Промышленные роботы YASKAWA серии AR для электродуговой сварки металлов в среде защитных газов

Промышленные роботы YASKAWA серии AR для электродуговой сварки металлов в среде защитных газов Вертолеты
Содержание
  1. Kuka kr 270 r2700 ultra f (kr quantec ultra)
  2. Kuka kr 3 r540 (kr agilus)
  3. Kuka kr 510 r3080 (kr 600 fortec)
  4. Kuka kr 6 r900 sixx cr (kr agilus)
  5. Kuka lbr iiwa 14 r820
  6. Активные элементы
  7. Быстрая интеграция
  8. Виды промышленной робототехники «кука»
  9. Выбор проволоки и метод ее подачи
  10. Дополнительные комплектующие
  11. Другие варианты сварки
  12. Дуговая сварка в среде защитных газов
  13. Инертные вещества
  14. Инструкция по сварке разными способами
  15. Интересные факты о роботах kuka
  16. Использование трехфазной дуги
  17. Используемые в работе газы
  18. Как подготовить кромки и собрать их
  19. Какими свойствами обладает газ
  20. Какое оборудование применяется в сварке
  21. Магний и алюминий
  22. Медь и ее производные
  23. Необходимые схемы и таблицы
  24. О вариативности использования роботов «кука»
  25. Оборудование для сварки
  26. Плюсы и минусы сварки в среде защитных газов
  27. Полуавтомат для сварки
  28. Популярные роботы kuka
  29. Преимущества и недостатки дуговой сварки в среде защитных газов
  30. При принудительном формировании шва
  31. Продукция «кука»
  32. Промышленные роботы yaskawa серии ar для электродуговой сварки металлов в среде защитных газов
  33. Работа с неплавящимся электродом
  34. Работа с плавящимся электродом
  35. Разновидности сталей
  36. Распространенные смеси газов
  37. Расчет расхода газа
  38. Реактивные и тугоплавкие стали
  39. Режимы сварки в газовой среде
  40. Рекомендации по технике сварки своими руками
  41. Роботы kuka
  42. Ручной метод сваривания в камере
  43. С вольфрамовым электродом
  44. С дугой, управляемой магнитным полем
  45. С какой скоростью варить
  46. С неплавящимся электродом
  47. С плавящимся электродом
  48. Сварка плавящимися и неплавящимися электродами
  49. Системы для подачи проволоки
  50. Скорость подачи проволоки
  51. Смесь аргона и гелия
  52. Суть процесса дуговой сварки в среде защитных газов
  53. Сущность сварки в среде защитных газов
  54. Сферы применения роботов «кука» в мире
  55. Технология сварки в среде защитных газов
  56. Угол наклона электрода
  57. Химические

Kuka kr 270 r2700 ultra f (kr quantec ultra)

Отличается сравнительно большой мощностью. Способен поднимать грузы весом до 270 кг, а радиус действия составляет при этом 2,7 м. Может быть использован для манипулирования тяжелыми и объемными деталями, обслуживания оборудования, загрузки паллет и др.

К преимуществам прибора относят:

  • высокую устойчивость к износу;
  • универсальность;
  • высокую производительность;
  • эффективность;
  • широкий радиус действия.

Kuka kr 3 r540 (kr agilus)

Предназначен для осуществления операций в ограниченных пространствах. Так же как и предыдущая версия, подходит для применения в лабораториях и для серийного производства самых маленьких деталей. Робот практически не нуждается в обслуживании и обладает максимально возможной точностью. Его радиус составляет 540 мм, грузоподъемность – до трех кг, собственный вес – 26 кг.

Преимущества модели:

  • Высокая точность производственного процесса.
  • Возможность применения практически во всех отраслях экономики. Наличие специализированного программного обеспечения. Высокая производительность и скорость работы.
  • Простота в обслуживании.

Kuka kr 510 r3080 (kr 600 fortec)

Разработан специально для работы с тяжелыми грузами. Отличается компактностью конструкции и максимальной производительностью. Прибор имеет широкое рабочее поле и увеличенное расстояние между центрами тяжести.

Достоинствами модели являются:

  • высокая эффективность и производительность;
  • гибкость и универсальность устройства;
  • зауженная конструкция прибора;
  • повышенная стойкость к износу.

Аппарат может успешно применяться в области манипулирования, погрузочных и разгрузочных работ, сварки, обработки поверхностей, сборочных процессов, резки металла и других материалов и т. д.

Kuka kr 6 r900 sixx cr (kr agilus)

Эта модель представляет собой высокоскоростной небольшой манипулятор, обладающий максимально возможной точностью. Она была разработана для работы в ограниченных пространствах на протяжении долгого времени. Этот робот подходит для использования в условиях лабораторий, серийном производстве мелких деталей и др., так как обладает предельно возможной точностью и не требует специального обслуживания. Робот оборудован распознающей системой первого поколения и может быть установлен на любой поверхности.

Его радиус составляет 901 мм, грузоподъемность – 6 кг, вес установки – 52 кг.

К достоинствам установки относят:

  • высокоточность;
  • обширную сферу применения;
  • отсутствие трудоемкого обслуживания;
  • возможность интеграции в масштабные производственные линии;
  • высокую скорость обработки деталей.

Kuka lbr iiwa 14 r820

Робот специализируется на операциях, связанных с измерительными работами и тестированием. Также может быть использован для обработки поверхностей, обслуживания стороннего оборудования, переноски предметов и паллетирования. Манипулятор оснащен системой распознавания нового поколения.

Особенностями модели являются:

  • небольшие размеры;
  • простота в обслуживании и установки модуля;
  • наличие специального программного обеспечения;
  • высокая скорость работы и производительность.

Активные элементы

Особенность сварки в том, что соединения вступают в реакцию с заготовкой и меняют свойства металла. В зависимости от вида металлического листа подбираются газовые субстанции и их пропорции. Например, азот активен к алюминию и инертен к меди.

