В настоящее время существует достаточно большое количество различных по конструкции и назначению электрошлаковых сварочных аппаратов.
Основные узлы наиболее универсальных проволочных аппаратов:
- механизмы подачи электродной проволоки и возвратно-поступательного перемещения электрода;
- тележка, перемещающаяся вдоль свариваемых кромок;
- аппаратный шкаф;
- пульт управления;
- формирующие ползуны и кассеты с проволокой.
Механизм подачи электродной проволоки устроен аналогично механизмам подачи электродной проволоки в полуавтоматах. Механизм комплектуется электродвигателем переменного или постоянного тока и редуктором. Наибольшее распространение получили электродвигатели постоянного тока. Их применение позволяет регулировать скорость подачи проволоки в процессе сварки. Это часто бывает необходимо в начале процесса и при его нарушениях. Механизм подачи электродной проволоки установлен либо на тележке аппарата, либо отдельно. В последнем случае проволока подается к мундштукам аппарата по гибким шлангам (направляющим каналам) посредством ее проталкивания.
Механизм возвратно-поступательного перемещения электродов обычно комплектуется отдельным электродвигателем постоянного или переменного тока с регулируемым редуктором. Реверсирование электродвигателя и амплитуда перемещений электрода осуществляются системой конечных выключателей. Скорость перемещения электродов 20-60 м/ч. В начале и конце перемещений механизм должен обеспечивать регулируемую остановку электрода в течение 2-6 с.
Тележка предназначена для вертикального перемещения электрошлакового аппарата вдоль свариваемых кромок. Мощность ходового механизма определяется собственным весом аппарата и потерями на трение в формирующих ползунах. Тележка служит базовым элементом, на котором устанавливают другие механизмы аппарата и пульт управления. В некоторых конструкциях аппаратов для облегчения веса тележки механизм подачи проволоки устанавливают отдельно. Для перемещения тележки используют электродвигатель постоянного тока с редуктором. Регулирование рабочей скорости вертикального перемещения тележки целесообразно автоматизировать в зависимости от колебания уровня металлической ванны. На практике применяют два способа регулирования скорости тележки: путем изменения частоты вращения электродвигателя или периодических пусков и остановок ходового механизма. На рис. 23.3 приведена электросхема автоматического поддержания уровня металлической ванны путем регулирования скорости перемещения тележки и периодических ее остановок.
Электродвигатель тележки ДТ питается от электромашинного усилителя ЭМУ. Обмотка возбуждения (управления) электромашинного усилителя ОУ включена на разность двух напряжений, снимаемых с потенциометров R1 и R2. Потенциометр R1 подключен к независимому источнику (понижающему трансформатору) через выпрямитель ВС1. Потенциометр R2 питается от падения напряжения между щупом 1, находящимся в шлаковой ванне 2, и металлической ванной 3 через повышающий трансформатор ПТ и выпрямитель ВС2.
Последовательно с обмоткой управления включен выпрямитель В, который обеспечивает протекание тока через обмотку ОУ в случае, если напряжение, снимаемое с потенциометра R1, больше напряжения, получаемого на потенциометре R2. В установившемся режиме напряжение, снимаемое с R1, всегда больше Напряжения, снимаемого с R2, и тележка перемещается вверх со скоростью сварки. При изменении глубины металлической ванны изменяется и напряжение, снимаемое с потенциометра R1.
При малом расстоянии между щупом и металлической ванной (увеличение глубины металлической ванны) падение напряжения на щупе близко к нулю. Через обмотку ОУ будет протекать большой ток. Тележка аппарата переместится вверх со скоростью, превышающей скорость подъема металлической ванны. Это приведет к восстановлению нарушенного равновесия. При большом расстоянии между щупом и металлической ванной (уменьшение глубины металлической ванны) падение напряжения между щупом и металлической ванной возрастет и станет больше напряжения, снимаемого с R1. Это приведет к остановке электродвигателя тележки и восстановлению заданной глубины металлической ванны.
Электрическая схема аппарата должна предусматривать возможность установочных перемещений тележки, в частности, маршевую скорость.
В практике широко применяют два способа перемещения тележки: по рельсовой колонне (рельсовые электрошлаковые аппараты) и непосредственно по свариваемому изделию (безрельсовые электрошлаковые аппараты).
Формирующие ползуны предназначены для формирования швов при сварке. Их изготовляют из меди и охлаждают водой. Формирующие ползуны крепят к тележке аппарата и перемещают вместе с ней. Для предупреждения вытекания металла и шлака ползуны должны надежно поджиматься к поверхности свариваемых элементов.
Для электрошлаковой сварки наряду с проволочными универсальными (А-535) получили широкое применение и специализированные аппараты. Среди них — аппараты для сварки пластинчатыми электродами (А-550), плавящимся мундштуком (А-645) и др.
Электрошлаковые аппараты для сварки пластинчатыми электродами укомплектованы механизмом подачи одной или нескольких пластин в шлаковую ванну по мере их оплавления. Обычно такой механизм перемещается с помощью ходового винта электрошлакового аппарата.
Аппараты для сварки плавящимся мундштуком укомплектованы механизмами подачи проволоки. Их устанавливают неподвижно относительно свариваемого стыка.
В настоящее время наблюдается тенденция к созданию высокомеханизированных многоэлектродных безрельсовых аппаратов, снабженных автоматическим и программным регуляторами, которые обеспечивают постоянство уровня металлической и шлаковой ванны и других параметров процесса.
Рис. 23.3. Принципиальная электрическая схема автоматического регулирования уровня металлической ванны
