Сварка в среде углекислого газа

Сварка в углекислом газе (сварка в С02) является одним из наиболее распространенных способов сварки. Она экономична, обеспечивает достаточно высокое качество швов, особенно при сварке низкоуглеродистых сталей, требует более низкой квалификации сварщика, чем ручная, позволяет выполнять швы в различных пространственных положениях. В качестве оборудования используются обычно полуавтоматы, но сварка может быть и автоматической. В международной практике способ сокращенно называется MAG (Metal Active Gas).

Схема процесса приведена на рис. 3.30. Защитный газ 1, выходя из сопла 4, вытесняет воздух из зоны горения. Сварочная проволока 2 подается вниз роликами 3, которые вращаются двигаРис. 3.30. Схема процесса сварки в защитных газах плавящимся электродом

телом подающего механизма. Подвод сварочного тока к проволоке осуществляется через скользящий контакт 5.

Учитывая, что С02 — активный газ и может вступать во взаимодействие с расплавленным металлом, сварка имеет ряд особенностей.

В зоне дуги углекислый газ диссоциирует:

Образовавшийся кислород взаимодействует с расплавленным металлом сварочной ванны с образованием оксида железа:

Окисление сварочной ванны ухудшает механические свойства шва и в первую очередь его пластичность. Для предотвращения этого процесса в сварочную ванну вводят элементы-раскислители, хорошо взаимодействующие с кислородом. Обычно это марганец и кремний. Раскислители выводят в шлак избыток кислорода и на участках сварочной ванны, имеющих пониженную температуру, восстанавливают железо из оксидов:

110

Введение раскислителей в сварочную ванну обычно осуществляется через проволоку. Поэтому при сварке в С02 используется сварочная проволока, легированная марганцем и кремнием. При сварке низкоуглеродистых сталей эго обычно проволока марки Св08Г2С, содержащая 0,08 % С, 2 % Мп и 1 % 81 (ГОСТ 2246-70), или проволоки С38П, 04811, состав которых приведен в 180 14341-2010.

Однако, несмотря на введение раскислителей, характеристики пластичности шва получаются ниже, чем при сварке под флюсом или ручной сварке электродами с основным покрытием. Поэтому сварку в С02 не рекомендуют использовать для ответственных конструкций, работающих при низких температурах в условиях переменных и ударных нагрузок.

Имеет свои особенности и перенос электродного металла при сварке в С02, что связано со специфическими свойствами углекислого газа - высокой теплопроводностью в области температур сварочной дуги и большими затратами теплоты на диссоциацию многоатомного газа С02. Это приводит к интенсивному отбору тепла с поверхности дуги и ее сжатию. Вследствие сжатия равнодействующая сила, приложенная к капле электродного металла, направлена вверх и препятствует ее переносу в сварочную ванну. При этом создаются условия для роста капли и ее асимметричного расположения по отношению к оси электрода, что часто приводит к выносу капли из зоны дуги.

Перенос электродного металла может осуществляться короткими замыканиями. При увеличении силы тока он переходит в крупнокапельный. Рассмотрим процесс подробнее. Перенос одной капли расплавленного металла можно разделить на шесть стадий (рис. 3.31).

Первая стадия — начало плавления проволоки и образование капли. По мере роста капли передача тепла от дуги к проволоке ухудшается. Скорость плавления проволоки (цпл) при этом уменьшается. Скорость же подачи проволоки (цпп) остается прежней. На короткий промежуток времени оп_п становится больше ц|1Л и капля приближается к изделию. Сила тока при этом достаточно стабильна (рис. 3.31, а).

Вторая стадия — касание капли сварочной ванны. Начинается режим короткого замыкания, ток растет. Капля в месте ее касания

Стадии переноса одной капли электродного металла (в) и изменение силы тока при неуправляемом переносе (а) и при управляемом переносе по системе 5ТТ (6)

Рис. 3.31. Стадии переноса одной капли электродного металла (в) и изменение силы тока при неуправляемом переносе (а) и при управляемом переносе по системе 5ТТ (6)

сварочной ванны вследствие большой плотности тока перегревается, в результате чего происходит выброс брызг.

Третья стадия — режим короткого замыкания, дуга гаснет, сварочный ток максимальный, капля максимально нагрета, уменьшаются силы поверхностного натяжения, удерживающие ее на конце проволоки, возрастают электродинамические силы.

