С появлением сварочных аппаратов стало возможным выполнять надежное соединение металлических изделий при минимальных затратах времени и труда. Но со временем пришло понимание того, что и они не являются идеальными. Для более эффективного выполнения специфических задач требовалось более совершенное оборудование. Это привело к созданию нового типа устройств — сварочных автоматов. Они позволили полностью автоматизировать рабочий процесс.
Виды устройств
Благодаря этим устройствам, участие сварщика сводится к контролю качества сварного соединения, при этом такие процессы, как: подача электродов, поддержание горения сварочной дуги, начало и завершение рабочего процесса, выполняются сварочным оборудованием.
Фактически человек превратился в такого оператора, от которого требуется только установить автомат и соединяемые детали в необходимом положении, а затем управлять сварочным процессом при помощи пульта управления. Сварочные автоматы кардинально изменили взгляд на то, как может проходить рабочий процесс и помогли добиться существенного снижения трудозатрат работников.
Сварочным автоматом принято называть устройство, осуществляющее контроль над качественным выполнением соединения и позволяющее за счёт этого существенно снижать трудовые затраты.
Современные автоматы для сварки подразделяются на три основных типа:
- подвесной стационарный автомат;
- передвижной автомат;
- сварочный трактор.
Подвесной стационарный
Особенностью подвесного стационарного автомата является то, что он устанавливается на заранее выбранном месте и на протяжении всего процесса находится в неподвижном состоянии. Чаще всего сварочное оборудование подобного типа применяют для сварки труб.
Во время проведения этих работ дополнительно задействуются специальные механические устройства, которые обеспечивают бесперебойное вращение, при этом голова подвесного стационарного аппарата в течение всего процесса остается неподвижной. Роль оператора здесь сводится к контролю работы оборудования, осуществляемого при помощи специального пульта.
Передвижной самоходный
Передвижной автомат комплектуется самоходной тележкой, которая позволяет его транспортировать в любое необходимое место. Оборудование подобного типа наиболее активно используется при проведении работ по созданию прямых швов значительной длины.
Сварочный трактор
Отличается от двух выше рассмотренных типов тем, что способен самостоятельно перемещаться не только по намеченному для него пути, но и по поверхности конструкции, которую требуется сварить. Процедура его установки занимает очень мало времени, поэтому используется такое оборудование главным образом в ситуациях, когда необходимо выполнить достаточно большой объем работ по соединению деталей.
Классификация оборудования по признакам
По своему назначению автоматы для сварки можно разделить на два основных типа — специализированные и универсальные. Они отличаются между собой определенным набором признаков, которые характеризуют их полезные эксплуатационные качества:
По возможности перемещения оборудование для сварки можно подразделить: на самоходные и несамоходные. Последние также известны как подвесные.- Сварочные автоматические устройства можно разделить также по типу используемых электродов. Универсальные аппараты поддерживают работу с любыми типами, включая и неплавящиеся, изготавливаемые из вольфрама. Специализированные аппараты могут работать только с определенным типом расходного материала.
- По типу плавки электрода: проводной, штучный и ленточный.
- По способу защиты участка, на котором выполняется сварка: флюс, защитная газовая среда и комбинированный способ, предполагающий одновременное использование флюса и газовой среды.
- По типу поддерживаемого рабочего тока. Сварочные автоматические установки могут работать с постоянным или переменным током. Встречаются и специальные конструкции, эксплуатация которых возможна при обоих типах напряжения.
- По способу подачи присадочной проволоки: регулируемые вручную и настраиваемые с учётом величины напряжения, с которым подается электрическая дуга.
- По способу выполнения сварного соединения: свободная и принудительная технология.
- По типу настройки сварочного тока: плавный, ступенчатый и комбинированный.
Технология выполнения работ
В тех случаях, когда для эффективного соединения металлоизделий требуется сварочный аппарат-автомат, чаще всего сварку выполняют не с использованием электродов, а при помощи специальной присадочной проволоки, которая наматывается на специальную катушку. Этот материал находится в подающем механизме и подаётся при необходимости в область создаваемого шва за счет роликовой системы. Возможен и автоматический способ подачи, если есть электрический двигатель.
Механизм, в котором располагается присадочная проволока, обеспечивает ее перемещение и выпрямление, после этого она поступает в мундштук, а оттуда — к сварочной дуге.
А также в мундштуке располагается специальный контакт, проводящий электроток. Он находится в постоянном взаимодействии с присадочной проволокой, обеспечивая тем самым создание сварочной дуги. Сам контакт и дуга располагаются на небольшом расстоянии друг от друга. Из-за этого перемещение присадочной проволоки напоминает собой технологию работы с коротким электродом, когда последний сохраняет на протяжении всего процесса одинаковую длину.
Сварочная зона имеет довольно большую площадь, особенно если используются автоматы марки Ляйстер. Вследствие этого, даже при работе с электротоком высокой плотности, последний можно направлять на расплавление металла, не беспокоясь насчёт перегрева проволоки или оборудования. Автоматические аппараты для сварки Ляйстер в состоянии обеспечить равномерное поступление проволоки, благодаря надежному подающему устройству. Это избавляет оператора от необходимости делать поправку на дугу, склонную менять свою длину.
