Еженедельник "Снабженец"
http://www.snab.ru

Полная версия этой статьи в формате PDF:
СКАЧАТЬ

Впервые специализированная выставка «Сварка» прошла в Ленинграде в 1969 г. и вот уже почти 40 лет считается одним из самых важных мероприятий для производителей и потребителей сварочного оборудования и материалов. В настоящее время она проводится компанией «Ленэкспо» каждые два года и не теряет своей актуальности. Что неудивительно, поскольку сварка является одним из ведущих технологических процессов и применяется во всех отраслях промышленного производства, в строительстве и коммунальном хозяйстве. Сегодня от широкого использования современных сварочных технологий в промышленности во многом зависит переход российской экономики на инновационный путь развития. Благодаря высокому рейтингу выставка Welding ’2008 позволила специалистам самым непосредственным образом ознакомиться с передовыми технологиями, продемонстрировать коллегам свои достижения и установить деловые контакты. Традиционно в рамках форума состоялась и международная научно-техническая конференция «Передовые технологии, материалы и оборудование в сварке и родственных процессах», а также прошли конкурсы «Золотая сварка» и «Лучший сварщик». Сварка в СО2 — развитие источников Как известно, наряду с такими преимуществами полуавтоматической сварки в углекислом газе, как низкая себестоимость и высокая производительность, в процессе присутствуют и характерные недостатки. Ими считаются повышенное разбрызгивание и неоднородность швов, возникающие при применении традиционных способов подачи (двумя– четырьмя роликами), либо в результате использования обычных источников питания (с простейшей принудительной импульсной модуляцией). На сегодняшний день наиболее известных успехов в области сварки в углекислом газе достигла американская компания Lincoln Electric, предложившая рынку инверторный источник Invertec STT II. Он реализует технологию переноса сварочной капли за счет силы поверхностного натяжения. Стабильность такого процесса, получившего название STT (Surface Tension Transter), достигается за счет прецизионного контроля всех фаз образования и переноса капли электродного металла и формирования соответствующего управления выходными параметрами источника питания. В STT-технологии каждый цикл формирования и переноса капли начинается с ее роста при постоянном (базовом) токе, который продолжается до тех пор, пока капля не коснется сварочной ванны. В этот момент, определяемый обратной связью по напряжению дуги, сварочный ток скачком сбрасывается до 5 А и некоторое время удерживается на таком уровне. Делается это для того, чтобы исключить первичное разбрызгивание, которое при использовании обычных аппаратов происходит тогда, когда сварочный ток пропускается через малую площадь контакта. В STT-процессе, пока удерживается малый ток, площадь контакта капли с ванной увеличивается за счет силы поверхностного натяжения. Затем, для формирования и утончения (обжатия) шейки капли, источник начинает линейное увеличение сварочного тока. Когда шейка, являющаяся перемычкой между электродной проволокой и каплей в сварочной ванне, утончается до определенного размера, контролируемого датчиком напряжения на дуге, сварочный ток опять сбрасывается до 5 А. Капля плавно, без взрыва перемычки под действием силы поверхностного натяжения перетекает в сварочную ванну, разрывая цепь. Для скорейшего восстановления проводимости дугового промежутка источник питания подает кратковременный пиковый ток. Последний уменьшается по регулируемому закону до базового, после чего цикл переноса капли повторяется. Высокочастотный инверторный источник с микропроцессорным управлением Invertec STT II, реализующий с отслеживанием микросекундных выдержек столь сложный процесс, был представлен на выставке ЗАО «Электрик-МИКС» (г. Санкт-Петербург) — дистрибьютором компании Lincoln Electric. Аппарат позволяет регулировать базовый ток в диапазоне от 0 до 125 А, пиковый — в диапазоне от 0 до 450 А. При среднем токе 200 А продолжительность включений (ПВ) равна 100%, при 225 А ПВ=60%. Мощность, потребляемая источником с габаритными размерами 620і336і589 мм и массой 53 кг, не превышает 6,8 кВА. Стоит Invertec STT II от 186 тыс. руб. (от 8100 долл.). В качестве новой разработки Научно-исследовательской компании «Фаст» (г. Санкт-Петербург) ее технический директор Станислав Кириков представил многофункциональный импульсный источник питания ZeuS 500. Предложенное оборудование в определенной степени является аналогом американского аппарата Invertec STT II. Главное достоинство новинки компании (как и Invertec STT II) заключается в осуществлении постоянного контроля