10.02.2020

Вращатели для сварки кольцевых швов

Изготовление сварочного вращателя

Качество шва зависит от опыта сварщика и правильно подобранного оборудования. Но при выполнении кольцевых швов, если есть возможность проворачивать стык, может возникать брак в соединении из-за рывков во время вращения. Чтобы этого избежать используют сварочный вращатель. Он особенно полезен, когда требуется выполнять много однотипных кольцевых швов. Такое приспособление продается наряду с оборудованием по сварке в магазинах, но его можно изготовить и своими руками. Для этого понадобятся чертежи, заготовки рабочих элементов, и двигатель. Перед разработкой лучше ознакомиться с видео о принципах функционирования сварочных вращателей, и их разновидностях, чтобы лучше понимать какой необходим конечный результат.

Почему стоит сделать самому?

Вращатель сварочный роликовый, изготовленный своими руками, экономит некоторую сумму средств из семейного бюджета, а работать может так же как и магазинный. Разрабатывая конструкцию самостоятельно, можно создать модель подходящую для конкретных видов сварочных работ, которая будет устойчиво стоять при вращении и позволять ровно вести шов.

Использование такого приспособления позволяет:

выполнять сварку на трубах разного диаметра;
приваривать фланцы к торцам труб;
изготавливать бочки и баки разных размеров;
автоматическое вращение изделия позволяет ускорить сварочный процесс, состоящий из однотипных кольцевых швов;
улучшить рабочие условия для сварщика;
повысить качество сварки за счет поддержания постоянной скорости на протяжении ведения всего шва, что избавляет от наплывов и непроваров;
при креплении горелки на кронштейн над местом соединения труб полностью автоматизировать процесс.

Разновидности и чертежи

На видео можно ознакомиться с разнообразными моделями вращателей, созданных своими руками. Сварка с их помощью выполняется гораздо легче, благодаря повышенной концентрации внимания сварщика на горении дуги и формированию шва, без отвлечений на ручное вращение конструкции.

Свой первый вращатель для сварки можно смастерить несколькими способами. Схема будет зависеть от последующего применения и видов накладываемых швов. Поэтому, перед закупкой деталей и элементов, стоит рассмотреть различные фото подобных приспособлений, чтобы определиться с видом конструкции.

Роликовые версии

Для сварки кольцевых швов на трубах диаметром от 25 до 1000 мм активно используются вращатели сварочные роликовые. На видео понятен их принцип работы. Изделие выставляется на четыре ролика, где один или сразу два являются ведущими (к ним подсоединен привод), а остальные поддерживающими. Ролики крепятся к общему основанию, прорези в котором позволяют изменять расстояние между вращающимися опорами.

Двигатель приводит в движение ведущий ролик. Скорость вращения изменяется редуктором, снижающим обороты на порядок и тиристорным регулятором, замедляющим ход до сварочной скорости. Дополнительно, горелку от полуавтомата можно прикрепить над местом стыковки труб, а кнопку включения сварки вывести отдельно. Тогда весь процесс можно автоматизировать и выполнять стоя в стороне.

Барабанные модели и с вращающимся основанием

На других видео можно встретить вращатели, где основой служит кулачковый шпиндель (прижимной барабан) от токарного станка. Это приспособление имеет основание, на котором закреплен вал с барабаном на конце. Труба устанавливается в кулачки. К ней прихватывается ответная часть. Вращение происходит как и в предыдущей версии. Недостатком служит ограничение в диаметре используемых труб (это зависит от ширины развода кулачков).

Еще одной моделью сварочного вращателя является конструкция, где крутится не само изделие, а основание под ним. На видео понятно, что этот вариант хорошо подходит для круговых швов под приварку фланцев. Переворачивая изделие можно выполнить сварку как внутри, так и снаружи. Поэтому, определяясь с моделью вращателя, стоит учесть какие виды швов придется выполнять чаще (кольцевые на стыке двух труб или круговые для присоединения фланца), и после этого приступать к созданию.

Изготовление вращателя

Для создания самодельного вращателя с роликовой частью потребуются:

электродвигатель;
металлическая плита-основание;
редуктор;
тиристорный регулятор;
ролики;
органы управления.

