  Любой вращатель малой грузоподъемности состоит из приводной и холостой секции, электрического привода, жестких роликов, покрытых полиуретаном для лучшего сцепления, и системного блока управления, который дает возможность задавать скорость вращения и другие параметры по желанию заказчика. Дополнительно вращатель малой грузоподъемности может оснащаться сварочной горелкой, регулируемой по высоте с помощью универсального штатива, что позволит автоматизировать сварочный процесс и повысит эффективность работы.

Регулируемые роликовые вращатели

Регулируемые роликовые вращатели предназначены специально для работы с трубами большого диаметра, сосудами, обечайками, резервуарами и другими крупногабаритными изделиями. Конструкция регулируемых роликовых вращателей состоит из мощного электрического привода, работающего от трехфазной сети переменного тока, надежной прочной рамы и роликов большого диаметра, покрытых полиуретаном для лучшего позиционирования изделий. Для крепления и регулировки роликов на станине вращателя используется или крепление болт-гайка, или червячный механизм, или электрический привод. Комплект роликовых вращателей включает в себя приводную и холостую секцию, где приводная секция отвечает за вращение изделия, а холостая за поддержание и равномерное распределение нагрузки. Для решения более сложных технических задач, связанных с обработкой тяжелых изделий длиной более 3 м, регулируемые роликовые вращатели рекомендуется оснащать дополнительными холостыми секциями.

Самоцентрирующиеся роликовые вращатели

Самоцентрирующиеся роликовые вращатели, или по-другому роликоопоры балансирного типа, отличаются от других видов вращателей функцией самовыравнивания. Такая функция позволяет роликам самим настраиваться по диаметру изделия в пределах диапазона регулировки, а также центрировать изделия в секции. Каждая секция самоцентрирующихся роликовых вращателей имеет по 4 ролика, благодаря чему обеспечивается равномерное распределение веса изделия. Данный тип роликовых вращателей обладает большой грузоподъемностью и позволяет работать с широким диапазоном свариваемых изделий.

Роликовые вращатели с функцией ANTI DRIFT

Роликовые вращатели с функцией ANTI DRIFT (компенсация смещения обечайки) используются для предотвращения эффекта «винта» (продольного смещения) во время вращения больших по весу и диаметру заготовок. Функция ANTI DRIFT выполняется с помощью серводвигателя за счет движения вверх-вниз. Использование подобной функции позволяет повысить качество сварки и увеличить производительность. Роликовые вращатели с функцией компенсации смещения обечайки применяются для вращения особо тяжелых изделий, например, цистерн, котлов, нефтяных резервуаров.

Классическая технология сварки металлоконструкций

Если действовать по старинке, то в такой технологии будет использоваться всего лишь два источника энергии: электрическая дуга и газовое пламя.

И дуговая, и газовая сварка делает шов в три способа:

• своими руками;
• автоматически;
• полуавтоматически.

Схемы сварки: а – обратно ступенчатым способом; б -способом «двойного слоя»; в – горкой; г – каскадом.

Касательно первого режима нужно отметить несколько моментов. В таком варианте все работы выполняются вручную. То есть самостоятельно формируется сварочный шов, контролируется процесс сварки и подачи электрода. В этом методе используется технология простой электродуговой сварки, сварки под флюсом, сварки-пайки при помощи газосварочного аппарата. Но тут сразу есть нюанс, что ручная сварка приемлема только в домашнем обиходе.

Автоматическая сварка названа так потому, что весь процесс сваривания швов осуществляется без человеческого вмешательства. Сам используемый аппарат имеет специальный механизм, который каждый раз настраивается в зависимости от необходимого вида операции. Каждая модель такой автоматики имеет свои ограничения, которые в основном указываются в инструкции к технике. Больше всего автоматическую сварку применяют в массовых производствах, так как, благодаря ей, стоимость таких работ с металлом становится достаточно низкой.

Такое устройство позволяет работать с технологией контактной сварки, применять электрошлаковую сварку, все возможные варианты ручного типа. Касательно последнего варианта, сразу стоит отметить, что оператор заменяется роботом.

