Приспособление для вторичной защиты при сварке. Какие приспособления помогают проводить сварку. Какие бывают приспособления

Приспособления для сварки оказывают незаменимую помощь. Чтобы работа прошла успешно, необходимо применить несколько вспомогательных операций. Как правило, сварщик затрачивает 35% времени на использование всевозможных сварочных устройств.

В процессе строительства широко применяются универсальные устройства.

Одним из них является струбцина, которая предназначена для сборки элементов своими руками. Инструмент состоит из двух губок: опорной и зажимной, они соединены между собой при помощи зубцов. Зажимная губка также имеет специальный винт, прямоугольные зубцы, расположенные на ней, оказывают незаменимую помощь. Таким образом, есть возможность регулировать расстояние и тщательно производить закрепление деталей. В данном случае рабочий экономит собственное время.

Сварочные приспособления: основные разновидности

Для удобства в опорной губке имеется винт. Он служит для того, чтобы закреплять сварочный провод. Подача электрического тока направляется непосредственно к деталям, которые подлежат сварке. Это в значительной мере облегчает качество сварки. Что такое сборочное приспособление? Для чего оно предназначено? Данный инструмент позволяет делать установку заготовок прямо во время сварки, заготовки производятся под углом 90 градусов. Корпус инструмента имеет специальную выборку, которая образует две стенки под углом 90 градусов, в выступе располагается винт с прижимом.

Заготовки необходимо вложить в пазы и закрепить при вращении винта. Имеющаяся между стенками щель дает возможность осуществить сварку там, где расположен стык самих деталей. Одно приспособление может быстро производить соединение разных деталей, например Г-образных и Т-образных. Важно, чтобы они не были слишком большими. При помощи двух сварочных устройств можно осуществить скрепление таких же деталей, но большей массы. В данном случае можно сварить П-образные детали и те, которые имеют прямоугольную форму. Такое приспособление очень практично и удобно в использовании.

Читайте также:

О проволоке для полуавтоматов .

Вернуться к оглавлению

Устройство для сборки

Регулируемое сборочное приспособление отличается хорошей универсальностью, нежели остальные. В случае с ним можно осуществить сборку свариваемых деталей под разным углом. Две струбцины соединяются шарнирно при помощи оси и гайки, на одной струбцине находится лимб с угловой шкалой. Струбцины имеют зажимные винты. Чтобы осуществить настройку приспособления, необходимо развернуть струбцины по лимбу на угол задний и закрепить их гайкой. Заготовки требуется вставить в пазы и зажать винтами.

Если в процессе сварки применять такие приспособления, вы сможете улучшить качество работы, также сократится количество вспомогательных сварщиков. Благодаря универсальному сборочному устройству происходит сборка конструкции в разных элементах, их можно фиксировать в удобном для вас положении. Приспособления для сварки могут быть выполнены в виде шарнирного кронштейна, который включает в себя три узла: струбцину, шарнир и вилку. Данные элементы соединяются при помощи специальной штанги. Струбцина сделана из трубы, планок и гайки, в планке есть резьба и болт.

Вернуться к оглавлению

Для чего необходим шарнир?

Шарнир – это два отрезка трубы, которые сварены под углом 90 градусов. Шарнир надевается на штангу и закрепляется специальным болтом, при этом в трубу следует вмонтировать вилку. В планке находится резьба и соответствующий болт. Необходимо осуществить сборку свариваемых элементов. Для этого приспособление крепят к столу или к конструкции, которая подлежит сварке, в процессе используется болт.

В вилке требуется установить свариваемый предмет. Необходимо, чтобы он был установлен под верным углом, далее нужно закрепить шарнир на штанге и вилку в самом шарнире. Все это делается при помощи болтиков. Далее можно начинать процесс сварки труб. Главное достоинство метода заключается в том, что операции может выполнять один и тот же рабочий. Универсальное устройство может быть использовано в сочетании с другими, перечисленными выше.

Вернуться к оглавлению

Стенд для сварки полотнищ: предназначение

Важно знать, для чего необходима соединительная муфта. Чтобы осуществить сварку, в частых случаях нужно прибегать к удлинению провода. Для этого применяется наращивание. Оно делается при помощи паек, скрутки проводов и болтов, процесс занимает достаточно много времени. В данном случае получаются соединения, которые не всегда являются надежными. Муфта помогает сэкономить время и повысить эффективность сращивания проводов.

Устройство имеет довольно простые, унифицированные компоненты. Она должна быть собрана из шести деталей: это втулка, проводник тока, шпилька, по которой проводится ток, и другие. Если провода необходимо соединить, наконечники свинчиваются и в них устанавливаются концы проводов. Наконечники с проводами навинчивают на основную втулку. Соединительные муфты очень удобны в использовании, благодаря их применению можно хорошо сэкономить время и быстро осуществить сварочный процесс.

Приспособления для сварки являются незаменимыми в работе. Для самой сварки нужно намного меньше времени и усилий, чем подготовка к этой работе. Основную долю в подготовке занимает сборка устройства для сварки с креплением всех составляющих в необходимом положении. Этому процессу требуется особое внимание, потому как от него будет зависеть качество выполненного изделия.

Имеется разное оборудование и огромное количество разнообразных приспособлений, которые предназначены для сварочных работ. Для домашних целей подходят механические приспособления для сварки, которые позволяют выполнять быструю сборку инструмента, хорошо закрепить все составляющие в необходимом положении и получить минимальную деформацию детали.

Какие бывают приспособления?

