Вводный. Классификация сварочных полуавтоматов

Сварочные аппараты, где обеспечивается механизированная подача сварочной проволоки, а перемещение дуги вдоль оси шва выполняется вручную, называются полуавтоматами для дуговой сварки.
Классификация полуавтоматов по ГОСТ 18130-79:

по способу защиты зоны дуги:

• Для сварки под флюсом - Ф;
• Для сварки в активных защитных газах - Г;
• Для сварки в инертных газах - И;
• Для сварки в активных и инертных газах - У;
• Для сварки открытой дугой - О;

по виду применяемой электродной проволоки:
• для сварки стальной сплошной проволокой;
• для сварки сплошной проволокой из алюминия и его сплавов;
• для сварки стальной сплошной проволокой и сплошной проволокой из алюминия и его сплавов;
• Для сварки стальной порошковой проволокой;
• Для сварки стальной сплошной и стальной порошковой проволоками;

по способу охлаждения:
• С естественным охлаждением горелки;
• С принудительным водяным или газовым охлаждением горелки;

По способу регулирования скорости подачи электродной проволоки:
• С плавным регулированием;
• Со ступенчатым регулированием;
• Сплавноступенчатым регулированием;

По способу подачи электродной проволоки:
• Толкающего типа;
• Тянущего типа;
• Тянуще-толкающего типа;

По конструктивному исполнению:
• Со стационарным подающим устройством;
• С передвижным подающим устройством;
• С переносным подающим устройством.

Полуавтоматы должны изготовляться на номинальный сварочный ток: 150; 315; 400; 500 и 630 A.

Маркировка оборудования

Устанавливается следующая структура условного обозначения полуавтоматов:
Устанавливается следующая структура условного обозначения полуавтоматов:\
1 - обозначение вида изделия (полуавтоматы для дуговой сварки);
2 - обозначение способа защиты зоны дуги (Ф, Г, И, У, О);
3 - номинальный сварочный ток в сотнях ампер;
4 - номер модификации полуавтомата;
5 - вид климатического исполнения по ГОСТ 15150-69 и ГОСТ 15543-70; 6 - напряжение питающей сети в вольтах;
6 - частота питающей сети (указывается, если она не равна 50 Гц);
7 - слово экспорт (указывается только в случае изготовления полуавтомата на экспорт в страны с умеренным климатом);
8 - обозначение технических условий на полуавтомат конкретного типа, а для полуавтоматов, предназначенных для экспорта, - обозначение настоящего стандарта.

Пример условного обозначения полуавтомата для дуговой сварки в активных газах на номинальный сварочный ток 500 А, с номером модификации 05, климатического исполнения У, категории размещения 3, на напряжение питающей сети 380 В:
• Полуавтомат ПДГ-505 У3, 380 В ГОСТ 18130-79

То же, на экспорт в страны с умеренным климатом:
• Полуавтомат ПДГ-505 У3, 380 В, экспорт ГОСТ 18130-79

То же, на экспорт в страны с тропическим климатом
• Полуавтомат ПДГ-505 Т3, 380 В ГОСТ 18130-79

Примечание:
Условное обозначение полуавтомата по настоящему стандарту допускается дополнять обозначением, принятым на предприятии-разработчике.

Для локализации внутренних дефектов: электрический, радиоволновой, тепловой, радиационный, акустический.

Технические характеристики и параметры сварочного полуавтомата

Таблица 1- Технические характеристики и параметры сварочного полуавтомата

На всех технически сложных устройствах, к которым относится и сварочное оборудование, указаны основная техническая информация и параметры работы (таблица 1). Эти данные находятся в табличке, выполненной в виде наклейки или металлической пластинки, которая размещается на корпусе аппарата.

1. Торговый знак
2. Модель
3. Указание на соответствие аппарата стандартам EAC
4. Символ источника питания
5. Стандарт, по которому изготовлено сварочное оборудование
6. Символ процесса сварки
7. Символ постоянного тока
8. Номинальное напряжение холостого хода
9. Диапазон мощности сварки, минимальный и максимальный сварочный ток и соответствующее ему напряжение нагрузки
10. Цикл нагрузки
11. Значение номинального сварочного тока
12. Значение стандартного напряжения нагрузки
13. Контур питания, количество фаз, символ переменного тока, номинальная частота, напряжение питания сети
14. Номинальный максимальный ток питания и максимальный эффективный ток питания
15. Степень защиты
16. Условия эксплуатации
17. Серийный номер аппарата (дата изготовления указана в серийном номере: 000000000000000, где 8-я цифра – год, 9-я и 10-я цифры – месяц)
18. Место изготовления сварочного оборудования