Вследствие этого процесса на четвертой стадии между проволокой и каплей образуется перемычка, плотность тока в которой возрастает и которая разрывается с выбросом брызг (пятая стадия). Длина дуги восстанавливается, восстанавливается сила тока, капля переходит в сварочную ванну (шестая стадия). Затем цикл переноса капли повторяется.

Время переноса одной капли составляет 0,01...0,002 с, т.е. за 1 с переносится 100...500 капель (в зависимости от режима сварки). Поэтому сварщик не замечает моментов короткого замыкания и воспринимает дугу как горящую постоянно.

Процесс зажигания дуги и переноса капли электродного

Рис. 3.32. Процесс зажигания дуги и переноса капли электродного

металла

При увеличении силы сварочного тока капля может отрываться раньше, чем коснется ванны. В этом случае перенос короткими замыканиями переходит в крупнокапельный, при котором брызги дополнительно образуются при падении капли в сварочную ванну, а также при возможном выдувании капли из зоны сварки.

Различные стадии процесса переноса капли приведены на рис. 3.32. Внизу показана осциллограмма изменения силы тока за время переноса одной капли. Пики тока соответствуют коротким замыканиям.

Описанный процесс позволяет понять механизм разбрызгивания электродного металла.

Основными причинами брызг являются: перегрев нижней части капли при ее касании сварочной ванны; разрыв перемычки между каплей и проволокой, выдувание капли из зоны сварки; расплескивание сварочной ванны. Некоторые из описанных явлений представлены на рис. 3.33.

Возможно образование брызг и при нарушениях технологического процесса сварки. Например, при наличии на проволоке ржавчины, что приводит к частым взрывам крупных капель; при неправильном соотношении между параметрами режима сварки, когда проволока выбрасывается из зоны сварки нерасплавившимися частями. Аналогичные выбросы возможны и вначале сварки при плохих динамических характеристиках источника питания дуги.

На рис. 3.34 приведена зависимость потерь на разбрызгивание от силы сварочного тока для различных диаметров сварочной про-

Последовательность переноса капли электродного металла

Рис. 3.33. Последовательность переноса капли электродного металла: а — с расплескиванием сварочной ванны; б — с выдуванием капли из зоны

сварки

волоки. Для каждого диаметра проволоки существует область токов, при которых разбрызгивание максимально — эта область соответствует крупнокапельному переносу. Увеличивается разбрызгивание и при увеличении диаметра проволоки.

Повышенное разбрызгивание, которое достигает 10...15 % от массы проволоки, является существенным недостатком сварки

Зависимость потерь на разбрызгивание от силы сварочного тока при различных диаметрах проволоки (проволока Св08Г2С)

Рис. 3.34. Зависимость потерь на разбрызгивание от силы сварочного тока при различных диаметрах проволоки (проволока Св08Г2С)

114

в СО2, так как ведет к перерасходу проволоки, требует дополнительных затрат на зачистку свариваемого металла и сопла горелки полуавтомата. Причем брызги при сварке в СО2 сильнее привариваются к металлу, чем при сварке покрытыми электродами, так как практически не покрыты шлаковой пленкой.

Улучшить процесс переноса электродного металла и уменьшить разбрызгивание позволяет введение в сварочную проволоку щелочных и щелочноземельных металлов (цезия, рубидия и др.), однако это существенно увеличивает стоимость сварочной проволоки и не всегда приемлемо для предприятий. Возможно также применение порошковых сварочных проволок (подробнее см. в 4.2).

В последнее время в связи с распространением инверторных источников питания, которые обладают значительно меньшей по сравнению с тиристорными инерцией реагирования силового блока на управляющий сигнал, появился ряд систем управления переносом в процессе сварки в СО2.

Одной из первых была создана система STT (Surface Tension Transfer — перенос за счет сил поверхностного натяжения) (см. рис. 3.31, 6), разработанная фирмой Lincoln Electric. Цель системы — максимально уменьшить электродинамическое воздействие на каплю, заставив ее плавно перетекать в сварочную ванну. Это делается за счет управления силой тока на стадии переноса одной капли. Это иногда называют управлением эпюрой сварочного тока, в отличие от систем управления сварочным током как режимом сварки.

