Меню Рубрики

Механизация сборочных работ при сварке

Механизация и автоматизация сварочного производства

Под механизацией производственного процесса понимают оснащение его техническими средствами, обеспечивающими замену в нем ручного труда работой машин и механизмов. При механизированном исполнении технологических операций человек выполняет лишь некоторые вспомогательные действия и управляет средствами механизации. Высшей степенью механизации является автоматизация производственного процесса. Автоматизация предусматривает освобождение человека от ручного выполнения любых действий в технологическом процессе и непосредственного его управления автоматическими средствами оснащения. В этом случае обслуживающий персонал выполняет функции наладки и наблюдения за правильностью работы технических средств оснащения.

Механизация и автоматизация существенно различаются по своему содержанию, но в то же время имеют тесную взаимосвязь. Автоматизировать можно только высокомеханизированный процесс. Поэтому автоматизация и рассматривается как высшая степень механизации.

Механизация и автоматизация может быть частичной и комплексной. Частичная механизация и автоматизация охватывает часть производственного процесса, т.е. В этом случае речь идет об отдельных операциях. При комплексном решении весь производственный процесс выполняется с помощью машин и механизмов, установленных в порядке последовательности выполнения операций в соответствии с технологическим маршрутом. В сварочном производстве механизация и автоматизация достигаются за счет применения различных приспособлений, специальных сварочных установок, использования робототехники, создания поточных механизированных и автоматизированных линий, на которых механизированными способами осуществляются работы по заготовке, сборке, сварке и транспортировке сварных изделий, а в ряде случаев — и их отделке.

При решении вопросов механизации и автоматизации в сварочном производстве в первую очередь внимание уделяется сборочно-сварочным работам, которые во многом определяют качество изготовления изделий.

Механизация сборочных работ. Сборка под сварку включает в себя технологические операции, обеспечивающие с соблюдением установленных требований подлежащим сварке деталям необходимое взаиморасположение, заданное чертежом, с закреплением их специальными приспособлениями или прихватками. В зависимости от вида производства, особенностей конструкции и технических условий сборку можно выполнять различными способами: по разметке, по шаблонам или первому изделию, по сборочным отверстиям и в приспособлениях. Решения вопросов механизации и автоматизации сборочных работ можно достигнуть путем применения специальных сборочных приспособлений. Такие приспособления создаются комбинацией по заданной схеме отдельных элементов (базирующих, прижимов,.распорных устройств и др.) с их приводами и элементами управления на общем основании, работающих в соответствии со схемой собираемости изделий. В зависимости от конфигурации собираемых изделий и назначения сборочные приспособления можно разделить на группы.

Сборочные стенды — приспособления с одной, чаще горизонтальной, базовой поверхностью, предназначенные для сборки крупногабаритных изделий. Они имеют неподвижное основание с размещенными на нем установочными и прижимными элементами. Для обслуживания приспособления могут оборудоваться специальными передвижными или переносными устройствами — порталами, катучими балками, перемещающимися площадками и т.п.

Сборочные стапели применяются в тех случаях, когда крупногабаритные изделия имеют сложную объемную конструкцию с расположением деталей в различных пространственных положениях. Базирующие и прижимные элементы крепятся в различных плоскостях, а основания имеют сложную конфигурацию, по форме и размерам соответствующую изделию.

Сборочные кондукторы — приспособления типа стенда или стапеля, состоящие из жесткого основания плоской или пространственной формы с размещенными на нем установочными и прижимными устройствами, обеспечивающими заданное расположение деталей изделия. При использовании таких приспособлений точность сборочных размеров в изделии обеспечивается за счет точности самого приспособления. Поэтому они отличаются повышенной точностью и жесткостью и чаще всего используются для некрупных изделий.

Переносные универсальные сборочные приспособления — стяжки, струбцины, распорные устройства и др., применяемые для сборки разнообразных по форме изделий. В основном их используют в единичном, мелкосерийном производстве, на монтаже и в строительстве.

Для механизации приспособлений их элементы (прижимы, распоры и т.п.) оснащают специальными быстродействующими приводами (гидравлическими, пневматическими, электрическими), приведение в действие которых осуществляется по командам человека или автоматическими устройствами.

Механизация сварочных работ. Оборудование для механизации сварочных работ можно разделить на две группы: оборудование для закрепления и перемещения свариваемых изделий; оборудование для установки и перемещения сварочных аппаратов относительно изделия и передвижения сварщиков.

Оборудование для закрепления и перемещения свариваемых изделий служит для закрепления и размещения изготовляемых изделий в наиболее удобных положениях для выполнения сварки. Основными разновидностями такого оснащения являются манипуляторы, позиционеры, кантователи, вращатели, роликовые стенды, поворотные столы и др.

Манипуляторы предназначены для установки изделия в удобное для сварки положение и вращения его вокруг горизонтальной или вертикальной оси со скоростью сварки при выполнении механизированной или автоматической дуговой сварки.

Позиционеры используют для поворота изделий с целью установки их в удобное для сварки положение. В отличие от манипуляторов они не имеют рабочей скорости в процессе сварки.