Наиболее важные параметры сварочного аппарата
Напряжение холостого хода (п. 8) – чем выше его значение, тем легче начинается сварочный процесс.
Диапазон значений сварочного тока (п. 9) – показывает точки границ настройки минимального и максимального тока, измеряемого в амперах (А). На минимальном токе осуществляется сварка тонкостенных деталей электродом (проволокой) малого диаметра, а на максимальном токе выполняются работы по соединению толстостенных изделий с использованием электродов больших диаметров.
Цикл нагрузки (п. 10) – значение продолжительности времени непрерывной работы (ПВ), указываемое в процентах.
Показывает непрерывное время работы в цикле при максимальном сварочном токе в данном режиме сварки.
Максимальный ток нагрузки на питающую электросеть (п. 14) – данный параметр позволяет узнать полную мощность электрической нагрузки на сеть в вольт-амперах (ВА) по приведенным ниже формулам. Для однофазного аппарата: 230 В умножить на максимальный ток нагрузки I1max в амперах (А). Полученный результат будет мощностью электрической нагрузки на сеть в вольт-амперах (ВА). Для трехфазного аппарата: 400 В умножить на 1,73 и максимальный ток нагрузки I1max в амперах – получится мощность электрической нагрузки на сеть в вольт-амперах (ВА).
Имея же значение полной потребляемой мощности, можно понять, выдержит ли автомат защиты или сеть нагрузку данного сварочного аппарата. А при работе в «поле» по этому параметру легко подобрать мощность бензинового или дизельного генератора переменного тока. Зная коэффициент мощности сварочного аппарата в конкретном режиме сварки, можно, умножив его на полную мощность в ВА, вычислить активную мощность в кВт, которая требуется для расчета экономической составляющей эксплуатации сварочного аппарата.
U1 (V) – отображает напряжение электрической сети питания:
220 В – однофазная сеть;
400 В – трёхфазная сеть.

Устройство сварочного полуавтомата

Устройство сварочного полуавтомата и его состав практически не зависят от назначения и сферы применения. Основные компоненты, входящие в состав такого оборудования: источник питания с блоком управления, панелью индикации и органами ручной настройки; кабель-шланг для подачи проволоки, газа и тока в зону сварки (сварочный рукав) и кабель для подсоединения к «массе»; сварочная горелка; устройство автоматической подачи сварочной проволоки; баллон с инертным или активным газом, редуктор.


Основные части сварочного полуавтомата:

1— баллон с углекислым газом;
2— ролики с подающего механизма;
3— проволока;
4—шланг защитного газа;
5— горелка;
6—масса;
7— источник питания

Источник питания

Полуавтоматы, в основном, предназначены для работы на постоянном токе, поэтому в качестве источников питания в них используются либо выпрямители, либо инверторы. Первые относительно дешевы, но имеют значительные габариты, ограниченные возможности по регулировке тока и проблемы с его пульсациями. Инверторные источники значительно дороже, но лишены всех этих недостатков. Они позволяют получать на выходе формы и уровни сварочных токов для различных режимов и конкретных типов металлов и сплавов, а также оснащены автоматической регулировкой индуктивности.

Механизм подачи проволоки

Устройство подачи проволоки сварочных полуавтоматов состоит из блока установки бобины с механическим стабилизатором размотки и роликового подающего механизма. На ведущие ролики нанесены канавки, соответствующие диаметру проволоки. Вращение механизма подачи осуществляется электродвигателем, управляемым контроллером полуавтомата. Прижим и натяжение проволоки регулируются вручную (см. на рис. ниже черную рукоятку справа вверху). Подающие механизмы бывают двух типов: с двумя роликами (ведущий и прижимной) и с четырьмя роликами. Последние разработаны для использования с мягкими 9+и порошковыми проволоками.

Горелка сварочного полуавтомата

Горелка сварочного полуавтомата — это рабочий инструмент сварщика, с помощью которого он непосредственно осуществляет процесс сварки. Горелка подсоединяется к кабель-шлангу и таким образом в нее выводятся все трубки, каналы и провода, идущие от основного блока сварочного полуавтомата. Базовые компоненты горелки — рукоятка и направляющий канал (см. рис. ниже). На рукоятке расположен переключатель режимов сварки, а на конце направляющей трубки монтируется рассеиватель газа, контактный наконечник (через него проходит проволока) и сопло.