Из предлагаемых сегодня решений на рынке довольно интересными являются автоматы от компании Твинни Т, которые отличаются от конкурентов способностью зажигать дугу самостоятельно, не вступая во взаимодействие с соединяемыми заготовками.
Если будут выполняться технологические требования к проведению работ при помощи автомата, то возможно решение следующих задач:
Осуществлять точную настройку скорости подачи присадочной проволоки с учетом рабочего напряжения дуги и ее размера. Присадочный материал будет подаваться в зону сварки с той же скоростью, с которой осуществляется ее плавление при условии, что сварочная дуга имеет нормальные рабочие параметры. Аналогичным образом, в случае уменьшения размеров дуги, проволока также будет уменьшаться, поддерживая стабильность дугового напряжения.- Если, ввиду возникших обстоятельств, длина дуги станет больше, то проволока автоматически начнет подаваться с увеличенной скоростью, что позволит скорректировать размер дуги и ее напряжение до нормативных показателей. Иными словами, автомат будет в течение всего сварочного процесса поддерживать оптимальные рабочие параметры дуги и корректировать их до нормальных значений без дополнительного расхода присадочной проволоки.
- При использовании автомата для сварки можно нормализовать работу после короткого замыкания. Если описанное явление приведет к неожиданному исчезновению напряжения, то проволока сразу же перемещается назад, удаляясь от свариваемой конструкции. Иными словами, благодаря автомату, моментально происходит изменение направления ее движения.
- Но как только подача энергии возобновляется, проволока вновь начинает движение к соединяемым элементам и с целью уменьшения напряжения холостой дуги накоротко замыкает в момент касания свариваемых конструкций. Одновременно с этим загорается и сварочная дуга. Если этого не происходит, то проволока повторно движется в зону сварки. Затем она принимает исходное положение, после чего дуга восстанавливает свои нормальные рабочие параметры.
Таким образом, благодаря сварочному автомату можно в течение всего рабочего процесса обеспечивать стабильность рабочих параметров дуги, что является практически невыполнимой задачей при проведении работ вручную.
Преимущества и недостатки
Если сравнивать рабочий процесс, проходящий с использованием автомата, и сварку, осуществляемую ручным методом, то у первого можно выделить ряд следующих преимуществ:
Высокая производительность труда. С помощью сварочного автомата можно не только соединять металлические конструкции значительной толщины, но и создавать небольшие швы, когда приходится выполнять однотипные работы большого объема. В обоих случаях это оборудование обеспечивает значительное повышение производительности труда, чего невозможно добиться при сварке ручным способом, поскольку здесь не приходится тратить время на замену сгоревших электродов.- Исключение возможности влияния человеческого фактора. Поскольку человек практически не принимает участия в сварочном процессе, это позволяет создавать ровный по всей длине и однородный по толщине шов. При ручной же сварке всегда остается риск того, что рука дрогнет. С автоматом же этого никогда не произойдёт, поскольку он поддерживает стабильные параметры сварочного процесса в течение всего времени его проведения. На качество работы не может повлиять состояние оператора (не только психологическое, но и физическое).
- Возможность проведения работ в труднодоступных местах. Каждому человеку присущи определенные габариты, поэтому для комфортного проведения сварочных работ он нуждается в определённой площади. В случае со сварочным автоматом появляется возможность выполнения сварки в условиях, где человек не только не испытывает неудобства, но и при всём желании не смог бы испортить качество соединения.
- Автоматическая регулировка. Отличительной чертой современных сварочных автоматов является способность настраивать подачу проволоки в случае увеличения или уменьшения длины дуги, а также восстанавливать работу после технических сбоев без последствий для качества шва. Сварка, проводимая с помощью автоматического устройства, гарантирует высокое качество выполняемого шва, которое не подвержено воздействию никаких внешних изменений окружающей среды.
- Экономичность. При проведении работ с помощью автомата обеспечивается снижение расхода используемых материалов, поскольку автомат изначально настроен на их поступление в таком количестве, чтобы качественно выполнять соединение деталей, не допуская их расхода на бесполезный угар или разбрызгивание.
Что же касается недостатков, которые имеет технология соединения деталей с использованием автоматических устройств, то главным является возникновение дополнительных временных затрат на подготовку к рабочему процессу. Прежде чем приступить к работе, необходимо настроить оборудование для сварки: установить стационарно с настройкой подачи свариваемых элементов либо проложить рельсовый путь. А также эта технология не позволяет изменять качество шва во время рабочего процесса, поскольку все характеристики контролируются автоматическим устройством без возможности их корректировки.
Сварочный автомат стал новой ступенью развития оборудования, используемого для проведения сварочных работ. Основное их достоинство заключается в том, что они позволили практически полностью автоматизировать рабочий процесс, сведя к минимуму участие в нём человека.
Эти устройства позволяют поддерживать на протяжении всего времени стабильные показатели сварки, что является залогом получения качественного соединения деталей. Оборудование не подвержено воздействию факторов внешней среды, что может в любой момент произойти с человеком, который способен совершить грубую ошибку. А это в итоге может крайне негативно повлиять на качество создаваемого сварочного шва.