Мотор может быть с различными параметрами, главное чтобы он работал от 220 V на переменном токе. Мощность 1200 Вт или 3000 Вт значения не имеет, поскольку его обороты будут все равно слишком велики для ведения сварки. Но чем выше значение мощности, тем больше это устройство будет потреблять электроэнергии, что невыгодно при долгих работах.

Для уменьшения скорости вращения в схему устанавливают редуктор. Можно подобрать сразу модель, которая принимает обороты двигателя, а за счет шестеренок разного диаметра, выдает скорость вращения, приемлемую для сварки. Если же это невозможно, то стоит использовать дополнительный редуктор. В случаях работы с трубами одного и того же диаметра, этого будет достаточно. Но если величина изделий не постоянна, то стоит сделать изменение вращения плавным с помощью тиристорного регулятора.

В качестве основания подойдет лист металла 5-10 мм толщиной. Под ролики следует изготовить П-образные «уши», крепящиеся к основанию болтом. В плите стоит сделать прорези, позволяющие менять расстояние между роликами. Это даст работать с трубами разных диаметров. Крутящий момент передается на ось одного из роликов, что приводит в движение и находящуюся на нем конструкцию.

Для управления можно вывести кнопку на проводе, которую сварщик будет держать в руке и нажимать во время начала сварки. Альтернативным вариантом является установка педали на полу, наступая на которую будет запускаться механизм.

Читать еще: Ацетиленовая сварка технология

Использование вращателя для сварки позволяет повысить производительность и улучшает рабочие условия сварщика. Положительно это влияет и на качество соединения. А изготовления такого приспособления самостоятельно еще и экономит средства.

Сварочные вращатели и манипуляторы

Полезным вспомогательным оборудованием является сварочный вращатель. На него устанавливаются круглые заготовки, плотно фиксируются. Варить фитинги, фланцы можно непрерывно, достаточно отрегулировать скорость поворачивания механизма вокруг своей оси под режим сварки. Она у каждого сварщика своя, зависит от опыта.

Поворотное оборудование облегчает труд сварщика, избавляет от излишних манипуляций. Цилиндрические заготовки не нужно постоянно переставлять, сделать это одной рукой бывает непросто.

Устройства постоянно совершенствуют:

автоматизируют;
оснащаются блоками управления.

Вращательное приспособление – это не просто поворачивающиеся подставки, а удобные манипуляторы, используемые на больших промышленных предприятиях и в маленьких мастерских. Наплавочные круговые швы получаются аккуратными, ровными.

Определение и назначение вращателей

Оборудование разрабатывалось для сварки кольцевых швов соосных конструкций, циклонов, газоходов, трубопроводов сложной конфигурации. Сварочный вращатель состоит из трех основных узлов:

опорная конструкция в виде платформы или опорных стоек;
узла крепления деталей;
поворотного механизма, обеспечивающего необходимую скорость поворота сварных заготовок.

Грузоподъемность механизмов достигает нескольких тонн. Скорость вращения зависит от мощности электропривода. Крутящий момент до 200 ньютонов передается на ось.

Вспомогательное устройство обеспечивает рациональное расположение свариваемых заготовок. Механизм работает в ручном и автоматическом режиме. Установлен на массивной или жестко закрепленной платформе. Конструкция стабилизирует положение трубных заготовок, при фиксации зазор регулируется. Расстояние между далями зависит от коэффициента линейного расширения сплава.

При выборе устройства важно учитывать пространственное положение заготовок. Вращательные приспособления предназначены для работы в горизонтальном или вертикальном положении. Есть универсальные модели, на которых ось устанавливается под любым нужным углом, они нужны для создания сегментных элементов сложной геометрии.

Область применения

Оборудование выпускают различных размеров, грузоподъемности, типов. Сварочный вращатель удобен при формировании внутренних и наружных швов. Без этого вспомогательного механизма невозможно надежное соединение деталей различной формы:

круглых;
цилиндрических;
сегментарных;
полусферических.

Сварочный вращатель применяют при любом виде сварки:

электродуговой обычной и с применением флюсов;
аргоновой и в среде другого газа, защищающего расплавленный металл от окисления;
сварки полуавтоматом с применением наплавочной проволоки;
газовой;
лазерной;
плазменной;
автоматической, подставка может вращаться со скоростью до 4 тысяч оборотов в минуту.

