Несмотря на существующие различие, все полуавтоматы для дуговой сварки имеют схожую конструкцию. Обычно эти аппараты состоят из следующих элементов:
-источник питания;
-устройство, отвечающее за подачу проволоки, а также регулировку сварочного тока;
-канал для подвода проволоки и газа;
-зажим массы;
-горелка.
Кроме того, дополнительно к такому аппарату подключается баллон с газом и, собственно, катушка с электродной проволокой.[6,7,8]
Рис 1.Конструкция сварочного полуавтомата.
2.2.ТЕХНИКА СВАРКИ ПОЛУАВТОМАТОМ
Сварка полуавтоматом, как правило, производящаяся проволокой в защитных газах, является разновидностью классической электродуговой сварки металлов за счет тепловой энергии электрической дуги, возникающей между окончанием электрода (проволоки) и свариваемых деталей.
Поскольку сопротивление дуги несколько выше сопротивления электрода, более значительная тепловая энергия выделяется именно в плазму дуги и оплавляет близлежащие поверхности – детали и электрод, образуя сварочную ванну. После кристаллизации и остывания объема полученного жидкого металла образуется сварной шов, наиболее надежное из современных соединений.
Отличительной особенностью рассматриваемого вида сварки являются два главных компонента: подвижный плавящийся электрод (проволока) и защитный газ.
Защита электрической дуги необходима с целью препятствования вступлению расплавляемого металла в контакт с окружающей средой, поскольку данное взаимодействие (при окислении азота и кислорода) приводит к образованию оксидов и нитритов, наличие которых в металле приводит к дефектам сварного шва. С этой целью и применяются защитные газы в баллонах: аргон, гелий, углекислота или их смеси.
Рис 2.Принцип полуавтоматической сварки проволокой.
Схематично принцип полуавтоматической сварки можно увидеть на рисунке. Подвижная проволока под напряжением проходит сквозь газовое сопло, расплавляется под действием электродуги, но сохранность постоянной длины дуги обеспечивает автоматический механизм подачи. В этом и заключается принцип автоматизации, а направление и скорость сварки выбирается вручную.
Существует технология сварки без использования газа. В этом случае используется самозащитная («порошковая») проволока (с добавлениями марганца, кремния и других металлов, являющихся раскислителями), при сгорании образующая вокруг защитную среду. В состав такой проволоки входит стальная трубка стандартного диаметра, которую применяют для обычной сварки в газовой среде. Чаще всего это 0,8 мм. В середине, проволока наполняется специальным порошком — флюсом, который немного напоминает состав, которым покрываются обычные электроды. При нагревании, происходит сгорание флюса, благодаря чему образуется защитный газ в зоне сваривания, примерно так, как это происходит при сваривании с помощью электродов.
Обязательным условием сварки при помощи флюсовой проволоки является соблюдение правильной полярности. Горелка должна быть подключена к минусу, в то время как само изделие должно быть подключено к плюсу. Подключение такого типа называют прямым подключением. Во время сварки с использованием защитного газа применяют подключение обратного типа. Это объясняется тем, когда подается флюсовая проволока, требуются более высокие показатели температуры, чтобы образовался защитный газ.[9,10,11]
2.3.СОСТАВ СВАРОЧНОГО ОБОРУДОВАНИЯ
Комплект сварочной установки должен включать: сварочный аппарат, баллон для подачи газа под давлением и источник сварочного тока.
Рис 3.Установка полуавтоматической сварки с плавящимся электродом: 1 — деталь; 2 — пусковая кнопка; 3 — горелка; 4 – шланг подачи проволоки и газа; 5 — механизм подачи проволоки; 6 — пульт; 7 – катушка с проволокой; 8 — кабель; 9 — блок управления полуавтоматом; 10 — шланг для подачи газа; 11 – редуктор снижения давления газа; 12 — подогреватель; 13 — баллон с газом под давлением; 14 — сварочный выпрямитель; 15 – кабель.
Основные параметры установок полуавтоматизированной сварки находятся в пределах:
-Сварочный ток (~40 — 600 А);
-Напряжение на дуге (~16 — 40В);
-Скорость сварки (~4 — 20 мм/с);
-Диаметр электродной проволоки (0.5 — 3 мм);
-Длина вылета проволоки (~8 — 25 мм);
-Скорость подачи (расход) электродной проволоки (~35 — 250 мм/с);
-Расход защитного газа (~3 — 60 л/мин);
-Емкость баллона с газом (5 – 100 л).