Сварочные приспособления могут быть следующие:

1. Струбцина. Она является инструментом, который пригодится для любой работы с металлом. У нее могут быть разнообразные формы и размеры.
2. Зажимы для сварки. Они удобнее в работе, чем струбцины. Элемент фиксируется благодаря сжатию ручек зажима.
3. Магнитные угольники. У них бывают разные формы, разные крепежные детали, есть возможность менять угол. С их помощью можно без больших усилий соединять под необходимым углом листы, рамы.
4. Сварочные стенды. Это приспособление, у которого 1 неподвижная основная поверхность с крепежами. Они нужны для сварки продольных швов плавлением на ровных изделиях.
5. Кантователи. Они представляют собой статичные приспособления, которые дают возможность фиксировать свариваемый элемент и поворачивать его в требуемое положение, чтобы выполнять сварку. Они зачастую применяются для сварки больших элементов, у которых разные формы и швы на разных сторонах.
6. Манипуляторы. Это приспособления, которые необходимы для вращения элемента около оси и его наклона под требуемым углом. Применяют их для всех видов сварок, а еще для контактной. На них крепят элементы разнообразных форм.
7. Упоры. С их помощью делается крепление деталей на основных поверхностях. Упоры бывают постоянными, съемными и откидными. Постоянные бывают в форме пластин, которые приваривают к основанию. Откидные и съемные применяют тогда, когда они в готовом изделии недопустимы.
8. Прижимы. Эти приспособления могут быть клиновыми, винтовыми, пружинными, эксцентриковыми, рычажными. Винтовые прижимы – самые известные. Такой прижим представляет собой болт с гайкой, который продет в 2 пластины. Благодаря им можно зажимать элементы. Зажимный похож на лист, у которого клиновидный паз. Эксцентриковые прижимы нужны для зажима элемента кулачком, который монтирован на рычаге.
9. Стяжки. Они используются при сварке больших элементов. Стяжки сближают кромки элементов до требуемого расстояния.
10. Распорки. Благодаря распоркам можно выравнивать элементы, придавать им нужную форму, корректировать дефекты.

Как сделать струбцину?

Струбцина является закрепляющим приспособлением. Чтобы ее соорудить, потребуются следующие материалы:

• стальной лист толщиной 1 см;
• 3 гайки;
• некоторое количество шайб с большим диаметром;
• труба, имеющая резьбу с внешней стороны под размер гаек.

Чтобы сделать приспособление своими руками, сначала вырезается полоска из листа стали. Длина его должна быть 500 мм, ширина 40 мм. Далее вырезают 2 полоски. Еще понадобится передвижная планка 100 мм, 2 прямоугольника по 50 мм, чтобы укреплять передвижные элементы, небольшая деталь для обеспечения опоры на основной части струбцины.

К этой части приваривают дополнительную, делая между ними букву Г. На короткую часть нужно приварить деталь для опоры. 3 гайки соединяются вместе, шайбы тоже. Гайки ставят ребром к перемещающейся части, приваривают их. К стержню можно прикрепить деревянную ручку, которая вверху закрепляется гайкой.

Все элементы сваривают по внешней стороне частей. Между ними вставляется полоска струбцины. Когда сварка элементов выполнена, к ним прикрепляется передвижная планка. На конце стержня из металла плашмя приваривают большие шайбы.

Изготовление приспособлений для сварки под углом 90°

Ручная дуговая сварка: 1-электрод; 2-покрытие электрода; 3-газовая защита.

Сварочные магниты, которые удерживают соединяемые трубы под прямым углом, нужны для упрощения сварки. Понадобятся следующие материалы:

• лист металла квадратной формы, стороны которого 20-25 см;
• труба с сечением квадратным;
• 3 гайки и 3 болта;
• болт (диаметр 4 см) и гайка 3,5 см;
• цилиндр из стали с диаметром 5 мм;
• дрель, сверло.

К квадрату из металла нужно приварить своими руками 2 куска трубы длиной 200 и 150 мм. Затем делаются 2 дополнительных детали из данных труб. Первая – П-образной формы из отрезков 100 мм. Вторая – трапеция с размерами 11,5 и 5,4 см.

Прижимы с магнитами необходимо собрать последовательным подсоединением составляющих.

Они будут хорошими сварными магнитами.

Теперь вам стало известно о приспособлениях для сварки и их устройство. Желаем вам удачи в выполнении сварочных работ и в правильном применении необходимых приспособлений, чтобы делать различные соединения, будь то угловые или тавра.

Приспособления для сварки

К атегория:

Сварные соединения

Приспособления для сварки

Приспособления для сварки, помимо элементов фиксирования и закрепления узла, имеют специальные дополнительные устройства для сварки тем или иным методом (сварочные подкладки и их крепление, приводы и т. п.).

Обычно в сварочном приспособлении узел устанавливается в собранном и прихваченном состоянии, поэтому оно должно обеспечить возможность фиксации узла в положении, нужном для сварки того или иного соединения, минимальные деформации и возможность свободного съема готового узла.

В сварочной практике очень распространено использование комбинированных сборочно-сварочных приспособлений, позволяющих производить и сборку и сварку в том же приспособлении, минуя операцию прихватки.

Соответственно типам изделий (конструкции, габаритам, весу), методу сварки и предъявляемым требованиям можно выделить ряд основных типов комбинированных сварочных и сборочно-сварочных приспособлений.

Сварочные стенды представляют собой стационарные приспособления с одной неподвижной (чаще всего горизонтальной) базовой поверхностью с крепежными элементами. Обычно на таких стендах свариваются продольные швы автоматической сваркой плавлением на плоских изделиях или на различного типа обечайках и т. п. Сварка ведется преимущественно на подкладках; кромки поджимаются к подкладке различными способами: механическим, пневматическим, магнитным и др.