Кантователи предназначены для установки изделий в удобное для сварки положение путем поворота их вокруг горизонтальной оси. Во время сварки они, так же как и позиционеры, неподвижны.

Вращатели предназначены для закрепления изделия в постоянно заданном положении и вращения его со скоростью сварки при выполнении швов. Они бывают с вертикальной, горизонтальной или наклонной осью вращения.

Роликовые стенды предназначены для вращения изделий типа тел вращения при выполнении кольцевых швов, а также для. установки таких изделий при выполнении продольных швов по образующей изделия. Они состоят из унифицированных узлов — ходовых роликоопор и приводов, установленных на общем основании.

Оборудование для установки и перемещения сварочных аппаратов включает различные типы специализированных колонн и тележек. Колонны различают двух типов: для установки несамоходных и самоходных сварочных автоматов. Первые предназначены для выполнения только кольцевых и круговых швов, вторые позволяют выполнять также и прямолинейные швы. Большинство колонн являются поворотными, что дает возможность отводить сварочный аппарат в сторону и устанавливать свободно изделие каким-либо подъемным устройством.

Тележки для сварочных аппаратов применяют для выполнения как кольцевых; так и продольных швов. По всей конструкции они делятся на велосипедные, глагольные и портальные. Такие тележки могут перемещаться с установочной или скоростью сварки при выполнении прямолинейных или кольцевых швов.

К оборудованию для перемещения сварщика относительно изделия относятся различного рода подъемные и подъемно-выдвижные площадки с механизированным приводом дистанционного управления.

Поточные механизированные и автоматические линии. Поточной линией называют комплекс оборудования, взаимно связанного и работающего согласованно с определенным заданным ритмом по единому технологическому процессу. Поточная механизированная сборочно-сварочная линия представляет собой комплекс оборудования, расположенного в порядке последовательности выполнения технологического процесса и обеспечивающего механизированное выполнение всех операций по изготовлению сварного изделия. По признаку механизации и автоматизации различают несколько типов поточных линий:

с частичной механизацией, при которой используется ручная и механизированная сварка, а остальные процессы производственного цикла (раскрой металла, резка, сборка и др.) выполняются вручную;

с комплексной механизацией, когда механизированы несколько операций, например применяются механизированная резка и сварка, а также и другие вспомогательные действия для их выполнения;

с частичной автоматизацией, при которой основные процессы (сварка, резка) автоматизированы, а остальные работы (заготовка, сборка и др.) выполняются с применением механизированного инструмента и приспособлений с использованием ручного труда.

Высшим типом являются поточные линии с комплексной автоматизацией. Автоматическая сборочно-сварочная линия представляет собой комплекс оборудования, выполняющего без непосредственного участия человека в определенной технологической последовательности и с определенным тактом все операции технологического маршрута. Примером автоматической линии могут служить сборочно-сварочные автоматические линии для производства сварных труб большого диаметра со спиральным швом, на которых с помощью автоматов под наблюдением небольшого количества операторов осуществляются все операции по изготовлению труб из стальной ленты.

Особое значение в автоматизации сварочного производства имеет оснащение его оборудованием с программным управлением. Например, на газорезательной машине «Кристалл» с программным управлением можно вырезать заготовки деталей из стальных листов толщиной до 100 мм. Машина управляется автоматически по заданной программе. Применение сварочного оборудования с программным управлением экономически оправдано в условиях массового и крупносерийного производства.

В сварочном производстве используют сборочно-сварочные линии с различной степенью механизации и автоматизации оборудования и применяемой оснастки с учетом вида производства для многих разновидностей сварных изделий — для сборки и сварки полотнищ крупногабаритных резервуаров, изготовления обечаек, труб, балок и др.

Промышленные роботы для сварки. Промышленный робот — это автоматическая машина, представляющая собой манипулятор с перепрограммируемым устройством управления для выполнения в производственном процессе двигательных и управляющих функций, заменяющих аналогичные функции человека при перемещении предметов производства и технологической оснастки.

Промышленный робот является универсальной технологической системой для выполнения разнообразных действий, свойственных человеку в процессе его трудовой деятельности. Под действием автоматической системы управления робота его манипуляторы совершают движения, подобные движениям рук человека в процессе работы. Работа автоматической руки похожа на работу человеческой руки со своими гибкими соединениями в локте, плече и запястье. Отличительным признаком промышленного робота от других видов роботов является его применение в производственном процессе.

Промышленный робот, обладая большими силовыми возможностями, позволяет освободить человека от монотонного, тяжелого, утомительного, а иногда и вредного или опасного труда. В итоге повышается стабильность качества изделий, возможно ускорение процесса производства. Роботы могут действовать с любой позиции и на любом уровне в пространстве. Современный промышленный робот для сварки может быть определен как манипуляционная система, оснащенная техническими средствами ведения сварочного процесса, с программным управлением координатами сварочного инструмента и изделия и параметрами сварочного режима. Сварочный робот состоит из собственно робота и пульта управления. Робот имеет подвижную руку с захватом, которые обладают свободой пространственных перемещений, в какой-то степени имитируя руку человека. В захвате закрепляется инструмент (сварочная горелка). Большинство сварочных роботов имеют 3 — 5 возможных движений в пространстве (степеней свободы). Комбинирование этих движений позволяет устанавливать сварочную горелку в любых положениях и перемещать ее в любых направлениях в пределах зоны действия робота.