и регулировке основных параметров капельного переноса. Благодаря этому последний происходит без повышенного давления дуги и возмущения сварочной ванны (без брызг). В частности, такой метод позволяет с высокой производительностью выполнять корневые проходы с формированием обратного валика, в т. ч. и по переменному зазору до 6 мм (что важно при сварке трубопроводов). Использование в ZeuS 500 высокочастотного микропроцессорного управления позволило осуществлять импульсную модуляцию тока сварки со слежением за процессом капельного переноса. При этом нарастание и спад тока при перетекании капли контролируется по восьми параметрам. Шов в результате формируется равномерно, без обрывов дуги. Режимы изменения параметров настраиваются технологом и заносятся в память аппарата, в которой хранится до 20 алгоритмов управления. При необходимости опытный сварщик может произвести настройку всех параметров вручную. Помимо снижения разбрызгивания (на 90%) и дымообразования, ZeuS 500 позволяет качественно выполнить шов вне зависимости от его пространственного положения, что важно при сварке неповоротных стыков и при работе в составе робото-технических комплексов. Использование аппарата снижает и общий перегрев металла, уменьшая соответственно термическую деформацию свариваемой конструкции. Качество швов, получаемых при сварке в СО2 углеродистых и малоуглеродистых сталей, сравнимо с качеством, достигаемым в процессе полуавтоматической сварки в аргоне. ZeuS 500 может управляться дистанционно, работать в комплексе и сети (поддерживается интерфейс CAN 2.0). Он обеспечивает возможность протоколирования параметров сварки и имеет электронный ключ доступа. Новый многофункциональный источник позволяет реализовать такие виды сварки, как полуавтоматическую (MIG/MAG) током 50–500 А, неплавящимся электродом (TIG) током 15–500 А и плавящимся электродом (MMA) током 15–500 А. При этом сварочное напряжение в первом случае регулируется в диапазоне 14–42 В, во втором и третьем соответственно 12–30 и 20–42 В. Напряжение холостого хода в безопасном режиме равно 12 В, а КПД аппарата около 95%. Габаритные размеры ZeuS 500 составляют 660і220і420 мм, масса — 27 кг. Стоит агрегат, в настоящее время больше известный в Корее, чем в России, значительно дешевле знаменитого американского аналога. Австрийская компания Fronius, оборудование которой было представлено на стенде фирмы ООО «Технологический центр “ТЭНА”» (г. Москва), разработала сварочный источник TPS 2700 CMT. Он предназначен для полуавтоматической сварки корня шва и соединения тонколистовых материалов толщиной 0,3–2 мм (в т. ч. стали с алюминием) и реализует так называемый CMT-процесс (Cold Metal Transfer) — перенос холодным металлом. Суть процесса заключается в следующем. После зажигания дуги проволока начинает подаваться в зону сварки как и при обычном импульсном методе. Но в момент касания ее расплавом изделия сварочный ток принудительно уменьшается почти до нуля, и проволока автоматически оттягивается назад, обеспечивая отрыв от себя капли, которая за счет сил поверхностного натяжения остается на изделии. Затем направление движения проволоки меняется и цикл повторяется. В результате переход сварочного материала осуществляется без брызг и при минимальном тепловом воздействии на соединение. TPS 2700 CMT представляет собой цифровой источник тока инверторного типа на 270 А с микропроцессорным управлением и отдельным встроенным устройством подачи проволоки, регулируемым цифровым модулем. В устройстве подачи используются два привода: передний, размещенный в сварочной горелке и двигающий проволоку вперед-назад с частотой до 90 раз в секунду, и задний, подталкивающий проволоку. Передний привод не имеет редуктора, но оснащен динамичным серводвигателем переменного тока с цифровым управлением, обеспечивающим точность подачи/оттягивания и постоянное прижимное усилие. Задний привод отделен от переднего проволочным буфером, создающим дополнительное пространство для размещения проволоки, и позволяет снизить до минимума прилагаемое для протяжки силовое воздействие. Сварка в СО2 — «однороликовый» подход Проблему нестабильности процесса сварки в СО2 разработчики сварочных аппаратов пытаются устранять разными способами уже более полувека. Уникальное техническое решение, позволяющее вывести полуавтоматическую сварку в СО2 на высокий качественный уровень наиболее простым и дешевым способом, предложила компания «Завод “Электрик”» (г. Санкт-Петербург). До сих пор добиться стабильности поступления электродного металла в сварочную дугу и его превращения в шов удавалось, в основном, за счет усложнения и соответствующего удорожания источников