Рис. 1. Пневмостапель для сварки продольных швов: 1 - стойка, 2 - верхний прижим, 3 - сварочная подкладка, 4 - стягивающая скоба, 5 - пневмоцилиндры, 6 - консоль

На рис. 1 приведена схема стенда консольного типа с пневмо-поджимом подкладки для сварки продольных швов обечаек. На стойке консольно крепится двутавровая балка с установленными на ней пневмоцилиндрами для поджима сварочной подкладки. Свариваемая обечайка надевается на консоль и поджимается к верхним массивным неподвижным прижимам.

Верхние прижимы с консольной балкой скрепляются стягивающей скобой. После сварки скоба отбрасывается, сварочная подкладка опускается в нижнее положение и обечайка снимается. Консоль со сварочной подкладкой и пневмоподжимом может поворачиваться вокруг вертикальной оси у центральной стойки.

На рис. 2 представлена схема сварочного стенда с верхними пневмошланговыми прижимами клавишного типа для сварки продольных швов на листах и обечайках из материалов малой толщины. Для сварки изделий из более толстого материала клавиши могут поджиматься не пневмошланговым устройством, а пневмокамерами.

Рис. 2. Пневмостапель клавишного типа для сварки продольных швов

Кантователи - довольно распространенный тип приспособлений. Обычно это стационарные приспособления, позволяющие закреплять свариваемое изделие и поворачивать его в нужное положение для выполнения сварки. Такие приспособления чаще всего используются для сварки громоздких изделий, имеющих самые разнообразные формы, у которых швы располагаются на противоположных сторонах.

Рис. 3. Схема цапфового кантователя

В производстве летательных аппаратов такие приспособления используются для сварки различных силовых узлов типа балок, лонжеронов и т. п.

Поворот изделия в приспособлении может быть ручной или механический. Чаще всего применяются кантователи цапфового типа. Собранное и прихваченное изделие укрепляется в специальных зажимах, из которых каждый укреплен на поворотной цапфе. Опоры цапф могут быть связаны общим основанием или быть независимыми друг от друга.

Приспособления для кольцевой.сварки позволяют устанавливать изделия в фиксированное положение и поворачивать его в процессе сварки с необходимой скоростью.

В зависимости от габаритов изделия приспособления такого типа выполняются чаще всего с применением торцовых вращателей, роликовых опор или комбинированные.

Для изделий небольших и средних габаритов применяются обычно приспособления с торцовыми вращателями, выполненными в виде двух опорных цапфовых вращателей, из которых один, или реже оба, являются приводными.

Рабочая часть вращателя (планшайба) делается съемной или специализированной для данного узла или группы узлов. На вращателе устанавливаются специальные фиксирующие и крепежные устройства. Привод чаще осуществляется от электродвигателя че-реэ редуктор с регулируемой скоростью вращения при сварке. Основание приспособления - сварное из профильного проката; все элементы (бабки, двигатель, привод и т. д.) крепятся к основанию на болтах на свои посадочные места.

Рис. 4. Схемы приспособлений для сварки кольцевых швов

Для крупногабаритных изделий конического типа, изделий с малой продольной жесткостью или большим весом используются приспособления, где сочетаются торцовые вращатели и роликовые опоры.

Роликовые опоры делаются, как правило, регулируемыми по высоте или плавающего типа.

К поворотным относятся также приспособления для сварки круговых швов на горизонтальной или наклонной плоскости. Обычно они изготовляются в виде торцового вращателя с вертикальной или наклонной осью вращения.

Манипуляторы - приспособления, предназначенные для вращения изделия вокруг вертикальной или горизонтальной оси и наклона его под определенным углом, необходимым для работы.

Такие приспособления применяются для ручной, полуавтоматической и автоматической сварки плавлением и для контактной сварки.

На манипуляторе могут закрепляться изделия различных форм. В зависимости от грузоподъемности стол манипулятора поворачивается ручным, механическим или пневматическим приводом.

Приспособления с копирными устройствами применяются для выполнения автоматической сварки плавлением изделий, имеющих криволинейные швы. В зависимости от формы шва, типа изделия и метода сварки применяются приспособления с перемещением по копиру сварочной головки, перемещением детали по копиру при неподвижной головке, перемещением по копиру и детали, и головки; в этом случае чаще всего сварочная головка крепится на плавающей подвеске. При использовании приспособлений последнего типа, со сложным движением, в процессе работы скорость сварки может изменяться, что отражается на формировании шва, поэтому при разработке подобного приспособления необходимо проведение анализа скоростей в различных точках свариваемого контура. Отклонения от скорости сварки не должны быть более 4-5% от расчетной.

На рис. 5 представлена схема приспособления для приварки фланцев, горловин, патрубков к цилиндрическим обечайкам. В этом случае сварочная головка перемещается по копиру на опорных роликах. Вращаясь, ролики обкатывают поверхность копира и поднимают или опускают штангу с подвешенной на ней сварочной головкой.

При сварке продольного шва криволинейного контура копир, выполненный по форме стыка, закрепляется на самом изделии (рис. 109). Изделие укреплено в приспособлении на поворачивающихся цапфах. При продольном движении сварочной тележки изделие через тягу и копир разворачивается в задаваемое копиром положение.

Оснастка для автоматических способов сварки плавлением представляет собой специальные сварочные установки, включающие, кроме элементов для фиксации и манипулирования изделием, еще устройства для крепления, перемещения сварочной аппаратуры (сварочной головки, трактора и т. д.) и управления ею. Конструкция этих устройств определяется типом изделия, количеством и характером сварных швов и т. п.

Наиболее часто встречаются устройства портального типа, консольного типа, устройства со смещенными направляющими, с установкой сварочной аппаратуры на прижимных элементах самого приспособления и др.