В период начинает образовываться капля, /св = const. Когда капля коснулась металла, сварочный ток аппаратными средствами на несколько миллисекунд выключается (период ^-?2)- Это позволяет снизить последствия короткого замыкания, капля не перегревается и выброса брызг не происходит. Далее, чтобы капля не остыла, сила тока кратковременно увеличивается (период ?2~?з)> а когда происходит разрыв перемычки (период ?з-is), ток снова выключается. Перемычка разрывается без воздействия электродинамических сил, поэтому брызг расплавленного металла практически нет. После этого надо снова начать интенсивное плавление проволоки, поэтому ток увеличивается (?5), а затем возвращается в исходное для начала переноса значение (?6). Таким образом, наиболее проблемные моменты переноса — касание капли металла

115

и разрыв перемычки — происходят при отключенном токе, что резко уменьшает количество брызг — до 1...2 %.

В последнее время появилась новая модификация системы - ЭТТ II, которая использует более совершенную элементную базу и программное обеспечение для формирования обратных связей с дугой и ее управления. Система хорошо зарекомендовала себя при сварке корневого шва трубопроводов, который, как правило, является наиболее проблемным при сварке.

По другому пути пошла фирма Ргошш. Посчитав, что импульс тока большой величины (период на рис. 3.31, 6) чрезмерно перегревает металл, они решили осуществлять сброс капли с проволоки нс за счет электродинамических сил, а за счет механического воздействия на проволоку. После короткого замыкания (рис. 3.35, а) следует реверс подачи проволоки. Она кратковременно поднимается вверх, зажигается дуга, которая расплавляет каплю металла на проволоке (рис. 3.35, б, в). В этот момент проволока начинает опускаться (рис. 3.35, г, д) и капля доставляется в сварочную ванну. Для ее обрыва проволока снова идет вверх и цикл повторяется (рис. 3.35, е).

Стадии переноса капли по системе СМТ

Рис. 3.35. Стадии переноса капли по системе СМТ

116

Система получила название Cold Metal Transfer (СМТ) — «холодный перенос металла». Система СМТ широко распространена при сварке тонкого металла, например кузовов автомобилей.

Существуют и другие аппаратные способы снижения разбрызгивания, разработанные другими фирмами.

Основными параметрами режима сварки в СО2 являются диаметр электродной проволоки d„, сила сварочного тока /св, напряжение на дуге U,v скорость сварки г;св, скорость подачи сварочной проволоки оПЛ1, вылет электродной проволоки i, расход защитного газа Сг

Сила сварочного тока, как и при сварке иод флюсом, выбирается в зависимости от требуемой глубины проплавления:

где #пр — глубина проплавления; k?, — коэффициент, зависящий от диаметра проволоки (табл. 3.8).

Таблица 3.8

Значение коэффициента k?,

dw мм

1,2

1,6

2.0

3,0

4,0

h

1,75

1,55

1,45

1,35

1,2

Диаметр электродной проволоки также зависит от толщины свариваемого металла. При механизированной сварке наиболее часто используются проволоки диаметром 1,2 и 1,6 мм. Для тонкого металла (8 < 2 мм) применяются проволоки диаметром 0,8 и 1,0 мм. Для автоматической сварки могут применяться проволоки диаметром 2,0, 3,0 и 4,0 мм.

После выбора диаметра его уточняют по формуле

где у — рекомендуемая плотность тока (для проволок с1п < 2 мм у = 100...200 А/мм2, для с1и > 2 мм у = 60...100 А/мм2).

Напряжение на дуге колеблется в пределах 1/д - 14...30 В в зависимости от диаметра проволоки (рис. 3.36).

Связь между силой тока и напряжением для различных диаметров проволоки

Рис. 3.36. Связь между силой тока и напряжением для различных диаметров проволоки

Скорость сварки и скорость подачи проволоки рассчитываются аналогично сварке иод флюсом по формулам (3.8) и (3.16). Следует отметить, что при сварке в С02 скорость подачи проволоки значительно выше, чем при сварке под флюсом. Это связано с тем, что диаметр проволок меньше и для обеспечения высокой производительности они должны подаваться быстрее.

Регулирование силы тока осуществляют путем изменения скорости подачи проволоки (рис. 3.37) и напряжения на дуге. Стабильный процесс сварки с хорошими технологическими свойствами можно получить только при оптимальном соотношении зтих трех параметров.

