Специализированные установки УД-4 и УД предназначены для плазменной наплавки с присадкой порошковой проволоки диаметром 2,0…3,5 мм или порошковой ленты сечением 2,5 х 5,0 или 4×8 мм. Первая из них используется для наплавки деталей типа “вал”, вторая — для наплавки соединительных элементов бурильных труб. Установки для плазменной резки серийно выпускаются только воздушно-плазменные (ВПР) механизированной резки “Киев-бМ” и АПР, источники питания которых построены по схеме, показанной на рис, б и ручной резки УПР и “Киев-4М”, источники питания которых построены по схемам.
В установках для ручной резки металлов малых толщин, рассчитанных на силу рабочего тока 20…80 А, плазмотроны конструктивно выполнены с воздушным охлаждением тепло-нагруженных элементов и подвижным сопловым узлом, обеспечивающим контактный под-жиг дуги; источники питания их выполняются по схеме, показанной на рис. 2.1, а. Установка подобного типа “Киев-Г рассчитана на резку металлов толщиной до 5 мм.
Технические характеристики установок для плазменной резки. Расход воздуха в установках ВПР составляет бычно 1…3 м3/ч , а воды — 0,3…0,5 м3/ч .
Плазменные установки непрерывно совершенствуются: повышается ресурс работы сменных узлов плазмотронов (катодов и сопл); снижается удельное энергопотребление, улучшаются массогабаритные, эргономические характеристики и расширяются их технологические возможности.
В качестве средств механизации при плазменной резке применяют следующие машины: портальные с ЧПУ для фигурного раскроя листового проката, шарнирно-консольные с магнитным копиром для фигурной разделки листа малых размеров (до 1,5 х 1,5), переносные типа самоходных тележек, перемещаемых по направляющим, для прямолинейных протяженных резов. Кроме того, применяются разнообразные виды специализированных машин узкого назначения для резки профильного проката и различных изделий.
Плазменные машины портального типа по конструкции механической части и системы управления унифицированы с машинами для кислородной резки. Однако отличаются от последних более высокими скоростными показателями. Характеристики портальных машин с ЧПУ для плазменной резки.
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.
Оборудование для различных способов ударной конденсаторной сварки тонких проволок и шпилек со всеми их разновидностями состоит из сварочного инструмента, источника питания конденсаторного типа и схемы управления. Принципиальных отличий в устройстве оборудования не имеется. Однако в каждой конкретной установке, аппарате, станке учитываются особенности реализуемой технологии (уровень давления, способ возбуждения дуги и др.).
Вследствие специфических особенностей ударной конденсаторной сварки, связанных с высоким напряжением зарядки конденсаторов, большим числом изменяемых параметров режима сварки, высокой стабильностью качества сварных соединений, оборудование для реализации этих способов, выпускаемое серийно или изготовляемое небольшими партиями, обычно специализировано по виду продукции. В основном, это установки: автоматы и полуавтоматы. В табл. приведена техническая характеристика некоторых установок для УКС.
Установка для УКС включает: регулятор напряжения /, зарядный резистор 2, коммутатор зарядного тока 3, выпрямитель 4, батарею конденсаторов 5 с регулируемой емкостью, разрядное сопротивление 6. (отсутствует в установках для приварки шпилек), коммутатор разрядного тока 7, ударный механизм 9 . Взаимодействие устройств, коммутирующих заряд и разряд конденсаторов, и спускового устройства ударного механизма контролируется системой управления СУ 8. Кроме принципиально необходимых элементов установки для ударной конденсаторной сварки могут содержать узлы повышения безопасности обслуживания и надежности работы, например, блокировки, препятствующие свободному доступу к заряженным конденсаторам или запрещающие включение разряда конденсаторов при отсутствии свариваемых деталей.
