Automatické svařování trubek

Moderní technologie svařování udělaly velké pokroky. Jedním ze způsobů je automatické svařování trubek. S využitím automatického svařování bylo možné odstranit značné množství nedostatků, které jsou obtížné s manuálním svařováním (heterogenita svaru, nízká spolehlivost provedené práce). Vysoce kvalitní ruční obloukové svařování je možné pouze tehdy, když je provádí kvalifikovaní pracovníci, což je také mínus. Vyžaduje se také kvalitní příprava trubek pro svařování.

Schéma procesu ručního obloukového svařování.

Ruční obloukové svařování má několik nevýhod:

  • jak bylo uvedeno výše, kvalita svárů je špatná při svařování neprofesionálních;
  • Má negativní dopad jak na životní prostředí, tak na pracovníka, který tento proces vytváří;
  • ruční obloukové svařování má nízkou účinnost a nízkou produktivitu (v porovnání s automatickým).

S ohledem na stupeň automatizace je automatické svařování nejmodernějším technologickým procesem v naší době. Všimněte si, že téměř všechny typy mohou být automatizovány. Stupeň mechanizace svařovacích procesů je dvou typů:

Automatická implikuje mechanizované napájení elektrod a pohyb oblouku a poloautomatický prostředek pouze pro podávání drátu. Zvažme podrobněji proces automatizovaného svařování.

Automatické svařovací zařízení a výrobní technologie

Automatické svařování je možné pouze při použití speciálního zařízení. Jedná se o zdroj stejnosměrného proudu a speciální zařízení pro napájení elektrod s přítomností automatické svařovací hlavy (oblouku). Tradičně je pro automatickou verzi nutné mít tavnou elektrodu nebo elektrodový drát navinutý ve svitcích (pražce) s hmotností od 5 do 60 kg.

Během svařování se takový drát postupně zavádí do obloukové zóny, protože se spotřebuje během procesu tavení.

Tradičně je pro automatickou variantu svařování nutné mít tavnou elektrodu nebo elektrodový drát navinutý ve svitcích (pražce) o hmotnosti od 5 do 60 kg.

Vzhledem k krátké vzdálenosti, kterou prochází drát, svařovací stroj vytváří proces s neustále se pohybující krátkou elektrodou. Tím se výrazně snižuje ohřev drátu (výhoda oproti jiným typům). Při změně rychlosti tavení se mění i rychlost posuvu drátu. Tím se udržuje konstantní délka oblouku při spálení drátu. K ochraně svařovacího bazénu před účinky vzduchu, pro usnadnění deoxidace kovu a jeho legování, je svař předem naplněn dostatečně objemnou vrstvou tavidla, do níž se oblouk potopí. Použití toku zabraňuje rozstřiku kovu, zlepšuje výkon svařovacího proudu a výkon (ve srovnání s otevřeným obloukovým svařováním), kvalita švu se výrazně zvyšuje.

Typy svařovacích strojů

Moderní výrobci vyrábějí obloukové svařovací stroje dvou typů, které se liší v regulační metodě:

  • automatické stroje, v nichž jsou regulována elektrická množství;
  • automatické stroje, v nichž je dodávka svařovacího drátu prováděna konstantní rychlostí.

První typ automatického svařovacího stroje umožňuje nastavit podávání drátu (rychlost) a v závislosti na tomto parametru se mění elektrický index (nejčastěji napětí oblouku). Obloukové napětí závisí pouze na jeho délce a mění se podle její změny. Takové stroje jsou vyráběny poměrně dlouho a pozitivně se osvědčily při výrobě svařování.

Použití automatického svařovacího stroje eliminuje potřebu složitějších schémat nastavení.

Nejmodernější a technologicky nejmodernější svařovací stroj je považován za druhý typ (přítomnost konstantní rychlosti posuvu drátu). Intenzita samoregulace svařovacího oblouku eliminuje potřebu složitějších schémat nastavení. Jednoduše můžete podávat drátu v oblouku v kontinuálním režimu a při rychlosti rovnající se rychlosti tání. Zvýší se délka oblouku, což znamená, že dochází ke snížení rychlosti posuvu drátu. Na čem závisí samoregulace? Z proudové hustoty v drátu. Pokud je hustota nízká, proces samoregulace je velmi pomalý, což způsobuje snížení délky oblouku a v důsledku toho zkrat. Pokud dojde k nárůstu, je možný zlomený oblouk. Rychlé zvýšení proudové hustoty způsobuje zvýšení rychlosti tavení a řídícího procesu.