В общем случае глубина проплавления при сварке в С02 несколько больше, чем при ручной, что объясняется большим давле-

Зависимость силы сварочного тока от скорости подачи электродной проволоки

Рис. 3.37. Зависимость силы сварочного тока от скорости подачи электродной проволоки

118

нием дуги на сварочную ванну. Это приводит к более интенсивному вытеснению расплавленного металла из-под дуги и улучшению теплопередачи от дуги к нерасплавившимся кромкам.

С увеличением напряжения увеличивается общая длина дуги и ширина шва, уменьшается высота валика усиления.

Сварка в С02 практически всегда выполняется на постоянном токе обратной полярности. Па прямой полярности процесс сварки неустойчивый и его осуществление возможно только проволоками, легированными щелочными и щелочноземельными металлами. Переменный ток для сварки в С02 не используется.

Кроме основных параметров режима (с1п, /св, (7Д) для получения качественного шва необходимо соблюдать и дополнительные параметры, к которым относятся вылет электродной проволоки и расход защитного газа. Их приблизительные соотношения приведены в табл. 3.9.

Таблица 3.9

Дополнительные режимы сварки в С02

Параметр

Диаметр сварочной проволоки, мм

0,5..0.8

1 ...1,4

1,6.2

2.5...3

Вылет электрода, мм

7... 10

8...15

15...25

18...30

Расход газа, л/мин

5...8

8...16

15...20

20...30

Расход защитного газа зависит также от скорости и условий сварки и типа сварного соединения. Хорошая защита обеспечивается при сварке стыковых и угловых соединений с внутренней стороны (рис. 3.38, а, б). Соединения, изображенные на рис. 3.38, в, г,

Влияние типа сварного соединения на качество газовой защиты

Рис. 3.38. Влияние типа сварного соединения на качество газовой защиты

Влияние скорости сварки на качество газовой защиты

Рис. 3.39. Влияние скорости сварки на качество газовой защиты: а — при малой скорости сварки; б — средней; в — очень большой

требуют повышенного расхода защитного газа и применения специальных экранов, удерживающих газ в зоне сварки.

Ухудшение защиты может произойти и при повышенных скоростях сварки вследствие смещения потока защитного газа в сторон)', противоположную направлению сварки (рис. 3.39). Поэтому при сварке на повышенных скоростях также требуется повышенный расход газа. Ухудшение защиты может происходить и при сварке на открытых площадках вследствие сдувания защитного газа.

Техника полуавтоматической сварки в С02 проще, чем при ручной дуговой сварке покрытыми электродами, где сварщик должен обеспечить всплытие шлака на поверхность. При сварке в С02 шлака практически нет и задача сварщика состоит в поддержании постоянного вылета электродной проволоки, равномерном перемещении горелки вдоль кромок, при необходимости в совершении ею колебательных движений.

Сварка в нижнем положении производится с наклоном горелки вперед или назад. Предпочтительнее вести сварку углом назад, при этом обеспечивается более надежная защита и лучшее формирование шва. Сварку угловых швов производят петлеобразным перемещением горелки, угол наклона горелки 45...60°, колебания угла сопла 5... 15° (рис. 3.40).

Сварку вертикальных швов ведут сверху вниз, если толщина металла не превышает 6 мм. Скорость сварки при этом в 2-2,5 раза выше, чем при сварке снизу вверх. Сварку ведут углом назад, направляя дугу на переднюю часть сварочной ванны, что обеспечивает хорошее проплавление кромок и исключает прожоги (рис. 3.41). В некоторых случаях для улучшения формирования шва используют сложную технику колебания горелки. Металл толщиной до 3 мм

Положение и перемещение горелки при сварке угловых швов

Рис. 3.40. Положение и перемещение горелки при сварке угловых швов

в среде С02

сваривают без колебательных движений. Сварку горизонтальных швов на вертикальной плоскости выполняют наклонной горелкой.

Сварка в С02 в потолочном положении наиболее сложна, однако в целом проще, чем ручная. Напряжение на дуге устанавли-

Техника сварки вертикальных и потолочных швов С0

Рис. 3.41. Техника сварки вертикальных и потолочных швов С02: а — сверху вниз; б, в — снизу вверх; г — траектории колебания горелки; д — сварка горизонтальных швов на вертикальной плоскости; е — сварка потолочных швов вается минимальным, горелка располагается углом назад. Рекомендуется также увеличить расход защитного газа, что улучшает поддержание сварочной ванны.