При дуговой сварке в ряде случаев целесообразно разделять функции между манипулятором (роботом), служащим для перемещения сварочного инструмента, и манипулятором, служащим для перемещения свариваемого изделия. При этом оба устройства работают совместно, связанно, по единой программе. Такой прием позволяет упростить кинематическую схему и снизить число потребных степеней свободы самого робота. Программа, по которой сварочный робот выполняет свои движения, заранее вводится в его запоминающее устройство.

Одним из основных преимуществ роботов наряду с автоматизацией процесса является возможность легкой и быстрой смены программы в зависимости от смены свариваемого изделия.

В настоящее время в промышленности используют роботы первого поколения, работающие по жесткой программе. Существенным недостатком роботов первого поколения является требование высокой точности сборки свариваемых деталей и их расположения в рабочем пространстве робота. В настоящее время созданы роботы второго поколения с системами обратной связи, с помощью которых рабочая программа и манипуляции робота автоматически корректируются при изменении положения изделия или его отдельных элементов. Управление таких роботов снабжено микропроцессорной вычислительной техникой.

Наряду с совершенствованием обычных промышленных роботов создаются специальные, действующие в экстремальных (сложных, труднодоступных, опасных для человека) условиях.

источник

Механизация сборочно-сварочных работ

Установки для автоматической сварки продольных швов обечаек — в наличии на складе!
Высокая производительность, удобство, простота в управлении и надежность в эксплуатации.

Сварочные экраны и защитные шторки — в наличии на складе!
Защита от излучения при сварке и резке. Большой выбор.
Доставка по всей России!

В комплексе мероприятий по профилактике производственного травматизма при сварке наряду с правильном организацией работ главное место занимают мероприятия по автоматизации и механизации основных сварочных процессов. Для механизации сборки вместе с применением универсальных сборочных приспособлений для прихватки деталей широкое применение получают специальные сборочные механизмы с механическими, пневматическими и гидравлическими устройствами. Для механизации ручной сварки в зависимости от типа производства и размеров изделия все большее применение получают поворотные ручные и приводные механизмы, обеспечивающие поворот и наклон изделия в одной плоскости или в нескольких плоскостях. Для механизации установки изделий под автоматическую сварку продольных швов находят применение ручные и приводные поворотные механизмы.

При современной организации сварочных работ в серийном производстве использование приспособлений обязательно. Сборка и сварка без приспособлений допускается только в отдельных случаях, когда идет небольшая партия детален и конструировать и изготовлять специальные зажимные приспособления нецелесообразно.

Для сборки и сварки используют опорные плиты, сборочно-сварочные стенды, стяжки и распоры, поворотные приспособления, кантователи, позиционеры, кондукторы. Плиты для сборки изготовляют из чугуна с пазами для закладки болтов, закрепляющих изделия, и отверстиями для установки упоров. Постоянные сборочно-сварочные стенды делают из двутавровых балок, швеллеров пли рельсов с продольными пазами для крепящих болтов. При сварке встык плоских стальных листов применяют также магнитные плиты, на которых удобно перемещать листы.

В последнее время широкое распространение получают быстродействующие зажимные устройства: пневматические, электромагнитные и гидравлические. Для их включения в действие достаточно повернуть кран, рычаг или нажать кнопку. Стяжки и распоры применяют Для стягивания между собой листов или распора их изнутри, например, при сварке цилиндрических обечаек. Поворотные приспособления удобны для сварки кольцевых швов, приварки днищ, сварки валов. Изделие вращается на роликах или в центрах станка. При помощи кантователей поворачивают свариваемые конструкции в сборе на опорных роликах, что позволяет вести сварку всех швов в нижнем, т. е. наиболее удобном положении.

Манипуляторы (рис. 6, а — г) применяют в качестве универсальных поворотных приспособлений при сварке различных машиностроительных конструкций. Наибольшее распространение получили карусельные и консольные манипуляторы. Планшайба манипулятора может поворачиваться в пределах 180—360 o с помощью электродвигателей.

Позиционеры (рис. 6, д) отличаются от манипуляторов тем, что не имеют переменной регулируемой скорости вращения планшайбы и поэтому не могут применяться для вращения изделия при автоматической сварке кольцевых швов. Позиционеры служат для поворота и установки изделия в наиболее удобное для сварки положение.

Кондукторы обычно состоят из рамы-каркаса с расположенными на нем упорами и зажимами для закрепления деталей. При помощи кондукторов устанавливают взаимное расположение частей изделия; они ускоряют сборку и повышают ее точность, а также уменьшают коробление деталек при сварке.