Быстрая интеграция

Конфигурация Drag & Drop с использованием предварительно заданных профилей различных производителей сварочного оборудования (Binzel, ESAB, EWM, Fronius, Kemppi, Lincoln, Lorch, Megmeet, Migatronic, Miller или SKS) обеспечивает высокую совместимость и минимизирует риски и временные затраты при вводе в эксплуатацию.

Виды промышленной робототехники «кука»

Роботы компании KUKA делятся на несколько категорий в зависимости от своей грузоподъемности:

  • Маленькие роботы (до 10 кг). В эту группу входят предельно компактные устройства, обладающие высокой скоростью работы. Они предназначены для высокоточной работы с предельно маленькими деталями. К этой категории относится серия устройств AGILUS, предназначенных для сборки деталей в электротехнической промышленности. Эти роботы могут осуществлять высокоточную обработку, склеивать детали, упаковывать и проверять готовые изделия. Серия имеет несколько направлений. Роботы этой категории выпускаются для работ в обычных условиях, в чистой среде, а также в комплектациях, защищающих от взрывов или воздействия внешних агрессивных сред.
  • Небольшая нагрузка (5–20 кг). Линейка носит название KR CYBERTECH и оптимизирована для применения в условиях непрерывного производства. К таким направлениям относятся дуговая сварка, нанесение герметизирующих составов, клея и других веществ. Роботы этой категории отличаются предельно высокой точностью. Даже на огромных скоростях точность позиционирования рабочего инструмента составляет всего 0,04 мм. Особенностью этих манипуляторов также является возможность осуществления работ значительно ниже уровня установки самого робота.
  • Средняя нагрузка (30–60 кг). Эта серия манипуляторов предназначена для работы в экстремальных условиях, среди прочего в литейной промышленности, при осуществлении малярных, сварочных, а также погрузочных работ. Конструкция узлов, разработанная специально для этой серии, позволяет защитить элементы устройств от воздействия агрессивных внешних факторов и обеспечить длительный межрегламентный период.
  • Высокая нагрузка (80–300 кг). К манипуляторам этой категории относят серию KR QUANTEC. Это максимально надежные и эффективные устройства, подходящие для работы в любой отрасли экономики. Модульная сборочная система позволяет обеспечить гибкую комплектацию устройств, а продуманность расположения ключевых узлов устройств позволяет существенно сократить временные затраты на обслуживание техники. Производственную задачу облегчает возможность техники осуществлять максимально короткие тормозные пути.
  • Сверхмощные роботы (300–1300 кг). В эту категорию входят максимально мощные роботы с шестью осями и открытой кинематической системой. Их отличает повышенная грузоподъемность и скорость обработки тяжелых грузов на расстоянии до 6,5 метров.
  • Специальные модели. К ним относят серию РА, то есть роботы, предназначенные для укладки грузов на поддоны. Машины нечувствительны к пыли и воде, так как все ключевые энергосистемы находятся внутри защищенного корпуса.
  • Коллаборативная робототехника. Одним из первых чувствительных коллаборативных роботов, выпущенных компанией Кука в серийном производстве, стал LBR iiwa. Устройство способно успешно работать вместе с человеком. Его двигатели способны моментально реагировать на возникающие препятствия и запоминать действия, которым их обучает оператор установки.

Выбор проволоки и метод ее подачи

Самая важная характеристика, на которую нужно обращать внимание – прочность металла шва. Она предполагает отсутствие пор и трещин, высокое качество спайки. Чтобы этого добиться, используются следующие добавки:

  • титан (Ti);
  • кремний (Si);
  • марганец (Mn);
  • цирконий (Zr);
  • алюминий (Al).
Выбор проволоки
Прочность металла шва – самая важная характеристика при выборе проволоки.

Они препятствуют соединению кислорода с углеродом и образованию угарного газа СО. В результате остается только безвредный шлак.

Увеличение Mn и Si влияет на форму шва и текучесть ванны. Остальные элементы делают ее вязкой. Такая проволока хорошо подходит для варки труб.

Маркировка электрода состоит из:

  • цифры, означающей диаметр в миллиметрах;
  • индекса “св”;
  • процента содержания углерода;
  • буквенного обозначения химического элемента, который содержится в материале;
  • среднего содержания этого вещества.

Метод подачи электрода зависит от аппарата. При ручной спайке все делает специалист.

Полуавтоматическая сварка в среде защитных газов предполагает, что проволока подается автоматически.

Дополнительные комплектующие

Кроме автоматического аппарата в работе используются следующие аксессуары:

  1. Присадочные прутья. Необходимы для создания аккуратного шва на сложных металлах – цветных, нержавеющих, стальных. Состав выбирается в зависимости от металлического сплава. Выполняют роль припоя в паре с неплавящимся электродом.
  2. Проволока. Дополнительный элемент электродуговой сварки с аргоном. Подается автоматически из катушки, установленной на инверторе. Как и прутья, расплавляется в ровную дорожку при работе неплавящимся электродом.
  3. Шланги и фитинги. Это расходный материал, который периодически изнашивается и требует замены. Рекомендуется выбирать шланг такой длины, чтобы между аппаратом и рабочей зоной оставалось достаточно пространства.

Другие варианты сварки

Отдельно можно выделить сварочные работы под флюсом. В процессе плавки он сгорает и выделяет защитный газ. После этого образуется безвредный шлак.

Выбор защитной среды зависит от вида металлического листа. Правильные пропорции газов могут улучшить качество соединения, предотвратить дефекты, улучшить свойства деталей.

Дуговая сварка в среде защитных газов

При сварке в защитном газе электрод, зона дуги и сварочная ванна защищены струей защитного газа [1,2, 4, 18].

В качестве защитных газов применяют инертные газы (аргон и гелий) и активные газы (углекислый газ, азот, водород и др.), иногда — смеси двух газов или более. В нашей стране наиболее распространено применение аргона Аг и углекислого газа С02.

Аргон — бесцветный газ, в 1,38 раза тяжелее воздуха, нерастворим в жидких и твердых металлах. Поставляют и хранят аргон в стальных баллонах в сжатом газообразном состоянии под давлением 15 МПа.