питания. Однако компания достигла схожих результатов, благодаря созданию принципиально нового однороликового механизма подачи сварочной проволоки МПК-1. Сегодня в традиционные представления многих специалистов о способах подачи проволоки с трудом укладывается то, что осуществляется такой процесс не двумя или четырьмя роликами, а всего одним. И это уже не говоря о том, что одновременно проволоку можно еще и править! Именно такой механизм и продемонстрировало на выставке предприятие. Отличие новинки от многороликовых устройств подачи, имеющих точечные контакты с проволокой, пояснил главный специалист по дуговой сварке ООО «МИЦ», один из разработчиков МПК-1, к. т. н. Альфред Иванников. По его словам, в МПК-1 сварочная проволока входит в плотное линейное сопряжение с одним подающим роликом на определенной части его окружности. При этом механизм обеспечивает стабильную скорость подачи и высокое проталкивающее усилие без повреждения поверхности проволоки, с сохранением исходной круглой формы ее сечения. Проходя через клиновидную рабочую канавку ролика, проволока тщательно правится. В результате деформационного изгиба только в одной плоскости ролика перед входом в направляющий канал горелки она приобретает определенный радиус кривизны, который обеспечивает ее надежный электрический контакт с токоподводящим наконечником. В свою очередь, отсутствие искрений и прихватываний проволоки в наконечнике, постоянство ее вылета, устойчивость размещения и стабильное горение дуги во всех пространственных положениях происходит благодаря тому, что в устройстве нет так называемого блуждающего контакта. В итоге, при сварке в СО2 подающий механизм реализует струйный (мелкокапельный) перенос электродного металла без разбрызгивания. МПК-1 может работать почти с любым традиционным источником питания для полуавтоматической сварки (ВДУ-505, ВДУ-506, ВДУ-3020 и пр.) в диапазоне токов от 20 до 600 А. Он осуществляет подачу проволоки из твердых и мягких металлов (легированных и аустенитных сталей, алюминия), а также порошков. Проволока диаметром 0,8–1,6 мм подается от МПК-1 к горелке по стандартным направляющим каналам длиной до 15 м. Обычный полуавтомат (без сложных систем стабилизации с обратными связями), используемый совместно с таким механизмом подачи, имеет достаточно простое управление. Регулировать требуется только два параметра — силу сварочного тока и напряжение. Работать с ним смогут даже сварщики низкой квалификации. Однороликовый механизм подачи выпускается сегодня компанией в нескольких модификациях. Для выполнения работ в труднодоступных местах изготавливаются модели МПК-1.1 (с евроразъемом для горелки) и МПК-1.2 (со штыревым разъемом диаметром 15 мм). Существует разновидность агрегата и в закрытом исполнении — это вариант МПЗ-1. Стоит устройство около 20 тыс. руб. (с НДС). Инверторы и регуляторы тока Новым предложением АО «Спецэлектромаш» (г. Санкт-Петербург) является сварочный инвертор с цифровым управлением ВДИ-200. Аппарат представляет собой модернизированный вариант ранее выпускаемого заводом инвертора ВДИ-200, усовершенствованного специалистами Научно-исследовательской компании «Фаст» (г. Санкт-Петербург). Благодаря применению в схеме управления микроконтроллера, устройство получило целый ряд преимуществ. Режим импульсной модуляции тока сварки с регулируемыми частотой, скважностью и амплитудой импульсов обеспечивает хороший каплеперенос при выполнении вертикальных и потолочных швов и уменьшает разбрызгивание. Значительно повышается качество выполняемых работ и при сварке тонколистовых конструкций. Использование функций горячего и мягкого старта (Hot и Soft Start) способствует качественному провару в начале сварки на толстом металле и исключает прожиг на тонком. Наличие режима «антистик» предотвращает прилипание и перегрев электрода и обеспечивает его легкий (без вспышки) отрыв за счет кратковременного отключения тока. В соответствии с новым ГОСТ Р МЭК 60974-1-2004 во время холостого хода аппарат переходит в безопасный ждущий режим, в котором напряжение на выходных клеммах не превышает 12 В (у устаревших аппаратов оно составляет 70–80 В). Благодаря этому, помимо увеличения безопасности работы в условиях высокой влажности, снижается нагрев силовых элементов и повышается общая продолжительность непрерывной работы. На многофункциональной цифровой панели управления инвертором отображается заданный ток и его реальное значение, измеряемое при сварке. По окончании процесса возможен просмотр данных в режиме hold. Регулировка тока производится в пределах 25–200 А, при этом потребляемый аппаратом ток не превышает 30 А, а ПВ составляет 100%. Для сварки могут использоваться