В зависимости от размеров и способов перемещения полуавтоматы подразделяются на стационарные, передвижные и переносные (ранцевые). Также сварочные аппараты различаются по технологии подачи проволоки. Чаще используется толкательный тип подачи, облегчающий вес горелки, но ограничивающий длину гибкого шланга тремя метрами. Тянущий тип позволяет использовать шланги до 20 метров, но механизм подачи, размещенный в горелке, значительно увеличивает ее вес.
Горелке уделяется повышенное внимание. Сопло и токопроводящий наконечник в ее конструкции являются быстро изнашиваемыми сменными деталями, и от их состояния зависит качество производимого шва. В ходе сварки они требуют регулярной очистки от налипающих брызг, технологию этого процесса можно увидеть на видео. Также рекомендуется внимательно следить за затяжкой и износом наконечника.
Материалы, используемые при полуавтоматической сварке:
Электродная проволока используется диаметром в пределах от 0,5 до 3 мм, в зависимости от толщины свариваемых деталей. Более тонкая позволяет поддерживать устойчивое горение дуги и достигать большей глубины проплавления. Толстая проволока требует больших величин сварочного тока, в среднем по 100А на каждый дополнительный миллиметр диаметра.
Защитный газ, находящийся в баллонах под давлением, используется как в чистом виде (инертные Ag, He и активные CO2), так и составе смеси этих газов, в зависимости от режима сварки и вида свариваемого материала. Средний расход углекислоты можно вычислить, зная удельный расход газа за время прохода шва, добавив к нему дополнительный расход на выполнение подготовительно-заключительных операций.
3.ТИПЫИ РЕЖИМЫПЕРЕНОСА ЭЛЕКТРОДНОГО МЕТАЛЛА
В теории выделяют несколько видов переноса металла:
-с коротким замыканием дуги или без него;
-мелко-, средне-, и крупнокапельные;
-с разбрызгиванием и без разбрызгивания.
Тот или иной способ применяется в зависимости от типа и толщин свариваемых материалов, а также вида использованных защитных материалов.
На основании этих видов выделено несколько режимов сварки:
-циклический режим сварки короткой дугой;
-точечный режим сварки;
-режим импульсной сварки;
-режим струйного переноса металла;
-режим непрерывного вращающегося переноса металла.
На практике чаще всего сварка с применением углекислоты и ее смесей производится импульсно-дуговым способом при постоянном токе обратной полярности. В некоторых случаях возможна сварка и на переменном токе. Обратная полярность в сравнении с прямой отличается меньшей скорость плавления, зато большей стабильностью дуги и меньшим разбрызгиванием.
Сила тока устанавливается в зависимости от диаметра электрода и толщины материала. С ее увеличением растет глубина проплавления и производительность в целом. Как правило, ток регулируется скоростью подачи проволоки.
С ростом напряжения наоборот, глубина проплавления уменьшается, а ширина шва и разбрызгивания увеличиваются. Устанавливается напряжение в соответствии с силой сварочного тока.
Скорость подачи проволоки напрямую связана с силой тока и устанавливается исходя из требований стабильности проведения процесса сварки. А скорость проведения сварки зависит от толщины свариваемого материала при условии сохранения качества накладываемого шва. Рекомендуется применять узкие швы на высокой скорости, поскольку медленные приведут к расползанию и неизбежным дефектам.
Расход защитного газа также находится в прямой зависимости от диаметра используемой проволоки. Улучшить защиту можно или увеличивая расход, или прижимая сопло ближе к поверхности сваривания, а также снижением скорости сварки. Чрезмерная же скорость может привести к выходу наконечника за пределы защиты и его окислению.
На качество и стабильность процесса сварки влияют вылет и выпуск электрода. При увеличении вылета ухудшается стабильность дуги, металл интенсивнее разбрызгивается. Слишком малый вылет ухудшает видимость при проведении сварки. То же относится и к выпуску электрода, слишком большая его величина снизит эффективность газовой защиты.
4.СВАРОЧНЫЙ ПОЛУАВТОМАТ РЕСАНТА САИПА-165.