Оборудование часто применяется для работы с трубными заготовками. Их сложно фиксировать на рабочем столе или другой ровной поверхности. Вспомогательное устройство необходимо при реставрации дисков, литых круглых деталей в автомастерских. Наплавка истертых фрагментов упрощается, образуется ровный диффузный слой.

Классификация сварочных вращателей

Тип и конструкцию вспомогательного механизма выбирают под вид свариваемых элементов. Вращатель для сварки классифицируют:

по способу вращения и системе опорных частей;
количеству и числу осей поворота;
углу наклона;
системе привода (электрический, ручной или ножной);
по способу применения (универсальные, специализированные);
функциональности.

Горизонтальные

Предназначены для формирования кольцевых внутренних и наружных швов. У сварочного вращателя горизонтального есть функция остановки после полного кругового цикла. Допустимая длина заготовки – 2,5м, максимальный вес свариваемых изделий 6,3 тонны. Детали устанавливаются перпендикулярно опорной платформе, вращаются вокруг своей оси, положение сварочного оборудования стационарное.

Вертикальные

Обеспечивают вращение заготовок в вертикальной плоскости. Применяется:

при аргоновой автоматической и полуавтоматической сварке;
применении флюса;
наплавки металла.

Линейная длина обрабатываемых деталей – до 2 м, предельный вес – 2 т.

Роликовые

Особенность сварочных роликовых вращателей – деталь удерживается за счет собственного веса. Она укладывается на несколько пар роликов, которые обеспечивают вращение с необходимой скоростью. Предназначены для сварки мелких и крупногабаритных деталей, допустимая длина – 4 м. Оборудование выдерживает до 20 т. Производители выпускают роликовые вращатели-толкатели в большом ассортименте.

Универсальные

Название оправдано. Вращатели сварочные универсальные способны удерживать свариваемые элементы в любой плоскости. Предназначены для стационарной сварки сложных магистральных участков трубопровода. Допустимая длина свариваемых фрагментов – 1,9 м, общий вес конструкции до 2 т.

Что такое сварочные манипуляторы

Устройство сварочных вращателей и манипуляторов идентичное. Отличаются они по функциональности, электронному оснащению. Настройка программы занимает несколько минут, фиксация и разблокировка – автоматические.

Манипуляторы сварочные намного практичнее вращательных аналогов. Достоинства:

быстрая переналадка, легко меняется траектория движения деталей;
прочность соединений;
универсальность, один вид оборудования можно настроить для работы с деталями различных типоразмеров.

Модульная конструкция используется для автоматической и полуавтоматической сварки.

Разновидности манипуляторов

Модели различают по возможностям перемещения свариваемых заготовок, габаритам готовых узлов, весу. Сварочные манипуляторы бывают нескольких типов:

консольные;
карусельные;
рычажно-секторные;
одноопорные;
с двумя опорами (предназначены для удерживания длинных элементов);
универсальные с частичным или полным уравновешиванием относительно оси наклона;
манипуляторы-позиционеры, обеспечивающие маршевую скорость в любом положении;
специализированные, предназначенные для сварки элементов сложной конфигурации.

Оборудование приобретают для:

мелкосерийного производства;
единичного выпуска металлоизделий;
частой смене типа свариваемых деталей.

Читать еще: Держак для сварочного аппарата своими руками

При поточной работе, большом объеме выпуска сварных изделий покупка дорого оборудования экономически оправдана. Модели оснащают датчиками слежения. Они контролируют величину зазора, качество соединения. Система двойного контроля – залог надежного сварного шва.

Процент брака при применении вспомогательного поворотного оборудования незначительный. Дуга стабильно поддерживается, формируется ровный валик, шов получается без наплывов и прожогов. Автоматизированные вспомогательные устройства нужны для соединений, от прочности и герметичности которых зависит безопасность эксплуатации готовых сварных швов. Когда малейшее отклонение точки сварки негативно влияет на жесткость швов.

Модернизация комплекса для сварки кольцевых швов обечаек из легированной стали

Рано или поздно наступает такой момент, когда срок службы оборудования подходит к концу. Именно это и произошло на предприятии нашего клиента. Два сварочных вращателя, грузоподъёмностью 1 тонна каждый, подошли к рубежу своего срока эксплуатации. Вращатели уже потеряли способность точно выдерживать заданную скорость сварки, а у механизмов появились люфты, из-за этого ни о какой точности не могло идти и речи. Многочисленные поломки и последующие ремонты являлись причиной простоя производства и потери денежных средств.