Сборочно-сварочные стенды, манипуляторы, сборочные станки и различные приспособления для выполнения сварочных работ в цеховых и монтажных условиях являются необходимым звеном любого сварочного производства. Сварочные посты, участки, цехи должны быть обеспечены кроме сборочно-сварочных приспособлений подъемными устройствами. Так, например, при массе изделий более 30 кг, а на тех участках, где сварка изделий ведется систематически, при массе изделий более 20 кг, их установка на стол сварщика или на сварочный станок либо в приспособление для сварки, а также съем изделий должны производиться С помощью подъемных устройств: ручной или электрической тали, пневматического подъемника, мостового крана, катучей балки и т. п. При подъеме грузов категорически запрещается кому-либо находиться под грузом и в зоне его возможного падения. Все подъемные механизмы должны систематически проверяться службой главного механика предприятия.

Современное машиностроение с массовым выпуском продукции требует максимальной механизации всех операций металлообработки, в том числе и различных процессов сварки. В этом случае устройство специальных сварочных цехов и отделений нецелесообразно. Как правило, различные сварочные операции выполняются в общем потоке производства. Процессы сварки разбиваются на отдельные операции, которые выполняются в заданном темпе на специально заданном для этого оборудовании с максимально возможной степенью механизации сборочно-сварочных работ. На ряде предприятий созданы специальные автоматические сборочно-сварочные линии, в которых все операции выполняют без применения ручного труда. К числу таких производств можно отнести трубосварочные заводы, па которых все процессы заготовки, сборки, калибровки и испытания труб с продольным или спиральным расположением швов полностью механизированы. Широко применяется автоматизация сварочных процессов в автомобилестроении, вагоностроении, судостроении и других отраслях массового производства.

В ряде производств с большим успехом применяются стенды, приспособления и технологические линии, созданные для выполнения сборки и сварки отдельных изделий или сложных узлов. Такие установки позволяют быстро и достаточно точно собирать изделия и производить их сварку. Практика механизации и автоматизации сборочных и сварочных процессов показала, что благодаря их внедрению на предприятиях удалось значительно снизить травматизм, улучшить условия труда к обеспечить безопасность работающих.

источник

Основные направления механизации сварочного производства

Вообще, когда речь идет о механизации сварочных работ, различают два основных типа механизации:

· механизация отдельных технологических процессов

· механизация всего производства в целом.

Первое направление включает в себя установку механизмов, которые сокращают ручной труд при подаче деталей к месту сварки и перемещению сварочного оборудования. Сюда же включается и создание совершенно уникальных сварочных установок, позволяющих ускорить работу сварщика. Применение такого пути механизации приводит к объединению высокотехнологичных механизированных операций с ручным трудом профессионала. Но стоит отметить, что на общей трудоемкости процесса такой путь сказывается не очень сильно. Расчеты показывают, что даже замена половины ручных операций механическими может снизить трудоемкость сварочного процесса лишь на 10%. Также не слишком сильно сокращается и общее время выполнения сварочных работ.

Второе направление считается наиболее эффективным способом повысить качество всего сварочного процесса и ускорить производство сварных конструкций. Для внедрения такого пути механизации требуется комплексный подход ко всему процессу, замена практически всего ручного оборудования на механическое. Но результатом таких действий становится соблюдение всех требований к качеству любой сварной конструкции и общее повышение производительности труда в разы.