Рис. 4. Сварочные манипуляторы: а - для сварки плавлением, б - для контактной сварки

Устройства для крепления могут быть выполнены отдельно от приспособления или быть с ним конструктивно связанными. Обычно для сравнительно небольших изделий они выполняются в виде единой конструкции, для крупногабаритных изделий - делаются отдельными. Устройства для крепления аппаратуры могут быть подвижными и неподвижными, с жестким креплением сварочной головки или с перемещением ее по крепежному устройству. Обычно такие устройства изготовляются сварными из стального проката обычного сортамента или труб. Основное требование к ним - обеспечение необходимой жесткости и прочности в работе и возможности удобного манипулирования изделием и сварочной аппаратурой в необходимых пределах.

Рис. 5. Схема установки для обварки штуцеров по копиру: 1 - копир, 2 - цапфа, 3 - деталь, 4 - сварочная головка, 5 - тяга, 6 - копирующий ролик

Рис. 6. Установка для сварки по копиру продольного криволинейного шва: 1 - сварочная головка. 2 - штанга, 3 - привод, 4 - копир, 5 - опорные копирующие ролики

Рис. 7. Типы сварочных установок для автоматической сварки плавлением: а - -портального типа, б - консольного типа, в - со смещенными направляющими, г - с направляющими на пневмостапеле

При контактной точечной и роликовой сварке специализированные приспособления в основном используются для установки, поддержания при перемещении и выравнивания изделия в процессе сварки.

Для сварки кольцевых швов в зависимости от габаритов изделия применяются поддерживающие устройства в виде опорной стойки с роликом, торцового вращателя или роликовых опор. Установку опорных элементов необходимо регулировать по высоте.

Поддерживающие устройства для точечной сварки часто снабжаются специальными шаговыми приводами для автоматического

Рис. 8. Приспособление для точечной сварки обечаек с механизированным поворотом изделия на шаг сварки: 1 - тележка, 2 - механизм поворота, 3 - торцовый вращатель, 4 - обечайка, 5 - опорный ролик

перемещения изделия на шаг точек. При этом необходимо, чтобы при перемещении изделие не касалось внутренней поверхностью нижнего электрода сварочной машины. Для этого, например, при сварке тонколистовых крупногабаритных деталей между ними и нижним электродом в свободном состоянии устанавливается зазор 1 - 3 мм.

При сварке жестких узлов для этой цели необходимо предусматривать специальные демпфирующие устройства, которые на момент перемещения детали обеспечивают необходимый зазор.

Для небольших изделий поддерживающее устройство часто крепится непосредственно на сварочной машине.

На рис. 9 приведена схема приспособления для сборки и прихватки, укрепленного с помощью хомута 2 на нижней консоли сварочной машины. Свариваемый узел закрепляется в приспособлении и может поворачиваться вокруг своей оси в подшипнике опорного диска. В свою очередь опорный диск на машине крепится с помощью пружинно-рычажной подвески.

Для сварки крупногабаритных изделий плоской формы или имеющих небольшую кривизну (типа панелей) поддерживающие приспособления выполняются в виде подвесок или подставок типа рольгангов.

Для точечной сварки в последние годы в промышленности стали использоваться специализированные установки с автоматическим и полуавтоматическим циклом работы.

На рис. 12 показан общий вид полуавтоматического манипулятора для точечной сварки крупногабаритных панелей одинарной

Рис. 9. Приспособление для точечной сварки крупногабаритных изделий: 1 - указатель поворота, 2 - лента поворотного шагового механизма. 3 - опорные ролики

или двойной кривизны. На этой установке можно автоматически выравнивать поверхность свариваемой панели нормально относительно оси электродов. Приспособление выполнено в двух вариантах: с механическим перемещением панели на шаг сварки (команда подается оператором) и автоматическим. Для удобства наблюдения за местом сварки установка оборудована телевизионной аппаратурой.

На рис. 13 представлена установка для точечной сварки полунервюр панелей отсека крыла. Для сварки используются специальные клещи, которые входят во внутренние пространства отсека. Перемещение клещей на шаг сварки задается специальным шаговым механизмом привода, при помощи которого подвижная каретка вместе с установленными на ней клещами перемещается по направляющим станины сварочной машины.

Рис. 10. Приспособление для сварки конусных секций, установленное на консоли сварочной машины: 1 - нижний хобот, 2 - хомут, 5 - пружина, 4 - рычаг; 6, 7 - опорные диски, 6 - опорная шайба, 8 - приспособление для сборки и прихватки, 9 – направляющее кольцо; 10 - съемный диск, 11 - деталь, 12 - фиксаторы, 13 - верхняя головка

Рис. 11. Установка.для сварки панелей одинарной и двой ной кривизны

Рис. 12. Автоматизированная установка для точечной сварки полунервюр панелей крыла 1 - панель, 2 - рубильник, 3 - подвижной стол, 4 - ‘сварочные клещи, 5 - сварочная машина, 6 - направляющие стола

Перемещение клещей вдоль шва, сварка, обратный ход клещей и перемещение подвижного стола после окончания сварки очередного шва производятся автоматически по специальной программе. После окончания сварки каждой нервюры электроды зачищаются и клещи возвращаются в исходное положение.

При роликовой сварке в основном используются приспособления, аналогичные разобранным. Однако в связи с тем, что при роликовой сварке детали перемещаются самой сварочной машиной и без подъема электродов, в приспособлениях не нужно предусматривать специальные механизмы принудительного перемещения и демпфирования, и они. как правило, более просты по сравнению с приспособлениями для точечной сварки.

При роликовой сварке кольцевых или круговых швов чаще всего используются приспособления в виде различных регулируемых по высоте стоек с опорным роликом. Приспособления такого рода отличаются универсальностью и простотой. В некоторых случаях роликовая опора может быть заменена подвижной тележкой с опорными роликами. При этом передняя пара роликов устанавливается несколько ниже задней. При сварке узел опирается на сварочный ролик и заднюю пару поддерживающих роликов тележки.