В состав сварочного комплекса входили также два источника питания для аргонодуговой сварки на 300 Ампер, ремонтопригодность которых из-за слишком долгого срока службы и усталости также вызывала большие вопросы.

Медлить было нельзя, и на помощь пришли специалисты компании «ДельтаСвар», решающие такие задачи быстро и качественно. Из общения с заказчиком было выяснено, что необходимо поставить подобное по функциональности оборудование, но с бОльшим показателем грузоподъёмности. Под такое описание идеально подходил сварочный вращатель HB-12. Это надёжная и точная техника, которая будет выполнять свои прямые обязанности ещё долгие годы. К тому же, простота эксплуатации такого устройства сравнима с управлением микроволновкой.

Каждый вращатель необходимо было укомплектовать источником питания для сварки. Взамен отслуживших свой срок аппаратов в комплект поставки были включены источники питания EWM Tetrix 300 Comfort 2-0 puls TM. Эти аппараты оснащены спецпроцессами для сварки комфортной и качественной Tig-сварки. Они отлично подойдут как для текущих производственных задач по сварке легированной стали, так и для будущих проектов, предполагающих сварку нержавейки, меди и титана.

В один комплект оборудования входит:

Сварочный вращатель HB-12;
Сварочный аппарат для аргонодуговой сварки EWM Tetrix 300 Comfort 2-0 puls TM;
Механизм подачи проволоки Jetline;
Автоматическая сварочная горелка ABITIG 400 W MT;
Блок охлаждения горелки ABITIG 400 W MT
Комплект кабелей для подключения.

Специалисты «ДельтаСвар» обеспечили доставку полного комплекта оборудования до предприятия заказчика, произвели монтаж и пуско-наладку, а также провели обучение по настройке и работе оборудования. Сварщики и технологи прошли инструктаж по основным правилам безопасной и безаварийной работы с вращателем.

Появились вопросы? Позвоните нам по номеру +7 (343) 384-71-72 или напишите нам. Специалисты компании «ДельтаСвар» подберут подходящее сварочное оборудование и правильное решение для любой задачи!

СВАРОЧНЫЕ РОЛИКОВЫЕ ВРАЩАТЕЛИ

С началом применения вращателя процесс сварки значительно облегчился и стал более эффективным, автоматизированным. При помощи такого устройства изделие подлежащее сварке легко устанавливается в удобном для оператора положение. При этом обрабатываемая деталь перемещается со скоростью, соответствующей скорости формирования сварочного шва. Это сварочное приспособление представляет собой конструкцию из шкафа управления, стойки с циркулярным приводом и подвижной задней стойки. Существуют как ручные, так и автоматические вращатели.

Cварочный роликовый вращатель предназначен для вращения цилиндрических изделий со сварочной скоростью при автоматической сварке внутренних и наружных кольцевых швов, а также для установки изделий на маршевой скорости в положение, удобное для ручной и полуавтоматической сварки.

Важная особенность: с помощью вращателя достигается рациональное расположение свариваемого участка, за счет чего вспомогательное время на сварку сокращается до минимума.

Какие ролики выбрать?

Есть 3 типа роликов:

Прорезиненные	Стальные	Покрытые полиуретаном

Прорезиненные ролики – решают проблему не снятого усиления продольного шва, вращения деталей с выраженным эксцентриситетом, недогибом обечайки в зоне продольного стыка, вращения деталей с отклонениями от цилиндричности при использовании нескольких секций сварочного вращателя. Минус – затруднения использования при больших нагрузках.

Полиуретановые ролики – меньше изнашиваются, однако слой покрытия достаточно тонкий и жесткий, обладает достаточно малым трением о деталь. Затрудняет использование при значительных неровностях в области продольного сварного шва, когда деталь имеет эксцентриситет. В этом случае вращаемое изделие может проскользнуть, подпрыгнуть, подвиснуть (в случае использования нескольких секций вращателей).

Стальные ролики – выдерживают большие нагрузки и долговременный нагрев в зоне контакта с деталью. Однако при попадании между роликом и обечайкой шлака, брызг, окалины вдавливается в поверхность обечайки. А также имеют меньшую сцепляемость по сравнению с другими вариантами.