Общие сведения одной из главных технических и социальных задач в сварочном производстве является замена ручного труда сварщиков механизированной и автоматизированной сваркой. Эта задача решается заменой ручной сварки механизированной для конструкций, где сложно использовать автоматическую сварку (короткие швы, сложное пространственное положение), широкого использования робототехники, применения механизированных и автоматизированных сварочных установок с использованием усовершенствованных и новых сварочных процессов. Вместе с тем трудоемкость сварки составляет примерно одну треть общей трудоемкости изготовления сварной конструкции. Поэтому дальнейшее сокращение времени изготовления сварных конструкций наряду с механизацией и автоматизацией сварки предусматривается за счет комплексной механизации и автоматизации сварочного производства, т. е. механизации и автоматизации всех производственных процессов, составляющих технологический цикл изготовления сварной конструкции (заготовительных, обрабатывающих, сборочно-сварочных, отделочных, контрольных). Эффективность механизации и автоматизации технологических процессов зависит от серийности изготовляемых на конкретном предприятии конструктивно и технологически подобных сварных конструкций. В машиностроении, в том числе сварочном производстве, различают следующие типы производства: мелкосерийное, характеризуемое широкой номенклатурой изготовляемых изделий и малым объемом выпуска изделий; серийное, характеризуемое ограниченной номенклатурой изделий, изготовляемых периодически повторяющимися партиями, и сравнительно большим объемом выпуска; крупносерийное производство, характеризующееся установившейся номенклатурой изделий, выпускаемых в больших количествах на протяжении всего года. Строгих границ между типами производства нет. Ориентировочные признаки серийности сварочного производства в зависимости от массы сварных узлов и их годового выпуска. Каждому типу производства соответствуют свои оптимальные технологические процессы, оборудование и организация производства. С увеличением серийности сварных конструкций возрастает степень механизации и автоматизации технологических процессов и операций, применяемых при их изготовлении. Сборочные работы и их механизация Сборка под сварку — это технологическая операция, обеспечивающая подлежащим сварке деталям необходимое взаимное расположение с закреплением их специальными приспособлениями или прихватками. Сборку выполняют на плите, стеллаже, стенде или в специальном приспособлении, предназначенными для размещения и закрепления собираемого и свариваемого изделия. Сборочно-сварочная плита — опорное приспособление в виде горизонтальной металлической плиты с пазами; стеллаж — простейшее опорное приспособление с плоской горизонтальной поверхностью для размещения крупногабаритных изделий в цехе. Сборочно-сварочные стенды — более сложные устройства для размещения деталей собираемых и свариваемых крупногабаритных изделий и фиксации их в нужном положении. Примерами сборочно-сварочных стендов могут служить электромагнитные стенды при изготовлении плоскостных секций судовых корпусов, резервуаров, вагонов и дру гих листовых конструкций. В условиях единичного производства расположение деталей в свариваемом узле задается разметкой, для их закрепления используют струбцины, планки, скобы с клиньями и другие простейшие универсальные приспособления. Использование специальных сборочных приспособлений-кондукторов позволяет повысить производительность труда и качество сборки. Сварочный кондуктор — приспособление для сборки и закрепления относительно друг друга свариваемых частей в определенном положении. Основой сборочного приспособления является жесткий каркас, несущий упоры, фиксаторы и прижимы (рис. 84). При сборке детали заводят в приспособление, укладывают по упорам и фиксаторам и закрепляют прижимами. Применяют стягивающие и распорные прижимы с ручным и механическим приводом. Прижимы с ручным приводом (винтовые, рычажные, эксцентриковые) просты, но требуют непосредственного ручного труда сборщика (рис. 85). Использование пневматических, гидравлических, электромагнитных и вакуумных прижимов значительно сокращает вспомогательное время, особенно, если требуется зажать изделие в нескольких местах. Фиксацию собранных деталей для придания требуемой жесткости собранному узлу наиболее часто осуществляют на прихватке. Прихватки должны иметь ограниченное поперечное сечение и располагаться в местах, обеспечивающих их полную переварку при укладке основного шва. Последовательность выполнения сборочно-сварочных операций может быть различной: сварку выполняют после полного завершения сборки; сборку и сварку ведут попеременно, например при изготовлении конструкции наращиванием отдельных элементов; общей сборке и сварке конструкции предшествуют сборка и сварка узлов. Для удобства выполнения тех или иных швов изделие приходится устанавливать в различные положения. Это осуществляется с помощью приспособлений — позиционеров, вращателей, кантователей, роликовых стендов, манипуляторов. Подобного рода приспособления (табл. 20) могут быть как установочные, предназначенные только для поворота изделия в положение, удобное для сварки того или иного шва, так и сварочные, обеспечивающие кроме установки изделия его вращение (перемещение) с заданной скоростью, равной скорости сварки. Позиционер — приспособление, предназначенное для установки изделия в удобное для сборки и сварки.

Универсальные приспособления общего назначения (сборочные плиты, стеллажи, манипуляторы, кантователи, роликовые стенды) используют для сборки и сварки изделий широкой номенклатуры и различных размеров. Для изделий определенного типа, но разных размеров используют универсальные приспособления специального назначения, которые конструируют в индивидуальном порядке. Универсальные приспособления применяют в единичном и мелкосерийном производстве. Помимо универсальных и специальных приспособлений в мелкосерийном и единичном производстве применяют универсально-сборочные приспособления, представляющие собой набор различных конструктивных элементов — универсальные плиты с продольными и поперечными пазами, типовые сменные упоры, фиксаторы, штыри, прихваты, планки, крепежные детали и т. п. В условиях крупносерийного и массового производства используют специальные приспособления одноцелевого назначения для выполнения определенных операций при изготовлении конкретного изделия. С целью уменьшения сварочных деформаций напряжений при сборке применяют ряд мер. Эффективной мерой снижения остаточных деформаций является жесткое закрепление свариваемых деталей в специальных приспособлениях — кондукторах. Часто применяют дополнительную деформацию заготовок, которая должна быть противоположной ожидаемой сварочной деформации. Метод предварительного изгиба свариваемых деталей используют для борьбы с угловыми деформациями при сварке стыковых и нахлесточных соединений. При сварке листов небольшой ширины с V-образной разделкой кромок их располагают с предварительным выгибом в сторону, обратную ожидаемой деформации. Листы большой ширины можно укладывать с предварительным изгибом свариваемых кромок. С целью устранения деформаций при сварке тавровых и двутавровых балок применяют приспособления, которые изгибают балку в сторону, обратную ожидаемой деформации. Эффективной мерой предотвращения выпучивания стойки в двутавровых балках, вызванной сваркой поясных швов, является сборка с предварительным натяжением стенки. Для натяжения стенки используют сборочные стенды с домкратными устройствами.