Полуавтоматический вариант имеет свою особенность. В этом случае шов накладывается вручную, но при этом проволока или электроды имеют автоматическую подачу. Такая технология позволяет повысить уровень производительности в несколько раз. А самое удобное в таких устройствах – это то, что они объединяют все способы автоматики и ручных технологий. Именно поэтому такой режим пользуется популярностью и среди «домашних» умельцев, и среди профессионалов.

Рекомендации

Очень важно перед началом работы иметь полный комплект чертежей. Это позволяет точнее определить вид сварки, вариант соединений

Стоит вникать в требования к каждому узлу металлоконструкции. Категорически следует избегать местных непрочностей. Если есть хотя бы два проявления местной непрочности, рассчитывать на долговечность изделия не приходится.

Практика показывает, что созданные таким образом конструкции стремительно разрушаются. Бояться сложностей не нужно — те, кто один раз выполнили всю работу от и до, вскоре начнут делать ее «на автомате». Перед началом сварки стоит принимать все меры против смещения отдельных частей. Но эти меры не всегда эффективны, и потому следует обязательно давать свариваемым частям свободно двигаться без деформации.

Подробнее о том, как осуществялется сварка металлоконструкций, смотрите в видео ниже.

Преимущества ручной дуговой сварки

Основные преимущества технологии перед другими видами сварки заключаются в следующем:

• Работать можно в любом пространственном положении.
• Доступна работа в стесненных условиях.
• Возможно соединять различные металлы и сплавы.
• Простота использования и освоения.
• Мобильность.

Но, кроме очевидных достоинств, методу свойственны и недостатки:

• Вредные факторы, влияющие на здоровье сварщика.
• Зависимость качества от квалификации и опыта.
• Малая производительность.

Последний фактор не так важен при ограниченном объеме работ, типичном для домашней мастерской.

Промышленные магнитные сварочные угольники

Роликовые вращатели КНР

Инновационные сварочные технологии

Со временем классический метод выполнения сварных работ совершенствовался, опытные специалисты разрабатывали инновационные способы соединения металлических деталей в единую конструкцию: сварка с применением лазерных установок, ультразвука, теплового эффекта и т. п.

Подобные новаторские идеи могут помочь сварщику в работе, облегчив выполнение некоторых задач и ускорив весь процесс сборки металлоконструкций в целом. По этой причине и сегодня в этой области не прекращаются научные разработки и исследования.

Способы сварки металлоконструкций.

Также применение инновационных технологий выполнения сварных работ позволяет сварщику получить ряд преимуществ:

• снизить показатели коробления металла;
• повысить скорость выполнения работы;
• сократить расходы зачистку сварного шва;
• снизить траты на закупку расходных материалов;
• выполнять соединения тонколистового металла.

Особенно интересны, с точки зрения продуктивности, качества полученных швов и экономичности, следующие технологии сварки:

1. Электронно-лучевая сварка применяется при работе с глубокими соединениями – до 20 см, но только при условии определенного соотношения ширины шва и глубины погружения инструмента – 20:1.
   Процесс формирования шва осуществляется в вакууме, поэтому использовать такую технологию в быту практически невозможно. Она применяется в сфере узкопрофильных производств.
2. Термитная сварка подразумевает нанесение особой смеси на контуры соединения деталей в процессе горения.
   Технологию применяют для ответственных конструкций из металла в готовом виде, когда с помощью наплавки металла надо устранить имеющийся дефект в виде трещины или скола.
3. Плазменная сварка подразумевает применение ионизированного газа, проходящего сквозь электроды с высокими сварочно-техническими характеристиками и выполняющего функцию дуги.
   Технология имеет более широкие возможности применения по сравнению с электронным типом, так как позволяет выполнить сварщику резку и сварку металлической конструкции с любой шириной металла.
4. Орбитальная аргонодуговая сварка с помощью вольфрамового электрода применяется для работы со сложными деталями из металла.
   Например, для неповоротных стыков труб с диаметром 20-1440 мм. В процессе работы активирующий флюс наносится 1 г/м шва. Это позволяет решить ряд важных технологических задач: уменьшить объем и вес сварной ванны за счет ведения операций пониженным током; благодаря давлению дуги на жидкий металл шов получается качественным в любом пространственном положении; сварку можно автоматизировать без разделки кромки.
5. Щадящие технологии сварки в смесях защитных газов Ar+CO2 и Ar+O2+CO2.
   При использовании такого метода выполнения сварочных работ можно получить более качественные соединения при сравнении со сваркой в СО2. При этом актуальный объем расходных материалов сократиться на 20 % за счет резкого снижения набрызгивания электродного материала, а переход к свариваемым частям металлоконструкции станет плавным.