4.1.ХАРАКТЕРИСТИКИ И ДОКУМЕНТАЦИЯ
Сварочный полуавтомат Ресанта 165 относится к классу бытовых однофазных аппаратов, работающих на постоянном токе и обеспечивающих качественное соединение металлов. Ресанта САИПА 165 могут использоваться как с электродами, так и с активной проволокой, что существенно упрощает сварку. При этом вне зависимости от типа свариваемого металла обеспечивается качественное соединение, а сварной шов имеет дополнительную защиту от образования коррозии.
САИПА 165 способна работать с электротоком различной мощности, что позволяет как одновременно работать с толстыми заготовками тугоплавких металлов, так и сваривать алюминий или другой тонкий металл, для работы с которым требуется минимальная мощность электротока.
Ресанта САИПА 165 была изначально сконструирована для использования обычными домовладельцами. Такой аппарат чрезвычайно прост в использовании, а для его включения необходимо лишь нажать соответствующую кнопку на ручке, после чего сварочная проволока будет автоматически подаваться в место сварки. При этом имеется возможность регулировки скорости подачи проволоки, толщина которой может существенно различаться, в зависимости от показателей рабочего тока и свариваемых металлических деталей.
Ресанта САИПА 165 может использоваться для работы в газовой среде и без дополнительной подачи газа. Популярность этой модели сварочных инверторов у отечественных покупателей объясняется великолепными эксплуатационными характеристиками этого аппарата:
-Сила тока может изменяться в диапазоне 20-160 ампер;
-Допустимый диаметр используемой проволоки 0,62 миллиметра;
-Масса аппарата 11,5 килограмм;
-Допустимые отклонения напряжения от номинала – от минус 30% до плюс 10%;
-Номинальное напряжение в электросети 220 В;
-Охлаждение принудительное;
-Габаритные размеры, Д×Ш×В 300х140х270 мм;
-Масса, не более 11,5 кг;
-Гарантийный срок эксплуатации 24 месяца;
-Класс защиты IP21S.
Если говорить об особенностях этой модели сварочного аппарата, то отметим его эргономичную конструкцию. Многочисленные регулировки и настройки параметров, как скорости подачи проволоки, так и силы тока, что позволяют подобрать оптимальный режим сварки, вне зависимости от особенностей обрабатываемых металлических элементов.
Выполнен инвертор САИПА 165 в прочном металлическом корпусе и имеет показатели класса защиты IP 21. Эта модель предназначена в первую очередь для выполнения сварочных работ внутри помещения, а вот применять такую технику на открытом воздухе при повышенной влажности не рекомендуется, так как использование сварочного аппарата в таких условиях будет небезопасным.
На передней панели инвертора находятся специальные соединительные клеммы, которые крепко и быстро фиксируют сварочные провода, исключая потерю тока, соответственно обеспечивается качественная сварка металлических изделий. Этот аппарат выполнен по технологии IGBT, которая подразумевает полностью электронное управление и необходимую автоматику сварки, поэтому работать с этим устройством могут как профессиональные сварщики, так и обычные домовладельцы, использующие инверторы в подсобном хозяйстве и бытовых целях.
Базовая комплектация этой модели инвертора вызывает определенные нарекания. Оснащается сварочный аппарат Ресанта САИПА 165 минимумом дополнительных приспособлений, при этом он имеет высокую стоимость для своих показателей мощности. Например, производитель не оснащает этот полуавтомат расходными материалами или специальным кейсом для его хранения. В комплект входит лишь провод массы, сам инвертор, горелка с кабелем, а также техническая документация. На сегодняшний день эта модель сварочного инвертора предлагается покупателям по цене 18−19 тысяч рублей.
Дополнительные инструменты и расширения:
-Газовые баллоны;
-Редукторы;
-Магнитные угольники;
-Щетки-зачистки.