Поточные механизированные и автоматизированные линии Поточная линия — комплекс оборудования, взаимно связанного и работающего согласованно с определенным заданным ритмом по единому технологическому процессу. В сборочно-сварочные механизированные поточные линии входит оборудование для выполнения сборки, сварки, а иногда и операций подготовки металла, его раскроя, контроля готовой продукции и т. д. Первая поточная линия с применением автоматической сварки под флюсом была создана в годы Великой Отечественной войны для производства корпусов танков Т-34. По признаку механизации и автоматизации различают несколько типов поточных линий: с частичной механизаций, при которой используется ручная и полуавтоматическая сварка, а остальные процессы производственного цикла — раскрой металла, резка, сборка, окраска и др.— выполняются вручную; с комплексной механизацией, когда механизированы несколько операций, например, применяется механизированная резка и полуавтоматическая сварка; с частичной автоматизацией, при которой основные процессы (резка, сварка) автоматизированы, а остальные работы (сборка, контроль качества, окраска) выполняются с применением механизированного инструмента и приспособлений; с комплексной автоматизацией—автоматические линии. Автоматические линии представляют собой комплекс машин, выполняющих в заданной технологической последовательности весь цикл операций по производству изделий, с общими для всей линии механизмами управления и автоматическими транспортными устройствами, перемещающими объект обработки от одной машины к другой. Примером автоматической линии могут служить сборочно-сварочные автоматические линии для производства сварных труб большого диаметра со спиральным швом, на которых с помощью автоматов под наблюдением небольшого количества операторов осуществляются все операции по изготовлению труб из стальной ленты. В сварочном производстве используют сборочно-сварочные линии с различной степенью механизации и автоматизации оборудования и применяемой оснастки с учетом массовости, серийности и индивидуальности производства для многих видов сварных изделий — при сборке и сварке полотнищ, изготовлении обечаек, труб, сосудов, балок, решетчатых и комплексных конструкций, сварных заготовок для деталей машин. Мелкосерийное (единичное) производств о сварных конструкций является наиболее распространенным в промышленности и строительстве.

Вопросы для самопроверки:

1. Какие процессы в сварочном производстве могут быть механизированы?

6. А.Д. Гитлевич, Механизация и автоматизация сварочного производства, М., Машиностроение, 1979г. – стр.290.

Вспомогательная:

1. С.А. Куркин, Сварные конструкции, М., Высшая школа, 1991г. – стр.398;

7. М.С. Львов, Автоматика и автоматизация сварочных процессов, М., Машиностроение, 1982г. – стр.302;

8. В.А. Тимченко, А.А. Сухомлин, Роботизация сварочного производства, К., Техника, 1989г. – стр.175;

9. Г. Герден, Сварочные работы, М., Машиностроение, 1988г. – стр.288;

10. Методические указания к выполнению практических работ по дисциплине «Технологическое оборудование».

источник

Механизация сборочно-сварочных работ

В комплексе мероприятий по профилактике производственного травматизма при сварке наряду с правильном организацией работ главное место занимают мероприятия по автоматизации и механизации основных сварочных процессов. Для механизации сборки вместе с применением универсальных сборочных приспособлений для прихватки деталей широкое применение получают специальные сборочные механизмы с механическими, пневматическими и гидравлическими устройствами. Для механизации ручной сварки в зависимости от типа производства и размеров изделия все большее применение получают поворотные ручные и приводные механизмы, обеспечивающие поворот и наклон изделия в одной плоскости или в нескольких плоскостях. Для механизации установки изделий под автоматическую сварку продольных швов находят применение ручные и приводные поворотные механизмы.

При современной организации сварочных работ в серийном производстве использование приспособлений обязательно. Сборка и сварка без приспособлений допускается только в отдельных случаях, когда идет небольшая партия детален и конструировать и изготовлять специальные зажимные приспособления нецелесообразно.

Для сборки и сварки используют опорные плиты, сборочно-сварочные стенды, стяжки и распоры, поворотные приспособления, кантователи, позиционеры, кондукторы. Плиты для сборки изготовляют из чугуна с пазами для закладки болтов, закрепляющих изделия, и отверстиями для установки упоров. Постоянные сборочно-сварочные стенды делают из двутавровых балок, швеллеров пли рельсов с продольными пазами для крепящих болтов.

В последнее время широкое распространение получают быстродействующие зажимные устройства: пневматические, электромагнитные и гидравлические. Для их включения в действие достаточно повернуть кран, рычаг или нажать кнопку. Стяжки и распоры применяют Для стягивания между собой листов или распора их изнутри, например, при сварке цилиндрических обечаек. Поворотные приспособления удобны для сварки кольцевых швов, приварки днищ, сварки валов. Изделие вращается на роликах или в центрах станка. При помощи кантователей поворачивают свариваемые конструкции в сборе на опорных роликах, что позволяет вести сварку всех швов в нижнем, т. е. наиболее удобном положении.