Какой вид конструкции выбрать?

По конструкции имеется три варианта:

Передвижные	Переставные	Самоустанавливающиеся

Переставные ролики – позволяют подогнать роликоопору под нужный диаметр, но не позволяют никак компенсировать неравномерность загрузки секций, неточности формы свариваемых деталей, задать направленный дрейф обечайки. При работе сварочного вращателя в режиме “кантователя” или ручной сварки это не мешает, если нет технологической потребности делать много оборотов детали при сварке. Если подобное ставить под автоматизацию – гарантированно будет дрейф детали в случайном направлении – насколько это повлияет на сварку зависит от скорости дрейфа и возможностей следящих систем.

Передвижные ролики – позволяют сделать точную подгонку под изделие, создать направленный дрейф. Соответственно вместе с буфером-упором антидрейфа эта система позволяет иметь минимальное смещение линии шва относительно неподвижной сварочной гол

Самонастраивающиеся опоры – имеют минимум по 4 ролика на секции расположенные на 4-х осях. Они позволяют работать с изделиями с большим эксцентриситетом, с тонкостенными обечайками, но у многих из них есть одно неприятное свойство – неустойчивая работа в среднем диапазоне диаметров и масс заготовок. Минус системы 2-4 ролика в том, что движение вниз внутренних роликов происходит, начиная с определенного веса заготовки.

Именно начиная с него опора “самоустанавливается”. Если планируется использование самоустанавливающихся роликоопор в широком диапазоне масс и диаметров – то не исключен вариант такой загрузки, что одна из секций ушла в режим “самоустановки” а вторая остается на 2-х роликах.

Синхронизация нескольких приводных секций роликоопор, тип и расположение приводных двигателей

Наиболее распространенный тип комплекта – 1 или 2 асинхронных двигателя на секцию +1 преобразователь частоты с входным регулирующим сигналом “ток” или “напряжение” – потенциометр настройки скорости вращения. Схема проста и нормально работает на 1 опоре.

Простейший вариант синхронизации 2-х таких секций – выдача управляющего сигнала одного уровня. При этом скорости синхронизируются, но нагрузки распределятся неравномерно, так как вращаемое изделие редко представляет собой правильный цилиндр – имеются овальности, которые могут быть по-разному ориентированы на разных частях емкости. Поэтому если одной приводной секции хватает на вращение 10 тонн, то 2-х хватит при такой схеме отнюдь не на 20 тонн, а возможно значительно меньше. На самом деле, перегружаться в таком случае будут оба привода: привод, который оказался на меньшем радиусе пытается один крутить тяжелое изделие с заданной скоростью, второй, который на большем – начинает раскручиваться и тормозить вращение до заданной скорости. Если ролики обрезиненные — за счет упругой деформации происходит некоторая компенсация такой неравномерности нагрузки. Если ролики стальные, то возможно проскальзывание или остановка вращения из-за токовой перегрузки приводов.

Сварочный роликовый вращатель с системой компенсации смещения обечайки грузоподъёмностью 500 т

Системы ведущий – ведомый – основаны на связях между приводами, при которой один из приводов вращает изделие с заданной скоростью, а остальные подключаются для снятия нагрузки с него по мере необходимости. В предельном случае скорости вращения и нагрузки могут быть вообще разными – вращение конических деталей.

AC или DC двигатель? Второй тип обладает большими стартовыми моментами, проще синхронизируется при больших мощностях. Первый – дешевле и неприхотлив в эксплуатации.

Расположение двигателей:

один на опору с приводом на 1 ролик – применимо для легких изделий без необходимости, какой-либо точности при вращении
2 двигателя на 2 ролика опоры — нормальная схема, но она предполагает расположение двигателей близко к поверхности обечайки, что затруднят использование в условиях повышенного нагрева поверхности изделия в области роликоопор. Есть конструкции, в которых двигатель экранирован или удален от поверхности, но это далеко не всегда.
1 вынесенный двигатель с передачей вращения на 2 ролика. Эта система позволяет работать на наплавке, с горячими поверхностями. Компактные вторичные редукторы уменьшают габарит роликоопор вдоль оси свариваемой обечайки.

У вас есть вопросы или Вам нужна дополнительная информация? Свяжитесь с нами!

Оценка статьи:

Загрузка...