Современная наука многогранна и непредсказуема.

Она предоставляет человеку возможности применить на практике достоинства нано-технологий, поэтому ближайшее будущее сварочных операций представляется связанным с совершенствованием схем компьютерного управления сваркой, а также применением новых сварных материалов.

Оборудование для кузнечных сварочных работ

Для занятий кузнечной сваркой не нужно запасаться большим количеством оборудования. Для создания полноценной кузни потребуется купить следующие инструменты:

• переносной и стационарный горны, в которых будет проходить прогрев металлических заготовок до необходимых температур (если размеры кузницы не позволяют установить этом оборудование, то вместо него можно приобрести автоген);
• наковальни нескольких типов (крупную и мелкую, однорогую и двурогую, эти изделия потребуется прочно закрепить в мастерской);
• большие и маленькие кузнечные клещи;
• крупные и мелкое ударное оборудование (в кузнице должны присутствовать и большие молоты, и компактные слесарные молотки);
• несколько ёмкостей для охлаждения обрабатываемых металлов (в мастерской нужно держать под рукой ведра для воды и масла).

Требования к сварке металлических конструкций

Процесс сварки в технологическом плане должен обеспечить выполненным соединениям требуемые геометрические параметры, размеры и высокое качество. Конструкция должна получиться прочной и долговечной, а риск ее деформации – нулевым.

Сварка металлических конструкций.

Именно поэтому технология сварки металлоконструкций должна реализовываться с учетом некоторых требований, что во многом определит качество созданных сварных швов:

Если создаются простые соединения без применения кондуктора, а также при создании сложных швов перед включением данного инструмента важно оставить зазор между скрепляемыми деталями. Тогда при смещении элементов шов не пострадает

Но размеры зазора должны соответствовать допустимой норме, иначе система не будет прочна и долговечна.

При выполнении сварки ответственных металлоконструкций сварщики проверяют строгое соответствие установленной детали своему местоположению, согласно карте.
При поступлении заготовки на стапель стоит подготовить каждую из них к завершающему этапу.

Все детали должны строго соответствовать по виду и размеру, указанным в проекте частям будущей конструкции.
Это позволит сохранить функциональные возможности изделия.
Корневые слои шва при ручном методе выполнения дуговой сварки важно накладывать электродами с диаметром, не превышающим 3-4 мм.

Металлоконструкции при укреплении потребуется располагать так, дабы можно было накладывать швы преимущественно в нижнем положении.
Это необходимо для обеспечения сварщика безопасными условиями работы.

Важно взять под строгий контроль углы металлоконструкции, для чего стоит воспользоваться специальными инструментами и кондуктором.
Все углы между плоскостями должны быть прямыми, если это предусмотрено проектом. Иначе произойдет перекос деталей, что повлечет за собой нарушение целостности механизма, потере им своей функциональности.
Готовая конструкция должна иметь минимальные усадочные напряжения и деформации, для чего сварные работы нужно осуществлять в стабильном режиме с отклонениями от заданных значений величины тока и напряжения на дуге не более ±5 %.

