Анализ технологий и оборудования, применяемых на Уфимском заводе металлических конструкций

     На  предприятии «УЗМК» имеется два сварочных полуавтомата, применяемые в дуговой сварке. В процессе сварки они перемещаются вручную. Головка сварочного полуавтомата разделена конструктивно на две части – механизм подачи и находящийся в руке сварщика держатель, - соединенные между собой гибким шлангом, по которому подается сварочная проволока, а также подводится сварочный ток.

      Сварочные полуавтоматы отличаются повышенной производительностью. Они рассчитаны на широкий диапазон свариваемых материалов и обеспечивают высокое качество сварки. На заводе имеются сварочный полуавтомат с отдельным механизмом подачи проволоки и полуавтомат со ступенчатой регулировкой.

      Сварочные автоматы перемещаются в процессе работы по специальному рельсовому пути, для чего  они снабжаются механизмом перемещения, приводимым от отдельного двигателя.

  Подробнее рассмотрим сварочный автомат  ТС-17ИУ (АДФ-1002).

     АДФ-1002 предназначен для сварки под слоем  флюса соединений встык с разделкой  и без разделки кромок, для сварки угловых швов вертикальным и наклонным электродом, а также нахлесточных швов. Швы могут быть прямолинейными и кольцевыми.

     Автомат легкий, малогабаритный, одномоторной схемы, тракторного типа, в процессе работы передвигается по изделию. Поставляется с блоком управления без источника питания.

     Сравним сварочный автомат АДФ-1002, применяемый на Уфимском заводе металлических конструкций с аналогами, представленными на рынке. Сравнительная  характеристика сварочных автоматов представлена в таблице 1.

     Таблица 1 – Технические характеристики сварочных автоматов 

 

     По  всем техническим характеристикам  сварочный автомат АДФ-800 уступает другим образцам. Он имеет наименьшую мощность, диаметр сплошной электродной проволоки всего лишь 1,6-4,0 мм, что может снизить качество сварки. У данного сварочного автомата небольшой диапазон регулирования скорости подачи проволоки (40-360 м/ч). Уступая по основным критериям другим сварочным автоматам, автомат АДФ-800 является самым легким и удобным для транспортировки по своим габаритным размерам.

     Основным  конкурентом сварочного автомата АДФ-1002, применяемого на Уфимском заводе металлических конструкций является автомат АДФ-1202. Но автомат АДФ-1002 незначительно уступает по своим техническим характеристикам. Номинальный сварочный ток автомата АДФ-1202 достигает величины в 1202 А, это свидетельствует о том что сварочный автомат АДФ-1202 имеет наибольшую мощность из рассматриваемых образцов.

     Продолжительность включения (ПВ,%) у всех образцов максимальная, то есть данные автоматы могут работать непрерывно без перегрева. Сварочный автомат АДФ-1202 имеет немного улучшенные показатели, чем автомат АДФ-1202 по такому критерию как диаметр сплошной электродной проволоки, что дает больше возможностей при сварке, но он  самый тяжелый (63 кг) и крупный по размерам.

     Из  приведенного выше сравнения технических  характеристик, можно сделать вывод, что по технической оснащенности автомат АДФ-1202 ненамного превосходит  автомат АДФ-1002, имеющийся на предприятии  «УЗМК». Автомат АДФ-800 по свом техническим характеристикам уступает двум другим автоматам.

      Сравнение только по техническим характеристикам  недостаточно, необходимо проанализировать соразмерность технических характеристик  данных видов оборудования с их стоимостью.

      Автомат АДФ-800 имеет невысокие показатели, но при этом его цена превышает стоимость автомата АДФ-1002. Самым дорогим оборудованием является автомат АДФ-1002. То есть сварочный автомат АДФ-1002 по экономическому критерию лучше своих аналогов.

      Таким образом, из сравнительного анализа автомата АДФ-1002 с аналогичным оборудованием, представленном на рынке, можно сделать вывод, что лучшее сочетание цены и качества имеет автомат АДФ-1002, применяемый на Уфимском заводе металлических конструкций. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     2 ОБЗОР ТЕХНОЛОГИЙ И ОБОРУДОВАНИЯ В ОБЛАСТИ СВАРКИ, ПРЕДСТАВЛЕННЫХ НА РЫНКЕ

     Рассмотрим  различные способы сварки, применяемые  в промышленных условиях.

     Способы сварки металлов разделяют на две  группы: сварка плавлением и сварка давлением. К первой группе относятся  электродуговая сварка, импульсно-дуговая, лазерная, ванная, электрошлаковая, плазменная, электронно-лучевая в вакууме, термитная и газовая. Ко второй группе - контактная, газопрессовая, ультразвуковая, диффузионная в вакууме, трением, холодная сварка, сварка индукционная или токами высокой частоты.

     1. Сварка плавлением.          1.1. Электродуговая сварка (ручная, полуавтоматическая, автоматическая) является наиболее распространенной; характеризуется использованием тепла электрической дуги для разогрева и плавления металла.

     1.2. Импульсно-дуговая сварка характеризуется тем, что сварочный ток подается кратковременными импульсами в «дежурную» сварочную дугу.

     1.3. Лазерная сварка предусматривает использование фотоэлектронной энергии. Плавление металла осуществляется световым лучом, полученным с помощью специальных устройств (лазеров).

     1.4. Электрошлаковая (ванная) сварка происходит в результате плавления основного и присадочного металла за счет тепла, выделяющегося при прохождении электрического тока через расплавленный шлак.

     1.5. Плазменная сварка - процесс, в основе которого лежит плавление основного и присадочного металла плазменной струей, имеющей температуру до 30000 °С.

     1.6. Электронно-лучевая сварка в вакууме осуществляется в камерах, имеющих разряжение до 10^-4-10^-6 мм рт. столба. Металл плавится за счет тепла, выделяющегося в результате бомбардировки металла электронами, направленными специальной установкой.

     1.7. Термитная сварка состоит в следующем. Место соединения формуют огнеупорным материалом. Над соединением устанавливают тигель с термитом (порошок алюминия и окиси железа), при горении которого восстанавливается окись железа и образуется жидкий металл. Заполняя форму, жидкий металл оплавляет кромки свариваемого металла и при остывании образует сварное соединение.

     1.8. Газовая сварка - процесс, который происходит при нагреве и плавлении основного и присадочного металла за счет тепла газокислородного пламени, имеющего температуру до 3200 °С.

     Таким образом, все виды сварки плавлением различаются способом получения тепла, необходимого для нагрева и плавления металла.

     2.  Сварка давлением.

     2.1. Контактная сварка - это расплавление или разогрев до пластического состояния кромок свариваемого металла теплом, полученным при прохождении электрического тока через контактирующие между собой кромки, и последующее сжатие под определенным давлением (стыковая, точечная, роликовая, импульсная или конденсаторная).

     2.2. Газопрессовая сварка отличается от контактной в основном тем, что свариваемые кромки нагревают многопламенными горелками без использования электрического тока.

     2.3. Ультразвуковая сварка происходит за счет превращения электрических колебаний в механические высокой частоты. Это превращение сопровождается возникновением в местах соединения металлов высокой температуры и разогревом металла до пластического состояния, при котором возможно сплавление с применением усилий сжатия.

     2.4. Диффузионная сварка в вакууме происходит без нагрева, за счет взаимной диффузии частиц металлов соединяемой пары при сжатии.

     2.5. Сварка трением соединение металлов за счет тепла, возникающего при трении двух поверхностей свариваемого металла с применением последующего сжатия.

     2.6. Холодная сварка основана на способности некоторых металлов создавать прочные соединения под высоким давлением, вызывающих пластическую деформацию.

     2.7. Индукционная сварка - нагрев деталей токами высокой частоты до пластического состояния с применением последующего сжатия. [9]

     Сварочные трансформаторы предназначены для питания дуги переменным током. Простые в устройстве и обслуживании, надежные в эксплуатации, экономичные в работе сварочные трансформаторы широко применяют практически при всех видах сварки.

     Для ручной сварки применяют сварочные  трансформаторы с подвижными катушками (типа ТД и ТДМ) и с подвижными магнитными шунтами (СТШ-500, СТШ-500-80), а также тиристорные трансформаторы типа ТДЭ. Для сварочных работ в монтажных условиях выпускают переносные с подвижными катушками (ТД-102, ТД-306) и трансформаторы, регулируемые намоткой сварочного кабеля (ТСМ-250, ТСМ-500).

     Сварочные выпрямители представляют собой  статические преобразователи переменного  тока в выпрямленный, используемый для дуговой сварки. Сварочные выпрямители имеют значительные преимущества перед преобразователями - высокую стабильность горения дуги, незначительное разбрызгивание металла, высокий КПД, меньшие потери холостого хода, отсутствие вращающихся частей, меньшие массу и размеры, бесшумность в работе.

     В настоящее время выпускаются  однопостовые  и многопостовые сварочные выпрямители в комплекте с балластными реостатами.

     Однопостовые выпрямители  бывают:

     - с крутопадающими внешними характеристиками, для ручной дуговой сварки  покрытыми электродами и для  автоматической сварки под флюсом;

     - с жесткими (пологопадающими) внешними характеристиками для механизированной сварки плавящимся электродом в защитных газах и без защиты дуги;

     - с универсальными внешними характеристиками: крутопадающими и жесткими (пологопадающими)  для всех видов сварки.

     Многопостовые выпрямители также предназначены для ручной дуговой механизированной или автоматической сварки, либо имеют универсальное назначение.

     Для ручной сварки наибольшее распространение  получили выпрямители с механическим регулированием, силовой трансформатор которых выполнен по схеме с подвижными катушками (типа ВД). Для механизированной сварки в углекислом газе выпускаются выпрямители, регулируемые изменением коэффициента трансформации силового трансформатора (типа ВС), методом магнитной коммутации (типа ВСЖ), дросселем насыщения (тина ВГД), тиристорами.

     Наиболее  часто применяются выпрямители  ВД-201, ВД-301, ВД-306, ВД-401 с механическим регулированием, базовым узлом которых  является трехфазный силовой трансформатор  с повышенным магнитным рассеянием и подвижными катушками.

     Многопостовые выпрямители предназначены для  питания нескольких сварочных дуг  одновременно. Их используют там, где  сварочные посты расположены  на небольшом расстоянии друг от друга. Для ручной сварки, а также для питания установок при сварке под флюсом разработаны многопостовые сварочные выпрямители ВДМ-1001 и ВДМ-1601. [9] Сварочный полуавтомат – это аппарат для полуавтоматической сварки с механизированной подачей сварочной проволоки. По назначению сварочные полуавтоматы можно разделить на:

     - сварочные полуавтоматы для сварки в защитных газах;

     - сварочные полуавтоматы для сварки под флюсом;

     - сварочные полуавтоматы для сварки порошковой проволокой;

     - универсальные сварочные полуавтоматы.