МАШИНЫ
Выбор машины для сварки конкретных деталей определяется методом сварки, металлом и толщиной деталей, размерами и формой узла, требованиями к качеству, производительностью и др.
Большое значение при выборе оборудования, особенно специализированного, имеют экономические расчеты. /
Наибольшее число выпускаемых типов однофазных точечных машин предназначено для сварки нпзкоуглеродистых сталей (табл. 11). Общее для этих машин — применение пневматического привода сжатия электродов. Все машины снабжены бесконтактными регуляторами цикла сварки, синхронными тиристорными прерывателями и сварочными трансформаторами с обмотками, залитыми эпоксидным компаундом.
Машины МТ-604, МТ-810, МТ-1214 и МТ-1614 имеют радиальный ход с регулируемым вылетом электродов. На машинах этой серии можно сваривать детали толщиной 0,2—5 мм.
На рис. 106 показана машина типа МТ-810. Отличительной особенностью машин такого типа является горизонтальное размещение пневматического привода сжатия 6 на силовой стойке корпуса 1. Шток пневмоцилиндра через угловой рычаг 4 и закреплен-
Технические характеристики однофазных точечных машин общего назначения
Примечание. Машины включают в сеть напряжением 380 В, частотой 50 Гц. Машина МТ-604 может быть включена в сеть с напряжением 220 В. В скобках приведена новая маркировка машин по ГОСТ 297—80, первые две цифры указывают наибольший кратковременный шк. |
Рис. 10G. Машина типа МТ-810 тля точечной сварки:
/ — корпус; 2 — сварочный трансформатор; 8 — нижний кронштейн; 4 — угловой рычаг; 5 — регулятор цикла сварки; 6 — пневмопривод; 7 — кожух; 8 — электронневматически й распределитель воздуха (клапан); 9 — автоматический выключателг
для сварки не только низкоуглеродистых марок легированных сталей. Сварочные номинальные токи машин 12,5; 16; 25 и 40 кА, что позволяет сваривать детали толщиной 0,5—8 мм. На рис. 107 приведена одна из машин (МТ-1617) этой серии.
Машина МТ-1223 предназначена для сварки деталей из легированной стали и сплавов. Она имеет повышенное усилие сжатия. В отличие от машин этой серии на ней возможно осуществление двухимпульсного режима (см. рис. 3).
Крупногабаритные, громоздкие изделия, точечная сварка которых затруднена или невозможна на стационарных машинах, сваривают на подвесных точечных машинах (табл. 12). Последние особенно широко применяют для сварки кузовов легковых и кабин грузовых автомобилей, а также арматурных каркасов железобетонных изделий.
Подвесные точечные машины МТП-806, МТП-807 и МТП-1203 имеют сварочный трансформатор, расположенный отдельно. Он связан с рабочим элементом (клещами) гибким кабелем большого сечения. Сварочные трансформаторы имеют повышенное напряжение (до 20 В), так как вторичный контур, образованный гибким кабелем, обладает высоким электрическим сопротивлением. Гибкие кабели применяют длиной до 3000 мм, сечением до 300 мм2. Их изготовляют из тонкой медной проволоки диаметром 0,08—0,15 мм. Для повы-
Рис. 107. Машина для точечной сварки: 1 — пусковая кнопка; 2 — нижннй электро до держатель; З — консоль; 4, б — шины н то« товедущие детали; 6 — верхний электрододержатель; 7 — привод сжатия; 8 — электро» пневматический распределитель воздуха (клапан); 9 — пульт управления; 10 — регулятор цикла сварки; 11 — регулятор давлення (воздушный редуктор); 12 — фильтр-маслораспы - литель; 13 — сварочный трансформатор; J4 — корпус машины: 15 — автоматический выключатель; 16 — тиристорный контактор; 17 — гидравлическое реле; 18 — запорный вентиль |
шенпя плотности тока их охлаждают проточной водой. Клещи имеют пневматический или гидравлический привод. Конструкция клещей различная и зависит от конструкции свариваемых деталей.
На рис. 108 изображена машина МТП-806 с пневматическим приводом сжатия клещей. Сварочный трансформатор с витым сердечником и обмотками, залитыми эпоксидным компаундом, подвешен к концу рычага шарнирной подвески 6, ко второму его концу на стальном тросе 5 подвешено коромысло 4 с клещами 3. Клещи соединены со сварочным трансформатором токоведущим кабелем 2. Пневматическая и электрическая аппаратура устройства системы охлаждения 1 смонтирована на кожухе трансформатора.