Описанные рекомендации важно учитывать уже на этапе сборки деталей в целостную конструкцию, а не только перед непосредственным выполнением сварочных работ. Особенно, если выбран автоматический режим, при котором не выйдет откорректировать допущенные ошибки

В целом же, именно этот вид сварных работ и считается наиболее приемлемым, так как при автоматизировании сварных процессов влияние человеческого фактора на качество выполненных швов сводится к нулю.

Также важно заварить технологическую пробу в условиях, которые полностью совпадают с условиями сварки конструкций на месте производства. Если работать сварочным аппаратом придется при низкой температуре воздуха, стоит сварить стыковые образцы перед началом операций при отрицательном температурном режиме, предусмотренном технологическим процессом

Это позволит в дальнейшем провести их механические испытания

Если работать сварочным аппаратом придется при низкой температуре воздуха, стоит сварить стыковые образцы перед началом операций при отрицательном температурном режиме, предусмотренном технологическим процессом. Это позволит в дальнейшем провести их механические испытания.

Если нужно выполнить сварные работы с особо ответственными металлоконструкциями из новых марок сталей или с применением новых сварных расходников, мастеру потребуется изготовить контрольные образцы в таком же пространственном положении и с теми же материалами, оборудованием, что и при сварке монтируемых конструкций.

Это позволит сварщику оценить ситуацию со всех сторон перед началом работы и не допустить ошибок в процессе ее выполнения.

Положительные стороны сварки

Кроме того что сварка значительно экономит время, а сам шов выходит намного качественнее, она обладает и другими положительными характеристиками:

Примеры расположения сварных швов металлоконструкций типа болок и стоек, а так же их исполнение.

1. Так как в данном процессе задействуется только два рабочих элемента, без каких-либо дополнений, то масса готовой спайки остается такой, какая она была изначально. Также это позволяет экономить и рабочий материал.
2. Сварка не имеет ограничений по толщине материала. Все зависит от применения той или иной аппаратуры.
3. Многообразие современных сварочных аппаратов позволяет работать абсолютно с разными материалами, при этом они обеспечивают высокое качество шва, даже если работа производилась с таким сложным металлом, как алюминий.
4. Во время сварки очень легко контролировать, а по необходимости и корректировать формы законченных конструкций.
5. Очень важным преимуществом является экономия финансовых средств и затраченного на проведение работ времени.
6. Чем сложнее тип сварки, тем сложнее можно выполнить тип конструкции. При этом есть возможность использовать литые или же штампованные детали, а вид металла не играет особой разницы, будь то алюминий или сталь.
7. Само сварочное оборудование на сегодняшний день вполне доступно как с точки зрения цены, так и с точки зрения возможности его покупки. При этом при подборе правильной технологии можно иметь высокий показатель по производительности.
8. При желании всегда есть возможность создать производство поточного типа.
9. Если есть желание и возможность, можно создать конструкцию с применением нестандартных материалов: сверхчистых металлов, алюминиевых или стальных сплавов и т.д.
10. Если возникает необходимость работы с мелкими деталями, сварка не будет этому препятствовать. Она применима и для них.
11. Сварочные работы используются и с целью ремонта. Это позволяет быстро вернуть механизмы и оборудование к «жизнедеятельности».
12. Если применяется сварка, то можно быть уверенным, что все стыки будут иметь высокую герметичность. Из всех способов соединения элементов только сварка имеет самый высокий показатель по этой характеристике.

Понятие процесса сварки

Энергия подводится к электроду, материалу для сварки, путем усиления через инвертор. Определение сварки начинается с того, что воздействие электрической дуги приводит к расплавлению металла электрода, что приводит к образованию сварочной ванны. При процессе образования ванны происходит смешивание с основным материалом, шлаки всплывают на поверхность и служат как защитная пленка. Затвердевание металла после процессов называется процессом сварки.

Процесс сварки

Для определения, что такое сварка, важно знать, что существует два вида электродов – неплавящиеся и плавящиеся. Неплавящийся электрод подразумевает использование присадочной проволоки, которая вводится в сварочную ванну отдельно

Второй вариант плавит непосредственно прут электрода. Защита от окисления в процессе стыковки производится газами, подводящийся при горении головки. Существуют переменные и постоянные агрегаты, при работах с агрегатами постоянного тока происходит более качественный, равномерный шов.