Углекислый газ бесцветный, со слабым запахом, в 1,52 раза тяжелее воздуха, нерастворим в твердых и жидких металлах. Выпускают углекислый газ сварочный, пищевой и технический, имеющие соответственно чистоту 99,5, 98,5 и 98,0%. Для сварки газ поставляют и хранят в стальных баллонах в сжиженном состоянии под давлением 7 МПа.

Рассмотрим некоторые наиболее распространенные виды сварки в среде защитных газов.

Аргонодуговая сварка стали неплавящимся вольфрамовым электродом (температура плавления 3370°С, что выше температуры нагрева электродов в процессе сварки). Используется постоянный ток прямой полярности, улучшающий стабильность горения дуги. Внешняя характеристика источника питания должна быть падающей.

Смотрите про коптеры:  Роботизированная лазерная сварка - достоинства и разновидности

Сварку неплавящимся электродом применяют, как правило, при соединении металла толщиной 0,5—6 мм. Можно сваривать с расплавлением только основного металла (толщиной до 3 мм), а при необходимости усиления шва или заполнения разделки кромок (толщина более 3 мм) — и присадочного материала 1 (рис. 4.7). Последний подают в дугу вручную или механизмом подачи.

При применении аргона в качестве защитного газа на поверхности сварного шва отсутствуют оксиды и шлаковые включения.

Схема аргонодуговой сварки вольфрамовым электродом

Рис. 4.7.Схема аргонодуговой сварки вольфрамовым электродом:

  • 1 — присадочный стальной пруток или проволока, 2 — сопло;
  • 3 — токоподводящий мундштук; 4 — корпус горелки; 5 — неплавящийся вольфрамовый электрод; б — рукоять горелки; 7 — атмосфера аргона;
  • 8 — сварочная дуга; 9 — ванна расплавленного металла

Аргонодуговая сварка алюминиевых сплавов неплавящимся вольфрамовым электродом (см. рис. 4.7) ведется на переменном токе. Для зажигания дуги без короткого замыкания в сварочную цепь включается маломощный высоковольтный аппарат, называемый осциллятором. Осциллятор вырабатывает напряжение U = 3000-^8000 В, но чтобы обеспечить безопасность сварщика, оно имеет высокую частоту (f = = 250-^500 кГц). Внешняя характеристика источника питания должна быть падающей. Используется присадочная проволока из алюминиевого сплава.

При сварке неплавящимся электродом на переменном токе сочетаются преимущества дуги на прямой и обратной полярностях. Дуга прямой полярности горит стабильнее, однако дута обратной полярности обладает одним важным технологическим свойством: при ее действии с поверхности свариваемого металла удаляются оксиды. Одно из объяснений этого явления заключается в том, что поверхность металла бомбардируется тяжелыми положительными ионами аргона, которые механически разрушают пленки оксидов. Процесс удаления оксидов также известен как катодное распыление. Указанные свойства дуги обратной полярности используют при сварке алюминия, магния и их сплавов, применяя для питания дуги переменный ток.

Асимметрия электрических свойств дуги, обусловленная ее меньшей электрической проводимостью при обратной полярности по сравнению с прямой, приводит к ряду нежелательных явлений. В результате выпрямляющей способности дуги появляется постоянная составляющая тока прямой полярности. В этих условиях дуга горит неустойчиво, ухудшается очистка поверхности сварочной ванны от тугоплавких оксидов и нарушается процесс формирования шва. Поэтому для питания дуги в аргоне переменным током применяют специальные источники тока. В их схему включают стабилизатор горения дуги — электронное устройство, подающее импульс дополнительного напряжения на дугу в полупериод обратной полярности.

Аргонодуговая сварка алюминиевых сплавов плавящимся алюминиевым электродом ведется на постоянном токе обратной полярности (за счет катодного распыления обеспечивается удаление тугоплавкой пленки оксида А123 с поверхности сварочной ванны).

Схема процесса приведена на рис. 4.8. Нормальное протекание процесса сварки и хорошее качество шва обеспечиваются при высокой плотности тока (100 А/мм2 и более). При невысокой плотности тока имеет место крупнокапельный перенос расплавленного металла с электрода в сварочную ванну, приводящий к пористости шва, сильному разбрызгиванию расплавленного металла и малому проплавлению основного металла. При высоких плотностях тока перенос расплавленного металла с электрода становится мелкокапельным или струйным.

В условиях действия значительных электромагнитных сил быстрод- вижущиеся мелкие капли сливаются в сплошную струю. Такой перенос электродного металла обеспечивает глубокое проплавление основного металла, формирование плотного шва с ровной и чистой поверхностью и разбрызгивание в допустимых пределах.

В соответствии с необходимостью применения высоких плотностей тока для сварки плавящимся электродом используют проволоку малого диаметра (0,6—3 мм) и большую скорость ее подачи. Такой режим сварки обеспечивается только механизированной подачей проволоки в зону сварки. Повышенная плотность тока обуславливает необходимость применения источника питания с полого падающей (рис. 4.9) или жесткой внешней характеристикой.

Полого падающая внешняя характеристика источника питания пересекается со статической вольтамперной характеристикой дуги при больших значениях сварочного тока. Для сравнения: при ручной дуговой сварке используется круто падающая внешняя характеристика источника питания, что обеспечивает сравнительно небольшие значения сварочного тока в рабочем режиме.

Сварку выполняют на постоянном токе обратной полярности. В данном случае электрические свойства дуги в значительной степени определяются наличием ионизированных атомов металла электрода в столбе дуги. Поэтому дуга обратной полярности горит устойчиво и обеспечивает нормальное формирование шва, в то же время ей соответствуют повышенная скорость расплавления проволоки и производительность процесса сварки.