Другой тип этого оборудования — клещи со встроенным сварочным трансформатором (см. табл. 12). Сварочный трансформатор машины размещен вместе с клещами и представляет с ним единую конструкцию. Благодаря малым размерам вторичного контура, применению ленточной трансформаторной стали, кремнийорганической высокотемпературной изоляции и эпоксидных компаундов значительно снижены мощность и масса сварочного трансформатора.
Сечение кабеля такой машины меньше, чем сечение кабеля машин с раздельным трансформатором, поэтому отпадает необ
ходимость охлаждения кабеля водой.
Для сварки деталей из медных сплавов, легированных и жаропрочных сталей, а также из сплавов других цветных металлов выпускают конденсаторные машины двух серий. Машины первой серии предназначены для сварки деталей из металлов малой толщины, преимущественно для деталей, используемых в радиотехнической промышленности и приборостроении (табл. 13).
Для сварки крупногабаритных изделий и металлов большой
Рнс. 108. Подвесная точечная машина
Технические характеристики точечных конденсаторных машин
Таблица 13
|
толщины серийно выпускают конденсаторные машины на сварочные токи сплои 50, 63 и 80 кА (см. табл. 13). В таких машинах энергия для сварки запасается в батареях электролитических низковольтных конденсаторов. Батарея заряжается в промежутках между сварками. Все машины этой серии имеют пневмопривод сжатия электродов.
Для точечной сварки крупногабаритных деталей из алюминиевых и титановых сплавов, легированных сталей, а также низко - углеродистых сталей выпускают трехфазные машины с выпрямле-
Техническая характеристика трехфазных точечных машин с выпрямлением тока во вторичном контуре
|
нием тока во вторичном контуре (табл. 14). Этими машинами заменили низкочастотные машины. Серийно выпускают машины на 40, 63, 80 и 160 кА. Машина МРВР-4001 имеет радиальный ход верхнего электрода, остальные — прямолинейный.
На рис. 109 приведена машина МТВ-6304. Основой сварочного корпуса 1 машины является жесткая Т-образная стойка. На верхнем горизонтальном кронштейне закреплен двухдиафрагменный пневматический привод сжатия 6 с электромеханическим устройством для дополнительного перемещения верхнего электрода. За стойкой установлен сварочный трансформатор 2, к выводным колодкам вторичных витков которого прикреплены шесть выпрямительных блоков 3, охватывающих с двух сторон стойку корпуса 1 и подсоединенных к сборной шине 4. К стойке корпуса прикреплен нижний кронштейн 8 с консолью, электрододержателем н электродом. Пневматическая аппаратура 5 размещена на верхнем кронштейне. Ступени сварочного трансформатора переключаются барабанными переключателями 10. Остальная аппаратура управления установлена в отдельном шкафу. Для управления работой машины служит подвесной пульт 7 или педаль 9.
Серийные машины для рельефной сварки (рис. 110) по конструкции незначительно отличаются от аналогичных по мощности точечных машин. Они характеризуются повышенной жесткостью корпуса
Рнс. 109, Точечная пашина МТВ-6304 с выпрямлением тока во вторичном контуре |
Рис. 110. Машина для рельефной сварки типа Рис. 111. Машина для рельеф. МР-251Й ной сварки типа МР-6303 |
консолей, минимальным смещением ползуна, лучшими динамическими показателями привода. Вместо консолей и электрододержа-- телей рельефные машины оснащены плитами с Т-образными пазами, для закрепления электродов и приспособлений.
Серийные однофазные машины (табл. 15) выпускают с одним или двумя сварочными трансформаторами на токи силой 25, 40, 63, 80 и 100 кА.
На рис. 111 показана машина МР-6303. Сварной корпус машины 4 выполнен в виде жесткой скобы. На ее нижней части крепится консоль 1 для размещения плиты. Два сварочных трансформа-
Таблнца 15
Техническая характеристика однофазных машин для рельефной сварки
|
тора 5, установленные по сторонам корпуса, параллельно подключены к сварочному контуру машины. Привод 3 сжатия машины пневматический с направляющим устройством 2 на подшипниках качения. Ползун направляющего устройства соединен со штоком пневмопривода через блок тарельчатых пружин. Все это значительно улучшает динамическую характеристику привода. Аппаратура } правления позволяет обеспечить подачу до трех импульсов сварочного тока с независимым регулирование^ силы тока и длительности паузы между импульсами, плавное нарастание импульса сварочного тока и разделение его на пульсации. Эта же аппаратура регулирует подачу команд для включения повышенного усилия сжатия электродов для проковки.
Многоэлектродные (многоточечные) машины. Такие машины применяют в серийном и массовом производстве для автоматизации точечной сварки штампо-сварных конструкций. Это характерно для производства автомобилей, сельскохозяйственной и бытовой техники.
