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:
- Струбцина. Она является инструментом, который пригодится для любой работы с металлом. У нее могут быть разнообразные формы и размеры.
- Зажимы для сварки. Они удобнее в работе, чем струбцины. Элемент фиксируется благодаря сжатию ручек зажима.
- 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.
- Сварочные стенды. Это приспособление, у которого 1 неподвижная основная поверхность с крепежами. Они нужны для сварки продольных швов плавлением на ровных изделиях.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- Стяжки. Они используются при сварке больших элементов. Стяжки сближают кромки элементов до требуемого расстояния.
- 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.
Получить качественное сварное соединение можно при использовании специальных приспособлений для сварки. Опытные сварщики хорошо знакомы с тем, как важно правильно и надежно зафиксировать соединяемые изделия. При широком ассортименте сложно подобрать вариант исполнения, который будет обеспечивать надежную фиксацию. Именно поэтому рекомендуют уделить внимание классификации и особенностям всех механизмов.
Сборно-сварочные приспособления профильных труб и их виды
Распространенные приспособления для сварки создаются для того, чтобы обеспечить наиболее благоприятные условия работы, за счет чего повышается качество получаемого шва. Все они делятся на несколько видов:
- Установочные.
- Крепежные.
Подобные механизмы для установки и крепления профильных труб могут изготавливаться из самых различных материалов. Рекомендуется уделять больше внимания выбору приспособлений для сварки, так как они во многом определяют качество получаемого результата.
Механизмы для установки
Специальные сварочные приспособления требуются для того, чтобы задать правильное расположение в пространстве свариваемым элементам. Наибольшее распространение получили:
- Уголки.
- Упоры.
- Призмы.
- Шаблоны.
Упорные устройства предназначены для фиксирования заготовки на основной поверхности. Большая часть применяются постоянно, так как сварной шов обеспечивает лишь высокую степень герметизации. Кроме этого, встречаются и откидные варианты исполнения, которые можно демонтировать при необходимости.
Для создания универсальных приспособлений для сварки может потребоваться:
- Гайки, которые рассчитаны на возможную нагрузку.
- Листы металла толщиной около 10 мм.
- Шайба большого диаметра.
- Заготовка трубопрокатного типа с наружной резьбой, которая подходит под подобранную гайку.
Стоит учитывать, что при использовании обычного металла со временем на поверхности появится коррозия. Именно поэтому нужно предусмотреть особенности процесса покрытия стали специальным антикоррозионным составом.
Процесс изготовления своими руками
Провести создание требуемой конструкции можно при использовании подручных инструментов. Среди особенностей проводимой работы отметим следующие моменты:
- Из приобретенных листов вырезаются прямоугольники шириной 4 см различной длины. После этого подготавливается две прямоугольные пластины. Первые элементы используются для создания основной части корпуса, другие для фиксации подвижной части. Металл предварительно очищается от ржавчины и других загрязняющих веществ.
- К основной струбцине приваривается специальный вспомогательный элемент, изготавливаемые из металлических пластин и уголков.
- Еще один лист из стали приваривается к меньшей стороне. Шайбы подобранного диаметра сваривают в одну болванку.
- Гайки нужно укладывать на ребро. За счет этого подвижный стержень располагается параллельно струбцине.
Сварочный шов должен идти снаружи. Подобная конструкция позволяет зафиксировать соединяемые элементы и обеспечить их неподвижность при проведении сварки.
Самодельные приспособления для сварки практически ни в чем не уступает покупным вариантам исполнения. Перед тем как приступить к выполнению работы по сборке прижимного или фиксирующего механизма нужно учесть то, каким образом оно будет использоваться и какими свойствами должно обладать.
Самодельное устройство на магнитах
Все чаще в домашних условиях собирается приспособление для сварки труб, которая работает на магнитах. Процесс изготовления характеризуется следующими особенностями:
- Основной материал – пластина с длинной каждой стороны 25 см.
- Потребуется трубы с поперечным сечением в виде квадрата, ребра которого обеспечивают более высокую жесткость.
- Конструктивные особенности механизма предусматривают наличие трех болтов и гаек небольшого размера.
- Стальной цилиндр с диаметром 4,5 мм.
Сборку можно провести при наличии сварочного аппарата и дрели со сменными сверлами по металлу. Конструкция создается следующим образом:
- С обоих сторон квадратной пластины привариваются трубы, длина которых 15 и 20 см.