Рис. 13. Поддерживающее приспособление для роликовой сварки кольцевых швов обечаек

Рис. 14. Приспособление подвесного типа для роликовой сварки конусов

При сварке некоторых конструкций встречаются приспособления подвесного типа. На рис. 14 показана роликовая сварка конуса с использованием подвесного приспособления, где вершина конуса шарнирно подвешивается к регулируемой по высоте опоре.

При сварке обечаек большого диаметра (более 1,5 - 2 м) для подхода сварочными роликами к месту соединений иногда приходится поднимать сварочную машину или делать углубление ниже уровня пола. В этом случае иногда удобнее производить сварку в нижней части обечайки, располагая ее выше сварочных электродов.

При роликовой сварке швов на обечайке небольшого диаметра (меньше диаметра нижней консоли и ролика машины) применяются приспособления с внутренней токоведущей оправкой. Оправка вставляется в обечайку и вместе с ней прокатывается между сварочными роликами.

Для сварки плоских швов на изделиях типа панелей применяются, как и при точечной сварке, приспособления в виде рольгангов или каретки с укрепленным на ней изделием, движущейся по направляющим.

Рис. 5. Подвижная роликовая опора для сварки крупногабаритных обечаек

Для выполнения основных и вспомогательных операций процесса сварки необходимы кроме сварочного аппарата, источника питания дуги и аппаратуры управления, дополнительные приспособления и механизмы, образующие вместе с указанным выше оборудованием пост или установку для ручной, автоматической или полуавтоматической сварки. Эти приспособления и механизмы весьма различны в зависимости от формы и размеров изделия, характера производства и т. д. Они могут быть разделены на следующие группы:

Сварочные и сборочно-сварочные технологические приспособления;
- приспособления для укладки и кантовки свариваемых изделий;
- несущие металлоконструкции и тележки для рабочего и маршевого движения сварочных аппаратов;
- металлоконструкции и механизмы для обслуживания зоны сварки;
- транспортные устройства и др.

Технологические приспособления

Применение сборочно-сварочных приспособлений снижает трудоемкость сборочных операций, уменьшает остаточные деформации, повышает качество конструкций и упрощает контроль и приемку собранных конструкций. Правильно спроектированное и изготовленное приспособление должно отвечать следующим требованиям: быть удобным в эксплуатации, обеспечивать проектные размеры изделия, быструю установку элементов и съем собранного или сваренного изделия, иметь невысокую стоимость и удовлетворять требованиям техники безопасности при выполнении сборочных и сварочных работ. Тип приспособления определяется серийностью производства и степенью сложности конструкции. В единичном производстве обычно применяют универсальные приспособления. В серийном производстве, в зависимости от количества изготовляемых однотипных изделий, используют как универсальные, так и специализированные приспособления. В массовом производстве распространены приспособления различных типов, от простых до сложных, быстродействующих, с элементами автоматики.

Универсальные приспособления для сборки под сварку

Универсальные приспособления для сборки, как правило, просты и выполняются переносными. Они не всегда обеспечивают необходимую точность и рассчитаны на проверку правильности сборки и установочных размеров.

Переносные зажимы предназначены для фиксации взаимного положения свариваемых деталей. Зажимные приспособления могут использоваться при сварке определенных деталей, а также при изготовлении узлов и конструкций. В этом случае ими оснащаются стенды, стеллажи и другое вспомогательное оборудование. Их изготовляют в виде струбцин и болтовых зажимов, позволяющих собирать детали любого профиля.

Для сборки под сварку изделий из листового проката применяют клиновые и зажимные скобы. Для фиксации тонких листов и коротких деталей из профильного проката служат пружинные зажимы.

Прихваты используют в основном при монтаже крупных конструкций. Отдельные элементы прихватов временно приваривают к собираемым деталям, а после сварки удаляют. Прихваты бывают жесткие и регулируемые.

Стяжки применяют для сближения кромок свариваемых деталей до заданных размеров. Наибольшее распространение нашли винтовые стяжки.

Стяжка с болтом и приваренными угольниками для сварки крупных конструкций из листового проката.

Стяжное приспособление с приваренными временными угольниками для сборки труб. Оно применяется ограниченно и только на трубах из углеродистых сталей.

Стяжка винтовая для сборки конструкций и деталей из листового, полосового и профильного проката.

Рычажно-винтовая стяжка.

Для сборки стыков труб наибольшее применение находят стяжные винтовые приспособления хомутного типа, которые не создают жесткого закрепления стыкуемых элементов.

Распорки и домкраты служат для фиксации изнутри изделий с замкнутым профилем, для выравнивания кромок цилиндрических изделий, для удаления вмятина др. При сварке цилиндрических изделий распорки применяют в сочетании со стяжными кольцами. Если диаметр обечаек невелик, применяют распорные кольца, а при больших диаметрах - винтовые распоры или домкраты. Усилия в распорках и домкратах создаются механическим, гидравлическим или пневматическим приводами.

Центраторы предназначаются для закрепления отдельных труб или подобных изделий, так чтобы они не имели сдвига и поворота в направлениях трех координатных осей. Они позволяют совместить цилиндрические поверхности стыкуемых изделий (труб, секций из труб и др.) для выполнения сварочных работ. В зависимости от положения центраторов относительно установочных поверхностей, центраторы подразделяются на наружные (схватывающие) и внутренние (распорные). Наружные центраторы применяют при сборке труб в секции для сварки на заготовительных базах или в зоне строительных площадок. Хотя конструкторское исполнение наружных центраторов различно, они выполняют одну операцию по обеспечению соосности и совмещению торцевых кромок труб (см. рисунок ниже).