Манипуляторы применяют в качестве универсальных поворотных приспособлений при сварке различных машиностроительных конструкций. Наибольшее распространение получили карусельные и консольные манипуляторы. Планшайба манипулятора может поворачиваться в пределах 180—360 o с помощью электродвигателей.

Позиционеры отличаются от манипуляторов тем, что не имеют переменной регулируемой скорости вращения планшайбы и поэтому не могут применяться для вращения изделия при автоматической сварке кольцевых швов. Позиционеры служат для поворота и установки изделия в наиболее удобное для сварки положение.

Кондукторы обычно состоят из рамы-каркаса с расположенными на нем упорами и зажимами для закрепления деталей. При помощи кондукторов устанавливают взаимное расположение частей изделия; они ускоряют сборку и повышают ее точность, а также уменьшают коробление деталек при сварке.

Сборочно-сварочные стенды, манипуляторы, сборочные станки и различные приспособления для выполнения сварочных работ в цеховых и монтажных условиях являются необходимым звеном любого сварочного производства. Сварочные посты, участки, цехи должны быть обеспечены кроме сборочно-сварочных приспособлений подъемными устройствами. Так, например, при массе изделий более 30 кг, а на тех участках, где сварка изделий ведется систематически, при массе изделий более 20 кг, их установка на стол сварщика или на сварочный станок либо в приспособление для сварки, а также съем изделий должны производиться С помощью подъемных устройств: ручной или электрической тали, пневматического подъемника, мостового крана, катучей балки и т. п. При подъеме грузов категорически запрещается кому-либо находиться под грузом и в зоне его возможного падения. Все подъемные механизмы должны систематически проверяться службой главного механика предприятия.

Современное машиностроение с массовым выпуском продукции требует максимальной механизации всех операций металлообработки, в том числе и различных процессов сварки. В этом случае устройство специальных сварочных цехов и отделений нецелесообразно. Как правило, различные сварочные операции выполняются в общем потоке производства. Процессы сварки разбиваются на отдельные операции, которые выполняются в заданном темпе на специально заданном для этого оборудовании с максимально возможной степенью механизации сборочно-сварочных работ. На ряде предприятий созданы специальные автоматические сборочно-сварочные линии, в которых все операции выполняют без применения ручного труда. К числу таких производств можно отнести трубосварочные заводы, па которых все процессы заготовки, сборки, калибровки и испытания труб с продольным или спиральным расположением швов полностью механизированы. Широко применяется автоматизация сварочных процессов в автомобилестроении, вагоностроении, судостроении и других отраслях массового производства.

В ряде производств с большим успехом применяются стенды, приспособления и технологические линии, созданные для выполнения сборки и сварки отдельных изделий или сложных узлов. Такие установки позволяют быстро и достаточно точно собирать изделия и производить их сварку. Практика механизации и автоматизации сборочных и сварочных процессов показала, что благодаря их внедрению на предприятиях удалось значительно снизить травматизм, улучшить условия труда к обеспечить безопасность работающих.

Автоматизация сварочных процессов

Необходимость автоматизации сварочных процессов определяется, прежде всего, такими их характерными особенностями, как высокие энергетические параметры, скоротечность отдельных этапов энергетических преобразований и процесса формирования сварного соединения, труднодоступность зоны сварки для непосредственного измерения и контроля, повышенный уровень вредных воздействий на здоровье человека и необходимость оперативной оптимизации сварочных процессов в соответствии с выбранным критерием.

Цель автоматизации сварочных процессов — получение сварных соединений с требуемыми свойствами при наилучших технико-экономических показателях без непосредственного участия человека. Автоматизация сварочных процессов, при которой повышается точность управления и контроля, а также исключается влияние на технологический процесс субъективных факторов (мастерство рабочего, его утомляемость и т. п.), направлена прежде всего на повышение качества сварных соединений и его стабилизацию в пределах партии однотипных изделий. Исключение или сведение к минимуму количества недопустимых дефектов сварных швов снижает потери рабочего времени, энергетических и материальных ресурсов, связанные с исправлением брака.

Автоматизация сварочных процессов сопровождается реальным повышением производительности труда и экономией трудовых ресурсов.

Социальный аспект автоматизации предполагает освобождение человека от непосредственного выполнения сварочных операций и управления сварочным оборудованием прежде всего в условиях вредных, либо опасных для здоровья, а также при выполнении рутинных операций нетворческого характера. Автоматизация сопровождается созданием новых средств производства, которые в свою очередь служат основой разработки и применения прогрессивных технологий сварки.

Непосредственное решение общей задачи автоматизации сварочного производства затруднено многомерностью объектов. Выбор оптимального варианта стратегии управления сварочными процессами определяется типом технологического процесса и основными целями. Аппаратура и системы управления классифицируются по алгоритму управления, который определяет выбор альтернативной цели управления.

20.1 Сварочные флюсы, их классификация, технические требования, предъявляемые к флюсам для автоматической электродуговой и электрошлаковой сварки и наплавки. Технологические схемы их производства.