Схема сварки плавящимся электродом в атмосфере защитного газа

Рис. 4.8.Схема сварки плавящимся электродом в атмосфере защитного газа:

1 — сопло; 2 — токоподводящий мундштук; 3 — корпус горелки; 4 — атмосфера аргона; 5 — сварочная дуга; 6 — ванна расплавленного металла; 7 — кассета с проволокой; 8 — механизм подачи, 9 — плавящийся металлический электрод

Полого падающая внешняя характеристика источника сварочного тока для сварки алюминиевого сплава плавящимся электродом

Рис. 4.9.Полого падающая внешняя характеристика источника сварочного тока для сварки алюминиевого сплава плавящимся электродом:

1 — точка стабильного устойчивого горения дуги (рабочий режим)

Дуговая сварка стали в атмосфере углекислого газа выполняется только плавящимся электродом без покрытия при постоянном токе обратной полярности (см. рис. 4.8).

Применяется специальная сварочная проволока с большим содержанием раскислителей марганца и кремния. Диаметр сварочной проволоки 0,8—2 мм.

Режим сварки в среде С02 обусловлен теми же особенностями переноса электродного металла и формирования шва, которые рассмотрены для сварки плавящимся электродом в аргоне.

При высоких температурах сварочной дуги С02 диссоциирует на оксид углерода СО и кислород О, который, если не принять специальных мер, приводит к окислению свариваемого металла и легирующих элементов. Окислительное действие кислорода нейтрализуется введением в проволоку дополнительного количества раскислителей. Поэтому для сварки в С02 углеродистых и низколегированных сталей применяют сварочную проволоку с повышенным содержанием этих элементов (Св-08ГС, Св-10Г2С и т.д.). На поверхности шва образуется тонкая шлаковая корка из оксидов раскислителей.

Сварка в атмосфере углекислого газа в зависимости от степени механизации подачи сварочной проволоки и перемещения сварочной горелки может быть ручной, полуавтоматической и автоматической.

Преимущества сварки в среде С02 по сравнению с ручной дуговой сваркой и сваркой под флюсом: высокая степень защиты расплавленного металла от воздействия воздуха; возможность ведения процесса во всех пространственных положениях; возможность визуального наблюдения за процессом формирования шва и его регулирования.

В углекислом газе сваривают конструкции из углеродистой и низколегированной сталей. Преимущество полуавтоматической сварки в С02 с точки зрения ее стоимости и производительности часто приводит к замене ею ручной дуговой сварки покрытыми электродами.

Инертные вещества

Эти примеси придают стабильность дуге и позволяют проводить глубокую спайку. Они защищают металл от воздействия среды, при этом не оказывают металлургического воздействия. Их целесообразно использовать для легированной стали, алюминиевых сплавов.

Инертные вещества
Инертные вещества позволяют проводить глубокую спайку.

Инструкция по сварке разными способами

Существует 2 техники сварочных работ:

  1. Встык. Перед началом нужно точно подогнать детали, чтобы между ними не было зазоров. Используется, когда нужна высокая точность, например, при замене части листа. В этом случае выполняется единый шов, затем его зачищают.
  2. Внахлест. Одна деталь накладывается на другую. Можно не подгонять кромки друг к другу. Не требует большого опыта от сварщика, в отличие от предыдущего способа.

Интересные факты о роботах kuka

Интересные факты о роботах «Кука»:

  • Роботы этого производителя были отмечены в кинематографе («Умри, но не сейчас», части знаменитой бондианы).
  • Именно робот «Кука» в фильме «Код да Винчи» передает герою контейнер с криптексом.
  • «Кука» разработала первый в мире робот, который предназначается для перевозки людей. На сегодняшний день он используется в парке развлечений.
  • Конвейер «Кука» был смонтирован и в России на заводе «АвтоВаз» для производства «Лады-Калины» в 2022 году.

Современную промышленность уже сложно представить без автоматизированных систем и, в частности, роботов-манипуляторов. Их использование может существенно повысить производительность и уменьшить затраты на производство, сделав товар качественнее и дешевле.

Использование трехфазной дуги

При этом способе электрический разряд подается между тремя электродами, расположенными настолько близко, что теплая энергия действует в плавильном пространстве. Каждая из трех дуг имеет свою длительность горения. Последовательность задается чередованием фаз электрической дуги.

Использование трехфазной дуги
Сварка трехфазной дугой имеет ряд технологических преимуществ.

Используемые в работе газы

В промышленности чаще используются смеси нескольких элементов. Отдельно могут применяться такие субстанции: водород, азот, гелий, аргон. Выбор зависит от металлического сплава и от желаемых характеристик будущего шва.

Как подготовить кромки и собрать их

Несмотря на преимущества метода сварки, перед началом работ нужна подготовка.

Подготовить кромки
Перед началом работ нужно очистить металл от коррозии.

Если ею пренебречь, на выходе получится брак. Этапы:

  • выравнивание;
  • очистка от коррозии;
  • удаление заусенцев;
  • нагрев.

Какими свойствами обладает газ

Газообразные вещества делятся на те, которые вступают в реакцию с металлическими деталями, и те, которые не оказывают металлургического воздействия.

Первые улучшают химические свойства конструкции, делают спайку прочнее. Вторые нужны для улучшения свойств дуги, уменьшения брызг.

Какое оборудование применяется в сварке

Чаще всего применяются инверторы полуавтоматического класса. На них можно регулировать силу тока и подаваемое напряжение. Одновременно они служат источником питания. На рынке представлен широкий выбор агрегатов, различающихся мощностью и дополнительными опциями. Если варится металл средней толщины из популярных сплавов, достаточно простой модели.

Магний и алюминий

Чистый аргон обеспечивает хорошее качество шва, но он подходит только для тонких листов до 25 мм. Его смесь с гелием приводит к большому тепловложению. Улучшается слияние деталей. Применяется для толщины 25-75 мм.

Медь и ее производные

Для этого металла подходит аргон. Он уменьшает текучесть металла, но применяется только для тонких листов до 3 мм. Азот используется для защиты корней. Он уменьшает образование оксидных пленок.

Необходимые схемы и таблицы

Существует несколько способов подачи газовой среды:

  • центральный – параллельно стержню;
  • боковой – отдельно от электрода;
  • многоструйный – несколькими струями через подвижную насадку над рабочей средой.
Подача газовой среды
При сварке в защитных газах плавлением применяют мощную электрическую дугу.