Как отмечалось ранее, сварка в СО2 может выполняться полуавтоматами и автоматами. Устройство автоматов в принципе аналогично автоматам для сварки под флюсом (см. рис. 3.24), за исключением бункера для флюса. Автомат для сварки в защитных газах плавящимся электродом изображен на рис. 3.42. Устройство полуавтомата (рис. 3.43) рассмотрим подробнее. Он состоит из источника питания с блоком управления 2, механизма подачи проволоки 5, сварочной горелки 6, катушки со сварочной проволокой 4, пульта управления 3. При необходимости снабжается блоком жидкостного охлаждения горелки 1. Расположение блоков может быть и другим.

В качестве источника питания используется инверторный или тиристорный выпрямитель. Сварка в С02 выполняется при жесткой

Автомат для сварки плавящимся электродом в защитных газах (МЮ/МАО)

Рис. 3.42. Автомат для сварки плавящимся электродом в защитных газах (МЮ/МАО)

Полуавтомат для сварки в защитных газах плавящимся электродом (МЮ/МАО)

Рис. 3.43. Полуавтомат для сварки в защитных газах плавящимся электродом (МЮ/МАО)

122

или возрастающей характеристике источника питания, которые обеспечивают быстрое восстановление длины дуги при ее случайных колебаниях.

Рассмотрим, что происходит при механизированной сварке при случайном увеличении или уменьшении длины дуги. На рис. 3.44 изображена возрастающая характеристика дуги при различной ее длине /д, /Д1, /д2 (см. рис. 2.3), а также жесткая характеристика источника питания (Ж). При увеличении длины дуги (/д)), а значит и напряжения, рабочая точка О перемещается в 0 и сила тока уменьшается (//]). После уменьшения силы тока снижается количество теплоты, выделяемой в дуге, и скорость плавления проволоки уменьшается. В этот момент скорость подачи проволоки становится больше скорости плавления, г»ПЛ1 > опл. Конец проволоки приближается к изделию и длина дуги самостоятельно восстанавливается. Этот процесс называется саморегулированием длины дуги.

Процесс сварки будет стабильным, если изменение скорости плавления проволоки после изменения длины дуги будет происходить быстро. В этом случае говорят, что процесс саморегулирования проходит активно. Наиболее активен он при жесткой или возрастающей характеристике источника питания. Поэтому на универсальных выпрямителях при переходе от одного способа сварки к другому характеристика должна переключаться.

Зависимость изменения тока от колебания длины дуги (Ж — жесткая характеристика источника питания)

Рис. 3.44. Зависимость изменения тока от колебания длины дуги (Ж — жесткая характеристика источника питания)

123

Во всех полуавтоматах для сварки стали используются механизмы подачи проволоки толкающего типа (подающие ролики установлены перед шлангом и проталкивают проволоку в канал горелки). Существуют также механизмы тянущего типа, когда ролики установлены на горелке. Они используются при сварке алюминия в среде аргона, так как мягкая алюминиевая проволока плохо проталкивается по шлангу.

В механизмах толкающего типа может быть два или четыре подающих ролика. Более предпочтительны полуавтоматы, имеющие четыре подающих ролика (рис. 3.45). Это позволяет снизить усилие сжатия проволоки, что обеспечивает лучшее сохранение ее омедненного покрытия, а также минимально травмирует порошковую проволоку. Чрезмерное сжатие порошковой проволоки может привести к высыпанию порошка.

Привод на ролики идет от электродвигателя переменного или постоянного тока. Двигатели переменного тока более мощные, однако они не позволяют осуществлять плавное изменение количества оборотов, а значит, и скорости подачи проволоки. Скорость подачи в этом случае регулируется ступенчато с помощью коробки передач или сменных шестерен. Это существенный недостаток таких приводов, так как изменение скорости подачи проволоки используется для регулировки силы сварочного тока. Поэтому двигателями

Механизм подачи проволоки, имеющий четыре ролика

Рис. 3.45. Механизм подачи проволоки, имеющий четыре ролика

124

переменного тока оснащаются только некоторые полуавтоматы, рассчитанные на большой диаметр проволоки (1,6...2 мм).

Более распространены подающие механизмы с двигателем постоянного тока, которые позволяют достаточно просто электрическим путем плавно изменять число оборотов двигателя, а следовательно и екорость подачи проволоки.