Многоэлектродные машины увеличивают производительность, повышают точность размещения сварных соединений, улучшают качество и облегчают условия труда.
Современные многоэлектродные машины являются многотрансформаторными, их выполняют по схемам односторонней (рис. 112, а) и двусторонней сварки (рис. 112, б). Сварочные пистолеты или клещи работают параллельно, одновременно зажимая свариваемые детали. Вторичные витки сварочных трансформаторов подсоединяются к определенным сварочным пистолетам или клещам, поэтому вторичный контур небольших размеров. Это уменьшает габаритные размеры сварочных трансформаторов и снижает их мощность.
Если машина рассчитана на небольшое число точек и имеет соответственно несколько сварочных трансформаторов, то они равномерно распределяются по фазам питающей электросети и включаются одновременно.
Для сокращения числа сварочных пистолетов и трансформаторов в современных многоэлектродных машинах с большим объемом сварки широко используют передвижные пистолеты, которые группами передвигаются на несколько сварочных позиций. По обшей конструкции многоэлектродные машины разделяют на две группы. К первой группе относят узкоспециализированные машины, станины которых имеют различную конструкцию в зависимости от размеров и геометрии свариваемых деталей; ко второй — сварочные много - электродные прессы.
На рис. 113 приведена упрощенная принципиальная схема такой машины. Станина ее состоит из верхней 4 и нижней 11 рам, которые связаны стойками и направляющими 10. На подвижном столе 12 устанавливают приспособление, фиксирующее свариваемое изделие 8. Это приспособление включает и коитрэлектроды 9, через которые замыкается сварочная цепь при одностороннем подводе тока. Подвижной стол в рабочее положение поджимается подъемным механизмом 13, приводимым в действие пневматическим цилиндром 14.
I — гидравлический насос; 1 — электромагнитный распределитель; 3 — сварочный транс* форматор; 4 — прерыватель тока; 5 — реле цикла сварки; 6 — сварочные пистолеты или клещи; 7 — сборочно-сварочное приспособление; 6 — нижние электроды (контрэлектроды)
Стол передвигается по четырем направляющим. Сварочные трансформаторы 5 укреплены на кронштейнах 6. Сварочные пистолеты 17 расставлены в соответствии с расположением точек на изделии и укреплены па кронштейнах 7, которые крепятся на стойках или верхней раме станины. Сварочные трансформаторы включаются аппаратурой 3, установленной обычно на верхней раме машины. Сжатый воздух из сети поступает через вентиль 1. Сварочные пневматические пистолеты приводятся в действие сжатым воздухом повышенного давления, которое создается воздушным компрессором дожатия 2. Необходимое давление в воздушных сетях обеспечивают регуляторы давления 16, а подачу воздуха — электропневматическне распределители 15.
В целях увеличения загрузки оборудования этого типа применяют сменную оснастку — сварочные штампы, что позволяет на одном сварочном прессе сваривать несколько изделий. Сварочный штамп состоит из верхней и нижней плит, которые для обеспечения соосности монтируют на четырех направляющих колоннах. Верхняя плита электрически изолирована от нижней. На плитах размещены токоподводы, контрэлектроды, фиксаторы, зажимные устройства, съемники и сварочные трансформаторы. На одной из плит смонтированы сварочные пистолеты или клещи. Электрическая сеть, гидравлические или пневматические системы подсоединяются к штампу быстродействующими устройствами. Смена сварочного штампа производится электрокарами или быстродействующими транспортными устройствами, смонтированными на консолях с двух сторон машины.
