Успешное развитие имеющей большие возможности электронно-лучевой сварки тесно связано с дальнейшим совершенствованием и производством оборудования, с помощью которого она осуществляется.
— Определившиеся в настоящее время основные направления дальнейшего развития техники и технологии электронно-лучевой сварки естественно являются главными направлениями совершенствования и разработки сварочных установок. Кроме того, при проектировании установок требуют решения проблемы, связанные с работой точных механизмов (вращатели, тележки, манипуляторы, электромеханические приводы, вакуумные вводы, механизмы перемещения электронно-лучевых пушек, устройства подачи присадочных материалов, механизмы сборки изделий в камере и др.) в условиях вакуума, а также повышенной температуры, напыления, разбрызгивания и рентгеновского излучения из зоны сварки.
— Данные о методике проектирования такого оборудования отсутствуют, а заимствование опыта смежных областей (таких, как вакуумная техника, вакуумная металлургия и др.) позволяет сформулировать лишь некоторые общие рекомендации по их конструированию. Опыт проектирования и внедрения установок для электронно-лучевой сварки показывает необходимость проведения в этой области специальных теоретических и экспериментальных исследований в направлении решения задач механизации и автоматизации технологического процесса ЭЛС и вспомогательных операций диагностики оборудования с максимальным применением микропроцессорных систем управления и ЭВМ.
— Разработка унифицированных механизмов, узлов, блоков и модулей с целью всемерного применения модульного принципа конструирования позволит агрегатировать типораз-мерный ряд установок для ЭЛС, отличающихся значениями параметров и назначением. В первую очередь следует унифицировать: от-качные системы, вакуумную арматуру (затворы, клапаны, натекатели, вакуумные вводы и др.), электромеханические, гидравлические и пневматические приводы, приспособленные для работы в высоком вакууме и др.
— К числу перспективных работ, обеспечивающих формирование электронных пучков, следует отнести дальнейшее совершенствование электронно-оптических систем сварочных пушек и создание модификаций источников питания на базе универсальных источников для использования в различных отраслях промышленности.
Ввиду того, что процесс плазменной резки сопровождается высоким уровнем шума и га-зопылевыделением, машины для резки должны эксплуатироваться только в специально оборудованных цеховых помещениях со звукопоглощающей облицовкой стен и потолка. Для защиты от высокочастотного шума в процессе плазменной резки рабочее место сварщика вынесено в специальную кабину управления. Машины должны оснащаться вытяжной вентиляцией, отсасывающей из-под листа в зоне резки продукты сгорания и испарения. Вентиляционная система должна предусматривать систему очистки от вредных выбросов озона, оксида азота, твердых частиц. Производительность вентиляции должна быть не менее
18000 м3/ч. Основным оборудованием для микроплазменной сварки являются аппараты и установки с источниками питания и плазмотронами. В зависимости от степени механизации и условий эксплуатации в комплект оборудования могут входить: механизм подачи присадочной проволоки, вращатель, механизм продольного перемещения плазмотрона либо изделия,, технологическая оснастка для сварки различных типов соединений, автономная система охлаждения и др.
Все источники питания для микроплазменной сварки состоят из следующих основных узлов: силовой блок постоянного или переменного тока, блок дежурной дуги и устройство ее поджига. В источнике размещены элементы коммуникаций по воде и газам, элементы автоматики: гидравлические реле, электро-газоклапаны, ротаметры, контакторы и др. Установка МПУ-4 предназначена для сварки черных, цветных, легких и тугоплавких металлов и сплавов малых толщин (0,15… 1,5 мм) в зависимости от физико-химических свойств свариваемых металлов и типа шва на постоянном и импульсном токах прямой и обратной полярности. Ступенчатая регулировка силы сварочного тока осуществляется переключением катушек трехфазного сварочного трансформатора, плавная — их перемещением.
Аппарат Н-146 предназначен для сварки черных и цветных металлов, в том числе алюминия и его сплавов, толщиной менее 2,5 мм на постоянном и переменном токе. Аппарат снабжен встроенной системой охлаждения и может быть использован как в стационарных, так и в полевых условиях. Регулировка сварочного тока осуществляется перемещением подвижных катушек однофазного сварочного трансформатора.