Центраторы для сборки труб большого диаметра могут быть оснащены в месте стяжного винта силовым гидравлическим цилиндром. Центратор наружный гидравлический представляет собой пластинчатую двухрядную цепь, стягиваемую на концах стыкуемых труб домкратом, размещенным внутри скобы. Привод домкрата осуществляется от гидравлической насосной станции.

Наружный гидравлический центратор ЦНГ-1220
1 - цепь; 2 - упорный ролик; 3 - скобы; 4 - концевое звено; 5 - домкрат; 6 - винт.

Внутренние центраторы обеспечивают наиболее качественную сборку труб благодаря более точному совпадению их кромок. При центровке стык открыт снаружи, что обеспечивает свободный доступ к месту сварки. Применение внутренних центраторов позволяет повысить производительность и степень механизации сборки для сварки как поворотных, так и неповоротных стыков трубопроводов.

Сборочные и сварочные стенды

Стенды, стеллажи и плиты - простейшие устройства для укладки и фиксации в удобном для сварки положении собранных под сварку изделий.

Сборочные стенды представляют собой конструкции с базовой поверхностью, на которой производится сборка и сварка изделий. При ручной сварке часто применяют универсальные сборочно-сварочные плиты с пазами для различных крепежных устройств или стеллажи.

Стенды и приспособления, в которых совмещены операции сборки и сварки, бывают стационарными, передвижными и накладными.

Различные балки собирают и сваривают на козлах такого стеллажа, установленных на небольшом расстоянии друг от друга по всей длине, или на универсальном стенде, состоящем из ряда неподвижных стоек 2, к которым крепятся, в зависимости от конфигурации балки, сменные опоры 1.

Схема универсального стенда для сварки балок: 1 - опора; 2 - стойка; 3 - сварочный трактор.

Перечисленные стенды относятся к беззажимным приспособлениям. К ним относятся столы для сварки сравнительно мелких деталей и плиты. Стенд или стол подключаются, как правило, к источнику питания дуги и обеспечивают подвод тока к свариваемому изделию.

Если изделие подается на сварочную установку в собранном виде, то эта установка должна иметь устройства для укладки и фиксации изделий в удобном для сварки положении. В таких случаях могут быть применены универсальные или специализированные стенды. Универсальное приспособление для сварки рамных конструкций содержит ряд плит с пазами, в которые в зависимости от конфигурации свариваемого изделия крепятся различные упоры, фиксаторы и зажимы. Такие стенды снабжают набором универсально-наладочных приспособлений, которые могут фиксироваться в различных сочетаниях в пазах базовых плит. Для сборки и сварки аналогичных конструкций могут также применяться специализированные стенды для определенных изделий. Они снабжены плитой, на которой укреплен ряд постоянных фиксаторов, определяющих взаимное положение собираемых под сварку деталей. Примером универсальных стендов для сборки и сварки плоских листовых конструкций могут служить электромагнитные стенды. На электромагнитных стендах может производиться сборка и сварка листов толщиной до 15 мм. Недостаток подобного рода приспособлений - отрицательное влияние магнитного поля на сварочную дугу в процессе сварки.

Кондуктор - сборочно-сварочное приспособление, снабженное упорами, гнездами, крепежными приспособлениями, дающее возможность вести сборку и сварку изделий в наиболее удобном положении. Кроме того, в состав стендов и приспособлений входят устройства для удерживания ванны расплавленного металла и флюса в зоне сварки, для формирования ша и т.д. Механизированная сварка чаще всего выполняется в сборочно-сварочных или сварочных кондукторах. В этих приспособлениях элементы кондуктора не мешают движению сварочного автомата; сам кондуктор может наклоняться, придавая шву положение удобное для автоматической сварки.

Примеры сборочно-сварочных кондукторов

Фиксаторы - элементы, определяющие положение свариваемых деталей относительно всего приспособления (стенда, стеллажа, кондуктора и т.п.). К фиксаторам относятся: упоры (постоянные, съемные, откидные), установочные пальцы и штыри (постоянные, съемные), призмы (жесткие и регулируемые) и шаблоны.

Съемные упоры применяются в настраиваемых по типу деталей приспособлениях или при сварке деталей, съем которых невозможен из-за упоров. В последнем случае предпочтение заслуживают откидные быстродействующие упоры. Как правило, упоры служат и опорными базами, а в некоторых случаях могут служить одновременно шаблонами для приварки сопряженных деталей. Они могут быть силовыми (ограничивающими) и направляющими (ненагруженными).

Карман

Фиксаторы в виде пальцев или штырей обеспечивают точную установку деталей и применяются в деталях с обработанными поверхностями. Призмы, регулируемые и нерегулируемые, применяют для сварки труб, профилей и т.п.

Предназначены для; фиксирования устанавливаемых при сборке деталей по сопрягаемым деталям узла или по каким-либо опорным контурам изделий. В этом случае само изделие является несущим элементом приспособления.

Прижимы - элементы приспособлений, обеспечивающие прижим деталей друг к другу, к фиксаторам или несущим поверхностям приспособлений. Прижимы бывают механические пневматические, гидравлические и магнитные.

Механические прижимы конструктивно просты и поэтому наиболее распространены.

Наряду с механическими прижимами применяют также пневматические, гидравлические и магнитные прижимы.

Технологическая оснастка сварочных установок

служат для создания необходимого слоя флюса в тех случаях, когда этот слой не удерживается кромками свариваемых деталей. Флюсоудерживающие устройства могут быть неподвижными и подвижными. Схемы некоторых из них показаны на рисунке.

Флюсовые подушки служат для предотвращения утечки расплавленного металла в зазор между кромками. Слой флюса прижимается к нижней стороне шва, удерживая при этом сварочную ванну и формируя обратный валик.

Оборудование для укладки и кантовки свариваемых изделий

Стенды не обеспечивают кантовку и поворот изделий в процессе работы, что затрудняет сварку громоздких и тяжелых узлов, поэтому в состав сварочных установок входит специальное оборудование, а именно: кантователи, вращатели, роликовые стенды, манипуляторы и позиционеры.