- Следующий шаг предусматривает создание двух вспомогательных деталей: одна п-образной формы, вторая имеет форму трапеции с одинаковыми сторонами.
Подобные варианты исполнения встречаются крайне часто по причине универсальности, самодельные механизмы рассчитаны на высокую нагрузку.
Универсальные варианты исполнения фиксаторов с магнитами очень удобны в применении. Именно поэтому они получили широкое распространение, используются мастерами различного уровня.
Классическое устройство характеризуется следующими особенностями:
- Механизм представлен сочетанием двух пластин, которые имеют встроенные магниты. Они принимают основную нагрузку, рассчитаны на воздействие самого различного давления.
- Положение двух плоскостей может меняться для регулирования угла, который подбирается под форму соединяемых изделий.
- Конструкция также имеет еще две дополнительные плоскости, которые существенно повышают точность сопряжения двух поверхностей относительно друг друга.
За счет использования универсального механизма можно точно и быстро сварить между собой несколько изделий. Сила постоянного или электрического магнита может быть достаточно высокой, обеспечить требуемую надежность фиксации.
Типы сборно-сварочных приспособлений
Рассматривая приспособления для сварки следует учитывать, что они делятся на несколько различных категорий. Наибольшее распространение получили механические зажимы и фиксаторы, так как они просты в применении и могут прослужить в течение длительного периода.
Если нужно зафиксировать большие и тяжелые заготовки, то могут использоваться конструкции с пневматически или электрическим приводом. За счет использования специального привода существенно повышается прикладываемое усилие.
Классификация всех устройств также проводится по тому, в каких условиях они могут эксплуатироваться. Примером можно назвать варианты исполнения промышленного и бытового применения.
Кроме этого, выделяют следующие группы вспомогательных приспособлений для сварки:
- Комбинированные.
- Для установки.
- Для сборки.
- Предварительная фиксация.
В заключение отметим, что техника безопасности сварочных работ также определяет необходимость в надежной фиксации соединяемых элементов. Это связано с тем, что держать на весу заготовки запрещается. Также они не должны находится в неустойчивом положении, так как повышается вероятность получения травмы или снижения качества получаемого шва.
В зависимости от вида собираемой конструкции, сварщику требуется постоянно контролировать выдержку размеров. В это входит: соблюдения равенства диагоналей, расстояние между осями (стойками), плоскость продольная и поперечная, углы отдельных элементов, не входящих в главный периметр. Если упустить какой-либо из перечисленных показателей, то конструкция получится бракованной и изделие придется переделывать. Для быстрого проведения однообразных работ созданы практичные сварочные приспособления, которые обеспечивают фиксацию конструкции в нужном положении с соблюдением заранее выставленных размеров. Это оптимизирует весь процесс и позволяет производить больше качественной продукции за короткое время.
Кондукторы - это приспособления для сборки и сварки, которые используются в производстве полотенцесущителей, сложных узоров из кованных элементов, и рамок с дверями от промышленных сейфов.
Металлоконструкция имеет две конусообразные опоры по бокам, между которыми фиксируется крутящаяся плоскость. На последней имеются регулирующиеся продольные балки, с рядом винтовых прижимов. Благодаря многочисленным отверстиям в балках, прижимы можно устанавливать по всей длине, в зависимости от размера изделия. Благодаря разводу или сведению самих балок регулируется ширина собираемой конструкции.
Благодаря кондукторам для сварочных работ выставляется и удерживается сразу расстояние между сторонами изделия, его продольная и поперечная плоскость. Сварщиком проверяется только диагональ, и можно приступать к работе. Устройство вращается, поэтому есть легкий доступ к обварке как наружных, так и внутренних швов. Для фиксирования наклона при вращении используется круг с многочисленными отверстиями на одной из сторон плоскости. В него вставляется упор. Более сложные механизмы содержат электромотор и редуктор.
Раздвижные механизмы кондуктора позволяют использовать его как универсальное средство для сварки больших и малых изделий. При работе с нержавеющими сталями, чтобы предотвратить появление царапин от винтовых прижимов, последние снабжаются войлочными наклейками на «губы», а масса вещается непосредственно на изделие. Такой аппарат-кондуктор можно собрать самому из профильной трубы. Понадобятся подшипники и длинные болты для крепления передвижных частей.