Аппарат Н-155 предназначен для сварки переменным асимметричным током алюминия, магния и их сплавов при толщине 0,4. .2,5 мм. Безынерционное регулирование сварочного тока производится путем изменения угла открытия силовых тиристоров, раздельно включенных в цепи электрода и плаз-мообразующего сопла. Аппарат обеспечивает плавное нарастание и снижение силы сварочного тока, высокую устойчивость сварочной дуги вследствие ускоренного перехода сварочного тока через нулевое значение и инжектирования при этом в дуговой промежуток стабилизирующих импульсов напряжения.
Аппарат И-167 предназначен для сварки черных и цветных металлов (кроме алюминия, магния и их сплавов) толщиной 0,5…3 мм в непрерывном и импульсном режимах тока прямой полярности. Принцип работы аппарата основан на формировании крутопадающей (близкой к “штыковой”) внешней вольт-амперной характеристики сварочного трансформатора в результате подмагничивания постоянным током магнитного шунта, расположенного между первичными и вторичными обмотками трехфазного сварочного трансформатора. Аппарат характеризуется пониженными пульсациями сварочного тока и высокими нагрузочными параметрами, что позволяет его применять в составе автоматических линий и механизированных участков при высоких скоростях сварки. В аппарате обеспечивается снятие напряжения с плазмотрона при преднамеренном или случайном обрыве дежурной дуги, а также плавное гашение дуги (заварка “кратера”) в конце процесса сварки.
Установка предназначена для сварки черных и цветных металлов (кроме алюминия, магния и их сплавов) толщиной 0,1… 1,5 мм в непрерывном и импульсном режимах горения дуги. Принцип безынерционного плавного регулирования сварочного тока в установке основан на изменении индуктивного сопротивления одного из двух трехфазных дросселей переменного тока, включенных последовательно со вторичными обмотками трехфазного сварочного трансформатора, имеющего жесткую вольт-амперную характеристику. В установке предусмотрено обеспечение плавного гашения сварочной дуги (заварка “кратера”) в конце процесса сварки, а также снятие напряжения с плазмотрона при преднамеренном или случайном обрыве дежурной дуги. Установка снабжена выносным пультом дистанционного управления.
Требования, предъявляемые к конструкции плазмотрона, достаточно высоки. Он должен обеспечивать: стабильное горение дежурной и основной дуги в рабочем диапазоне токов; диэлектрическую прочность при высокочастотном поджиге дежурной дуги; надежную защиту металла сварочной ванны от воздействия атмосферы; безотказную работу наиболее теплонагруженных элементов — электрода и плазмообразующего сопла, а в случае необходимости простоту их замены; возможность точной центровки электрода относительно канала плазмообразующего сопла и регулировки его продольного перемещения; удобство и маневренность при сварке. Типовая схема плазмотрона представлена на рис. . Основой конструкции являются катодный К и анодный А узлы, разделенные между собой изолирующей шайбой Ш. В катодный узел входят: электрод 2, цанга б, вкладыш 3 регулировки вылета электрода, верхний корпус 4 с коммуникациями подвода тока и плазмообразующего газа—аргона. Анодный узел включает: плазмообразующее 9 и защитное 8 сопла; нижний корпус 7 с камерой охлаждения и коммуникациями подвода тока, защитного газа и охлаждающей воды. Для изоляции цанги 6 крепления электрода и нижнего корпуса 7, находящихся под разными потенциалами, между ними установлена изолирующая втулка 5. Сверху катодный узел закрыт крышкой /. В табл. приведена техническая характеристика серийно выпускаемых плазмотронов. Наиболее широкое применение нашли плазмотроны типа . Р-45 и входящие соответственно в комплект установок и выпускаемые ранее для микроплазменной сварки алюминия и др. Плазмотроны ОБ и ОБ-2 отличаются новыми конструкторскими решениями, улучшенными техническими характеристиками, удобством в эксплуатации и обслуживании, ими комплектуются новые источники .
Специализированное оборудование для механизации и автоматизации процессов микроплазменной сварки серийно не изготавливается. Для этих целей используются аппараты и установки доукомплектованные универсальным стандартным оборудованием либо специальным оборудованием и технологической оснасткой целевого назначения.