Отечественной промышленностью для многоэлектродных машин выпускается специальная серия компактных сварочных трансформаторов (рис. 114) трех типоразмеров с двумя раздельными вторичными витками, охлаждаемыми водой. Трансформатор состоит из блока обмоток, залитых эпоксидным компаундом, магннтопровода из витой электротехнической стали, двух литых рам и переключателя ступеней на четыре рабочие ступени. Трансформаторы выпускают на напряжение 380В. Их технические характеристики Таблица 16
приведены В габл. 16. Техническая характерисінка трансформаторов
Подъемный СТОЛ В боль - Дія МІІОІ ОЭлектродных машин
шинстве конструкций многоэлектродных машин служит основанием для установки фиксаторов контрэлектродов, зажимных и съемных устройств. Механизм подъема стола — одно из сложных устройств в многоэлектродной машине. От его быстродействия существенно зависит производительность машины, так как ход стола
Рис. 114. Сварочные трансформаторы для многоэлектродных машин |
Рис. 115. Схема многоэлектродного пресса с электромеханической системой подъема стола:
/ — основание; 2 — подвижной стол; 3 — транспортирующее устройство; 4 — свершаемая деталь; 5 — сварочные пистолеты; 6 — шатуны механизма подъема стола; 7 — верхняя плита пресса; 8, ІЗ — воздушные ресиверы; 9 — пневматическая аппаратура; 10 — электродвигатель; // — компрессор дожатия; 12 — редуктор: 14 — угловой рычаг механизма подъема стола; 15 — сварочные трансформаторы; 16 — пневмоцилиндры; 17 — контрэлектроды: 13 — колонны станины
достигает 800 мм. На некоторых машинах подъем стола осуществляется пневмо - или гидроцилиндрами прямого действия. При пневмоприводе в верхнем положении стол жестко фиксируется на выдвижных опорах, которые и воспринимают сварочные усилия;
На сварочных прессах часто применяют рычажную конструкцию подъемных устройств с пневмо - или гидроприводом (см. рис. 114). При верхнем положении рычаги устанавливаются в «мертвую точку» и воспринимают усилия от электродов.
Применяют и более сложный электропневматичеекий привод, отличающийся быстроходностью (до 40 ходов/мин) и плавным движением стола. Электродвигатель 10 при пуске вращает эксцентриковые диски, которые через систему рычагов 14 поднимают стол 2 (рис. 115). Привод включается дисковым сцеплением с пневмоприводом. Пневмоцилиндр 16 с регулируемым давлением уравновешивает подвижную часть стола 2 и обеспечивает более плавный его подъем. Особое значение в таких механизмах имеет плавность хода, так как это исключает необходимость дополнительных фиксирующих устройств для крепления свариваемой детали.
Производительность многоэлектродных машин зависит от вспомогательного времени, затрачиваемого на закладку и съем свариваемых деталей. Сокращение этого времени обусловлено погрузочно-разгрузочными устройствами, конструкция которых должна быть согласована с конструкцией машин и транспортным устройством, подающим свариваемые детали.
Для управления работой многоэлектродной машины служит типовая электрическая электронно-ионная, пневматическая и гидравлическая аппаратура. Программу работы всех устройств многоэлектродной машины обеспечивают реле цикла сварки, реле давления, концевые выключатели и другая аппаратура. Для управления многоэлектроднон машиной в автоматических линиях в последнее время стали использовать ЭВМ.
В табл. 17 приведены технические характеристики многоэлектродных машин некоторых автомобильных заводов страны. На этих машинах сваривают штампо-сварные конструкции из низкоуглеродистых сталей.
На рис. 116 изображена многоэлектродная машина для сварки платформы грузового автомобиля ГАЗ-66 (см. табл. 17). На двух передвижных балках 3, 6 машины размещены 32 сварочных пистолета с пневмоприводом. Два сварочных трансформатора 5, установленные на каждой балке, обеспечивают последовательную работу сварочных пистолетов. От каждого трансформатора одновременно работает один пистолет, так как сварка осуществляется по двусторонней схеме. Неизбежное изменение размеров вторичного контура компенсируется автоматическим устройством (РВДУ), которое обеспечивает стабилизацию сварочного тока в пределах 5 %. На столе машины размещены нижние токоподводы, электроды, фиксаторы и зажимы для установки и фиксации свариваемых деталей. Балки 3,6 передвигаются электромеханическим приводом для сварки нескольких рядов поперечных швов.
Рис. 116. Миогоэлектродиая машина для точечной сварки основания платформы грузового автомобиля: 1 — привод передвижения поперечных балок: 2 — станина машины; 3, 6 — поперечные балки: 4 — сварочные пистолеты с пневматическим приводом; 5 — сварочные траисфор іа - горы; 7 — нижние токоподводы, электроды, фиксаторы и зажимы Для установки н фиксац! и свариваемых деталей |
Технические данные многоэлектродных машин для сварки различных деталей
|
Машины для шовной сварки во многом подобны аналогичным машинам для точечной сварки и отличаются от них конструкцией электродов, наличием скользящих контактов во вторичном контуре и приводом вращения электродов.
К машинам общего применения относят однофазные машины, которые выпускают на силу сварочных токов 10, 16, 20 и 32 кА. На них можно сваривать детали из низкоуглеродистой стали толщиной 0,5—3 мм (табл. 18).