Основным назначением флюсов, применяющихся при полуавтоматической и автоматической сварке, является защита расплавленного металла от вредных воздействий кислорода и азота воздуха. Флюсы представляют собой сыпучий материал с различной степенью зернистости и различным составом. Состав и зернистость флюса оказывают существенное влияние на устойчивость процесса сварки и качество сварного соединения. Образующаяся на поверхности металла шва шлаковая корка должна легко отделяться. Особенно существенное значение отделение шлаковой корки имеет для сварки многослойных стыковых и валиковых швов. Наряду с этим при сварке под флюсом необходимо допускать как можно меньшее выделение вредных газов. Слой флюса, находящийся в зоне сварки, должен быть достаточным для обеспечения хорошей защиты. При сварке стали на обычных режимах толщина слоя флюса должна быть не менее 40 мм. Недостаточная толщина флюса — одна из причин образования пор в наплавленном металле из-за проникновения в зону горения дуги кислорода и азота воздуха.

К флюсу предъявляют следующие требования: флюс должен хорошо удалять образовавшиеся при сварке окислы; плавиться раньше, чем свариваемый металл; хорошо растекаться по шву, чтобы прикрыть собой сварочную ванну; не должен оказывать вредного действия на металл шва; должен хорошо отделяться от шва после сварки; составляющие флюса должны быть простыми и недефицитными.

При изготовлении флюсов используются следующие вещества: бура, борная кислота, окислы или соли натрия, калия, бария, фтора, лития и др. Состав флюсов выбирают в зависимости от состава и свойств свариваемого металла. Борная кислота и ее соединения являются наиболее распространенными флюсами при сварке и пайке меди и ее сплавов. При газовой сварке чугуна в качестве флюсов берут чаще всего окислы или соли натрия — едкий натрий, углекислый натрий и др.

Флюсы делят на неплавящиеся, керамические и плавильные.

Керамические флюсы.
Сухие компоненты шихты замешиваются в жидком стекле. Полученную массу измельчают путем продавливания. Потом прокаливают, просеивают для получения частиц определенного размера.
Частицы сухой смеси могут быть скреплены за счет спекания. Происходит это при повышенных температурах без расплавления. Затем гранулируют до необходимого размера. Керамические флюсы имеют и свои недостатки: малая прочность, вследствие чего в процессе транспортировки или эксплуатации меняют свою грануляцию.

Не плавильные флюсы приготавливаются в виде механической смеси. Наиболее распространенны керамические флюсы. По составу близки к составу основного покрытия.
Легирование металла флюсом достигается путем введения в их состав ферросплавов.
Сочетание легирующих элементов может быть различно, а это позволяет получать практически любой состав металла шва.

Чтобы определить, как изменились свойства шва, надо замерить твердость в различных местах.

Плавильные флюсы.

Сплавы оксидов и солей металлов. Процесс их изготовления включает следующие стадии:

1. Расчет и подготовка шихты.
2. Выплавка флюса.
3. Грануляция.
4. Сушка, если использовалась мокрая грануляция.
5. Просеивание.

Предварительно измельченные части флюса загружают в дуговые или плавильные печи. После расплавления и выдержки до окончания реакции при температуре 1400 C флюс выпускают из печи.

При сухой грануляции флюс выливается в металлические формы. После остывания отливка дробится, при этом используются валки. Размер частиц 0,1-3 мм. Затем флюсы просеивают.

Сухая грануляция применяется для гигроскопических флюсов, содержащих большое количество фтористых и хромистых солей.

Преимущество этих флюсов в том, что они могут быть использованы несколько раз.

Используют для сварки алюминиевых и титановых сплавов.

Мокрый способ грануляции: расплавленный флюс выпускается из печи достаточно тонкой струей и попадает в емкость с проточной водой. В ряде случаев используют дополнительную струю воды.
Далее идет просеивание.

Получают различную грануляцию. Флюс сушат при температуре 250-300 C, а после дробят, если возникает необходимость. После этого просеивают.

Флюс представляет из себя неровные зерна светло-серого, красно-бурого и коричневого цвета.

Транспортируют в герметичной таре, полиэтиленовых мешках, бочках.

Плавильный флюс не может содержать легирующих элементов в чистом виде, так как они окисляются в процессе изготовления. Поэтому легирование происходит путем восстановления окислов флюсов.

Различают стекловидный и пемзовидный характер зерна.
Строение зерна зависит от состава расплава флюса, степени его перегрева.
В зависимости от этого, флюс может получаться плотным, прозрачным, пористым, рыхлым.
Следует учитывать, что пемзовидный флюс при том же химическом составе, имеет в полтора-два раза меньший вес, чем стекловидный.

Данные флюсы хуже защищают металл от воздействия воздуха, но обеспечивают хорошее формирование шва при больших плотностях тока и скоростях сварки.

Буквы в обозначениях флюсов:
М – мелкий
С – стекловидный
П – пемзовидный
СП – смешанный

Папиллярные узоры пальцев рук — маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни.

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).

Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.

источник

Adblock
detector