Приспособления для сварки позволяют зафиксировать свариваемые детали в нужном положении и с требуемым сварочным зазором по всей длине кромок и позволяют повысить производительность труда сварщика и повысить качество сварного шва. В этой статье, больше рассчитанной для сварщиков новичков, будут описаны и показаны практически все сварочные приспособления, способы и варианты их изготовления своими руками и другие нюансы.
Каждый мастер, даже не особо опытный, но который хоть раз в жизни пробовал сварить какие то детали между собой, хорошо понимает, что сама сварка часто требует гораздо меньше затрат сил, терпенья и времени, чем подготовка деталей к ней. И основную долю всех сварочных работ составляет сборка самой конструкции, с точной и надёжной фиксацией свариваемых деталей в требуемом положении. Такая работа требует особого подхода и внимания, так как именно от нее зависит качество готового сварного изделия.
При отсутствии специальных сварочных приспособлений как правило бывает, что после тщательной подгонки, выверки и установки подготовленных деталей в требуемое для сварщика положение, собранная сварная конструкция просто разваливается от первого прикосновения сварочного электрода. При этом нужно иметь огромное терпение, чтобы взять себя в руки и заново всё собрать.
Так же часто бывает ещё более досадно, если свариваемые детали всё же прихватываются, но не в том положении, которое нужно, так как от прикосновения электрода деталь немного сдвигается относительно другой детали, или от деформации деталей после их остывания. О нормальном сварочном шве и нормальном качестве сварной конструкции в таких случаях говорить не приходится, а переделать всё заново не так то просто. Поэтому всё же следует потратить немного времени и средств для изготовления (или приобретения) специализированных или более универсальных сварочных приспособлений и разумеется это поможет любому мастеру сберечь своё время и нервы, а что самое главное получить в итоге качественное сварное изделие.
Почти все сварочные приспособления работают по принципу зажима свариваемых деталей, для надёжной фиксации их кромок в нужном положении и с требуемым сварочным зазором. Отличаться приспособления для сварки могут в зависимости от того, для фиксации каких деталей они предназначены, от геометрической формы фиксируемых деталей, а также от способа удержания — например с помощью резьбовых зажимов, с помощью магнитов и т.п. А раз приспособления отличаются от формы и размеров деталей, которые они фиксируют, значит и поделены они будут в этой статье в зависимости от того, для каких свариваемых деталей предназначены.
Так же, по возможности я буду обязательно описывать (и даже показывать) из чего и как можно изготовить своими руками некоторые сварочные приспособления, и по возможности изготовление (или варианты изготовления) будут описаны с использованием самых распространённых инструментов, имеющихся в гараже, или даже дома. И так поехали.
Приспособления для сварки стального листа.
приспособление для сварки стального листа
Самым распространённым видом сварки является сварка стального листа (особенно при автомобилей) и поэтому с приспособлений для надёжной фиксации стальных листов я и начну. При сварке двух стальных листов между собой, или при замене сгнившего фрагмента новым (при вварке нового фрагмента) очень важно выставить оба листа на одном уровне и с одинаковым сварочным зазором по всей длине кромки.
Только так можно достичь сварного шва отличного качества, и только так после шлифовки шва получится использовать минимальное количество шпаклёвки, или вообще обойтись без неё. Это особенно важно если в последствии (после шлифовки и полировки сварных швов) на свариваемые детали будет или другое гальваническое покрытие, а не лакокрасочные покрытия.
Самое простое, но очень эффективное приспособление, для точной и надёжной фиксации свариваемых между собой стальных листов, я показал на фото 1 и в видеоролике чуть ниже. Там же я поэтапно показал как его изготовить в гаражных условиях и как оно используется. Поэтому описывать здесь его я не буду, достаточно кликнуть на видеоролик чуть ниже и наглядно посмотреть.
Конечно же можно просто стянуть два листа за края с помощью сварочных зажимов или обычных струбцин, показанных на фото 2 б, или с помощью клиновых прижимов (фото 2 а), или с помощью резьбовой шпильки и уголков, указанных красными стрелками на фото 2 в (уголки тоже прижимаем струбцинами или зажимами). Но вот выставить оба листа с одинаковым зазором по всей длине кромок будет уже сложнее.
Сварочные приспособления для сварки стального листа: 1 — лист, 2 — струбцина, 3 — зажим (можно сделать из уголков и шпильки, как показано на фото 2 в).
А точно выставить на кузове какой то новый фрагмент из стального листа, взамен сгнившего, с помощью обычных сварочных зажимов или струбцин будет невозможно, особенно если фрагмент вваривается внутри вырезанного окна в кузовной панели.
Поэтому в мастерской будет очень полезно иметь кроме сварочных зажимов ещё и приспособление, которое я показал в видеоролике и на фото 1.
Приспособления для сварки пластин или профильных труб.
ПРИСПОСОБЛЕНИЕ ДЛЯ СВАРКИ труб под прямым углом — так называемая угловая струбцина.