Дуговая сварка в защитном газе улучшает качество соединения, делает его чистым и аккуратным. Методы защиты показаны на схеме.

Физические свойства веществ:

ГазТеплопроводностьТеплоемкостьПлотность
Ar0,190,5241,784
He1,665,2420,178
CO20,190,8211,978
H22,3614,2460,090
O20,9161,429
N20,291,0381,251

О вариативности использования роботов «кука»

Деление по категориям у производителя практически отсутствует, и устройства из различных классов вполне могут использоваться для решения одних и тех же задач, поставленных перед ними. Философия компании определяет, что все оборудование должно подбираться комплексно, исходя из особенностей производственных задач.

Этот постулат является определяющим в вопросе вариативности. Продукция компании имеет большую вариативность в методах применения. Смена задачи или внесение корректировок в процессе выполнения работ является естественным и логичным процессом.

Также стоит отметить, что любой свой робот KUKA рассматривает не как единичное, автономное устройство, а как часть специализированной модульной производственной линии, которая может быть перенастроена под выпуск практически любой продукции. Помимо этого, модели разных классов могут быть собраны в одно устройство.

Смотрите про коптеры:  Простой аэробот за час

Оборудование для сварки

Технология дуговой сварки в защитных газах предполагает использование в качестве источника питания инверторов с широкой регулировкой величины сварочного тока. 

В комплект оборудования входят устройство подачи сварочной проволоки и газовая система с баллонами, понижающими редукторами, шлангами. Сварку плавящимся электродом ведут постоянным или импульсным высокочастотным током.

Плюсы и минусы сварки в среде защитных газов

Широкий диапазон подходящих веществ обеспечивает большое распространение такого способа в промышленности. Основные преимущества:

  • удобство процесса, т.к. можно варить из разных положений;
  • отсутствие шлака и флюса;
  • высокое качество швов на разных металлах;
  • возможность наблюдения за справкой деталей;
  • легкость механизации и большая производительность;
  • невысокая стоимость.

Недостатками метода можно назвать:

  • световую и тепловую радиацию дуги;
  • опасность газовой аппаратуры;
  • необходимость остывания горелок;
  • отклонение струи газа движением воздуха.

Полуавтомат для сварки

Сварочные аппараты с функцией подачи защитной среды разделяются на 2 типа: локальный и общий. В первом случае газ поступает напрямую из сопла. Этот вид наиболее популярен в промышленности. Он подходит не для всех изделий, но позволяет получить удовлетворительный результат. Если конструкция слишком большая, в зону плавления может попасть воздух, тогда качество сильно упадет.

Для крупногабаритных деталей рекомендуется использовать агрегаты с функцией регулировки атмосферы. Она работает следующим образом:

  • из внутренней полости откачивается воздух;
  • закачивается газ;
  • проводится сварка с дистанционным управлением.
Полуавтомат для сварки
Полуавтоматическая сварка – одна из самых часто используемых в профессиональной среде.

Популярные роботы kuka

Роботы, созданные компанией KUKA, успешно применяются практически во всех производственных областях. Преимущественно они используются для обработки материалов, перемещения грузов, сварочных работ и т. д.

Преимущества и недостатки дуговой сварки в среде защитных газов

Расскажем о преимуществах дуговой сварки в среде защитных газов, которые отличают этот метод от других: 

  • высокие характеристики шва;
  • бюджетная цена большинства элементов;
  • обеспечение высококлассной защитой;
  • простота освоения технологии, доступность использования методики на крупном производстве;
  • возможность модернизации, переноса в автоматический порядок и адаптации к любым внешним условиям;
  • сварка металла любой толщины;
  • высокая производительность;
  • возможность сварки металлов, наделенных устойчивостью к коррозии: алюминия, цветных металлов и других.

Следует обратить внимание на ряд недостатков:

  • сварка в открытом пространстве грозит выветриванием газообразных смесей и требует идеальной герметичности камеры;
  • при сварке в закрытом пространстве необходимо наличие мощной системы вентиляции в помещении.

В целом, дуговая сварка в защитном газе – простая, эффективная, экономически выгодная методика.

Использование в сварке баллона с газом может доставлять неудобства при перемещении с места на место. Однако в этом случае сварщик использует специальную тележку, что значительно упрощает процесс. Затраты на газ, например, аргон, проволоку и полуавтомат минимальны.

Важно, что в результате мы получаем отличное качество шва, возможность работать на открытом воздухе и в закрытом помещении, варить тонколистовой и толстолистовой металл. 

При принудительном формировании шва

Существуют устройства, удерживающие сварочную ванну. Они нужны, чтобы правильно сформировать место соединения деталей. Это могут быть вращающиеся диски, медные ползуны. Применяемые детали охлаждаются водой.

Продукция «кука»

Современная продукция компании создается на основе сочетания важнейших идей в области мехатроники, развития облачных технологий и разнообразных мобильных платформ. При этом решения, применяемые производителем для реализации задач, позволяют компании не только реализовывать отдельные приборы, но и создавать полноценные производственные линии.

Ключевыми направлениями развития компании стали:

  • Создание робототехнических систем. Сюда входят промышленные роботы с различной грузоподъемностью и подходящие для использования в любой из отраслей экономики.
  • Разработка и создание производственных машин. Эта технология позволяет изменять стандартизированные системы, внедряя их в индивидуальные производственные процессы.
  • Создание производственных систем KUKA. Сюда входят: консультация, разработка плана, создание процессов и систем полного цикла.
  • Повышение мобильности. Это направление стало ключевым для всех этапов производства.
  • Технологические процессы. Это направление включает в себя разработку как специализированных сварочных процессов, так и других методов соединения.

Промышленные роботы yaskawa серии ar для электродуговой сварки металлов в среде защитных газов

Работа с неплавящимся электродом

Сварщики используют данный способ для неферромагнитных веществ. Чаще всего неплавкий электрод делают из вольфрама. Но также могут применять электротехнический уголь или графит. Профессионал отлично чувствует глубину, на которую проплавляется металл.

