В зависимости от назначения сварочные установки могут быть разделены на три основные группы:
1. Установки широкого назначения, к которым относятся: установки для сварки плоских секций; установки для сварки балок и других изделий, имеющих два или несколько швов, параллельных между собой; установки для сварки цилиндрических сосудов и других изделий, имеющих круговые, а часто и прямолинейные соединения.
2. Специализированные установки для сварки однотипных изделий в массовом производстве.
3. Автоматические и поточные линии.
Установки широкого назначения являются достаточно универсальными, так как обычно допускают сварку изделий различных размеров. Конструкция и эксплуатационные данные этих установок зависят от типа применяемой сварочной аппаратуры и вида изготовляемых сварных конструкций.
Установки для сварки плоских секций из отдельных листов нормального размера применяют в речном и морском судостроении при изготовлении нефтерезервуаров и в других отраслях промышленности.
При использовании подвесных или самоходных головок установка (рис. 167) состоит из балки, по которой передвигается тележка с подвесной головкой или самоходная головка. Балка перемещается по рельсовому пути от одного шва к другому. В первую очередь сваривают короткие поперечные соединения, а затем секцию поворачивают и сваривают продольные соединения.
Сварочными тракторами вся секция сваривается на обычном стеллаже. При переходе от сварки поперечных швов к сварке продольных не требуется поворота и точной укладки секции, так как трактор движется непосредственно по секции, нет необходимости выдерживать параллельность между рельсовым путем и свариваемым соединением.
Рис. 167. Установка для сварки плоских секций: 1 — сварочная головка, 2 — самоходная тележка, 3 — катучая балка, 4 — рельсовый путь, 5 — стенд для размещения свариваемой плоской секции.
Установки для сварки балок широко применяют в промышленности. Тавровые балки сваривают на установке (рис. 168), состоящей из тележки велосипедного типа с подвесной головкой, рельсового пути для велотележки и стеллажа для укладывания свариваемых балок.
Конструкция установки с самоходной головкой проще. Такая установка состоит из стеллажа для балок и рельсового пути для перемещения головки.
Однако с помощью такой установки можно сваривать только балки небольших размеров, так как сравнительно низкое расположение рельсового пути исключает возможность сварки высоких тавров и двутавров.
Рис. 168. Установка для сварки балок: 1 — подвесная головка, 2 — велотележка, 3 — стеллаж.
Установка со сварочным трактором состоит только из стеллажа для укладывания балок. Трактор надежно копирует свариваемые швы и поэтому отпадает необходимость в точном укладывании балок.
Установки для сварки цилиндрических сосудов также имеют широкое распространение. На них сваривают всевозможные емкости — котлы, резервуары газгольдеры и пр.
Для сварки сосудов применяют установки с самоходной головкой (рис. 169). Эти установки состоят из роликового стенда (на котором изделие вращается при сварке кольцевых швов) и балкона с рельсовым путем (для самоходной головки), смонтированного на велотележке.
Рис. 169. Установка для сварки цилиндрических сосудов: 1 — роликовый стенд, 2 — балкон с рельсовым путем, 3 — самоходная сварочная головка.
При переходе к сварке другого соединения велотележку перекатывают по рельсовому пути. Кольцевые соединения сваривают при неподвижной головке, во время сварки продольных соединений головка передвигается по рельсовому пути. С внутренней стороны соединения, как правило, сваривают тракторами.
При сварке сосудов сварочным трактором требуется только роликовый стенд для укладки и вращения сосуда. Сварка продольных швов выполняется при движении трактора по неподвижному сосуду.
Сварка кольцевых швов выполняется также при движении трактора, но по вращающемуся в противоположном направлении сосуду (с окружной скоростью, равной скорости сварки).
При сварке наружных швов рекомендуется находиться на легком балкончике с ограждениями. Сосуды малых диаметров сваривать тракторами на роликовых стендах неудобно, целесообразнее применять подвесные или самоходные головки (для продольных швов) и центровые вращатели. Кольцевые соединения на плоских изделиях (например, приварка фланцев) рекомендуется сваривать на карусельных станках со стационарно закрепленными головками.
Специализированные установки для сварки однотипных изделий, применяемые в массовом производстве, характеризуются высокой степенью механизации не только сварочных и сборочных, но также и вспомогательных (загрузочных, разгрузочных и др.) операций.
Поэтому приспособления для механизации этих операций часто являются составными частями установки, а сама установка представляет собой комплексный агрегат. Важность такого комплексного решения совершенно очевидна, если учесть последние достижения в области высоких скоростей и режимов сварки.
Например, при сварке под флюсом стыковых соединений металла толщиной 8—10мм уже достигнуты скорости более 200м/ч. При таких скоростях сварки машинное время резко сокращается, а трудоемкость сборочных и вспомогательных операций весьма значительна. Если эти операции не автоматизировать, то теряется выгода от применения высоких скоростей сварки.
В отличие от обычного сварочного оборудования станки-автоматы, а также механизированные поточные линии в большинстве случаев предназначены для сварки изделий одного типоразмера. Благодаря этому их конструкции индивидуальны и весьма разнообразны.
К таким установкам относятся, например, следующие: станок для автоматической сварки под флюсом или в углекислом газе шахтерских ламп, особенностью которого является автоматическое устройство, обеспечивающее непрерывную последовательность процесса сварки трех соединений (рис. 170);
сборочно-сварочный станок-автомат для сборки и газоэлектрической сварки стальных пустотелых шаров, выпускаемых в большом количестве (рис. 171).
Рис. 170. Станок для автоматической сварки шахтерских ламп.
Рис. 171. Станок-автомат для сборки и сварки пустотелых шаров.
Наличие в станке программного коммутатора и соответствующих устройств обеспечивает полную автоматизацию сборочно-сварочного цикла со всеми вспомогательными операциями.
Коммутатор является основным органом автоматического управления станком, задающим определенную программу рабочего цикла как по продолжительности выполнения отдельных операций, так и по их последовательности. Подаются заготовки и выдаются изделия также автоматически по наклонным желобам.
Целесообразным является совмещение сварочных и вспомогательных операций не только в одной машине, но и во времени. Таким совмещением операций характеризуются, например, вальцесварочные станки, предназначенные для изготовления кузовов шахтных вагонеток.
Вальцовка боковины, сборка ее с лобовинами и сварка выполняются одним сварочным агрегатом, что полностью исключает трудоемкие операции предварительной гибки боковины и сборки ее с лобными стенками, а также позволяет значительно улучшить качество сборки.
Поточные и автоматические линии используют исключительно в серийном и массовом производстве. Характерной особенностью поточных линий является механизация всех основных сварочных, сборочных и частично вспомогательных операций.
Примером автоматической линии с расчленением операций может служить автоматическая линия для сварки автомобильных колес (рис. 172).
Рис. 172. Схема автоматической линии для сварки автомобильных колес: 1 — сборочный пресс, 2 — распределяющий транспортер, 3 — сварочные автоматы, 4 — собирающий транспортер, 5 — автомат для зачистки шлака, 6 — пробивка отверстий, 7 — зачистка, 8 — пост контроля, 9 — пост исправления дефектов, 10 — главный конвейер сборки автомобилей.