электроды диаметром от 2 до 5 мм. Габаритные размеры инвертора — 310і245і205 мм, масса — 8 кг. Стоит ВДИ-200 с цифровым управлением 17 тыс. руб. Одним из новых предложений ОАО «Завод “Электрик”» является импульсный регулятор РИ-322, обеспечивающий управление статическими и динамическими характеристиками сварочной дуги с КПД 95%. Прибор предназначен для регулирования тока при работе с многопостовыми выпрямителями типа ВДМ и может использоваться вместо балластных реостатов типа РБ-302 и РБ-306, КПД которых составляет всего 40%. РИ-322 имеет функцию регулировки оперативной жесткости дуги, реализуемую так называемой «электронной индуктивностью» и функцию «горячего старта», устанавливаемую в пропорциональном соответствии с заданным током. Устройство ограничивает до 12 В напряжение холостого хода, обладает защитой от прилипания электрода и перегрева. Регулятору не грозит также неправильное подключение полярности питающего напряжения и его чрезмерное повышение или понижение. Изделие рассчитано на нормальную работу при питающем напряжении 50–100 В и температуре окружающей среды от -40 до +40 °С. Регулирование сварочного тока осуществляется в пределах от 30 до 350 А. Продолжительность включения (ПВ) при токе 250 А составляет 100%, а при токе 320 А ПВ=60%. Габаритные размеры регулятора — 307і268і530 мм, масса — 15 кг. Стоит устройство около 64 тыс. руб. и может комплектоваться набором кабелей и блоком разъемов БР-012, обеспечивающим возможность подключения к одному питающему кабелю до четырех РИ-322. Устройства размагничивания Сварщикам хорошо известно, какие трудности создает намагниченность труб при строительстве и ремонте трубопроводов. Под действием магнитного поля, наведенного в процессе изготовления, перевозки или хранения трубных изделий, жидкий металл плавящегося электрода начинает бурлить и выплескиваться из зоны сварки. Появляется так называемое магнитное дутье шва, что приводит к негерметичности стыков. Сложности, возникающие при неравномерной намагниченности (либо наличии аномалий с высоким уровнем намагниченности) стыка или обратном «натекании» магнитного поля, зачастую просто не позволяют произвести качественную сварку. Считается, что при магнитной индукции до 3 мТл сделать качественный шов может сварщик средней квалификации. При 5–10 мТл его способен выполнить только хороший профессионал, а если намагниченность превышает 10 мТл, то качественно положить шов уже невозможно независимо от мастерства. На практике же сварщикам нередко приходится иметь дело с трубами с намагниченностью 40–100 мТл, к торцам которых прилипает не только электрод, но даже кувалда. Использование для размагничивания морально устаревшего способа, заключающегося в подборе взаимного расположения на трубе «башмаков» постоянных магнитов, отличается большой трудоемкостью и далеко не всегда обеспечивает требуемый результат. ООО «Лабс» (г. Санкт-Петербург) продемонстрировала на выставке свой метод, заключающийся в компенсации магнитного поля в зоне стыка посредством специального оборудования. Последней разработкой компании является устройство управления размагничиванием ЛАБС-7К2. Блок новой модификации отличается от предыдущих моделей серии большей мощностью, обеспечивающей компенсацию магнитного поля с индукцией до 200 мТл, и наличием пары каналов управления, позволяющих производить одновременное размагничивание двух стыков. Устройство используется при строительстве и ремонте трубопроводов диаметром до 1440 мм, размагничивании железнодорожных рельсов, а также применяется на предприятиях, занимающихся производством и хранением труб и бурового инструмента. Работа прибора основана на известном физическом явлении, позволяющем создавать на трубе компенсирующее магнитное поле посредством пропускания электрического тока через намотанный на нее провод. Суть технологии состоит в следующем. На трубу наматывается 3–4 витка многожильного кабеля, который подключается к блоку ЛАБС-7К2, управляющему размагничиванием в автоматическом режиме. Время подготовки прибора к работе не превышает 3 мин. Точность регулировки — 0,1 мТл, а энергопотребление, в зависимости от величины тока, пропускаемого через компенсационную катушку, составляет 2–10 кВт. В стандартный комплект для размагничивания, помимо прибора ЛАБС-7К2, входят магнитометр НВ-1200, универсальная катушка компенсатора, позволяющая создавать компенсирующее поле, и чехол-термос для ее транспортировки и разогрева. Дополнительно с оборудованием может поставляться система локализации магнитного поля ЛАБС-7ЭМ. Магнитометр позволяет измерять индукцию в пределах 0–250 мТл с точностью 0,01 мТл и имеет два режима работы. Первый предназначен