Klasifikace svářecích strojů podle způsobu pohybu

Dostanete vysoce kvalitní kloub, pokud přesunujete stroj velmi přesně při svařování výrobku. Dnes vyráběné stroje se dělí na:

  • zavěšené svařovací stroje;
  • samohybné svářečky;
  • svařovací traktory.

Závěsné svařovací stroje se nemohou pohybovat, zatímco se svařovací výrobky pohybují. Při svařování svařovacími stroji s vlastním pohonem jsou namontovány na speciálním vozíku a svařování se provádí při pohybu po výrobku nebo v pevné poloze nad pohyblivým předmětem. Samohybný automatický svařovací stroj a svařovací traktor se pohybují po trati. Svářecí stroje jsou lehčí a mobilnější než samočinné automatické stroje, jejichž účelem je svařit velké části, různé skříně a podobně.

Příprava trubek pro svařování

Okraj je prováděn za účelem kvalitní penetrace obrobku podél řezu (jedná se o jeden z podmínek pevnosti svařovaného spoje s kovem). Existují okraje ve tvaru V, K, X. Švu okrajů může být jednostranný nebo oboustranný. Příprava trubky pro svařování zahrnuje následující kroky:

Okraj je prováděn za účelem vysoce kvalitní penetrace obrobku podél řezu.

  • čištění svařovacích ploch z nečistot a půdy;
  • kontrola tvaru okrajů, pokud je to nutné, jejich editaci (konce trubek po úpravách okrajů musí být při montáži stejné);
  • elipsa zadku, zářezy a drážky by neměla být větší než ta, kterou poskytuje státní norma
  • čištění okrajů zvenčí a uvnitř kovu, aby svítily o vzdálenost nejméně 10 milimetrů (při svařování obloukem);
  • výroba trubkových spojů pomocí zdvihátků nebo centralizátorů, které zajistí kvalitní vyrovnání okrajů trubek;
  • upevnění trubkových spojů (pro obloukové svařování) s příchytkami (množství je určeno zvláštním vzorcem, ale nesmí být menší než tři, délka by měla být 6-8 cm, tloušťka ne menší než 4 mm);
  • pokud jsou švy trubkových spojů rovné, jednostranné a podélné, mohou se okraje vzájemně pohybovat;
  • spirálové a oboustranné podélné švy mohou vařit bez posunutí okrajů.

Způsob přípravy na svařování trubek z nelegovaných a nízkolegovaných ocelí zahrnuje takové stupně jako řezné hrany. Toto řezání svařovaných okrajů se provádí nejčastěji s autogenními řezacími hořáky. Po dokončení řezání může být nutné okraje upravit mechanicky (zejména kroužkové švy).

Vlastnosti svařování vysokotlakých potrubí

Schéma tepelného zpracování svařovaných trubkových spojů

Pro svařování vysokotlakých potrubí platí všechny průmyslové typy svařování. K provedení této práce mohou pouze ti svářeči, kteří mají osvědčení o úspěšném absolvování zkoušek stanovených pravidly státního technického dozoru, neboť při práci s těmito výrobky je vyžadována vysoká kvalifikace a odpovědnost.

Při svařování potrubí s tlakem jsou vyžadovány zvláštní podmínky a přísná kontrola kvality. Obtíž je způsobena velkou tloušťkou stěn potrubí vzhledem k malému průměru. Je nutné zajistit vysokou kvalitu svaru bez ohledu na teplotu, zda je normální, zvýšená nebo záporná teplota dopravovaného média. Švy musí být odolné proti jakékoliv korozi a musí odolat jakémukoliv tlaku. Svařování ocelových potrubí pod vysokým tlakem, vyráběných elektrickou nebo plynovou metodou (v závislosti na průměru a tloušťce). Plynové svařování se aplikuje pouze na trubky z uhlíkové oceli s průchodem od 6 do 25 mm. Automatické a poloautomatické svařování pomocí tavidla (s ručním svařováním kořene švu) se používá pro potrubí s průchodem 100 mm nebo více.

Vysokotlaké svařování

Tlakové svařování zahrnuje proces spojování horních vrstev dílů, které mají být svařeny. Také pro svařování pod tlakem je charakteristická difúze částic, což vede k vymazání rozhraní a klíčení krystalů skrze ně. Tlakové svařování se používá hlavně ve strojírenství a při výrobě přístrojů. Tlaková metoda závisí na druhu výrobku, který je svařen, a na jeho požadavcích. Existují 3 typy svařování:

  • tečka (aplikovaná na plechovou ocel);
  • zadní tlapka (tlaková nebo reflowová, používaná při výrobě nástrojů);
  • válec (zajišťuje kontinuální nebo přerušovaný svařovací šev).

Tvarové svařování se považuje za typ odporového svařování. Povrchy jsou pod vysokým tlakem, což umožňuje připojení dílů bez topení. Kvalita připojení pod tlakem přímo závisí na práci na přípravě povrchu, na druhu kovu a na úsilí.

Tlaková svařovací technika zahrnuje aplikaci tepla a tlaku. Ohřev probíhá pomocí elektrického proudu v místě dotyku připojených prvků, tlak se vytváří pomocí elektrod nebo jiných speciálních zařízení.

Technologie svařování potrubí

Rozvoj moderního hospodářství je charakterizován neustálým nárůstem spotřeby energie: pokud minimální spotřeba energie v celé historii lidstva činí zhruba 160 miliard tun referenčního paliva, pak nejméně 110 miliard tun propadne do posledních 35 let.

Během posledního čtvrtletí se podíl ropy a plynu v bilanci paliva více než ztrojnásobil.

  • Přeprava ropy a zemního plynu se provádí přímo z jednoho ze svých míst extrakce prostřednictvím potrubí ocelového kmene.
    Nedávno se potrubní doprava začala používat při přepravě na dlouhé vzdálenosti ethylenu a amoniaku.
  • Probíhají intenzivní výzkumné práce na dodávkách sypkých materiálů a dalších materiálů potrubím.
  • V budoucnu se plánuje použití nejen ocelových, ale i plastových potrubí.
  • Hlavním technologickým procesem při stavbě potrubí je svařování. Celková délka obvodových svarů během svařování potrubí teprve v roce 1976 překročila rovníkovou délku zeměkoule.

Poprvé se svařování potrubí u nás používalo při výstavbě ropovodu Grozny-Tuapse (1927-1929). Na tomto potrubí bylo použito svařování plynem a elektrickým obloukem, stejně jako spojovací závitové spoje.

V roce 1929 byl ropovod Baku-Batumi zcela svařen plynem. Elektrické obloukové svařování začalo být široce používáno teprve v letech 1933-1935. během výstavby ropovodu Guryev-Orsk. Mechanizované metody svařování prstencových švů kruhového potrubí se začaly používat v letech 1945-1953. během výstavby potrubí Saratov-Moskva, Dashava-Kyjev-Bryansk-Moskva a Stavropol-Moskva.

Výsledkem výzkumu prováděného PEC je. E. O. Patonovi bylo poprvé ve světové praxi možné použít mechanizované svařování podtlakem v konstrukci dálkového potrubí. Při výstavbě plynovodů v tomto období byly použity zařízení pro svařování plynovým lisem zakoupené v USA.

V roce 1952, poprvé ve světové praxi, se tupé svařování kontinuálním blikáním mobilními jednotkami s transformátory svařovacími obrysy vyvinutými PEC používalo pro konstrukci potrubí o průměru 377 mm. E. O. Paton za účasti VNIIST a KF SCV "Gazstroy-machine".

Iniciátorem aplikace při konstrukci potrubí pro svařování pod tavidlem a tupé svařování mobilními jednotkami byl E. O. Paton.

Při osvojování metod mechanizovaného svařování patří k hlavnímu inženýrovi Svazu svařování a shromažďování, a poté A. S. Falkevichovi, zakladateli a vedoucímu svařovací laboratoře Výzkumného ústavu pro stavbu zkapalněných potrubí (VNIIST).
Práce provedené společností VNIIST, SCR Gazstroymashina, Institutem elektrického svařování E. O. Patonem a svařovacími a montážními organizacemi umožnily v roce 1959 použít svařování oxidem uhličitým a vysokorychlostní celulózové elektrody chránící plyny typu TCC. Na kartě. 19.1 ukazuje údaje o různých druzích svařování během výstavby dálkových potrubí v různých obdobích (%).


Do roku 1971 byla v SSSR vybudována síť kmenových ropovodů a plynovodů o celkové délce zhruba 100 tisíc km. Průměry konstruovaných potrubí nepřesáhly 1020 mm. Vzhledem k odlehlosti hlavních polí z průmyslových středisek dosahovala délka jednotlivých dálkových potrubí 3-4 tisíc km. (unikátní například ropovody Družba a Ust-Balyk-Omsk, středoasijské středisko a plynovody Igrim-Serov). Průměr průměrů trubek se neustále zvyšuje. Pokud do roku 1952 byly používány trubky o maximálním průměru 530 mm, později byly velké potrubí svařeny převážně z trubek o průměru 720, 820 a 1020 mm.
V posledních 7 až 8 letech se ve spojitosti s objevením velkých plynových polí v západní Sibiři a na severu evropské části SSSR stavba potrubí do značné míry posunula do severních oblastí země. V současné době jsou potrubí v SSSR postaveny v různých klimatických a půdně-geologických podmínkách. V pouštních oblastech střední Asie dosahuje teplota v létě + 60 ° С a v oblastech Yakutia nebo Norilsk se provádí svařování v zimě.

při teplotách do -50 ° C, které s přihlédnutím k různým složením ocelových trubek vyžadují použití speciálních svářecích materiálů v každém konkrétním případě, speciální technologie a organizace svařovacích prací.
Současně s vývojem výstavby potrubí v SSSR byly zřízeny velké závody a specializované dílny pro výrobu svařovaných trubek s velkým průměrem pro plynové a olejové potrubí. Maximální průměr vysokotlakých trubek vyrobených v domácích zařízeních činí 1420 mm. Technologie svařovacích trubek v továrnách vyvinutých Ústavem elektrotechniky. E. O. Paton.
Po roce 1971 došlo k významným změnám ve výstavbě dálkových potrubí v SSSR, jehož podstatou je krátce následující.
Průměry nejvýkonnějších potrubí, které byly postaveny na jihu Dálného severu, se v horských podmínkách zvýšily na 1220-1420 mm a zvýšily se v nich tlak plynu z 55 na 75 atm. V současné době pro trubní potrubí používané v
zejména trubky o průměru 530, 720, 1020, 1220 a 1420 mm s tloušťkou stěny od 7,5 do 26,0 mm.
Komplikované kompozice ocelových trubek. Ekvivalent uhlíku

v některých případech se zvýšil na 0,5.
V souvislosti s nárůstem spodního (vypočítaného) časového odporu potrubí na 539-588 MPa a mez kluzu 412-441 MPa a potřebou zajistit houževnatost při negativních teplotách se začaly používat trubky mikrolegované vanádem, niobem, titanem a dusíkem. Charakteristiky nejběžnějších trubkových ocelí používaných v SSSR pro výstavbu dálkových potrubí jsou uvedeny v tabulce. 19.2.
Kvalita vyráběných trubek musí splňovat stále rostoucí požadavky. Bylo nutné zlepšit pevnost a viskózní vlastnosti kovových trubek díky legování a speciálnímu tepelnému zpracování, zlepšit přesnost konců trubek, zvládnout výrobu nových trubek s velkým průměrem, včetně těch, které mají vícevrstvou stěnu se zvýšeným tlakem pro super výkonové hlavní potrubí, bylo nutné postavit potrubí pro přepravu plynů se sulfanovým plynem. Tyto potrubí musí být odolné proti korozi stresu. Amoniak a některé typy oleje mohou být korozní.

Tyto změny vážně ovlivnily technické a ekonomické ukazatele technologie svařovacích a montážních prací během výstavby potrubí.

Výrazně zvýšil objem a složitost svařování; bylo nutné rychle sjednotit svařovací a montážní organizace s novými výkonnými zařízeními pro svařování, tepelné zpracování a řízení. Technologie svařování a řízení se zaváděním takových operací jako jsou zahřáté spoje, tepelné zpracování kloubů, vnitřní svařování švů, panoramatická radiografie samohybných jednotek pro řízení švů, ultrazvukové řízení švů apod. Se stalo podstatně komplikovanější.
V souvislosti s tím, co bylo uvedeno v roce 1974, byla přijata zvláštní opatření ke zlepšení technické úrovně výstavby hlavních ropovodů a plynovodů, což zajistí větší spolehlivost jejich provozu. Bylo plánováno zlepšit vlastnosti potrubí, vytvořit nové a zlepšit stávající technologii pro svařování potrubí různými způsoby, vytvořit nové svařovací materiály a nové prostředky pro řízení svařování.
V současné době se při konstrukci potrubí používají různé metody svařování, při zohlednění svařování potrubí v potrubních zařízeních představuje automatické svařování pod tavidlem přibližně 90% celkového svařovacího objemu. Manuální svařování se používá téměř výlučně v terénu pro vzájemné propojení trubek.
Ocelový stupeň 118

Charakteristika potrubních ocelí

Pro urychlení konstrukce a zvýšení spolehlivosti potrubí minimalizujte množství svařování v terénu zvýšením délky trubek dodávaných ze zařízení na svařování trubek. Pokud před 10 až 12 lety byly potrubí dlouhé 6 m, pak jsou v současné době dodávány trubky o velkém průměru o délce 12 m. Dále probíhají práce na výrobě trubek ještě větší délky. Například jedna z částí plynovodu středoasijského střediska byla postavena v pilotní objednávce s použitím trubek o průměru 1020 mm a délce 24 metrů, vyráběných závodem Novomoskovského potrubí. Výpočty ukazují, že zvýšení délky potrubí významně sníží počet kvalifikovaných pracovníků při výstavbě potrubí a sníží náklady na montáž a svařování.
Pro zvýšení úrovně mechanizace svařování v terénních podmínkách, zvýšení produktivity práce a zlepšení kvality obvodových svarů v posledních letech vytvořila pobočka v Kyjevě společnosti SCB Gaztroymashina a VNIIST speciální potrubní svařovací zařízení, která automaticky a jednotlivě sváže jednotlivé potrubí a profily za polostabilních podmínek. Tyto úseky jsou dodávány na dráhu, kde jsou svařeny v kontinuálním závitu. V polních podmínkách je asi polovina všech spojů hlavních potrubí svařena pod tavidlem.

Automatické svařování v trubkách svařovací základny bude také použito v budoucnosti, dokud průmysl potrubí nezahrnuje výrobu trubek o délce 24 m, dodaných do kolejí po železnici.

Moderní polostabilní základny jsou navrženy pro provoz potrubí ve výstavbě, zpravidla při dodávce potrubí ve vzdálenosti 15 až 100 km. Na rozdíl od praxe Spojených států a západní Evropy, kde jsou přivařeny úseky o délce 24 m od dvou trubek, jsou v těchto podkladech nejčastěji svařovány v úsecích SSSR o délce 36 m ze tří trubek. Ve většině případů není těžké přepravovat takové úseky, zejména v pouštních oblastech severní a střední Asie. Současně použití dlouhých úseků umožňuje snížit množství práce v těžkých silničních podmínkách.

Při svařování trubek o průměru 1020 mm u trubek svařovacích podstavců se nejčastěji používají instalace typu PPA-600 s koncovými rotátory a lehké PT-56 automatické stroje pracující s drátem 2 mm. Tyto jednotky mají napájecí zdroj 600 A z dieselového pohonu. V posledních letech byly pro nové těžké trubky o průměru 1020 mm a více vytvořeny nové, pokročilejší typy svařovacích strojů pro svařování pod tavidlem, na nichž jsou mechanizovány nejen svařování, ale i montážní práce. Taková instalace (typu PAH-1001, obr. 19.1), na rozdíl od instalace PAU-600, má rotátor, který vylučuje nerovnoměrné otáčení těžkých úseků. Svařování probíhá ve dvou vidlicích, vnitřní svařování švů, panoramatické skenování s vlastním pohonem pro švy, ultrazvukové ovládání švů atd. V souvislosti s tím, co bylo uvedeno v roce 1974, byla přijata zvláštní opatření ke zlepšení technické úrovně výstavby dálkových potrubí a plynovodů, spolehlivost jejich provozu.

Bylo plánováno zlepšit vlastnosti potrubí, vytvořit nové a zlepšit stávající technologii pro svařování potrubí různými způsoby, vytvořit nové svařovací materiály a nové prostředky pro řízení svařování.

V současné době se při konstrukci potrubí používají různé metody svařování, při zohlednění svařování potrubí v potrubních zařízeních představuje automatické svařování pod tavidlem přibližně 90% celkového svařovacího objemu. Manuální svařování se používá téměř výlučně v terénu pro vzájemné propojení trubek.
Pro urychlení konstrukce a zvýšení spolehlivosti potrubí minimalizujte množství svařování v terénu zvýšením délky trubek dodávaných ze zařízení na svařování trubek. Pokud před 10 až 12 lety byly potrubí dlouhé 6 m, pak jsou v současné době dodávány trubky o velkém průměru o délce 12 m. Dále probíhají práce na výrobě trubek ještě větší délky. Například jedna z částí plynovodu středoasijského střediska byla postavena v pilotní objednávce s použitím trubek o průměru 1020 mm a délce 24 metrů, vyráběných závodem Novomoskovského potrubí. Výpočty ukazují, že zvýšení délky potrubí významně sníží počet kvalifikovaných pracovníků při výstavbě potrubí a sníží náklady na montáž a svařování.

Zvýšit úroveň mechanizace svařování v polních podmínkách, zvýšit produktivitu práce a zlepšit kvalitu obvodových svarů v posledních letech, pobočka Kyjeva TCC "Zařízení na výrobu plynu pro oboustranné automatické svařování pod obloukem s předběžnou změnou geometrie okrajů [3].


Rozsáhlé zavedení oboustranného automatického svařování podtlakem do výroby výrazně zvyšuje úroveň komplexní mechanizace. Řešení tohoto problému zejména v souvislosti se soustružením kloubů bylo nutné určit optimální tvar a velikost přípravku konců trubek se zvýšeným třením a vytvořit speciální stroje pro jejich zpracování přímo na kolejích. Stroje vyrábějí sériově závod Gomel Minstokkoprom.
Dalším směrem v mechanizaci svařovacího úseku je použití tupého svařování kontinuálním blikáním. Koncové blikající svařování již bylo zvládnuto pro trubky o průměru až 530 mm v polostátních instalacích, jako je TKUS, které vyrábějí trubkové profily. Aby byla zajištěna požadovaná kvalita spojů, byl použit regulátor, který vypočítává a udržuje optimální parametry režimu při svařování potrubí.
Z iniciativy VNIIST, PEC je. E. O. Paton a KF SCV Gazstroymashina v závodě těžkého strojírenství Elektrostal vyvinuly a otestovaly výkonnou instalaci pro tupé svařování kontinuálním tavením tří trubkových úseků trubek 720-1020 mm.
V současné době zůstává ruční svařování pomocí výkonných hydraulických agregátů pro montáž konstrukce "Gasstroymashina" (obr. 19.2) stále hlavní metodou svařování neotáčivých spojů, když se úsek spojuje do potrubí. Výkon ručního svařování stropních spojů potrubí s použitím vnitřních centralizátorů závisí na organizaci montážních a svařovacích prací.
Při svařování hlavních potrubí je nejčastěji používanou metodou metodou svařování jednotlivých částí, ve kterém se potrubí stává pevným dopravníkem, přičemž kolektory a svářeče, z nichž každá provádí tentýž provoz, se pohybují při dané rychlosti. Např. Svářeči v brigádní hlavě u každého dalšího sestaveného kloubu svářejí určitou část kořenového svaru a svářeči, pohybující se po svařovacím vedení, svářejí určité části plnicích vrstev svaru.

Obr. 19.1. Instalace PAU 1001 pro svařování třírubových průřezů o průměru 1020-1420 mm

Obr. 19.2. Hydraulický vnitřní centralizátor typu CV

Produktivita ručního svařování potrubí s velkým průměrem může být zvýšena snížením množství plniva. K tomu došlo ke změně povahy přípravy okrajů trubek o tloušťce stěny 16 mm nebo více, zatímco tradiční drážka ve tvaru písmene V s úhlem otevření 70 ° byla nahrazena drážkovým sklem. Takové řezání trubek o průměru 1420 mm snižuje spotřebu plniva o cca 20%. Pro další zlepšení kvality a zvýšení produktivity neopakovatelného svařování, zejména potrubí s velkým průměrem, je třeba použít systém automatů pracujících v prostředí s ochranným plynem metodou odříznutou průtokem, jako je ruční svařování.

19.4 Čištění první vrstvy švu potrubí o průměru 1420 mm.

Automatické svařování

Inženýři už dávno mysleli na automatizaci svařování, což by mohlo urychlit mnoho výrobních prací. Jednou z možností je automatické svařování pod obloukem. Tato metoda byla zavedena v průmyslu v roce 1939 díky vývoji akademika Patona E.O. a jeho tým v Ústavu elektrotechniky. Jak se provádí obloukové svařování? Jaké jsou jeho výhody? Jaké zařízení se používá pro automatické svařování?

Podstata procesu a možností

Automatické svařování pod vrstvou tavidla, nazývané v mezinárodním systému SAW, je založeno na spálení elektrického oblouku, tavení kovových hran. Za tímto účelem se do zóny svařování (GOST 16130-72 nebo s jinými kompozicemi) přivádí vodič, mezi jehož špičkou a produktem vzniká oblouk. Paralelně svařovací traktor dodává do spojovací zóny speciální prášek - tok, který pokrývá roztavenou část svaru a chrání jej před působením vnějších plynů. Kromě toho vrstva toku přispívá k lepšímu roztavení legovacích prvků ve struktuře švů a snižuje rozstřikování kovů.

Tavicí konec drátu je držen hlavou svařovacího stroje v určité vzdálenosti od výrobku. Svařovací stroj může pracovat stále, když se používá k svařování trubek, které se otáčejí na válečcích poháněných převodovkou. Nebo se hlava přístroje může pohybovat podél předem stanovené dráhy v důsledku přítomnosti vzoru odpovídajícího tvaru spoje. Provozovatel instalace upravuje pouze režimy svařování a spustí proces. Technologie automatického svařování pod tavidlem vyžaduje lidskou kontrolu nad prací a úpravami režimů, stejně jako pravidelné vyhodnocování kvality výsledku. Modely, nazývané svařovací traktor, se pohybují nezávisle na vlastním podvozku podél spojovacího vedení. Všechny hlavní součásti takového stroje se s ním pohybují.

Norma GOST 8713-79 rozlišuje následující druhy práce, které může provádět svařovací stroj:

  • svářecí výrobky na hmotnosti, bez podpěr pro zadní stranu švu;
  • na speciální měděnou podšívku, která chrání před únikem a přítokem;
  • na polštář prášku;
  • na měděném jezdci doprovázejícím pohyb hlavy přístroje.

V některých případech je zapotřebí uložit předběžný kořenový švy, podél kterého bude svářecí traktor pracovat. V jiných technologiích je nutné vyrábět svařovací švy na zadní straně výrobku.

Metoda svařování

Automatické obloukové svařování vyhovuje parametrům GOST 8713-79. Díky vysoké rychlosti práce se úspěšně používá pro nanášení hladkých švů v podélné pozici. Aby byl zajištěn přímý pohyb hlavy, je svařovací stroj dodáván s šablonami, podél jejichž hrany se drát elektrody pohybuje a oblouk hoří. Tato metoda rychle spojuje tlusté železné desky používané pro průmyslové konstrukce. K dispozici jsou také kudrnaté pohyby hlavy přístroje. Chcete-li to provést, nastavte příslušnou šablonu.

Svařovací traktory pro svařování pod obloukem jsou schopny provádět všechny švy, označené GOST 11533-75. Jsou vhodné pro zadek, překrytí, rohové a T-klouby. Švy se ukáží stejně a dobře roztavené, aniž by došlo k plýtvání materiálem.

Tam, kde je potřeba položit potrubí, je zvlášť úspěšně použito automatické svařování kruhových švů. Podstata metody spočívá v rotaci výrobku pod stacionární hlavou svařovacího stroje. Vzhledem k vyšší intenzitě proudu se práce provádějí rychleji než v ručním režimu. Švy jsou vysoce kvalitní. Automatické svařování potrubí lze provádět na velké ploše, spojující se v jedné řadě. Velikost takových polotovarů dosahuje 25 metrů. Velká spojení jsou skutečná, ale závisí na možnosti přepravy potrubí do místa instalace. Navíc zapojte traktory nebo železniční zařízení. Pomocí jeřábu se potrubí položí do kufru a závěrečný tupý kloub provádí svářeč ručně. To velmi zrychluje proces kladení potrubí.

Výhody automatické metody

Automatický svařovací stroj má řadu výhod oproti jiným typům svařování. Konkrétně:

  • vysoký výkon práce díky zvýšené proudové síle a rychlosti svařování, který může překročit výkonnost jiných metod až 15krát;
  • dobrá kvalita spojení díky stabilitě dodávek aditiva a konstantní rychlosti průchodu celé linky;
  • hluboká penetrace;
  • práce s trubkami velkých průměrů;
  • zapojit méně svářečů pro stejné množství práce;
  • příznivější pracovní podmínky pro svářeče a menší poškození zdraví v důsledku vzdálenosti od zdroje záření a kouře.

Rychlé režimy automatického svařování pod obloukem se dosahují také použitím prášku, který se dodává do zóny pro spalování oblouku ze speciálního zásobníku přes trubku. Množství vyrážky se řídí šířkou otevření klapky. Z vnější strany je tok podobný kuličkám s kulatým světlem, jemné granulaci. Odstraňování zóny svařování tavidlem má následující výhody:

  • eliminuje stříkání kovu svařovacího bazénu a plnicího prvku;
  • dává stabilitu oblouku;
  • zpomaluje proces ochlazování svaru, což zlepšuje jeho fyzikální vlastnosti;
  • chrání svařovací bazén před interakcí roztaveného kovu s kyslíkem;
  • deoxiduje kov a pomáhá tavit legující prvky s vyšší kvalitou.

Svařovací traktor roztaví část prášku z elektrického oblouku z drátu, čímž se vytvoří malá kůra na povrchu kloubu. Druhá část prášku zůstává ve formě granulí. Po dokončení švu se vyžaduje odstranění vrstvy strusky kladivkem a kartáčem na kovu. Vyčištěný produkt je připraven k lakování nebo ošetření antikorozními přípravky.

Automatická změna svařování

Automatický svařovací stroj, který vytváří oblouk aplikací proudu na drát a chrání svařovací bazén vrstvou toku, může mít několik variant. Mohou to být stroje s pohyblivou hlavou, provádějící ploché nebo vzorované švy. U potrubí používejte fixní hlavy, pod kterými se produkt otáčí na válečcích. Traktory samy řídí výrobek, dopravují stroj a současně svaří. Všechny modely používají tavnou elektrodu (drát GOST 16130-72). Během následujícího období, po zavedení těchto metod v průmyslu, byly vyvinuty další zařízení, která umožňují automatizaci svařovacích prací. Některé zásady fungování takových zařízení jsou podobné, jiné se radikálně liší.

V argonu

Jedním z odrůd je automatické svařování argonovým obloukem s nekonzumovatelnou elektrodou. Posledně jmenovaný je tyč z wolframu s některými přísadami. Mezi ním a produktem je vzrušen elektrický oblouk a argonové složení plynné směsi přiváděné tryskou hlavy hlavy brání úniku uhlíku skrze povrch švu. Díky tomu je spojení silné a vyrovnané. Svařování ochranných plynů v prostředí může být provedeno trvale fixovanou hlavou zařízení, pod kterou je výrobek otočen, a pohyblivou částí podél spojovacího vedení. Metoda argon-oblouk se aktivně používá při práci s nerezovými trubkami a nádrží.

Kruhový drát

Další možností je svařování automatickým svařováním drátu. Zařízení dodává tavnou elektrodu do zóny svařování přes válce. Napětí na konci drátu vytváří oblouk. K ochraně roztaveného kovu se však nepoužívá prášek z násypky a tok, který se nachází v samotném vodiči. Za tímto účelem je trubka vytvořena v trubkovitém tvaru a zapadá do kotoučů. Takový spotřební materiál je dražší, ale usnadňuje přípravu na svařovací proces. Svařovací stroj nevyžaduje naložení toku do násypky. Svařovací kloub, stejně jako v případě sypkého prášku, vyžaduje čištění. Zařízení mohou pracovat s pohybem na samotném výrobku nebo stacionárním, s posouváním dílů, které se mají svázat pod nimi.

Plazmové svařování

Automatické plazmové svařování bylo vyvinuto pro rychlé spojení legovaných ocelí. V takových zařízeních spaluje elektrický oblouk dvě elektrody v hlavě hořáku. Argon nebo hélium dodávané pod vysokým tlakem a víření vířením přispívá k ionizaci obloukového plamene a ke zvýšení teploty. Plazmové svařování je umístěno na konzolách, které se mohou otáčet axiálně. Vzdálenost od středu k hlavě se může lišit, což činí toto zařízení vhodné pro kruhové automatické švy dna nádrže. V závislosti na tloušťce kovu a požadované výšce švu může být zařízení dodáno s dalším blokem pro plnění plnicího drátu.

Vedle výše uvedených jednotek jsou jejich poloautomatické verze, kde svářečka potřebuje nasměrovat svářecí hlavu nebo směrovat pohyb traktoru. Automatické a poloautomatické svařování jsou požadovány nejen ve velkých podnicích, ale i v malých firmách. Koneckonců tímto způsobem můžete výrazně zvýšit produktivitu a ziskovost. Někteří řemeslníci byli schopni vyrobit domácí zařízení založené na poloautomatickém zařízení, které se může pohybovat po předem stanovené cestě.

Režimy a funkce

Automatické svařování probíhá při vyšších proudech. To zajišťuje vysokou rychlost a efektivitu procesu. Doporučené možnosti jsou následující: