Файл: Севбо П.И. Комплексная механизация и автоматизация сварочного производства.pdf

Верхняя медная плита машины соединена гибкой шиной с вы­ водом вторичной цепи трансформатора, а нижний вывод трансфор­ матора — с медной пластиной, установленной под поворотным столом, к которой во время приложения сварочного усилия пооче­ редно прижимаются контактные гнезда поворотного стола. Таким

Рис. 88. Автоматическая контактная машина для рельефной при­ варки крышек к конденсаторам.

образом, в отличие от роторного автомата здесь отсутствуют коль­ цевые токосъемники.

Автоматическая работа машины обеспечивается системой конеч­ ных выключателей и электропневматических устройств, электрон­ ного регулятора времени с программным управлением и синхрон­ ного игнитронного прерывателя тока. Мощность машины — 800 ква. Производительность — до 700 шт/ч. Максимальный допустимый периметр рельефа свариваемых деталей — 190 мм.

298

Если сравнивать между собой две машины для сварки конден­ саторов — контактную (рис. 88) и дуговую (рис. 83), то контактная машина для рельефной сварки имеет производительность значи­ тельно выше, чем дуговая (700 вместо 400 штіч). Однако для под­ готовки изделия к рельефной сварке требуются добавочные опера­ ции по выштамповке рельефа, которые при значительном периметре рельефа могут свести к нулю всю экономию, получаемую от повы­ шения производительности сварочных работ. Если, например, для штамповки рельефа будет занят специальный пресс производитель­ ностью 700 иип/ч, то выгодность контактной сварки становится сомнительной, так как при дуговой сварке одна машина выпускает 400 шгпіч, а при контактной рельефной две машины выпускают 700 шт/ч (одна из машин— прессштамповки).

Приведем несколько примеров оборудования V класса для э л е к т р о н н о л у ч е в о й с в а р к и . Основным недостатком электроннолучевых установок, резко снижающим их производи­ тельность, является потеря времени на вакуумирование рабочей камеры при каждой закладке изделия.

С целью уменьшения удельных потерь времени на откачку каме­ ры и, следовательно, повышения производительности электронно­ лучевых установок применяются автоматизированные сварочные установки с магазинными устройствами большой емкости. В этом случае откачка камеры требуется не для каждого изделия, а для целой партии, благодаря чему резко снижаются удельные потери времени на вакуумирование камеры.

Эти рекомендации относятся главным образом к сварке изделий сравнительно малого габарита, имеющих небольшую протяжен­ ность швов. Для крупногабаритных изделий, имеющих большую протяженность швов, возможность магазинных устройств стано­ вится вообще сомнительной ввиду чрезмерной громоздкости таких устройств, а следовательно, и вакуумных камер. Кроме того, в из­ делиях с большой протяженностью швов удельное время откачки по сравнению с временем сварки меньше, чем при сварке мелких изделий. Поэтому для крупногабаритных изделий с большой про­ тяженностью швов целесообразнее обычные одноили двухместные установки. Для мелких изделий, выпускаемых в большом количе­ стве, рекомендуются установки с магазинным питателем в камере или установки непрерывного действия с вводом изделий в рабочую камеру на ходу.

В обычных установках с магазинным устройством в рабочей камере размещается поворотный многоместный стол, в гнездах ко­ торого закрепляется несколько свариваемых изделий. Эти устрой­ ства аналогичны тем, которые применяются в автоматизированных станках для дуговой или контактной сварки мелких деталей

2 9 9

(см. рис. 83 и 88). Обычно такие магазинные устройства используют­ ся при сварке кольцевых швов в цилиндрических изделиях, при­ варке донышек к ним и т. д. Образцом электроннолучевых устано­ вок с подобными устройствами могут служить установки типов У-ЗМ2 (ИЭС им. Е. О. Патона), Л .22, А306.05 и др.

Магазинные устройства, размещенные внутри рабочей камеры, имеют и отрицательные особенности, поскольку стремление к уве­ личению количества изделий, загружаемых в камеру для сварки, приводит к увеличению ее объема и, следовательно, времени откач­ ки камеры. Кроме того, увеличивается время на загрузку и съем изделий. В результате перерывы между сварочными циклами воз­ растают. Поэтому использование магазинных устройств не решает полностью проблемы увеличения производительности установок для электроннолучевой сварки.

Наиболее производительными (хотя и наиболее сложными) уста­ новками для электроннолучевой сварки являются установки непрерывного действия. В зависимости от формы и размеров свари­ ваемых изделий, видов сварных соединений и требуемой произво­ дительности в настоящее время появилось несколько типов свароч­ ных установок, в которых загрузка происходит по шлюзовой си­ стеме без значительного нарушения вакуума в рабочей камере. Это дает возможность резко увеличить коэффициент использования сварочных камер и повысить производительность электроннолуче­ вых установок.

В качестве примера приведем электроннолучевую установку непрерывного действия для сварки продольных швов трубок (рис. 89). Установка снабжена электронной пушкой 5 с фокусирую­ щей системой 6 и состоит из камеры 7 с герметичным загрузочным бункером 4, в который перед сваркой загружается партия изделий. Бункер отделен от сварочной камеры вакуумным затвором. После загрузки изделий и герметизации бункера в нем создается разре­ жение ІО-4 мм pm. cm.

При открытом вакуумном затворе изделия из бункера посту­ пают в пазы барабана 2, транспортирующего их к зажимному уст­ ройству 1, приводимому в движение электроприводом, размещен­ ным в вакуум-камере. Сварка изделий производится электронной пушкой 5, которая в данной конструкции передвигается вдоль сва­ риваемого изделия при помощи суппорта с приводом 3. Сваренные изделия попадают в разгрузочный бункер 8, который при необхо­ димости может также иметь вакуумный затвор. Непрерывность загрузки изделий в рабочую камеру позволяет обеспечить достаточ­ но высокую производительность установки, а применение движу­ щейся вдоль шва пушки позволяет уменьшить объем рабочей каме­ ры почти в два раза и соответственно сократить время откачки.

3 0 0

Наиболее сложным и уязвимым элементом многих установок непрерывного действия, в частности установок со шлюзованием изделий, является вакуумный затвор и конструкция уплотнения для ввода изделия в рабочую камеру без потери вакуума. Надеж­ ность действия этих уплотнений в значительной мере определяет и возможность практического применения таких установок в произ­

водстве. Именно это обстоятельство во многих случаях тормозит внедрение электроннолучевых установок непрерывного действия.

Существует довольно обширная категория сварочных машин, которые встраиваются в автоматические линии несварочного про­ изводства, например, металлургического, радиотехнического и др. В качестве иллюстрации можно назвать «летучие» контактные ма­ шины для стыковки горячих заготовок при непрерывной прокатке, машины для сварки колб радиоламп на сборочном конвейере, ма­ шины для стыковой сварки проволок в гвоздильном и кабельном производстве и др. Все эти машины удобнее рассматривать в комп­ лексе с поточной линией, в которой они работают.

'301

§18. СБОРОЧНО-СВАРОЧНЫЕ СТАНКИ

ИМАШИНЫ VI КЛАССА

Всоответствии с приведенной выше классификацией по выпол­ няемым функциям (табл. 16) сварочное оборудование, начиная с VI класса, приобретает новое качество, благодаря которому резко повышается его уровень комплексной механизации У2. Это каче­ ство заключается в том, что рассматриваемое оборудование по сравнению со сварочным оборудованием III—V классов охватывает значительно больший комплекс технологических операций, так как выполняет не только сварочные и некоторые вспомогательные опе­ рации, но также сборочные, а во многих случаях и заготовительные операции. Это обусловливает повышение коэффициента комплекс­ ного охвата т с 0,25—0,30 для машин IV и V классов до 0,40—0,50 для машин VI и VII классов (см. табл. 16). В результате средний уровень комплексной механизации для этих машин повышается соответственно с 19—23% до 29—44%, несмотря на то, что их ло­ кальный уровень механизации У2л, т. е. степень механизации только тех операций, которые выполняются на данной машине, а не на всем технологическом потоке, остается почти неизменным (71—88%). Таков обычный эффект комплексного охвата механизацией техно­ логического потока.

Существует два основных принципа построения комплексных сборочно-сварочных машин: принцип расчленения операций сбор­ ки и сварки, которые в этом случае выполняются на разных рабочих местах, либо на одном и том же месте, но разновременно и пооче­ редно; принцип совмещения этих двух основных операций в одну

комплексную.