Шаблоны
Более простые приспособления для сварки труб профильного сечение под прямым углом устанавливаются в виде шаблонов на ровной плоскости. Заранее определяется точный угол будущих изделий. Это делается за счет приварки упоров, по две штуки на каждую сторону угла. Свариваемый элемент закладывается в шаблон, делаются прихватки и обварка.
«Продвинутые» версии шаблонов имеют откидные упоры, облегчающие извлечение сваренной конструкции. Чтобы изделие не вело при воздействии высокой температуры сварочной дуги, вместо упоров с одной стороны добавляют винтовые прижимы, которые жестко фиксируют стороны в шаблоне, и не дают им подниматься вверх. После окончания обварки винты ослабляются и конструкция свободно достается. Так, можно сваривать под углом профильные трубы, уголки с различной шириной полки. Это удобно в производстве рамок на двери и ворота.
Центраторы
Сборочно сварочных приспособлений для работы с круглыми трубами не много. Главной особенностью работы с такими деталями является обеспечение соосности сторон. Если разница составит более 1,5 мм, то это будет заметно невооруженным глазом. На ответственных изделиях, где важен эстетичные вид, такое недопустимо.
Центраторы сводят свариваемые стороны между собой, выравнивая их либо преимущественно по верхней и нижней части, либо по всей окружности. Они бывают винтовые, обхват которых достигает всех сторон трубы, и прижимные - с полукруглыми лапками. Оборудование центрует трубу, и выполняется сварка. После чего приспособа убирается.
Магнитные изобретения
Магнитные приспособления для сварки очень облегчают установку сторон изделия в нужное положение. Самым простым является магнитный угольник. Он жестко фиксирует две части изделия благодаря силе притяжения, и устанавливает между ним угол в 90 градусов. Существуют более универсальные версии приспособления, где выставляется разный градус. Так можно сваривать стороны под острыми и тупыми углами.
Еще более универсальные изобретения с магнитными частыми позволяют захватывать металлический элемент и крепить его к любой стороне поверхности. Это очень выручает когда не хватает третьей руки, а помочь некому. Самодельное приспособление для сварки с подобным функционалом можно сделать из двух квадратиков металла 30 х 30 мм, к которым прикрепляется по одному магниту. На квадратики привариваются «уши» к которым, через болтовое соединение, может быть присоединено два и более «локтей» (полосок металла с толщиной стенки 3 мм, и размерами 100 х 20 мм). Такое изобретение можно выгибать и разводить как угодно. Одной стороной оно будет прилепляться к основному изделию, а второй захватывать и придерживать привариваемый элемент.
Прижимные и раздвижные приспособления
Среди приспособлений для сварки существует много мелких помощников, обеспечивающих фиксацию, сведение, или развод частей для сварки. Вот основные из них.
Струбцина
Это С-образная рама, на одном конце которой расположена «губа» для захвата изделия, а на другом двигающийся упор. Этой приспособой осуществляется прижим листов к основанию, с соблюдением общей плоскости изделия. Упор двигается на винте либо на кулачковом механизме по зубчатой рейке. Последний вариант более практичный, поскольку экономит время на раздвижку под разную толщину конструкции. Зев (величина С-образной рамы) может быть маленьким и большим, в зависимости от габаритов свариваемых материалов.
Угольник
Самый простой элемент, помогающий выставить 90 градусов между профильными трубами - это угольник. Если регулярно производятся манипуляции, требующие быстрой установки 90 градусов и фиксации положения, то можно смастерить простую конструкцию для сварки своими руками. Понадобятся две струбцины, неподвижные «губы» которых привариваются снизу к полоске металла. Сверху на полосу крепятся два небольших уголка. При помощи угольника выставляется нужный градус и их обваривают. Это упоры. Сводить уголки вплотную к друг другу не требуется, чтобы оставался доступ к угловому шву на будущих изделиях.
Распорки
Чтобы выдавить просевшие стороны конструкции применяются распирающие приспособления. Это могут быть кромки боковых листов, расходящиеся в плоскости, или впавшая сторона стыка большой емкости. Чтобы вывести края на одну плоскость, применяют цилиндр, внутри которого нарезана крупная резьба. В его края ввинчивают большие болты, а на их шляпках крепят упоры, подходящие по форме к внутренней части изделия (если бак имеет ровные стенки, то упоры плоские, если стенки бака круглые, то упоры закругленные). В цилиндре имеется несколько отверстий для установки рычага и вращения. При этом болты выкручиваются и общая длина приспособления увеличивается. Это выдавливает просевшую сторону наружу до требуемого уровня. Если длины распорки не хватает, под один из упоров подкладывают деревянную вставку.