Кантователи представляют собой стационарные приспособления, в которых свариваемые элементы не только закрепляют, но и поворачивают вокруг горизонтальной или наклонной оси с целью установки их в удобное для сварки положение, а иногда и для перемещения во время сварки. Кантователи обеспечивают маршевое вращение изделия вокруг неизменно расположенной оси либо вокруг ряда осей, лежащих в одной плоскости. Кантователи имеют ручной или механический привод. В зависимости от типа поворотного устройства различают кантователи роликовые, цевочные, цапфовые (центровые) и цепные.

Вращатели - это устройства для вращения свариваемого изделия с рабочей или с маршевой и рабочей скоростью вокруг оси, не изменяющей своего положения в пространстве. Различают вращатели с вертикальной, наклонной или горизонтальной осью вращения. Вращатели с вертикальной или наклонной осью вращения ВВ (вращатель вертикальный) иногда называют карусельными по аналогии с токарными карусельными станками.

Сварочный вращатель с вертикальной осью вращения:
1 - планшайба; 2 - станина с механизмом вращения.

Роликовые стенды или, иначе, роликовые вращатели или роликовые постели предназначены для поворота и установки изделия в удобное для сварки положение и для вращения изделия с рабочей скоростью. Вращение изделия производится приводными, обычно обрезиненными роликами, сцепленными с изделием. Существенное преимущество роликовых стендов в том, что скорость вращения изделия, независимо от его диаметра, равна окружной скорости вращения роликов. Обычный роликовый стенд состоит из системы холостых и приводных роликоопор, смонтированных на общей фундаментной плите. оликовые стенды применяются не только для сварки, но и для сборки.

Манипуляторами называют универсальные, обычно стационарные приспособления, предназначенные для вращения изделия вокруг оси в процессе сварки при различных углах наклона оси вращения.

Универсальный сварочный манипулятор:
1 - основная станина; 2 - поворотная станина; 3 - планшайба; 4 - механизм поворота планшайбы; 5 - механизм наклона планшайбы; 6 - опорные лапы.

Манипулятор состоит из следующих основных узлов: станины, поворотного стола, приводов вращения и наклона планшайбы и блока управления. В большинстве манипуляторов все движения механизированы. В некоторых конструкциях наклон и подъем стола могут осуществляться вручную. В некоторых из них может отсутствовать механизм подъема стола.

Позиционеры в отличие от манипуляторов не рассчитаны на сварочное вращение изделия и служат только для установки и поворота (кантовки) изделия в удобную для сварки позицию. Позиционеры или установочные манипуляторы служат как для закрепления изделия, так и для установки в удобное для сварки положение. Все позиционеры сходны по конструкции. Они имеют две или три взаимно перпендикулярные оси, вокруг которых планшайба с изделием может поворачиваться или наклоняться.

Схемы настройки позиционеров

Стол позиционера вращается и наклоняется при помощи ручного или электрического привода, он имеет только маршевую скорость перемещения. Позиционеры для изделий массой более 1,5 т обычно имеют электрический привод.

Оборудование для крепления и перемещения сварочных автоматов и полуавтоматов

Сварка автоматами и полуавтоматами может выполняться, как без, так и с применением специальных вспомогательных устройств, например, для подвески аппарата над подвижным свариваемым изделием или для перемещения аппаратов вдоль шва или от шва к шву (колонны, порталы, тележки, площадки). Вспомогательное оборудование такого типа применяется часто и для сварки тракторами или полуавтоматами.

Колона поворотная для сварочного полуавтомата

Оборудование для обслуживания зоны сварки

Удобство положения сварщика при работе на крупногабаритных изделиях обеспечивают люльки, стремянки, а также специальные площадки. Площадки предназначены для размещения сварщиков и сварочной аппаратуры, а также для перемещения их в зону сварки. Они изготовляются в расчете на одного или нескольких сварщиков и могут быть передвижными (самоходными или несамоходными), переносными и стационарными. На рисунке показана универсальная площадка, которая может передвигаться вдоль свариваемого изделия, подниматься и опускаться в зависимости от уровня сварки и перемещаться в направлении изделия.

1 - балкон; 2, 4 - рычаги; 3, 5 - винтовой привод; 6 - тележка.

От качества сварочных работ зависит надежность металлических конструкций. Поэтому предусмотрены государственные стандарты, которые регулируют сварочные процессы.

Например, ГОСТ 23518-79 определяет, какими должны быть соединения деталей, сваренных в среде защитных газов, каким образом производить сварку под острым или тупым углом. В зависимости от используемого газа, типа электрода, присадки, устанавливаются требования к процессу сварки.

Для соблюдения технологии применяют приспособления, которые не дают деталям изменить свое положение, облегчая работу сварщика. Такие приспособления помогают выдерживать прямой угол или любой другой.

Чтобы сварить детали под прямым или острым углом, необходимо уметь правильно перемещать электрод. В процессе сварки конец электрода расплавляется вместе с обмазкой, которая выделяет защитные газы и частично превращается в шлак, также защищающий сварочную ванну от атмосферного кислорода.

Необходимо обеспечивать постоянное покрытие ванны жидким шлаком, иначе не получится качественный сварочный шов. Металл в жидком состоянии должен находиться не менее трех секунд, которые требуются для выделения вредных газов.

При этом необходимо перемещать электрод вдоль шва, делая сложные вращательные или зигзагообразные движения концом электрода. Добиться такого контроля над сваркой можно только при правильном угле наклона электрода. Но угол наклона нужен не только для контроля хода сварки. С помощью него можно воздействовать на характеристики сварного шва.