для проведения измерений в труднодоступных местах, где непосредственное наблюдение за показаниями индикатора невозможно. При этом определяемое значение индукции фиксируется нажатием кнопки «Запись». Во втором режиме в соответствии с требованиями американского стандарта API Spec 5L фиксируются средние значения индукции в четырех точках на срезе трубы. Чехол-термос, подключаемый к блоку управления, применяется для подогрева резиновой изоляции кабеля катушки, обеспечивая ее гибкость при температуре до -50 °С. Система локализации магнитного поля ЛАБС-7ЭМ представляет собой два электромагнита, соединенных гибким магнитопроводом, расстояние между которыми можно легко изменять. При небольшом и среднем уровнях намагниченности она позволяет провести компенсацию без намотки на трубу витков универсальной катушки, что сокращает процесс подготовки к сварке с 3 мин. до 10 с. ЛАБС-7ЭМ изготавливается в двух модификациях. Первая предназначена для подготовки к сварке труб и элементов трубопроводов, вторая — изделий более сложной геометрической формы (например, корпусных элементов кораблей и подводных лодок). По словам технического директора ООО «Лабс» Андрея Сеника, в настоящее время выпускаемые предприятием устройства размагничивания покупают, в основном, немецкие и американские компании. Российским же сварщикам подобное оборудование пока менее известно, поскольку раньше описывалось только в журналах нефтегазовой направленности. Стоимость полного комплекта для размагничивания составляет 280 тыс. руб. Светофильтры и резаки Институт лазерных технологий и приборостроения (ООО «ИЛТиП», г. Сосновый бор, Ленинградская обл.) представил на выставке новую модель автоматического светофильтра АСФ-3 серии «Хамелеон». В отличие от предыдущих моделей, она позволяет регулировать в процессе сварки не только степень затемнения, но и чувствительность срабатывания, под которой понимается порог перехода светофильтра в темное состояние. Необходимость в понижении чувствительности проявляется в том случае, если работа выполняется в условиях высокой освещенности, когда светофильтр срабатывает на окружающий фон (например, при ярком солнце). Обратная ситуация (повышение чувствительности до максимальной) возникает обычно при сварке в темноте. Для удобства настройки устройства под конкретные условия или в соответствии с предпочтениями сварщика ручки регулировки чувствительности и степени затемнения расположены непосредственно на маске. Таким образом, автоматический светофильтр обеспечивает возможность постоянного наблюдения за рабочей зоной без поднимания и опускания маски и снижает риск возникновения профессиональных заболеваний глаз и шеи. Поле зрения АСФ-3 составляет 44і98 мм. Изделие изготавливается на основе жидких кристаллов и поляроидных пленок, наносимых электронно-лучевым методом на вакуумных установках БУ-2М белорусского производства. Управление его светопропусканием основано на использовании электрооптического эффекта. Комбинированная система электропитания АСФ-3 включает литиевый элемент и солнечную батарею. Время срабатывания устройства не превышает 0,1 мс. Исходное светопропускание фильтра равно 4 ед., а при затемнении оно может меняться в пределах от 9 до 14 ед. АСФ-3 сохраняет работоспособность при температуре до -10 °С и в соответствии с евростандартами имеет габаритные размеры 110і90і8 мм и массу 100 г. Цена изделия составляет 2596 руб. (с НДС). Завод автогенного оборудования «Донмет» (Украина) в качестве новинки представил жидкотопливный резак (керосинорез) РК-181 нового поколения, названный по имени его изобретателя Николая Бобуха «резаком Бобуха». Устройство не имеет асбестовой оплетки, которую в аналогах традиционной конструкции требуется периодически перематывать, а испарение керосина в нем происходит на внутренней лабиринтной поверхности наружного мундштука. Внешнее подогревающее керосин пламя в данном резаке не используется — жидкость испаряется исключительно за счет тепла режущего пламени. Отсутствие подогревающего сопла упрощает также обслуживание керосинореза, которое, как и при эксплуатации газового резака, сводится к прочистке основных технологических отверстий. РК-181 позволяет резать металл толщиной до 300 мм. Помимо керосина в качестве горючего может использоваться бензин, дизельное топливо или газ пропан. Его расход у резака не выше, чем, например, у наиболее распространенных на постсоветском пространстве РК-02 и РК-69. Керосинорез выпускается в двух модификациях. Первая оснащена гуськом (181.000), а вторая, высотой 75 мм, предназначена для работы в труднодоступных местах (181.000.1). Стоит резак Бобуха 1120 руб. Александр Пуховский, фото автора