Для сварочного производства несомненно более прогрессивен второй принцип, так как он позволяет полностью исключить из об­ щего времени рабочего цикла машины время, затрачиваемое на сбор­ ку, поскольку она производится одновременно со сваркой и на той же позиции. При этом вследствие сокращения рабочего цикла машины резко повышается ее производительность.

Однако применение этого принципа комплексной механизации сварочного производства не всегда возможно и целесообразно, в ча­ стности оно не эффективно при электродуговой сварке изделий со сравнительно короткими швами. Поэтому в настоящее время все еще большой удельный вес составляют сборочно-сварочные ма­ шины и агрегаты, построенные по принципу расчленения операций, особенно в области электродуговой сварки.

Рассмотрим наиболее типичные примеры тех и других агрега­ тов для электродуговой сварки.

К машинам VI класса, построенным по первому принципу, мо­

302

крышек, днищ и других, например для приварки фланца к крышке цилиндрического корпуса. Этот станок также работает по челночной системе, для чего каждый из двух вращателей 4 снабжен сбороч­ ным устройством с пневматическим или ручным зажимом. В станине имеется флюсосборник, из которого флюс отсасывается в верхний

бункер флюсоаппарата /, откуда он снова поступает в зону свар­ ки. Бункер периодически пополняется флюсом по мере его расхо­

Подобных установок существует много и решаемые с их помощью задачи не представляют особой сложности. Значительно труднее

304

решаются задачи сборки и сварки изделий сложной конфигурации с развитым периметром шва. В этих случаях, как правило, не удает­ ся скомпоновать установку из типовых элементов, подобно компо­ новкам, приведенным на рис. 58, и приходится изыскивать специ­ альные, в большинстве оригинальные конструкции сборочно-сва­ рочных устройств и манипуляторов. Прежде, чем перейти к их опи­ санию, необходимо отметить следующее обстоятельство. Система дублированных рабочих мест и челночная работа сборочно-свароч­ ного станка наиболее целесообразны в тех случаях, когда затраты времени на сборку и на сварку примерно одинаковы. Если же вре­ мя и трудоемкость сборочных операций очень невелики по сравне­ нию со сварочными, то целесообразность дублирования сборочных мест становится сомнительной. Например, если время сборки соиз­ меримо со временем перестановки сварочного аппарата с одной по­ зиции на другую, или если эти промежутки времени равны между собой, то смысл дублирования рабочих мест вообще исчезает. В по­ добных случаях целесообразно оборудовать станок одним хорошо механизированным быстродействующим сборочным кондуктором, время работы которого будет не больше, чем время перестановки сварочного аппарата в случае дублированных мест.

Рассмотрим примеры таких станков, предназначенных для сбор­ ки и сварки изделий сложной конфигурации с развитым перимет­ ром швов.

С т а н о к д л я с б о р к и и с в а р к и с т а л ь н ы х и а л ю м и н и е в ы х к а н и с т р (рис. 92). Канистра емкостью 20 или 10 л собирается из двух штампованных половин и затем сва­ ривается по всему фигурному контуру шва электродуговой сваркой

всреде защитных газов. Сварка производится неплавящимся элект­ родом— угольным или вольфр-амовым (в зависимости от материала канистры). Стальные канистры свариваются угольным электродом

всреде углекислого газа, алюминиевые— вольфрамовым в среде аргона.

Сборка канистр выполняется при помощи разъемного механизи­ рованного кондуктора 4 с силовым пневмоцилиндром 9, который плотно прижимает друг к другу штампованные половинки кани­ стры со строгой их взаимной ориентацией по контуру соединяемых кромок. Кондуктор вместе с собранной канистрой при помощи электропривода 3 может вращаться вокруг горизонтальной оси, перпендикулярной к плоскости шва, выполняя таким образом функции сварочного манипулятора. Вследствие сложной конфигу­ рации шва сварка осуществляется плавающей головкой 5, равно­ мерно движущейся по копирному диску, который в точности повто­ ряет контур шва. Это движение головки осуществляется элект­ ромагнитным ведущим роликом 7, который сцепляется с копирным

3 0 5