Зажимы
Порой, работать приходится очень быстро, и времени на прижимание изделия струбцинами нет. Если при этом толщина свариваемых частей небольшая, можно использовать зажимы. Это небольшие клешни с пружиной, притягивающей обе половинки. «Губы» у таких приспособлений могут быть широкими или загнутыми, для конкретных изделий. Они имеют небольшой диапазон по регулировке ширины захвата, но в отличии от струбцин, ставятся за одну секунду.
Стяжки
Когда требуется свести стороны вдоль линии стыка, чтобы варить без большого зазора, то используют стяжки. В случае плоских изделий, это могут быть два уголка с отверстиями, которые прихватывают напротив друг друга и сводят стороны длинным болтом, закручивая гайку. Свой стягивающий эффект приспособление будет реализовывать полностью, если у болта будет длинная резьба (под шляпку). Если у конструкции имеются бортики, за которые можно зацепиться, то вместо приварки уголков применяют крюки с отверстиями вверху.
Различные вспомогательные приспособления значительно облегчают и ускоряют сварочный процесс. Изготовив эти элементы самостоятельно, можно сэкономить некоторую сумму.
При производстве сварочных работ необходимо надежно закрепить свариваемые детали между собой и удобно расположить. Некоторые виды сварки можно осуществлять только в определенном положении, соответственно должен быть расположен и сварочный стык.
Надежность крепления также важна. Во время сварочных работ по шву возникают большие напряжения, которые должны до конца процесса компенсироваться закрепляющим оборудованием.
Различные механизмы и подсобные детали изготавливают на предприятиях и в домашних условиях. Простейшие из них легко сделать своими руками. В общем случае вспомогательные приспособления для сварки бывают трех видов:
- механизмы для установки, сборки, предварительной фиксации;
- зажимные приспособления;
- комбинированные устройства.
Первый вид приспособлений применяют, чтобы установить детали в нужном для сварки положении. Зажимные сварочные приспособления жестко их фиксируют, не дают соскользнуть, повернуться. Комбинированные устройства выполняют обе функции.
Выбор приспособлений связан с условиями выполнения работ. Он также зависит от требований к точности изготовления заготовок, требований к зазорам, конструкции в целом.
К вспомогательным приспособлениям предъявляют определенные требования. Они должны обеспечивать свободное перемещение свариваемых деталей, вызванное нагревом в зоне сварки.
Если варят крупногабаритные изделия, необходимо обеспечить закрепление только в местах сваривания. Для сварщика должен быть обеспечен свободный доступ к месту сварки. Необходимо также обеспечивать быстрое отведение выделяемой теплоты.
Устройства для варки бывают специальными или универсальными. Например, специальный стенд для сборки и сварки рамных изделий представляет собой стол с фиксаторами.
Универсальные стенды выглядят так же, только имеют дополнительные устройства для крепежа изделия, и за счет этого могут фиксировать большую номенклатуру заготовок.
Фиксаторы
К фиксаторам относятся устройства, обеспечивающие устойчивое положение свариваемого изделия. Они выполняются в виде карманов, упоров, установочных пальцев, призм и шаблонов.
Съемные упоры используют в универсальных стендах, когда необходимо настроится под конкретное изделие, или невозможно снять изделие без его деформации.
Пальцы позволяют точно установить заготовку, их обычно применяют при работе с изделиями, имеющими обработанные плоскости. Призмы используют при сварке различных труб.
Шаблоны представляют собой конструкцию, которая повторяет контур свариваемого изделия. Детали устанавливают в шаблон, сваривают, в результате получаются одинаковые изделия при повторении процесса сварки. Несущим элементом становится сама деталь, а шаблон задает форму.
При единичном изготовлении того или иного изделия, иногда требуется фиксация нестандартным способом. Бывает также, что нет под рукой необходимого приспособления.
В этом случае сварщик сам мастерит его из подручных материалов. Для изготовления самодельных приспособлений для сварки достаточно нескольких обрезков уголков и пары струбцин.
С их помощью можно получить простой и надежный фиксатор. Если нужно получить фиксатор для соединения под прямым углом достаточно приварить уголки перпендикулярно друг к другу, и прихватить их третьим уголком.