В сочетании с самостоятельным управлением горелкой и присадочным материалом можно исключить появление непроваренных участков швов и другие отклонения от нормы. 

Дуговая сварка неплавящимся электродом в защитном газе в основном предназначена для тонкостенных металлических изделий. Если же изделие выполнено из толстого листа металла, возможны трудности в процессе.

Сварка плавящимся электродом особенно популярна среди мастеров, которые, проявляя творчество и фантазию, создают декоративные изделия из нержавеющей стали. 

Работа с плавящимся электродом

Плавящийся электрод более доступен и прост в эксплуатации, чем его неплавкий аналог. Он позволяет использовать менее дорогостоящее оборудование и обработать больше типов металла.

Используя данный метод, сварщик может работать в труднодоступных местах, гибко определять свою позицию в пространстве, планировать расположение техники, деталей и конструкций. 

Из недостатков этого способа дуговой сварки в защитных газах можно выделить:

  • выброс агрессивных и опасных веществ в атмосферу;
  • кропотливость и сложность работы даже для специалистов с существенным опытом;
  • низкую скорость;
  • повышенное влияние магнитных полей на дугу.

В углекислотной среде сварщики могут использовать и порошковую проволоку. Если для изделия действуют повышенные требования качества, перед сваркой проводят специальные испытания проволоки.

Разновидности сталей

Углеродистую стальную конструкцию можно варить с СО2, тогда получатся глубокая спайка и большая скорость. А можно взять смесь Ar и СО2. Это защитит от разбрызгивания и деформации. Нержавеющую сталь лучше защищать He, Ar, и СО2. Это обеспечит тонкий шов, отсутствие окисления и прожогов.

Распространенные смеси газов

Активные вещества смешивают с инертными, чтобы увеличить устойчивость дуги, повысить производительность работ, изменить форму шва. При таком способе часть электродного металла переходит в область плавления.

Самыми популярными считаются следующие сочетания:

  1. Аргон и 1-5% кислорода. Используется для легированной и низкоуглеродистой стали. При этом понижается критический ток, улучшается внешний вид, осуществляется профилактика появления пор.
  2. Углекислый газ и 20% О2. Применяется для углеродистого стального листа при работе плавящимся электродом. Высокая способность смеси к окислению дает глубокое проплавление и четкие границы.
  3. Аргон и 10-25% СО2. Используется для расплавляемых элементов. Это сочетание увеличивает стабильность дуги и надежно защищает процесс от сквозняков. Добавление СО2 при сварке углеродистой стали позволяет добиться однородной структуры без пор. При работе с тонкими листами улучшается формирование шва.
  4. Аргон с СО2 (до 20%) и О2 (до 5%). Применяется для легированных и углеродистых стальных конструкций. Активные газы помогают сделать место плавки аккуратным.
Распространенные смеси газов
Аргон и кислород – самое популярное сочетание газов для сварки.

Расчет расхода газа

Есть несколько способов посчитать, сколько газовой смеси израсходуется во время сварки. Нужно учитывать вид производства – массовое или единичное. Для мелкосерийного изготовления деталей можно применять следующую формулу:

N=PxR, где P – расход проволоки в килограммах, а R – коэффициент затрат газа на 1 кг электродов. Последний рекомендуется указывать в пределах 1,15-1,3.

Реактивные и тугоплавкие стали

Для таких стальных конструкций подходит смесь Ar и 1-4% О. Сварочная ванна получается более жидкой, не остается прожогов, увеличивается скорость работы. Валики шва получаются аккуратными и чистыми.

Сварка в газовой среде используется на промышленных предприятиях для массового производства деталей и изготовления единичных заказов. Она может выполняться ручным, автоматическим и полуавтоматическим способами.

Режимы сварки в газовой среде

Сварочные работы в защитном газе включают следующие характеристики:

  • сила тока;
  • напряжение;
  • скорость подачи проволоки;
  • угол наклона электрода;
  • его диаметр.
Режимы сварки в газовой среде
Режим сварки зависит от вида свариваемого металла, габаритных размеров и формы изделия.

Существуют стандартные значения для металлических сплавов и химических элементов защиты, они указаны в ГОСТах.

Рекомендации по технике сварки своими руками

Мастеру важно следить не только за ровностью шва, но и за тем, чтобы ванна не выходила из защитной среды. Для этого сначала нужно включить газ, а после этого поджечь дугу. Если сделать наоборот, металл окислится и соединение получится некачественным.

Роботы kuka

large

То, что вчера казалось эксклюзивным, сегодня уже поставлено на конвейер. Одновременно растет и качество, и количество. На заводе BMW в Мюнхене площадью 500 тыс. кв. метров 650 роботов ежедневно изготавливают почти 900 машин. Трудятся неустанно. Но эти трудяжки были рождены не здесь, а совсем в другом месте – в KUKA Robotics — в Аугсбурге, городе, расположенном на юго-западе Баварии. 150 сотрудников этой компании производят до 10 тыс. промышленных роботов в год. Здесь никто не боится, что их творения захватят мир – здесь все любят свои детища. Все, включая директора Удо Ирса.

Робот всегда готов прийти нам на помощь, но мы не всегда готовы ему помочь.

Дело в том, что если он  сделает что-то не так, ответственность всегда лежит на программисте. Умный механизм на самом деле не может сам принимать решение, он только выполняет инструкции, которые пишет программист.

Внешний вид и возможности. Человек против робота

Порой робот состоит только из одной руки. У него нет ни ног, ни головы. Но в большинстве случаев этого бывает достаточно – хватает в полной мере. Ведь рука, которая занимается производством машин, состоит из 750 деталей. Это в 3 раза превышает количество косточек в скелете человека. Рука KUKA состоит их плеча, предплечья, локтя и запястья, но, в отличие от человека, на этом тело робота заканчивается. Правда человеческая рука может принимать бесконечное число положений, части же робота могут лишь вращаться вокруг одной оси, но этот недостаток компенсируется количеством вращаемых деталей.

