Введение

История развития электрической сварки

Электрическая сварка металлов является одним из основных технологических процессов на многих заводах, стройках и транспортных предприятиях нашей страны.

У истоков создания современных способов сварки стояли крупные русские ученые и инженеры В. В. Петров, Н. Н. Бенардос и Н. Г. Славянов. Однако уровень развития техники конца XIX и начала XX столетия не позволил широко использовать их крупнейшие открытия. Начало промышленного применения электрической сварки в СССР следует отнести к 1924 г., когда Ленинградский завод «Электрик» выпустил первые сварочные генераторы и этим положил начало производству отечественного сварочного оборудования.

Качество сварного соединения в большой степени зависит от размеров, формы и точности изготовления заготовок, качества сборки, а также изменения размеров деталей в процессе работы.

При изготовлении изделий их конечные формы и размеры обеспечиваются заранее заданным режимом и направлением сварки. Оператор в каждом отдельном случае должен учитывать отклонения от заданных размеров деталей, собранных под электрическую сварку с различной точностью. Кроме того, в результате местного нагрева при электрической сварке происходит деформация деталей, что также требует изменений режимов сварки в процессе работы. Такая зависимость от оператора не гарантирует высокого качества сварных соединений и сдерживает темпы развития сварочного производства. Вот почему одной из важнейших задач развития сварочной техники является механизация и автоматизация процесса производства сварных конструкций, создание совершенного сварочного оборудования.

Механизация и автоматизация электросварки

Первые опыты по механизации и автоматизации процесса электросварки были сделаны еще в XIX в. изобретателями дуговой электрической сварки. Н. Н. Бенардос предложил электрододержатель с автоматическим регулятором длины сварочной дуги, приспособление для принудительного формирования вертикального шва и многие другие оригинальные идеи. Им создана на базе токарного станка установка для приварки днищ к цилиндрам, установка для сварки продольных швов и др.

Н. Г. Славянов разработал «плавильник» с первым автоматическим регулятором длины сварочной дуги — прообраз современных сварочных головок.

Однако эти предложения не нашли в то время практического применения, так как сварка использовалась редко, в основном для ремонта деталей машин.

Первые образцы сварочного оборудования были мало надежны, громоздки и неудобны в работе. Лишь в 30-х годах в СССР и за рубежом появились первые промышленные автоматы для дуговой сварки. Однако механизация дуговой сварки стала эффективной лишь благодаря разработанному в 1940 г. в Институте электросварки АН УССР промышленному способу электросварки под флюсом. Этот способ позволил увеличить производительность труда в 5—10 раз, повысить качество соединений, значительно снизить расход металла и электроэнергии. В дальнейшем были разработаны другие прогрессивные способы механизированной сварки: электрошлаковая и электродуговая сварка вертикальных швов с принудительным формированием, сварка в углекислом газе и в газовых смесях, сварка неплавящимся электродом в среде инертных газов, плазменная и многие другие. По масштабам применения и уровню развития наиболее прогрессивных способов сварки и наплавки наша страна занимает одно из ведущих мест в мире.

Сварочные посты и установки

Электродуговая сварка подразделяется на ручную, полуавтоматическую и автоматическую.

При ручной сварке подача электрода в зону дуги и передвижение его вдоль свариваемого соединения производится вручную.

При полуавтоматической сварке механизирована только подача электрода, а при автоматической сварке механизированы подача и передвижение электрода.

Для выполнения сварочных работ необходим комплекс оборудования, обеспечивающего (при той или иной степени участия сварщика) получение швов заданных размеров, конфигурации и качества. Этот комплекс технологически связанного между собой оборудования называется сварочным постом или сварочной установкой.

Стационарный пост для ручной электросварки (рис.1) снабжен источником питания дуги, сварочными проводами, электрододержателем, технологическими приспособлениями и инструментами. Для защиты сварщика от излучений дуги служит щиток или маска, а пост ограждают шторами или щитами.

Для отсоса выделяющихся при сварке вредных газов устраивают вентиляцию.

Стационарный пост для полуавтоматической сварки (рис.2) также имеет источник питания; кроме того, оборудование поста составляют подающий механизм, катушка с запасом подаваемой электродной проволоки и направляющий шланг с держателем, находящимся в руке сварщика.

Для удобства работы и обслуживания большей площади подающий механизм может подвешиваться или закрепляться на поворотной консоли. Для электросварки в монтажных условиях полуавтоматы делают малогабаритными.

Стационарная установка для автоматической сварки (рис.3) состоит из источника питания, сварочного автомата с приборами

Рисунок 1 Стационарный пост для ручной сварки:

1. Контейнер для электродов
2. Стол сварщика
3. Зонт газоотсоса
4. Ящик для инструмента
5. Электрододержатель
6. Источник питания
7. Сварочные провода
8. Зажим обратного провода

Рисунок 2 Установка для полуавтоматической сварки:

1. Поворотная консоль
2. Монорельс
3. Тележка с платформой
4. Сварочный полуавтомат
5. Гибкий направляющий шланг

управления и регулирования процесса сварки, устройств, выполняющих подачу электрода я передвижение дуги вдоль свариваемого соединения. В зависимости от типа соединения, конфигурации и размеров изделия, а также типа производства (индивидуальное, серийное, массовое) применяют сварочные автоматы различных видов: сварочные тракторы, подвесные или самоходные головки, автоматы для дуговой и электрошлаковой сварки с принудительным формированием шва и др.

Рисунок 3. Стационарная установка для автоматической сварки:

1. Cварочный автомат
2. Подъемная площадка,
3. Свариваемое изделие,
4. Роликовый стенд,
5. Рельсовый путь,
6. Тележка с колонной,
7. Сварочные провода,
8. Провода управления,
9. Источник питания,
10. Шкаф управления

Кроме этих основных частей, сварочная установка должна иметь приспособления для удержания свариваемых изделий в нужном для сварки положении, устройства для настройки режима и регулирования положения электрода относительно шва. Наиболее совершенные сварочные установки, кроме сварки, обеспечивают сборку изделий с заданной точностью, предотвращают сварочные деформации и выполняют другие вспомогательные операции.

Статьи по электросварке: сварка покрытым электродом, сварка плавящимся электродом среде защитного газа, сварка неплавящимся электродом в среде защитного газа