Сварка углом вперед делает глубину провара меньше, в то время как ширина увеличивается. Это можно использовать при сварке металлов малой толщины. При этом способе кромки хорошо проплавляются, скорость сварки повышается.

При сварке углом назад провар становится глубже, а шов выше, но ширина уменьшается. Кромки прогреваются недостаточно, поэтому вероятны непровар и образование пор.

Но умение варить недостаточно для получения качественного сварного шва. Иногда требуется определенное его положение в пространстве, чтобы получился добротный шов.

А это достигается применением особых приспособлений, которые фиксируют свариваемые детали в пространстве так, как необходимо сварщику. Например, при требуется располагать шов вертикально.

При производстве сварочных работ очень часто требуется закрепить соединяемые детали между собой так, чтобы сварщик мог сделать свою работу. Если изделия тяжелые, сложной формы, то без специальных приспособлений не обойтись.

В небольших мастерских распространение получили устройства универсального типа, способные фиксировать собранное изделие перед сваркой и менять его положение в процессе работ. Они бывают установочные и закрепляющие.

Установочно-закрепляющие механизмы

Более практичны в использовании механизмы, которые выполняют сразу обе функции – закрепляют и устанавливают заготовку в необходимом положении. При этом деталь просто устанавливают в приспособление и зажимают. Дальше идет сваривание заготовок.

Наиболее простое устройство по конструкции – это . Основу устройства монтируют на сварочном столе.

Если это большие изделия, то изготавливают решетчатую раму и располагают ее в горизонтальной плоскости. На ее поверхности укладывают свариваемые изделия под прямым углом друг к другу. Для этого на плоскости имеются направляющие в виде уголков.

Если требуется сварить под прямым углом одно или несколько изделий, то можно их зафиксировать с помощью винтовых фиксаторов (струбцин) . Любые соединения под прямым углом проще начать варить на сварочном столе.

При укладке на стол получают гарантировано правильное расположение деталей в одной плоскости. Угловая прямоугольная струбцина помогает выдержать прямой угол между деталями. Детали прихватывают в нескольких местах сваркой, после чего целое изделие можно повернуть так, как нужно для следующей операции.

При сваривании объемных изделий необходимо делать поворотные фиксаторы,. Это ускоряет монтаж и выемку изделия.

Самодельный фиксатор

Если заготовки небольшие, то приспособление для закрепления их под углом 90 ° можно сделать самостоятельно из подручного материала. Нужно взять металлический уголок, полоса (два отрезка) и две струбцины. Чтобы выставить прямой угол, нужен будет угольник, другой инструмент не потребуется.

Длина уголков может быть любой. Полоса приваривается под углом 45 градусов к каждому уголку таким образом, чтобы они образовывали равнобедренный прямоугольный треугольник.

Причем уголки (катеты) до вершины треугольника не доходят на несколько сантиметров. Это позволит в дальнейшем спокойно варить стержни или профильные трубы в месте стыка. Если нужно, то к уголкам можно приварить и струбцины. Они будут жестко фиксировать свариваемые изделия.

Для того чтобы конструкцию не повело, сначала необходимо прихватить ее в четырех местах и только затем проваривать полностью. Полученное приспособление при закреплении его на столе прослужит не один год.

Применение магнитов

При сварке в домашних условиях удобно пользоваться магнитными фиксаторами. Они бывают электромагнитными и на основе постоянных магнитов. Электромагниты применяются больше на производстве. Для бытовых нужд и мелких производств удобны фиксаторы на постоянных магнитах. Они компактны, могут устанавливаться где угодно, некоторые имеют переменный угол фиксации.

Наиболее простыми по конструкции и распространенными являются магнитные угольники. Достаточно приложить угольник к свариваемой детали одной плоскостью, и соответственно расположить вторую деталь, чтобы получить надежное закрепление под прямым углом.

Остается прихватить детали в нескольких местах. После этого полностью приваривают изделие. Без прихватки магнитные угольники не выдержат температурных деформаций при сварке.

Кроме угольников существуют универсальные магнитные приспособления. Они могут фиксировать свариваемые изделия во многих положениях.

Как пример, можно рассмотреть устройство MagTab. Приспособление имеет две основные плоскости с магнитами. Угол между плоскостями меняется, поэтому приспособление можно закрепить на цилиндрической, ровной поверхности или в любом углу.

Предусмотрено еще две плоскости, к которым крепят детали. Плоскости расположены под прямым углом и имеют возможность смещаться относительно основания. Это дает возможность устанавливать свариваемое изделие в том положение, которое необходимо.

Если есть в наличие мощные постоянные магниты, особенно из неодима, то можно самостоятельно сделать подобные устройства. При использовании магнитных фиксаторов нужно учитывать, что они теряют свою силу под воздействием высокой температуры, поэтому нужно избегать их перегрева.

Соединение труб

Сварочные работы часто используют, когда нужно соединить трубопроводы. При этом нередко возникает вопрос, а как приварить одну трубу к другой трубе перпендикулярно.

Если используются профильные трубы прямоугольного или квадратного сечения, то все очень просто. В месте соединения, в той трубе, к которой будет приварена другая, необходимо сделать вырез под сечение врезаемого изделия.

После этого их нужно установить в угловую струбцину и зажать винтом, или в любое другое приспособление, обеспечивающее перпендикулярное соединение деталей. Затем производится прихватка в нескольких местах и потом только проваривается все вкруговую.

При сварке круглых труб все происходит точно так же. Только дополнительно в торце привариваемой трубы делают вырез с радиусом, совпадающим с радиусом основной трубы. Это обеспечивает хороший стык, что позволит получить качественный шов.

Для соединения под прямым углом пластиковых труб часто применяют переходники. Деталь так и называется – угол 90 °. Она позволяет быстро и легко обеспечить точность угла поворота.