Приварив в нужных местах струбцины, получают фиксатор для перпендикулярного соединения изделий. То есть при необходимости сварщик сам может себя обеспечить требуемыми приспособлениями.
Прижимы и стягивающие устройства
Важную роль играют прижимные (зажимные) приспособления. Они прижимают заготовки к фиксаторам или плоскостям оснастки, и бывают механическими, пневматическими и магнитными.
Механические прижимы очень просты по конструкции, поэтому самые распространенные. Они надежны, редко выходят из строя и недорогие по цене. Механические приспособления бывают клиновыми, винтовыми и пружинными. Клиновые прижимы обычно используют при выравнивании кромок изделия, при поджиме соприкасающихся частей свариваемых деталей.
Но самые распространенные и универсальные приспособления – винтовые прижимы, их еще называют струбцинами . Они используются большей частью при единичном изготовлении и в домашнем хозяйстве, требуют много времени на установку. Пружинные прижимы используют при сварке мелких и тонких заготовок.
В качестве вспомогательных приспособлений для сварки можно применять пневматические устройства. Они имеют высокое быстродействие, отличаются точностью и «мертвой хваткой».
Так как сжатый воздух упруг, то устройство обеспечивает мягкую компенсацию деформаций возникающих при сварке. Пневматические системы используются в основном при массовом производстве с высоким уровнем механизации. Для захвата и прижима тяжелых деталей (1 тонна и более) используют гидравлические прижимные системы.
Магнитные прижимы (их еще называют держателями) просты в использовании, быстро устанавливаются и снимаются. Их применяют для выравнивания кромок и прижатия плоских изделий к основанию стенда через флюсовую подушку. На предприятиях наибольшее распространение получили электромагнитные прижимы, а в частном пользовании популярны постоянные магниты.
К стягивающим приспособлениям относятся всевозможные стяжки, распорки и домкраты. Они имеют самое разное устройство, иногда довольно сложные конструкции, используются для стягивания и распора заготовок в процессе сварки.
Механизированные стенды
При сварке много времени уходит на подготовительные работы. В этих условиях роль устройств механизации не менее важна, чем сама сварка. Зачастую она вообще незаменима.
Использование стендов, стеллажей и плит позволяет прочно крепить заготовки. Изделие предварительно собирают, и затем уже фиксируется на стенде в требуемой позиции. Стенды часто используют при сварке габаритных, плоских деталей, которые фиксируют электромагнитами или другими прижимами.
Кантователи
Для поворота крупногабаритных конструкций применяют так называемые кантователи. Они бывают роликового и цевочного типа, рычажные, центровые и цепные.
Роликовые приспособления используют для поворота больших цилиндрических конструкций. Они полезны при производстве круговых соединений, имеют несколько роликов: один ведущий, остальные используются без привода.
Во избежание проскальзывания ведущий ролик обеспечивается резиновым бандажом. Для кантования конических деталей применяются соответствующие механизмы. Они имеют несколько пар роликов расположенных под углом друг к другу.
Рычажные кантователи используют при поворотах плоских деталей. Центровые приспособления применяют, когда требуется повернуть изделие на 360 °. Цепные устройства используют при сварке крупных деталей большой длины.
Манипуляторы
Эти устройства приспособлены для поворота свариваемого изделия в процессе работы. Манипулятор может поворачивать деталь в вертикальной и горизонтальной плоскости, делать наклоны под разный угол в горизонтальной плоскости, что обеспечивает получение качественного сварного шва.
Манипуляторы бывают установочные и сварочные. Первые тип приспособлений, их еще называют позиционерами, производит установку заготовки в нужную точку и в требуемом положении, удобном для сборки. перемещают изделия по заданной траектории со скоростью, необходимой для производства сварки.
Основными характеристиками манипуляторов является его грузоподъемность, максимально возможные габариты и количество степеней свободы его планшайбы, к которой крепится свариваемая деталь.
На производствах для сварочных работ обычно имеется целый комплекс приспособлений, обеспечивающих установку заготовок в нужной позиции, способных перемещать их по вертикали и горизонтали, вращать.
Дополнительно используются рельсовые пути, тележки и другие приспособления, способствующие ускорению и облегчению процесса сварки. Применяя стандартные, отработанные средства, сварочный процесс происходит значительно быстрее и эффективнее, хотя использование самоделок никогда не вредит этому.
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.