Горелка со шлангами (рис. 3.46) выполняет следующие функции: направляет электродную проволоку в зону сварки, осуществляет токоподвод к сварочной проволоке, обеспечивает подачу в зону сварки защитного газа, при необходимости обеспечивает подачу охлаждающей жидкости. Горелка состоит из пластмассовой рукоятки 3 с кнопкой для включения полуавтомата, медной трубки 2, заканчивающейся соплом 1, через которое подается защитный газ. Внутри сопла находится медный токосъемник, который служит скользящим контактом для подвода напряжения к проволоке. К горелке подсоединяется шланг 4, внутри которого имеется канал для подачи сварочной проволоки. Канал съемный, он может заменяться по мере износа. Канал может быть металлическим (в виде пружины) или тефлоновым. Тефлоновые каналы обладают меньшим коэффициентом трения, поэтому проволока по ним подается легче. Это важно, например, для алюминиевой проволоки или проволоки из высоколегированной стали. На противоположной стороне шланга имеется разъем 5, которым он подсоединяется к полуавтомату. Длина шланга 5 м. Горелка выбирается в зависимости от силы сварочного тока. При токах более 300 А обычно предусматривается жидкостное охлаждение.

Сварочная горелка для полуавтомата

Рис. 3.46. Сварочная горелка для полуавтомата

Катушки для электродной проволоки с пластмассовым (а) и с проволочным (б) каркасом

Рис. 3.47. Катушки для электродной проволоки с пластмассовым (а) и с проволочным (б) каркасом

Размещение проволоки осуществляется на катушках, которые могут быть различной вместимости (1, 5, 14, 18 кг). Катушки изготавливаются из пластмассы или имеют каркас из проволоки (рис. 3.47). На катушках предусмотрена порядная аккуратная намотка проволоки, которая облегчает работу механизма подачи. Намотка «внавал», которая иногда происходит при перемотке проволоки с одной катушки на другую, недопустима.

В настоящее время существует большое количество сварочных полуавтоматов, которые можно разделить на четыре поколения (по источнику питания и функции блока управления):

  • 1) тиристорный источник питания, управление только циклом сварки;
  • 2) инверторный источник питания, управление только циклом сварки;
  • 3) инверторный источник питания, синергетическое управление режимами сварки;
  • 4) инверторный источник питания, управление режимами и переносом электродного металла.

Полуавтоматы первого поколения длительное время были основным оборудованием для сварки в СО2. В качестве источника питания используется обычно выпрямитель с тиристорным регулированием силы тока. Роль блока управления сводится к обеспечению выполнения трех операций после нажатия кнопки на горелке:

126

подачи напряжения на дугу; включения двигателя подачи сварочной проволоки; открытия клапана, подающего защитный газ.

Схема блока управления обычно электромеханическая с использованием реле и контакторов, которые обеспечивают требуемую последовательность исполнения операций при начале и окончании сварки.

Полуавтоматы первого поколения просты и достаточно надежны, поэтому продолжают применяться на различных предприятиях. Наибольшее распространение получили в случаях, когда свариваются однотипные изделия, не требующие перестройки режимов сварки, но при этом необходимо обеспечить длительную продолжительность включения (ПВ).

Технические характеристики некоторых полуавтоматов с тиристорными источниками питания приведены в табл. 3.10. Внешний вид полуавтомата с тиристорным источником питания приведен на рис. 3.48.

Таблица 3.10

Технические характеристики полуавтоматов с тиристорным источником питания

Марка

Фирма-

изготовитель

Напряжение питания, В

Сила тока, А

I I В, %

Вес, кг

В А 350.1

Оливер

380

350

60

140

ВА 500.2

Оливер

380

500

60

180

ПД Г-352

Машагропром

380

350

60

115

ПДГ-516

Каховка

380

500

60

260

Origo Mig 410

ESAB

380

400

60

158

Powertec 305S

Lincoln Electric

380

300

40

95

В настоящее время большее распространение получили полуавтоматы второго поколения, в которых вместо тиристорного используется инверторный источник питания. Схема управления при этом функционально изменилась мало. Она обеспечивает тот же цикл сварки после включения полуавтомата. Схемы управления построены на новой элементной базе, что позволило усовершенствовать и добавить некоторые функции: контроль наличия газа, контроль нагрева аппарата, управление режимом охлаждения, улуч-

Сварочные полуавтоматы РоуеЛес 3058 и Ог^о 410

Рис. 3.48. Сварочные полуавтоматы РоуеЛес 3058 и Ог^о 410

шейный поджиг дуги и др. Пульт управления оснащен клавишами и цифровым дисплеем. Технические характеристики некоторых полуавтоматов приведены I! табл. 3.11.