Помимо необычайной гибкости есть еще одно преимущество – сила. Чтобы придать роботу настоящую силу, на каждую руку устанавливается не менее шести двигателей. Таким образом, мощность увеличивается до мощности машины, а крутящий момент и вовсе превосходит аналогичные показатели у автомобилей. Благодаря такой мощи можно с легкостью поднять 1300 кг на высоту до 3 метров.

Сила и гибкость есть, а как насчет точности? Вряд ли кто-то захочет видеть у себя на производстве большие неуклюжие автоматизированные системы. Секрет повышенной точности кроется в  моторе. Движение обеспечивают так называемые шаговые двигатели. Электромагниты, используемые в моторах, могут обеспечить точность до десятой доли миллиметра (0,1 мм). Так действовать могут только самые опытные специалисты. Но пока у нас есть одно преимущество: ни один робот не достиг еще той ловкости, с которой человек орудует своими пальцами. Но это, и это следует подчеркнуть, временно. Даже сегодня  KUKA уже научились преодолевать подобный недостаток. Дело в том, что роботы могут менять запястья в зависимости от предстоящих манипуляций.  С помощью разных наконечников один и тот же роботизированный механизм может выполнять как грубую, так и очень тонкую аккуратную работу.

Смотрите про коптеры:  Определение робота. Классификация роботов (Обзор Сбербанка, часть 2) — Журнал «Я Robot»

Но все же главное, что отличает нас от них, — возможность самостоятельно принимать решения. Робот же лишь может выполнять алгоритм, который ему прописывают.

В 1961 году, когда был создан первый экземпляр робота, его сопровождал компьютер размером с железнодорожный вагон. В наше время специалист задает программу в трехмерном редакторе и сохраняет ее на носителе размером с мизинец – флеш-память. Затем он вставляет флешку в блок управления – и все, автоматическая система сможет проделывать одну и ту же операцию бесконечное количество раз и практически без ошибок.

Некоторые считают, что умные механизмы могут писать картины не хуже Рембранта, потому что у художника не было под рукой компьютера и планшета! Сейчас есть и такие роботы, которые управляются рукой человека. Они запоминают все движения и в точности повторяют их.

Недавно призванные в армию Кука роботы проводят тренировки в отдельных клетках  на случай, если они вдруг вздумают устроить революцию (так производится их тестирование). Позже они отправятся в разные точки света, чтобы изо дня в день выполнять одни и те же операции. Например, на заводе BMW им придется ежедневно работать на конвейере протяженностью чуть менее 12 километров. Кузов машины создается в течение 3-х минут с помощью 12-ти синхронно работающих механических рук. Затем менее чем за 5 минут он красится.

Сварка роботами Kuka на автомобильном заводе

Но не стоит забывать одну простую истину, что робот хорош настолько, насколько его сделает таким человек. Как роботы, занятые сваркой, справляются в России, в частности на заводе Ростсельмаш, читайте в следующей статье (кликните на выделенном слове мышью).

Обязательно посмотрите видео. Очень интересно и познавательно. Лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать!

Ручной метод сваривания в камере

Если нужен непосредственный контроль процесса, сварка происходит в комнате, которая заполняется газом. Специалист работает в скафандре с индивидуальной системой дыхания. Это сложная работа, которая требует высокой квалификации.

Ручной метод сваривания в камере
Ручной метод сваривания в камере позволяет контролировать процесс.

С вольфрамовым электродом

Это самый распространенный вид неплавящихся электродных материалов. Подходит для большинства металлов, в том числе для титана, бронзы, золота.

Преимущество в том, что пространственное положение и режим сварки могут быть любыми.

С дугой, управляемой магнитным полем

Это новый способ контроля процесса, при котором горение управляется напряженностью вокруг сварочной ванны. Во время сварки создаются области с густыми и редкими линиями индукции. Электрический разряд отклоняется между ними.

С дугой, управляемой магнитным полем
Сварка с дугой, управляемой магнитным полем, широко применяется для соединения металлов.

С какой скоростью варить

Этот параметр напрямую влияет на качество шва. Если дуга движется слишком быстро, соединение получается прерывистым и тонким. Если движения сварщика медленные, стык будет широкий, расплывчатый.

Скорость
Скорость сваривания влияет на качество шва.

С неплавящимся электродом

В качестве защитной среды используются инертные газы: аргон, гелий. Может использоваться присадочная проволока для заполнения шва. Она должна быть изготовлена из того же материала, что и деталь. Она может подаваться вручную или с помощью автоматических приборов.

С плавящимся электродом

Проволока или металл должны быть близки по химическому составу к свариваемой конструкции. Они расплавляются, и получается крепкое, ровное соединение. Такой способ обеспечивает глубокое проплавление при маленькой сварочной ванне. За счет этого вырастает коэффициент полезного действия.

С плавящимся электродом
Электроды расплавляются и получается прочное соединение.

Сварка плавящимися и неплавящимися электродами

Дуговая сварка в защитном газе использует в технологии два подхода: неплавящимся и плавящимся электродом. Дуговая сварка в защитном газе плавящимся электродом делает сварной спай при помощи расплавления углов сплава.

Во втором случае переплавленный стержень играет роль главного вещества для интеграции.

Системы для подачи проволоки

При ручном способе сварки за продвижение прута отвечает сам мастер. Но есть и автоматические механизмы, где специалисту нужно только контролировать процесс. Они работают независимо от сварочного аппарата. Преимущество в том, что они позволяют регулировать скорость движения, которая зависит от силы тока.

Системы для подачи проволоки
Скорость подачи проволоки регулируется в режиме автомата.

Системы подачи проволоки могут быть стационарными или передвижными. Первые устанавливают на инвертор. Вторые можно использовать на разных агрегатах. Недостаток обоих видов в том, что они требуют обслуживания и имеют сложную конструкцию. Специалист, не обладающий техническими знаниями, не сможет их обслуживать.