На рис. 117 показана типовая машина МШ-3201 из этой серии. На стальном сварном корпусе машины 1 смонтированы два стальных кронштейна 7, 10. На верхнем кронштейне установлен пневматический привод сжатия электродов, на котором укреплено электродное устройство 9. Нижнее электродное устройство 8 расположено на кронштейне 7. Внутри корпуса размещены сварочный трансформатор 4, регулятор цикла сварки 2, игнитронный контактор 6, электромеханический привод вращения 3 типа ПМСМ и автоматический выключатель 5. Крутящий момент для принудительного вращения верхнего электрода от ПМСМ передается на верхний электрод через редуктор, карданный вал и конические и цилиндрические шестерни в верхнем электродном устройстве. На верхнем кронштейне расположена пневматическая аппаратура 11. Включение машины осуществляется от педали.
На рис. 118 изображена машина МШВ-12001. В стальном сварном корпусе 1 машины установлены два сварочных трансформатора 3, к вторичным виткам которых подсоединены выпрямительные блоки 2. На верхнем кронштейне 9 закреплен пневматический привод с электромеханическим устройством для дополнительного хода. Шаговый
Технические характеристики шовных машин однофазных и постоянного тока
|
Рис. 118. Машина для шовной сварки МШВ-12001 |
пневматический механизм вращения вместе с верхним электродным устройством 8 смонтирован на фланце ползуна привода 10. Нижнее электродное устройство 6 смонтировано на нижнем кронштейне 5. На верхней консоли расположена пневматическая аппаратура. В корпусе машин размещены переключатели ступеней и аппаратура управления машиной 4. Пуск машины осуществляется педалью или от подвесного пульта 7.
К специальным машинам для шовной сварки относят многоро - лнковые, которые используют для сварки деталей больших размеров. В таких машинах обычно применяют односторонний подвод тока. К специальным машинам относят и те шовные машины, вторичный контур которых оснащен приспособлением для поддержания детали во время сварки.
Для сварки деталей из тонкой жести используют шовные машины, в которых ток к месту сварки подводится через медную проволоку, зажатую между электродом и деталью и непрерывно подается с бухты специальным механизмом.
Для сварки крупногабаритных изделий применяют подвесные шовные машины. -
Значительное число специальных машин выпускается для шовностыковой сварки.
На специальных агрегатах (рис. 119) из стальной ленты сваривают тонкостенные трубы. Калиброванная холоднокатаная лента из низкоуглеродистой стали поступает через направляющее устройство в клеть с формовочными роликами 13, где постепенно формуется
1 — барабаны-накопители ленты; 2 — установка для зачистки грата; 3 — стыкоаая свароч тель привода агрегата; 7 — стеллаж для укладки труб; 8 — упор отрезного устройства: ного грата; 12 — сварочный трансформатор со сварочными роли
профиль трубы. Затем труба направляется в электроды вращающегося сварочного трансформатора 12. Кольцевые электроды подводят сварочный ток к кромкам трубы, которая в этом месте сжимается между электродами и нижним поддерживающим роликом.
За трансформатором размещаются резцы//для удаления наружного грата. При диаметре трубы 50 мм и более можно одновременно срезать и внутренний грат. Резцы при этом устанавливают на специальной внутренней консольной оправке, которая вводится в трубу в зазор между кромками. После удаления грата труба поступает в калибровочные ролики 10, которые калибруют ее по диаметру и правят в вертикальной плоскости. После выхода из калибровочных роликов конец трубы проходит через перемещающееся отрезное устройство 9, где и разрезается на мерные заготовки. Процесс идет непрерывно с большой скоростью (до 60—80 м/мин для труб с толщиной стенки до 2 мм).
Все большее распространение получают агрегаты для сварки * труб с высокочастотным нагревом. При таком способе нагрев более концентрированный. Высокочастотная сварка позволяет сваривать разные материалы с более высокой скоростью.
Стыковые соединения можно сваривать стыковой шовной сваркой с наложением с двух сторон тонких накладок или заложенной в зазор проволокой различного сечения (см. рис. 72). Специальные машины для сварки таких соединений имеют сборочно-сварочное приспособление для точной фиксации заготовок н механизм подачи
для шовно-стыковой сварки труб: пая машина; 4— ножницы для обрезки кромок; 5 — барабан с лентоП; 6'—электродвига - 9 — отрезное устройство; 10 — калибровочные ролики; // — резец дли зачистки наруж* нами, 13 — формовочные ролики; 14 — стадии формовки трубы |
в зону сварки под электроды накладок в виде полос, ленты или проволоки.
Из способов шовно-стыковой сварки наиболее распространена сварка с небольшим нахлестом (способ с раздавливанием кромок). Машины для сварки таких соединений должны иметь сборочно-сварочное приспособление с мощным зажимом для точной фиксации небольшого нахлеста листов 1(0,8-^ 1,5) б J и удерживания его во время сварки.