Газовое оборудование

Баллоны. Служат для хранения и транспортирования газа. Баллон состоит из стального бесшовного цилиндрического корпуса со сферическим днищем, на которое напрессован башмак.


Верхняя часть баллона имеет горловину, во внутреннюю резьбу которой ввернут вентиль. Наружная резьба горловины предназначена для навертывания защитного колпака. Вместимость баллона – 40 дм3. Газ поставляется под давлением 15±0,5 МПа.



Окраска баллонов и надписи на них соответствуют тому газу, для которого они предназначены

Редуктор (регулятор). Предназначен для понижения давления газа, поступающего из баллона, и автоматического поддержания постоянным рабочего расхода (давления). Присоединяется к вентилю баллона с помощью накидной гайки. Давление газа и его расход регулируют вращением маховичка. Отбор газа осуществляется через ниппель, к которому присоединен шланг.

Регулятор расхода углекислого газа У-ЗОП-2 комплектуют электроподогревателем, который установлен на хвостовике корпуса (напряжение питания 36 В, потребляемая мощность 200 Вт).

Смеситель газов. Предназначен для приготовления газовых смесей требуемого состава и поддержания в них заданного соотношения газов. Конструкция смесителя газов показана на рисунке.


Смеситель газов: 1 – фильтр; 2 – клапан; 3 – предохранительный клапан; 4 – мембрана; 5 – узел смешения
Ротаметр. Служит для определения расхода газа. Необходим в случае использования газовых редукторов, не имеющих встроенного расходомера.
Ротаметр поплавкового типа представляет собой стеклянную трубку с внутренним коническим каналом.
Трубку располагают вертикально. Внутри трубки помещен поплавок, который свободно в ней перемещается. Газ подводят к нижнему концу и отводят от верхнего. При прохождении по трубке газ поднимает поплавок до тех пор, пока зазор между ним и стенкой трубки не достигнет величины, при которой напор струи газа уравновесит массу поплавка. Чем больше расход газа, тем выше поднимается поплавок. Его изготовляют из эбонита, дюралюминия, коррозионно-стойкой стали и т. п.
Подогреватель газа Используется только при сварке в углекислом газе. Испарение жидкого СО2 при большом его расходе приводит к резкому понижению температуры. Влага, содержащаяся в газе, замерзает в редукторе.


Подогреватель газа: 1 – корпус; 2 – кожух; 3– змеевик; 4 – теплоизоляция; 5 – нагревательный элемент; 6 – накидная гайка

Для безопасности подогреватель питается постоянным (20 В) или переменным (36 В) током.
Осушитель газа Поглощает влагу из углекислого газа.



Осушитель газа: 1 – втулка; 2 – накидная гайка; 3 – пружина; 4 – сетка; 5 – фильтр; 6 – осушающий материал; 7 – сетчатая шайба; 8 – корпус; 9 – штуцер
Выпускается двух модификаций: высокого и низкого давления. Осушитель высокого давления устанавливают перед регулятором (редуктором), а низкого – после него. Влагопоглощающим веществом служит силикагель или алюмогликоль. Путем прокаливания при температуре 250–300 °С эти вещества поддаются восстановлению.

Рукава (шланги). Это гибкие трубопроводы из вулканизированной резины, армированные льняной тканью. С их помощью газовое оборудование объединяется в общую систему.

Блок управления сварочным полуавтоматом (БУСП)

Блок управления сварочным процессом (БУСП) предназначен для установки и регулирования параметров сварочного цикла. БУСП обеспечивает: включение полуавтомата в режим «сварка» кнопкой, расположенной на сварочной горелке; плавное регулирование скорости подачи электродной проволоки и сварочного напряжения на источнике питания резисторами, расположенными внутри подающего механизма; включение подачи защитного газа при нажатии кнопки на горелке с ручной регулировкой длительности («Предварительная продувка») и ручную регулируемую выдержку на отключение подачи защитного газа после отключения сварочного источника («3ащита сварочной ванны») в режиме «Длинные швы». Блок управления может располагаться как в источнике питания, так и в корпусе механизма подачи присадочной проволоки, возможно также внешнее расположение, при этом БУСП подключается через внешние разъемы.