Этапы сварочных работ происходят таким образом:
1)Поставить катушку с электродной проволокой в подающее устройство;
2)Проверить, что направляющий ролик стоит так, что величина прорези на нем подходит к сечению проволоки. Если необходимо, то ролик нужно развернуть, выкрутив фиксирующий винт;
3)Проверить, чтобы прижимной ролик был зажат не очень сильно. Сильный прижим приводит к его преждевременному выходу из строя;
4)Проверить сварочные провода на наличие замыканий;
5)Проверить, что все регуляторы расположены в минимальном положении;
6)Установить вилку агрегата в розетку электросети;
7)Включить агрегат включателем на передней части, включится индикатор «Сеть»;
8)Поставить регулятор подачи тока для сварки в нужное положение;
9)Короткими нажатиями на кнопку пистолета добиться протягивания электрода через механизм подачи;
10)Выключить агрегат;
11)Присоединить баллон с CO2 к входу на задней части сварочного устройства;
12)Установить необходимое давление газа на баллоне регулятором редукционного клапана;
13)Включить устройство включателем на передней части;
14)Регулятором тока для сварочных работ задать нужное значение;
15)После завершения сварочных работ поставить все регуляторы на минимум, закрутить клапан на баллоне;
16)Отключить устройство выключателем на передней части;
17)Достать вилку агрегата из розетки электросети.[12,13,14]
4.2.ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ
Саипа 165 Ресанта инверторный сварочный полуавтомат обладает следующими преимуществами:
-аппарат оснащен встроенной защитой от скачков напряжения и перегревов;
-небольшой вес и компактные габаритные размеры позволяют работать с инвертором на высоте и в труднодоступных местах;
-простота эксплуатации и неприхотливость в обслуживании, позволяют работать с аппаратом даже новичкам;
-экономичный расход электроэнергии и высокая эффективность работы в слабых сетях (КПД более 90%);
-существенное упрощение сварки и отличное качество выполненных работ;
-Сварочный аппарат САИПА-165 работает от обычной электросети с бытовыми параметрами и оснащен оборудованием, способным производить широтно-импульсную модуляцию сварочного тока, что позволяет осуществлять его плавную регулировку;
-Устройство обладает способностью не допускать перегрузки питающей электросети в момент розжига дуги.
Недостатки:
-Высокая стоимость аппарата;
-Небогатая базовая комплектация, что вынуждает в последующем дополнительно приобретать различные приспособления для упрощения сварочных работ.
Условия хранения
Сварочный аппарат Ресанта обязан храниться в таре завода-производителя при температуре окружающей среды от -15С до +55С, при влажности воздуха не выше 85%. В помещении для хранения аппарата не должно быть щелочей, паров кислот и пыли.
Транспортировка
Перевозка блоков в упаковке производителя может происходить любым типом транспорта на любое необходимое расстояние.[15]
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В результате прохождения производственной практики: научно-исследовательской работы были освоены следующие компетенции:
ОК-7- способностью к самоорганизации и самообразованию.
ПК-8 - способностью проводить научные исследования и получать новые научные и прикладные результаты.
ПК-9 - способностью самостоятельно разрабатывать математические модели физических процессов при функционировании образцов боеприпасов и взрывателей.
ПК-12 - способностью обрабатывать и технически грамотно оформлять результаты научно-исследовательских работ в форме научно-технических отчетов, статей, пояснительных заметок.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. https://ckmt.ru/artic/vidy-i-tipy-svarochnyh-apparatov.html
2. https://tokar.guru/svarka/kakie-byvayut-vidy-i-tipy-svarochnyh-apparatov.html
3. https://tool-land.ru/tipy-svarochnykh-apparatov.php
4. https://www.tiberis.ru/stati/tehnika-bezopasnosty-pri-svarochnyh-rabotah
5. https://svarka-master.ru/bezopasnost-svarochnyh-rabot/
6. https://proinstrumentinfo.ru/kakie-byvayut-svarochnye-apparaty-vidy-i-printsip-raboty/
7. https://metallicheckiy-portal.ru/articles/svarka/polyavtomat/vidi_i_ix_otlichia_svarochnix_poluavtomatov_-_kratki
8. https://stalevarim.ru/pub/svarochnye-poluavtomaty-i-ih-harakteristika/
9. https://goodsvarka.ru/electro/poluavtomatom/
10. https://postroyka-dom.com/svarka-poluavtomatom/#Princip%20raboty%20invertornogo%20svarochnogo%20poluavtomata6
11. https://goodsvarka.ru/electro/poluavtomatom/#%D1%81_menu
12. https://mir-resanta.ru/articles/poluavtomat-resanta-saipa-165-/
13.https://tokar.guru/svarka/resanta-saipa-165-opisanie-tehnicheskie-harakteristiki.html
14. https://laukar.com/data/160305/1219569450541425.pdf
15. https://stanok.guru/oborudovanie/svarochnyy-apparat/svarochnyy-poluavtomat-resanta-saipa-165-opisanie-i-otzyvy.html#i-4