Физические признаки сварки

Взаимодействие металлов или других материалов происходит путем межатомного воздействия элементов. При обычных температурных показателях материалы не взаимодействуют друг с другом вне зависимости от условий, из-за твердой структуры металлов. Загрязнение поверхностей при соединении в виде образований жира или окисей оказывает значительное влияние при процессе связки металлов.

Под действием сдавливания возможно физическое соединение на поверхности или пластическая деформация. Атомно — металлические связи происходит путем взаимодействий электронных соединений при сварке металлов, а также стыковка ковалентных металлов. Определение типа и вида сварки происходит по нескольким параметрам взаимопроникновения, например сдавливание, распайка и термомеханическое воздействие.

Расплав металла сваркой

Расплавление материала происходит без воздействия внешних механических сил, обеспечивается необходимая температура сварочными дужками, газовым пламенем, другим источникам энергии. Виды сварочных работ под давлением подразумевают деформацию металла, что придает текучесть жидким соединениям. Процесс стыковки материалов происходит за счет наплыва свежих слоев материала друг на друга.

Технологичность главное свойство сварных работ

Существует множество разновидностей способов, видов сварочных работ. Классификация имеет прямую зависимость от типа материала и оборудования. Распространенные виды сварочных работ:

• электрошлаковые;
• дуговые;
• плазменное и электронно-лучевое;
• световые, газовые;
• ультразвуковые;
• холодные, печные, контактные виды.

Важность технологических свойств

Бесперебойность процесса и его механизацию обеспечивают технологические свойства. Металлический компонент в сварочном шве остается защищенным в случае соблюдения требований и технологий. Виды сварки подразделяются на:

• вакуумные;
• воздушные;
• защитно — газовые;
• по флюсные;
• пенные;
• под флюсные виды.

Степень расплавленной среды материала подразделяется на атмосферную и струйную разновидность. Расплавленное вещество на дужке сварного шва характеризует струйную технологию. Характер заменимости способствует возможной замене газа на более или менее активный. Существует совокупность активных или инертных соединений газов. Степень механизации подразделяется на ручную, механизированную и полностью автоматический процесс.

Разновидности сварных соединений

Важнейшим критерием разделения сварных соединений является геометрическое соотношение заготовок. В быту чаще всего встречается сварка «встык» (с примыканием в одной плоскости) и «внахлест» (со взаимным перекрытием по краю). Точно сказать, какой из вариантов лучше, нельзя — это зависит прежде всего от выдвигаемой задачи. Суть угловой связки понятна без дополнительных пояснений: соединяемые детали или заготовки образуют определенный угол. А если торец одного изделия касается поверхности другого изделия, то это тавровый тип соединения.

Создать стык проще всего. Для этого по прямой линии полностью проваривают шов

Важно: делать это следует на всю глубину заготовки, если иное прямо не предписано технологией. В некоторых случаях правильнее использовать выводные планки

В кустарных и полукустарных условиях часто соединения проводят, выполняя одностороннюю сварку, а затем доваривая корень шва.

Специальные подкладки ставят там же, где находятся соединяемые кромки. Расстояние между кромками строго нормировано и не терпит произвольных экспериментов. При ручной работе оно составляет не более 0,7 см, а при механизированных манипуляциях — максимум 1,6 см. Толщину подкладки выбирают прежде всего с целью избежать сплошного или частичного прожога. Сделать это можно, учтя используемый режим и выставленный ток.

Угловая сварка труднее уже потому, что такие соединения всегда переживают повышенную нагрузку в сравнении с обычными стыками. Сварщикам приходится учитывать также усиленные растягивающие нагрузки. Рекомендовано использование двустороннего шва с пониженной концентрацией дефектов в верхней грани. Когда вынужденно создают односторонний шов, отказываются от разделки кромок и наплавляют самый минимум металла. Это как раз тот случай, когда полное расплавление по шву противопоказано.