Скорость подачи проволоки

Это параметр прямо пропорционально связан с предыдущим: если увеличить продвижение электрода, вырастет ток. В профессиональных аппаратах значения можно регулировать отдельно. Это нужно делать, когда дуга издает посторонние звуки. Громкий треск говорит о том, что электродный материал нужно замедлить.

Смесь аргона и гелия

Смесь, состоящая из 35-40 % аргона и 60-65 % гелия, используется для работы с алюминием, медью, химически активными металлами, магниевыми и никелевыми сплавами. Пропорция идеальна для того, чтобы аргон обеспечил стабильность дуги, а гелий сохранил высокую глубину проплавления.

Суть процесса дуговой сварки в среде защитных газов

Данный вид сварки предназначен для защиты соединяемой зоны от неблагоприятных воздействий. 

ГОСТ дуговой сварки в среде защитных газов от 1976 года устанавливает основные нормы процесса: ключевые типы стыков, конструктивное исполнение и размеры. Также ряд характеристик регулирует ГОСТ 16037-80.

Профессионализм специалиста, безусловно, влияет на прочность скрепления деталей. Однако внешние условия не менее важны. Если второстепенные элементы попадут на спайку, это отразится на качестве промышленного изделия.

Технология использования специальных газообразных субстанций появилась в двадцатом году прошлого столетия и помогла справиться с проблемой. Субстанции создают защищающий слой, исключают шлак и трещины на швах. Эта методика сварки успешно практикуется на производстве.

Дуговую сварку в защитном газе классифицируют по двум признакам: 

  • по активному или нейтральному газу, применяемому для защиты зоны сварки; 
  • по плавящемуся или неплавящемуся электроду, применяемому для сварки. 

В каких областях промышленности используют защищенную газами сварку?

Данный метод востребован. Область применения обширна: производство частей электроэнергетических установок, в том числе атомных, корпусов химического оборудования и емкостей для агрессивных, едких веществ, получение узлов летательных аппаратов, прокладка трубопроводов, работа с металлом – цветным, черным и легированным.

Сущность сварки в среде защитных газов

При сварочных работах источником нагрева служит электрическая дуга.

Для заполнения щели между металлическими деталями используются 2 вида электродов: вольфрамовый или плавящийся. В первом случае расплавляются кромки изделия, а во втором – сам материал.

На процесс негативно влияет О2 и N из воздуха. Поэтому для защиты дуги нужны следующие виды газообразных веществ:

  • активные – азот, водород;
  • инертные – аргон и гелий;
  • смесь 2 групп.

Выбор защитной среды зависит от химического состава металла, желаемого результата и бюджета.

Сферы применения роботов «кука» в мире

Промышленные роботы этого производителя успешно используются такими гигантами, как:

  • Coca-Cola;
  • GM;
  • Porsche;
  • IKEA;
  • STIHL;
  • Swarovski и др.

Например, в компании Sedus Stoll AG манипулятор Kuka применяется для подачи труб в лазерный станок, нарезающий их на части нужного размера. Процесс полностью автоматизирован за счет разработки специальной программы выбора, захвата и загрузки труб из металла в резак.

В немецкой компании Daimler манипуляторы служат для того, чтобы обеспечивать непрерывность процесса нанесения герметиков и клея на автомобильные кузова. Для этого используется коллаборативный робот с шестью осями KUKA LBR iiwa. Его применение позволяет загерметизировать даже те швы, которые ранее можно было обработать только вручную.

В компании AMAG Austria Metall AG манипулятор «Кука» используется на этапе транспортировки товара. Для этого была создана самоходная всенаправленная платформа, за счет использования которой существенно повысилась мобильность сырья на предприятии.

Технология сварки в среде защитных газов

Дуговая сварка в защитных газах – это современный, высокорезультативный способ. Специалист должен внимательно ознакомиться со стандартами работы, так как технология имеет ряд особенностей. 

На первом этапе металл необходимо подготовить к сварке: выровнять стыковочную плоскость, очистить от ржавчины, удалить зазубрины. Если мастер не выполнит данные манипуляции, возможен сварной брак. 

Далее рекомендуется изучить толщину и тип материала, тщательно настроить оборудование. После полной подготовки мастер разжигает дугу, подпаливая пламя горелки. Ряд разновидностей сварки требует прогрева заготовки и предварительной обработки металла горелкой.

Вокруг дуги образовывается сварочная ванна, в этот момент с помощью специального устройства с определенной скоростью начинают подачу проволоки в зону расплава. Технология особенно удобна, если необходимо сделать продолжительный шов. Неплавкий электрод поддерживает дугу в течение длительного времени.

При выборе необходимого режима сварки сложнее всего учесть характеристики подаваемого тока. Неплотные металлические листы требуют минимальных значений, важно обратить внимание на расположение деталей.

Для удержания дуги и предотвращения растекания металла требуется делать вертикальный шов особенно аккуратно. 

Угол наклона электрода

Относительно плоскости сваривания можно выделить 3 положения проволоки:

  1. Отклонение 30-60°. Жидкий шлак накрывает расплавленный металл, т.к. двигается за ванной. Способ используется для вертикальных швов, минимизации глубины проплава.
  2. Под прямым углом. Сложный метод, применяется редко. Так можно варить только труднодоступные места, где нет возможности наклонить горелку.
  3. Наклон 120-150°. Жидкий шлак оттесняется назад, он находится сзади сварочной ванны. Способ дает глубокую проплавку металла.

Химические

В разряд химических, или химически активных, газов входит азот. Исключение составляет сварка медных изделий. При азотной сварке специалисты могут использовать трансформатор с любыми подходящими по остальным параметрам характеристиками, а не обязательно однофазный, как указано в теории.

В сварке не используют горючий и взрывоопасный кислород, однако он может входить в состав смесей. 

Никель, некоторые марки нержавеющей стали и толстые детали варят только в водородной атмосфере. Водородная среда обеспечивает высокую текучесть металла и чистоту поверхности, однако воздействует на углеродистые стали, увеличивая их хрупкость. В сварке не рекомендуют использовать водород, если марка металла неизвестна.

Оцените статью
Радиокоптер.ру
Добавить комментарий

Adblock
detector