Таблица 3.11

Технические характеристики полуавтоматов с инверторным источником питания

Марка

Фирма-

изготовитель

Напряжение, В

Сила тока, А

Вес, кг

ПВ на номинальном токе, %

Профи 400

Оливер

380

400

35

100

Профи 500

Оливер

380

500

22

60

TransSteel 3500

Егошш

380

350

26,5

40

TransSteel 5000

Иго п ?и.з

380

500

30,0

40

Warrior 4004 i

ЕБАВ

380

400

52

60

Origo Mig 4004i

Е8АВ

380

400

46

60

Caddy Mig 200i

Е8АВ

220

180

11

25

128

Инверторный источник питания потребляет меньше электроэнергии, позволяет реализовывать функции, улучшающие качество сварки, поддерживает требуемую силу тока независимо от колебания напряжения в сети.

Внешний вид полуавтоматов с инверторным источником питания приведен на рис. 3.49. Некоторые из них имеют универсальный источник питания и могут использоваться для других способов сварки.

Другой уровень управления применен в полуавтоматах третьего поколения. При рассмотрении режимов сварки было отмечено, что такие параметры, как сила тока, скорость подачи и диаметр проволоки, напряжение на дуге, взаимосвязаны. Нельзя правильно настроить полуавтомат, изменяя только один или два параметра — они должны изменяться вместе. Такие системы управления получили название «синергетические» (от англ, synergy — вместе). Их появление позволило создать набор оптимальных параметров дтя каждого конкретного случая сварки и ввести их в программный блок полуавтомата. Например, программа № 1 — сварка в нижнем положении углового шва катетом 4 мм проволокой 01,2 мм, низкоуглеродистая сталь; то же, но в вертикальном положении — программа № 2 и т.д.

Полуавтоматы второго поколения

Рис. 3.49. Полуавтоматы второго поколения: а — малогабаритный для сварки тонкого металла; б — стационарный средней мощности

129

Некоторые полуавтоматы имеют 250 и более программ, что позволяет каждый шов выполнять в оптимальном режиме. Это очень удобно, если сваривается сложное изделие, которое имеет швы различных катетов, выполненные в различных пространственных положениях. Обычным полуавтоматом все швы сваривают в одинаковых режимах. В данном случае каждый шов можно выполнять в оптимальном для него режиме, так как аппарат снабжен переносным пультом управления, который находится рядом со сварщиком и легко переключается.

Аппарат Aristo Mig 4000i

Рис. 3.50. Аппарат Aristo Mig 4000i

Существуют также полуавтоматы с синергетическими самообучающимися программами. Например, полуавтомат фирмы ESAB Aristo Mig 4000i оснащается цифровым контроллером U82, который реализует интеллектуальную функцию QSet. Сварщик может приблизительно установить режимы и выполнить пробный шов. Программа считывает условия сварки по параметрам дуги и сама выбирает оптимальные режимы для данного случая. При переходе на реальное изделие режимы будут установлены автоматически.

Внешний вид аппарата Aristo Mig 4000i приведен на рис. 3.50.

Технические характеристики некоторых аппаратов с синергетическим управлением приведены в табл. 3.12.

Таблица 3.12

Технические характеристики полуавтоматов с синергетическим управлением

Марка

Фирма-

изготовитель

Питающее напряжение, В

Сила тока, А

ПВ, %

Вес, кг

Trans Puls Synergie 5000

Fronius

380

360/450

100/60

35

Fast Mig 400

Kemppi

380

380/400

100/80

35

Aristo Mig 4000i

ESAB

380

300/400

100/60

44

Полуавтоматы четвертого поколения, как правило, сохраняют функции синергетического управления и имеют функцию управления переносом электродного металла.

Полуавтомат с управляемым переносом по системе СМТ

Рис. 3.51. Полуавтомат с управляемым переносом по системе СМТ

Фирма Lincoln Electric усовершенствовала систему управления переносом STT, выпустив аппарат Invertec-STT-II.

Па рис. 3.51 показан полуавтомат четвертого поколения Transpuls Synregic 3200 (Fronius), реализующий систему управления переносом СМТ. Подающий механизм, осуществляющий реверс проволоки, размещен на горелке. Посредине шланга горелки расположен компенсационный узел, позволяющий согласовать работу двух механизмов подачи.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >