Главным фактором, обеспечивающим конкурентоспособность продукции с точки зрения ее стоимости и качества, является уровень технологий производства. А технологическое развитие всегда связано с приобретением современного оборудования и автоматизацией производственных процессов.
Современные технологии автоматизации сварочного производства позволяют применять автоматические процессы сварки в единичном и мелкосерийном производстве. Способов и оборудования для автоматизации сварки деталей трубопровода существует великое множество. Корпусные элементы в основной своей массе свариваются в среде защитных газов плавящимся электродом. Автоматические установки могут быть укомплектованы современными сварочными роботами, что позволяет сваривать изделия сложной формы и большим количеством сварных стыков в конструкции. Особое внимание необходимо уделить современным технологиям автоматизации сварки крупногабаритных, толстостенных корпусных изделий шаровых кранов, шиберных задвижек, а также трубопроводных элементов. Одной из используемых чаще является технология сварки под слоем флюса.
Решение вопросов Качественного соединения
Первый наземный трубопровод с применением механизированной полуавтоматической сварки в среде СО2 был проложен в США в 1961 году. К этому времени были разработаны пять механизированных систем для сварки в среде защитных газов плавящимся электродом.
В середине XX века стало известно, что применение флюса помогает решить ряд задач получения качественного сварного соединения. Он должен был не только изолировать жидкий металл ванны от воздуха, но и обеспечить введение в строго определенном количестве дополнительных легирующих элементов в металлшва, связать и перевести в шлак вредные примеси (серу и фосфор). Флюс, а после расплавления шлак, должен быстро и активно взаимодействовать с жидким металлом ванны и каплями электродного металла и также быстро покидать металлическую ванну, как только необходимые металлургические реакции будут завершены. Шлак после охлаждения должен легко отделяться от шва. В настоящее время многие специализированные предприятия изготавливают детали трубопровода методом центробежного электрошлакового литья. Этот метод литья и технические процессы на его основе, разработанные в Институте Электросварки им. Е.О. Патона, обеспечивают высокое качество литого металла за счет его рафинирования в процессе электрошлаковой плавки и применение специальных технологических приемов для получения направленной кристаллизации при отливке. Все свойства, при этом, не уступают кованным и превосходят их по показателям пластичности и ударной вязкости, при одинаковой прочности. Сварку под флюсом широко используют при изготовлении сварно-литых, сварно-кованых и сварно-штампованных конструкций, а также при соединении деталей трубопровода. Изделия, создаваемые с применением этого способа сварки, работают во всем диапазоне естественных климатических темпера тур, при сверхвысоких температурах и в условиях глубокого холода, в агрессивных средах и при давлениях значительно отличающихся от атмосферного.
Повышение производительности за счет автоматизации

Расплавленный шлак обладает меньшей плотностью, чем у жидкого металла, поэтому всплывает на поверхность жидкого металла сварочной ванны и покрывает его плотным слоем. По мере поступательного движения электрода происходит затвердевание металлической и шлаковой ванн с образованием сварного шва 9, закрытого твердой шлаковой коркой 8. После сварки шлаковая корка удаляется с поверхности труб. Хороший контакт шлака и металлической поверхности, наличие изолированного от внешней среды пространства обеспечивают благоприятные условия для защиты, металлургической и тепловой обработки ванны и тем самым способствуют получению швов с высокими механическими свойствами. Весьма перспективным является применение ленты вместо электродной проволоки. Электродные ленты имеют обычно толщину до 2 мм и ширину до 40 мм. Горящая дуга перемещается поперек ленты, равномерно ее расплавляя. Изменяя формы ленты, можно существенно влиять на форму шва, изменяя его ширину и глубину проплавления в зависимости от качества и типа соединительного трубопровода. Сварку под флюсом осуществляют на постоянном и переменном токах. В данном случае роль сварщика, работающего со сварочным автоматом, сводится к настройке рабочих параметров режима, наблюдению за процессом и корректировке его с помощью пульта управления. Дуга, находящаяся под флюсом, невидима тем самым, исключая возможность визуального наблюдения за ходом процесса. В то же время это обеспечивает практическое отсутствие таких неблагоприятных факторов воздействия на сварщика, как излучение, сварочные аэрозоли и брызги
Влияние параметров режима сварки на форму шва
|
||||
Увеличение значений параметров режима
|
Характеристика шва
|
|||
Глубина проплавления
hпр
|
Ширина В
|
Высота усиления hy
|
Коэффициент формы
|
|
Сварочного тока до 1500 А
|
+ + +
|
+
|
+ + +
|
- - -
|
Напряжения дуги, В:
от 22–24 до 32–34 от 34–36 до 50
|
+
-
|
+ +
+ + +
|
- -
- -
|
+ + +
+ + +
|
Скорости сварки, м/ч:
от 10 до 40 от 40 до 100
|
0
- -
|
- -
- -
|
+
+
|
-
-
|
Диаметра электрода
|
- -
|
+ +
|
- -
|
+ +
|
Угла наклона электрода к вертикали:
«вперед» «назад»
|
- -
+ +
|
+ +
- -
|
- -
+ +
|
+ +
- --
|
Размера зерна флюса
|
+
|
+
|
-
|
+ +
|
Смещения электрода против вращения трубы:
при наружной сварке при сварке изнутри
|
- -
+ +
|
+ +
- -
|
- -
+ +
|
+ + +
- - -
|
Смещения электрода по вращению трубы:
при наружной сварке при сварке изнутри
|
+ +
- -
|
- -
+ +
|
+ +
- -
|
- - -
+ + +
|
Вылета электрода:
при неизменной силе тока при неизменной подаче
|
0
-
|
0
0
|
+ + +
0
|
0
+ +
|
Примечания
1. Влияние каждого из параметров режима сварки
оценивали при условии неизменности остальных параметров.
2. Условные обозначения: 0 — не меняется; + — незначительно увеличивается;
- — незначительно уменьшается; + + — увеличивается; - - — уменьшается; + + + — интенсивно увеличивается; - - - — интенсивно уменьшается. |

- Облегчение труда сварщика.
- Повышение производительности в 5–10 раз, а при сварке на больших токах (форсированные режимы) в 10–20 раз.
- Высокое качество и хорошее формирование швов; швы имеют большую прочность, пластичность и ударную вязкость.
- Угар и разбрызгивание металла составляет всего 1–3% от массы электродной проволоки. Сравните с 5% потерь при ручной сварке открытой дугой.
- Возможность сваривать металл значительной толщины (до 20 мм) без разделки кромок.
- Малый расход сварочной проволоки и электроэнергий и низкая общая стоимость сварки.
- Изготовление металлических конструкции с большой протяженностью сварных швов прямолинейных или круговых с большой точностью подгонки деталей.
- Сварка конструкции из металла большой толщины.
- Производство ответственных конструкций, предназначенных для работы в условиях глубокого холода, высоких давлений, действий агрессивных жидкостей и газов.
- Массовое и крупносерийное производство однотипных изделий.
- Соединение деталей с толщиной от 2 до 100 мм проволокой диаметром от 1,6 до 6 мм, при сварочном токе от 150 до 2000А и напряжении на дуге от 25 до 46В.
- Нельзя вести сварку в горизонтальном, вертикальном и потолочном положениях в пространстве.
- Сварка неэффективна при коротких швах.
- Практически нельзя сваривать разнотолщинные и тонкие (менее 1,5 мм) заготовки.
Статья в PDF http://www.s-ng.ru