При сварке пластин между собой на одном уровне поможет приспособление показанное в видео выше, но вот если их необходимо выставить и сварить под некоторым углом, то понадобится приспособа, показанная на фото 3 — так назывемая угловая струбцина. Она же понадобится для выставления под прямым углом не только пластин, но и профильных труб и уголка. Кстати с помощью угловых струбцин можно выставить под нужным углом и круглые трубы, но всё же круглые трубы лучше и точнее будут фиксировать приспособления, описанные в разделе ниже.
Угловых струбцин сейчас в продаже можно найти великое множество, но вполне возможно изготовить и самостоятельно. Самодельные простейшие угловые струбцины показаны на фото 4, и их можно изготовить из той же профильной трубы, уголка или стального листа.
Ну и ещё понадобится гайка и шпилька, с резьбой М10 или М12. Основной недостаток угловой струбцины, показанной на фото 3 выше в том, что в ней можно зажать и сварить профильный материал только под прямым углом в 90º.
ПРИСПОСОБЛЕНИя ДЛЯ СВАРКИ труб самодельные
Если же вы хотите угловую струбцину, позволяющую зажать и сварить материал практически под любым углом, то тогда следует сделать одну из конструкций, показанных на фото 4. Но жёсткость у них оставляет желать лучшего и для изготовления более жёсткой универсальной струбцины придётся повозиться дольше и изготовить универсальную (регулируемую) струбцину, показанную на фото 5, у которой используется достаточно толстый металл.
При изготовлении такой струбцины (впрочем как и любой) главное добиться точной соосности плоскостей, на которые будет укладываться и зажиматься свариваемый профильный материал.
СВАРОЧНОЕ ПРИСПОСОБЛЕНИЕ для сварки труб и пластин под разными углами. 1 и 5 — П-образный профиль (можно применить и обрезок швеллера), 2 — ось — болт, 3 — гайка оси, 4 — шайба с метками углов под 30, 45, 90 градусов и т.д, 6 и 7 — барашковые гайки.
Ну и жёсткость должна быть достаточной, чтобы зажатый и в последствии свариваемый материал не повело при сварке (от нагрева).
Сварочные приспособления для фиксации и сварки круглых труб.
Для фиксации и сварки круглых труб изготавливают приспособления из призм, толстого листового металла, или уголков. Примеры таких приспособлений были показаны на фото 4 чуть выше.
Универсальное приспособление для сварки труб
Если же затратить больше времени и применить толстый листовой металл, то можно сделать гораздо более удобное и универсальное приспособление, позволяющие надёжно закрепить и выставить трубы под любым углом.
Такое приспособление показано на фото 6. При желании на одной из пластин можно закрепить транспортир, а на второй пластине закрепить стрелку и тогда можно будет легко контролировать точный и нужный угол стыковки свариваемых труб.
Ну а для стыковки и сварки круглых труб строго на одной линии (прямых участков) подойдёт самодельное устройство, показанное на фото 7.
СВАРОЧНОЕ ПРИСПОСОБЛЕНИЕ для сварки труб на одной линии
Его не сложно изготовить из отрезков четырёх пластин, четырёх уголков и четырёх болтов с гайками, которые будут сжимать и фиксировать круглые трубы строго на одной линии.
Конструкция этого сварочного приспособления хорошо видна и понятна на фото 7. Кстати там же показано, что для зажима труб таким приспособлением можно пользоваться как болтами (шпильками) так и сварочными зажимами.
Разумеется для сварки круглых труб на одной линии можно использовать и другие простейшие приспособления, например две призмы, уложенные на стол и две обычные струбцины, которые будут прижимать к столу 2 трубы, уложенные на 2 (или 4) призмы.
Сварочные приспособления для фиксации и сварки прутка и арматуры.
Для фиксации перед сваркой прутка или арматуры можно применять практически все устройства, которые предназначены для труб. Но часто из прутка и арматуры необходимо сварить какую то пространственную конструкцию, в которой к двум сваренным между собой в горизонтальной плоскости и под прямым углом деталям, необходимо приварить ещё одну деталь, которую нужно зафиксировать и приварить уже вертикально, и строго под прямым углом. В ручную это сделать довольно сложно, и в таком случае сварщика выручит приспособление показанное на фото 8.
СВАРОЧНОЕ ПРИСПОСОБЛЕНИЕ магнитные уголки
Впрочем практически все простые сварочные приспособления (даже с резьбовыми зажимами) имеет основную задачу зафиксировать деталь для прихваток, а потом уже проваривать окончательно. Любой опытный сварщик это знает, но для новичков не помешает напомнить. Если же есть потребность почти полностью исключить деформацию конструкции от нагрева, то тогда следует использовать , или (или сварочный стол) — но стапели это уже совсем другая тема, о которой можно почитать кликнув на соответствующие ссылки чуть выше.
Как видно из фотографии 10, магнитные приспособления, так же как и резьбовые, бывают нерегулируемые — способные зафиксировать детали только под определённым углом, и бывают более универсальные регулируемые магнитные устройства, которые способны изменять угол фиксации свариваемых деталей.
У регулируемых устройств (они указаны на фото 10 красными стрелками) две плоскости закреплены на оси и могут менять положение относительно друг друга, а после выставления нужного угла между плоскостями, устройство фиксируется барашковой гайкой. Угол контролируется с помощью транспортира, после чего барашковую гайку зажимаем и устанавливаем (примагничиваем) на две плоскости трубы, которые необходимо прихватить сваркой под выставленным заранее углом.
Сварочный стол.
Сварочные столы (наряду со стапелями, ссылки на стапели выше) являются наиболее универсальными сварочными приспособлениями, позволяющими зафиксировать и сварить практически любую сварную конструкцию. Вариантов и конструкций сварочных столов может быть множество, но принцип устройства и работы их практически одинаковый.
приспособления для закрепления деталей при сверлении (можно и при фрезеровании или при сварке)
Многие универсальные столы, предназначенные для сварки металлических конструкций из толстостенного материала, имеют толщину плиты 50 мм.
Стальная плита стола разумеется должна иметь идеально ровную поверхность, а так же иметь множество отверстий (см. фото 11) позволяющих установить в них крепёжные элементы (струбцины, прихваты, стяжки, призмы и другие детали, которые используют и на фрезерных, или (такие крепёжные детали показаны на фото справа).
Поворотный сварочный стол. Так же бывают и поворотные сварочные столы, которые позволяют закрепить небольшую конструкцию и в процессе сварки вращать её в пространстве, что позволяет намного удобнее варить и повышает качество сварных швов.
Единственный недостаток поворотных сварочных столов в том, что на них можно закрепить только небольшие по размеру детали и конструкции. Но для сварки небольших деталей поворотный стол имеет неоспоримые преимущества.
Пример простого, но очень удобного самодельного сварочного стола показан в видеоролике чуть выше и такой стол несложно изготовить своими руками из двух старых тормозных дисков, большого шара и обычных профильных труб.
Конструкция управления поджима и фиксации стола домкратом с педалью под ногу позволяет освободить руки сварщика в процессе работы, что очень удобно при использовании аргонно-дуговой сварки, когда обе руки сварщика заняты (одна горелкой, а вторая присадочным прутком). Но и при сварке обычным такой столик будет очень удобен. Единственное, что ещё следует доработать, так это насверлить множество отверстий в самой плите столика и благодаря этому станет гораздо удобнее крепить к столику различные детали с помощью разных стяжек, прихватов, призм, зажимов, или струбцин, показанных на фото выше.
Ну и сами струбцины и сварочные зажимы конечно же являются самыми распространёнными сварочными приспособлениями, которые настолько просты, что и описывать их нет смысла. Их также можно приобрести готовыми, а можно изготовить и самостоятельно, всё зависит от оснащения вашей мастерской, которая надеюсь со временем будет развиваться и пополняться различными инструментами. И не только сварочными приспособлениями, но и другими полезными инструментами, многие из которых описаны у меня на сайте, в рубрике «мастерская, станки и оборудование», успехов всем.
Работы по сварке порой предполагают меньше сил и времени по сравнению с подготовкой к ним. Основная их доля - это сборка сварной конструкции, в процессе чего необходимо зафиксировать элементы в требуемом положении. Данная работа требует от мастера внимания, ведь от неё зависит качество изделий.
Если после тщательной выверки и установки заготовок конструкция развалится от прикосновения электрода, будет досадно, придется собирать всё сначала. Случается и так, что элемент приваривается, но не в том положении, которое нужно. Это может произойти при незаметном сдвиге или деформации после остывания металла. Именно поэтому перед началом сварочных работ необходимо запастись всеми нужными приспособлениями.
Для того чтобы избежать подобных ошибок, используются специальные приспособления для сварки. Они позволяют беречь силы и время, обеспечивая высокое качество изделиям на выходе. На сегодняшний момент известно множество механизмов и устройств, которые могут быть использованы для проведения сварочных работ. Если люди работают в условиях промышленности, где налажено массовое и серийное производство, они используют автоматизированное и механизированное оборудование, сюда следует отнести механизмы для укладки, транспортные устройства, технологические сборочные приспособления и прочее. Если же мастеру предстоит работать в домашних условиях, то им могут быть использованы приспособления для сварки, которые вполне реально изготовить самостоятельно. Они позволят снизить деформацию деталей.
Без струбцины, которую вы можете изготовить самостоятельно, не будет способен справиться с работой ни один сварщик. Кроме того, данный инструмент помогает решать задачи при проведении слесарных и столярных работ. Данное приспособление может иметь разные варианты - специализированные и универсальные. Недавно появилась еще одна модификация, которая представляет собой быстрозажимную струбцину. С ее помощью можно обеспечить усилие сжатия до 450 кг. Однако основной задачей таких инструментов выступает фиксация заготовок для соединения между собой.
Приспособления для сварки предлагаются к продаже сегодня в широком ассортименте, однако изготовить угловую струбцину вы можете самостоятельно. В качестве инструментов и материалов для проведения работ выступают:
Под прямым углом уголки необходимо присоединить к стальным пластинам. С каждой стороны с помощью сварки фиксируется червячная конструкция. Это уголок с вваренной гайкой или утолщением, в котором следует нарезать резьбу с учетом шпильки воротка. При этом важно обратить внимание еще и на потенциальную заготовку, ведь она определяет ширину рабочего зазора. Если диапазон размеров деталей широк, то лучше всего подготовить несколько струбцин.
Шпилька-вороток вкручивается в рабочую гайку, на конце после этого собирается упор. Данная конструкция представляет собой две металлические шайбы разного размера. Важно обеспечить прокручивание упора на шпильке. Вороток с обратной стороны необходимо снабдить отверстием, в которое устанавливается стальной прут. Он будет выполнять роль рычага. Такие приспособления для сварки собраны правильно, если с помощью них можно надежно фиксировать стальные детали. Конструкция очень проста, а изготовить ее можно из подручных материалов.
Достаточно сложной задачей является в торец. При этом заготовки необходимо будет точно сориентировать в пространстве. Если к готовой системе приваривается отрезок трубы, то задача будет упрощена. А вот свободно лежащие заготовки нужно сваривать, заручившись посторонней помощью или используя специальное приспособление. Применить в процессе работы необходимо стальные пластины и металлический уголок. Половинки струбцины крепятся традиционно, применить для этого необходимо шпильки с резьбой. В итоге удастся получить эффективную и простую конструкцию.
Самодельные приспособления для сварки включают ещё и клещи. Собрать их можно, но для этого нужно запастись терпением. Для проведения работ следует подготовить медный дротик, длина которого составляет 2 м. Его диаметр должен быть равен 30 мм. Эта заготовка может оказаться несколько длиннее, в этом случае ее удастся прогнуть. Элемент сгибается, чтобы получилась заготовка в форме подковы. На концах делаются 18-мм отверстия, после нужно произвести разворот и сделать пропил.
В итоге получатся зажимы для электродов. Два трансформатора соединяются параллельно, в них вторичная и первичная обмотки должны быть соединены напрямую. Подача тока может корректироваться самостоятельно. Такие самодельные приспособления для сварки должны охлаждаться, а использовать для этого следует воду. Применив ножную педаль, вы сможете снять электроды.
Из вышесказанного можно сделать вывод, что клещи имеют в составе рычаг для разворота электродов, трансформатор, а также рукоятку с толкателем. Рычаг удерживается шарнирами, оси которых располагаются противоположно. Иногда изготавливаются клещи, между толкателями которых находится пружина. Однако подобное приспособление для сварки труб нельзя назвать удобным. Ведь сжимание пружины при повороте будет довольно сложным.
Если вас заинтересовали приспособления для сборки и сварки, вы можете изготовить их самостоятельно, отказавшись от приобретения заводских вариантов. Это относится и к магнитному держателю, для выполнения которого нужно подготовить следующие материалы:
При подготовке металла необходимо руководствоваться определёнными параметрами, толщина листа может изменяться в пределах от 1 до 3 мм. Создавая шаблон будущей конструкции, лучше выполнить монолитный вариант, размеры которого будут соответствовать нуждам мастера. Шаблон нужно приложить к листовому металлу и вырезать одинаковые заготовки в количестве 2 штук. Важно при этом сохранить их геометрию.
Чертежи приспособлений для сварки лучше всего составить самостоятельно, некоторые из них вы можете отыскать в статье. Следующим шагом на пути к приспособлений будет подготовка центральной части магнита. Для этого нужно выпилить по форме металлических пластин заготовку из древесины, однако ее размер не должен полностью повторять шаблон. От краев следует отступить 2 мм. Толщина этого элемента должна быть больше на 2 мм, чем ширина магнитов.
Внешняя часть изделия на этом этапе готова, теперь нужно создать внутреннее наполнение. В этом случае следует отталкиваться от магнитов. Они будут располагаться между пластинами, а толщина может изменяться в пределах от 10 до 50 мм. Когда изготавливается такое приспособление для сварки под углом, лучше применить круглые магниты, в каждом из которых будут отверстия в центральной части. Однако для работы можно использовать и другие заготовки, которые предварительно подготавливаются методом вырезания отверстий для установки крепежа. Заключительным этапом станет просверливание отверстий и проведение сборки. Стальные пластины крепятся с двух сторон деревянной заготовкой, в пазы фиксируются магниты. На этом можно считать, что изделие готово, его следует испытать на деле.
Если вам нужны ручные приспособления для сварки, вы можете заняться изготовлением кондуктора. Он используется при выполнении рамок и сложных узоров. Конструкция обладает конусообразными опорами, которые необходимо расположить по бокам. Между ними крепится крутящаяся плоскость. На ней должны располагаться регулирующиеся продольные балки с несколькими винтовыми прижимами.
В балках будут отверстия, именно поэтому прижимы могут быть установлены по всей длине, что будет зависеть от размера изделия. Ширина собираемой конструкции может регулироваться благодаря введению балок и их разведению. Использовать раздвижные механизмы описываемого устройства можно в качестве универсального средства для сварки малых и больших изделий. Если вы решили использовать нержавеющую сталь, то при работе важно исключить царапины, которые могут возникнуть от винтовых прижимов. Именно поэтому последние должны быть дополнены наклейками из войлока, которые устанавливаются на губы. Такой аппарат можно собрать из профильной трубы, понадобятся длинные болты и подшипники, предпоследние из которых нужны для крепления передвижных частей.
Некоторые приспособления для позволяют избежать проблем при необходимости соединения деталей под прямым углом. Для проведения манипуляций по сборке конструкции необходимо подготовить металлический квадрат, болты, гайки, кусок квадратной трубы, болт, небольшой металлический цилиндр, дрель, сверло, держатель, сварочный аппарат.
Подготавливая квадрат, вы должны учитывать, что его сторона составит 20 см. При выборе толстого болта необходимо предпочесть тот, что имеет 4 см в диаметре. Выбирая металлический цилиндр, вы должны подготовить тот, что имеет размер с шариковую ручку.
При изготовлении вышеописанного приспособления для сварки своими руками вы должны приварить на квадрат трубы, длина которых составляет 15 и 20 см. Установить их необходимо по углам, чтобы концы труб оказались по разным сторонам квадрата. Теперь можно приступать к изготовлению вспомогательных деталей. Для этого из трубы подготавливается фигура по форме буквы П, ее длина должна составить 10 см. Вторая деталь изготавливается из этих же труб, однако элементы свариваются между собой в виде равнобокой трапеции.
Равнобедренный треугольник выполняется на сторонах квадрата. К нему приваривается П-образная фигура, в которой предварительно проделывается отверстие по центру для маленького болта. В зазор между фигурой и квадратом должен поместиться 4-сантиметровый болт. К последнему приделывается ручка, в роли неё может выступить гайка с отверстием. В маленьком цилиндре нужно выполнить резьбу для маленьких болтов. Она проделывается вдоль конца большого болта. В точке пересечения диагоналей трапеции нужно выполнить отверстия в обеих деталях. Между ними будет устанавливаться цилиндрический элемент, в котором предварительно выполняется резьба.
Для облегчения сварочных работ в продаже сегодня можно встретить огромное количество приспособлений и устройств. Отдельное место среди них занимают те, что можно выполнить самостоятельно. Учитывая информацию, которая была представлена выше, можно утверждать, что такие конструкции выполняются из подручных материалов, приобретать дополнительно что-либо не придётся, именно поэтому нужно запастись терпением и подготовить чертежи.
При производстве сварочных работ необходимо надежно закрепить свариваемые детали между собой и удобно расположить. Некоторые виды сварки можно осуществлять только в определенном положении, соответственно должен быть расположен и сварочный стык.
Надежность крепления также важна. Во время сварочных работ по шву возникают большие напряжения, которые должны до конца процесса компенсироваться закрепляющим оборудованием.
Различные механизмы и подсобные детали изготавливают на предприятиях и в домашних условиях. Простейшие из них легко сделать своими руками. В общем случае вспомогательные приспособления для сварки бывают трех видов:
Первый вид приспособлений применяют, чтобы установить детали в нужном для сварки положении. Зажимные сварочные приспособления жестко их фиксируют, не дают соскользнуть, повернуться. Комбинированные устройства выполняют обе функции.
Выбор приспособлений связан с условиями выполнения работ. Он также зависит от требований к точности изготовления заготовок, требований к зазорам, конструкции в целом.
К вспомогательным приспособлениям предъявляют определенные требования. Они должны обеспечивать свободное перемещение свариваемых деталей, вызванное нагревом в зоне сварки.
Если варят крупногабаритные изделия, необходимо обеспечить закрепление только в местах сваривания. Для сварщика должен быть обеспечен свободный доступ к месту сварки. Необходимо также обеспечивать быстрое отведение выделяемой теплоты.
Устройства для варки бывают специальными или универсальными. Например, специальный стенд для сборки и сварки рамных изделий представляет собой стол с фиксаторами.
Универсальные стенды выглядят так же, только имеют дополнительные устройства для крепежа изделия, и за счет этого могут фиксировать большую номенклатуру заготовок.
К фиксаторам относятся устройства, обеспечивающие устойчивое положение свариваемого изделия. Они выполняются в виде карманов, упоров, установочных пальцев, призм и шаблонов.
Съемные упоры используют в универсальных стендах, когда необходимо настроится под конкретное изделие, или невозможно снять изделие без его деформации.
Пальцы позволяют точно установить заготовку, их обычно применяют при работе с изделиями, имеющими обработанные плоскости. Призмы используют при сварке различных труб.
Шаблоны представляют собой конструкцию, которая повторяет контур свариваемого изделия. Детали устанавливают в шаблон, сваривают, в результате получаются одинаковые изделия при повторении процесса сварки. Несущим элементом становится сама деталь, а шаблон задает форму.
При единичном изготовлении того или иного изделия, иногда требуется фиксация нестандартным способом. Бывает также, что нет под рукой необходимого приспособления.
В этом случае сварщик сам мастерит его из подручных материалов. Для изготовления самодельных приспособлений для сварки достаточно нескольких обрезков уголков и пары струбцин.
С их помощью можно получить простой и надежный фиксатор. Если нужно получить фиксатор для соединения под прямым углом достаточно приварить уголки перпендикулярно друг к другу, и прихватить их третьим уголком.
Приварив в нужных местах струбцины, получают фиксатор для перпендикулярного соединения изделий. То есть при необходимости сварщик сам может себя обеспечить требуемыми приспособлениями.
Важную роль играют прижимные (зажимные) приспособления. Они прижимают заготовки к фиксаторам или плоскостям оснастки, и бывают механическими, пневматическими и магнитными.
Механические прижимы очень просты по конструкции, поэтому самые распространенные. Они надежны, редко выходят из строя и недорогие по цене. Механические приспособления бывают клиновыми, винтовыми и пружинными. Клиновые прижимы обычно используют при выравнивании кромок изделия, при поджиме соприкасающихся частей свариваемых деталей.
Но самые распространенные и универсальные приспособления – винтовые прижимы, их еще называют струбцинами . Они используются большей частью при единичном изготовлении и в домашнем хозяйстве, требуют много времени на установку. Пружинные прижимы используют при сварке мелких и тонких заготовок.
В качестве вспомогательных приспособлений для сварки можно применять пневматические устройства. Они имеют высокое быстродействие, отличаются точностью и «мертвой хваткой».
Так как сжатый воздух упруг, то устройство обеспечивает мягкую компенсацию деформаций возникающих при сварке. Пневматические системы используются в основном при массовом производстве с высоким уровнем механизации. Для захвата и прижима тяжелых деталей (1 тонна и более) используют гидравлические прижимные системы.
Магнитные прижимы (их еще называют держателями) просты в использовании, быстро устанавливаются и снимаются. Их применяют для выравнивания кромок и прижатия плоских изделий к основанию стенда через флюсовую подушку. На предприятиях наибольшее распространение получили электромагнитные прижимы, а в частном пользовании популярны постоянные магниты.
К стягивающим приспособлениям относятся всевозможные стяжки, распорки и домкраты. Они имеют самое разное устройство, иногда довольно сложные конструкции, используются для стягивания и распора заготовок в процессе сварки.
При сварке много времени уходит на подготовительные работы. В этих условиях роль устройств механизации не менее важна, чем сама сварка. Зачастую она вообще незаменима.
Использование стендов, стеллажей и плит позволяет прочно крепить заготовки. Изделие предварительно собирают, и затем уже фиксируется на стенде в требуемой позиции. Стенды часто используют при сварке габаритных, плоских деталей, которые фиксируют электромагнитами или другими прижимами.
Для поворота крупногабаритных конструкций применяют так называемые кантователи. Они бывают роликового и цевочного типа, рычажные, центровые и цепные.
Роликовые приспособления используют для поворота больших цилиндрических конструкций. Они полезны при производстве круговых соединений, имеют несколько роликов: один ведущий, остальные используются без привода.
Во избежание проскальзывания ведущий ролик обеспечивается резиновым бандажом. Для кантования конических деталей применяются соответствующие механизмы. Они имеют несколько пар роликов расположенных под углом друг к другу.
Рычажные кантователи используют при поворотах плоских деталей. Центровые приспособления применяют, когда требуется повернуть изделие на 360 °. Цепные устройства используют при сварке крупных деталей большой длины.
Эти устройства приспособлены для поворота свариваемого изделия в процессе работы. Манипулятор может поворачивать деталь в вертикальной и горизонтальной плоскости, делать наклоны под разный угол в горизонтальной плоскости, что обеспечивает получение качественного сварного шва.
Манипуляторы бывают установочные и сварочные. Первые тип приспособлений, их еще называют позиционерами, производит установку заготовки в нужную точку и в требуемом положении, удобном для сборки. перемещают изделия по заданной траектории со скоростью, необходимой для производства сварки.
Основными характеристиками манипуляторов является его грузоподъемность, максимально возможные габариты и количество степеней свободы его планшайбы, к которой крепится свариваемая деталь.
На производствах для сварочных работ обычно имеется целый комплекс приспособлений, обеспечивающих установку заготовок в нужной позиции, способных перемещать их по вертикали и горизонтали, вращать.
Дополнительно используются рельсовые пути, тележки и другие приспособления, способствующие ускорению и облегчению процесса сварки. Применяя стандартные, отработанные средства, сварочный процесс происходит значительно быстрее и эффективнее, хотя использование самоделок никогда не вредит этому.
Получить качественное сварное соединение можно при использовании специальных приспособлений для сварки. Опытные сварщики хорошо знакомы с тем, как важно правильно и надежно зафиксировать соединяемые изделия. При широком ассортименте сложно подобрать вариант исполнения, который будет обеспечивать надежную фиксацию. Именно поэтому рекомендуют уделить внимание классификации и особенностям всех механизмов.
Распространенные приспособления для сварки создаются для того, чтобы обеспечить наиболее благоприятные условия работы, за счет чего повышается качество получаемого шва. Все они делятся на несколько видов:
Подобные механизмы для установки и крепления профильных труб могут изготавливаться из самых различных материалов. Рекомендуется уделять больше внимания выбору приспособлений для сварки, так как они во многом определяют качество получаемого результата.
Специальные сварочные приспособления требуются для того, чтобы задать правильное расположение в пространстве свариваемым элементам. Наибольшее распространение получили:
Упорные устройства предназначены для фиксирования заготовки на основной поверхности. Большая часть применяются постоянно, так как сварной шов обеспечивает лишь высокую степень герметизации. Кроме этого, встречаются и откидные варианты исполнения, которые можно демонтировать при необходимости.
Для создания универсальных приспособлений для сварки может потребоваться:
Стоит учитывать, что при использовании обычного металла со временем на поверхности появится коррозия. Именно поэтому нужно предусмотреть особенности процесса покрытия стали специальным антикоррозионным составом.
Провести создание требуемой конструкции можно при использовании подручных инструментов. Среди особенностей проводимой работы отметим следующие моменты:
Сварочный шов должен идти снаружи. Подобная конструкция позволяет зафиксировать соединяемые элементы и обеспечить их неподвижность при проведении сварки.
Самодельные приспособления для сварки практически ни в чем не уступает покупным вариантам исполнения. Перед тем как приступить к выполнению работы по сборке прижимного или фиксирующего механизма нужно учесть то, каким образом оно будет использоваться и какими свойствами должно обладать.
Все чаще в домашних условиях собирается приспособление для сварки труб, которая работает на магнитах. Процесс изготовления характеризуется следующими особенностями:
Сборку можно провести при наличии сварочного аппарата и дрели со сменными сверлами по металлу. Конструкция создается следующим образом:
Подобные варианты исполнения встречаются крайне часто по причине универсальности, самодельные механизмы рассчитаны на высокую нагрузку.
Универсальные варианты исполнения фиксаторов с магнитами очень удобны в применении. Именно поэтому они получили широкое распространение, используются мастерами различного уровня.
Классическое устройство характеризуется следующими особенностями:
За счет использования универсального механизма можно точно и быстро сварить между собой несколько изделий. Сила постоянного или электрического магнита может быть достаточно высокой, обеспечить требуемую надежность фиксации.
Рассматривая приспособления для сварки следует учитывать, что они делятся на несколько различных категорий. Наибольшее распространение получили механические зажимы и фиксаторы, так как они просты в применении и могут прослужить в течение длительного периода.
Если нужно зафиксировать большие и тяжелые заготовки, то могут использоваться конструкции с пневматически или электрическим приводом. За счет использования специального привода существенно повышается прикладываемое усилие.
Классификация всех устройств также проводится по тому, в каких условиях они могут эксплуатироваться. Примером можно назвать варианты исполнения промышленного и бытового применения.
Кроме этого, выделяют следующие группы вспомогательных приспособлений для сварки:
В заключение отметим, что техника безопасности сварочных работ также определяет необходимость в надежной фиксации соединяемых элементов. Это связано с тем, что держать на весу заготовки запрещается. Также они не должны находится в неустойчивом положении, так как повышается вероятность получения травмы или снижения качества получаемого шва.
Приспособления для сварки
К атегория:
Сварные соединения
Приспособления для сварки
Приспособления для сварки, помимо элементов фиксирования и закрепления узла, имеют специальные дополнительные устройства для сварки тем или иным методом (сварочные подкладки и их крепление, приводы и т. п.).
Обычно в сварочном приспособлении узел устанавливается в собранном и прихваченном состоянии, поэтому оно должно обеспечить возможность фиксации узла в положении, нужном для сварки того или иного соединения, минимальные деформации и возможность свободного съема готового узла.
В сварочной практике очень распространено использование комбинированных сборочно-сварочных приспособлений, позволяющих производить и сборку и сварку в том же приспособлении, минуя операцию прихватки.
Соответственно типам изделий (конструкции, габаритам, весу), методу сварки и предъявляемым требованиям можно выделить ряд основных типов комбинированных сварочных и сборочно-сварочных приспособлений.
Сварочные стенды представляют собой стационарные приспособления с одной неподвижной (чаще всего горизонтальной) базовой поверхностью с крепежными элементами. Обычно на таких стендах свариваются продольные швы автоматической сваркой плавлением на плоских изделиях или на различного типа обечайках и т. п. Сварка ведется преимущественно на подкладках; кромки поджимаются к подкладке различными способами: механическим, пневматическим, магнитным и др.
Рис. 1. Пневмостапель для сварки продольных швов: 1 - стойка, 2 - верхний прижим, 3 - сварочная подкладка, 4 - стягивающая скоба, 5 - пневмоцилиндры, 6 - консоль
На рис. 1 приведена схема стенда консольного типа с пневмо-поджимом подкладки для сварки продольных швов обечаек. На стойке консольно крепится двутавровая балка с установленными на ней пневмоцилиндрами для поджима сварочной подкладки. Свариваемая обечайка надевается на консоль и поджимается к верхним массивным неподвижным прижимам.
Верхние прижимы с консольной балкой скрепляются стягивающей скобой. После сварки скоба отбрасывается, сварочная подкладка опускается в нижнее положение и обечайка снимается. Консоль со сварочной подкладкой и пневмоподжимом может поворачиваться вокруг вертикальной оси у центральной стойки.
На рис. 2 представлена схема сварочного стенда с верхними пневмошланговыми прижимами клавишного типа для сварки продольных швов на листах и обечайках из материалов малой толщины. Для сварки изделий из более толстого материала клавиши могут поджиматься не пневмошланговым устройством, а пневмокамерами.
Рис. 2. Пневмостапель клавишного типа для сварки продольных швов
Кантователи - довольно распространенный тип приспособлений. Обычно это стационарные приспособления, позволяющие закреплять свариваемое изделие и поворачивать его в нужное положение для выполнения сварки. Такие приспособления чаще всего используются для сварки громоздких изделий, имеющих самые разнообразные формы, у которых швы располагаются на противоположных сторонах.
Рис. 3. Схема цапфового кантователя
В производстве летательных аппаратов такие приспособления используются для сварки различных силовых узлов типа балок, лонжеронов и т. п.
Поворот изделия в приспособлении может быть ручной или механический. Чаще всего применяются кантователи цапфового типа. Собранное и прихваченное изделие укрепляется в специальных зажимах, из которых каждый укреплен на поворотной цапфе. Опоры цапф могут быть связаны общим основанием или быть независимыми друг от друга.
Приспособления для кольцевой.сварки позволяют устанавливать изделия в фиксированное положение и поворачивать его в процессе сварки с необходимой скоростью.
В зависимости от габаритов изделия приспособления такого типа выполняются чаще всего с применением торцовых вращателей, роликовых опор или комбинированные.
Для изделий небольших и средних габаритов применяются обычно приспособления с торцовыми вращателями, выполненными в виде двух опорных цапфовых вращателей, из которых один, или реже оба, являются приводными.
Рабочая часть вращателя (планшайба) делается съемной или специализированной для данного узла или группы узлов. На вращателе устанавливаются специальные фиксирующие и крепежные устройства. Привод чаще осуществляется от электродвигателя че-реэ редуктор с регулируемой скоростью вращения при сварке. Основание приспособления - сварное из профильного проката; все элементы (бабки, двигатель, привод и т. д.) крепятся к основанию на болтах на свои посадочные места.
Рис. 4. Схемы приспособлений для сварки кольцевых швов
Для крупногабаритных изделий конического типа, изделий с малой продольной жесткостью или большим весом используются приспособления, где сочетаются торцовые вращатели и роликовые опоры.
Роликовые опоры делаются, как правило, регулируемыми по высоте или плавающего типа.
К поворотным относятся также приспособления для сварки круговых швов на горизонтальной или наклонной плоскости. Обычно они изготовляются в виде торцового вращателя с вертикальной или наклонной осью вращения.
Манипуляторы - приспособления, предназначенные для вращения изделия вокруг вертикальной или горизонтальной оси и наклона его под определенным углом, необходимым для работы.
Такие приспособления применяются для ручной, полуавтоматической и автоматической сварки плавлением и для контактной сварки.
На манипуляторе могут закрепляться изделия различных форм. В зависимости от грузоподъемности стол манипулятора поворачивается ручным, механическим или пневматическим приводом.
Приспособления с копирными устройствами применяются для выполнения автоматической сварки плавлением изделий, имеющих криволинейные швы. В зависимости от формы шва, типа изделия и метода сварки применяются приспособления с перемещением по копиру сварочной головки, перемещением детали по копиру при неподвижной головке, перемещением по копиру и детали, и головки; в этом случае чаще всего сварочная головка крепится на плавающей подвеске. При использовании приспособлений последнего типа, со сложным движением, в процессе работы скорость сварки может изменяться, что отражается на формировании шва, поэтому при разработке подобного приспособления необходимо проведение анализа скоростей в различных точках свариваемого контура. Отклонения от скорости сварки не должны быть более 4-5% от расчетной.
На рис. 5 представлена схема приспособления для приварки фланцев, горловин, патрубков к цилиндрическим обечайкам. В этом случае сварочная головка перемещается по копиру на опорных роликах. Вращаясь, ролики обкатывают поверхность копира и поднимают или опускают штангу с подвешенной на ней сварочной головкой.
При сварке продольного шва криволинейного контура копир, выполненный по форме стыка, закрепляется на самом изделии (рис. 109). Изделие укреплено в приспособлении на поворачивающихся цапфах. При продольном движении сварочной тележки изделие через тягу и копир разворачивается в задаваемое копиром положение.
Оснастка для автоматических способов сварки плавлением представляет собой специальные сварочные установки, включающие, кроме элементов для фиксации и манипулирования изделием, еще устройства для крепления, перемещения сварочной аппаратуры (сварочной головки, трактора и т. д.) и управления ею. Конструкция этих устройств определяется типом изделия, количеством и характером сварных швов и т. п.
Наиболее часто встречаются устройства портального типа, консольного типа, устройства со смещенными направляющими, с установкой сварочной аппаратуры на прижимных элементах самого приспособления и др.
Рис. 4. Сварочные манипуляторы: а - для сварки плавлением, б - для контактной сварки
Устройства для крепления могут быть выполнены отдельно от приспособления или быть с ним конструктивно связанными. Обычно для сравнительно небольших изделий они выполняются в виде единой конструкции, для крупногабаритных изделий - делаются отдельными. Устройства для крепления аппаратуры могут быть подвижными и неподвижными, с жестким креплением сварочной головки или с перемещением ее по крепежному устройству. Обычно такие устройства изготовляются сварными из стального проката обычного сортамента или труб. Основное требование к ним - обеспечение необходимой жесткости и прочности в работе и возможности удобного манипулирования изделием и сварочной аппаратурой в необходимых пределах.
Рис. 5. Схема установки для обварки штуцеров по копиру: 1 - копир, 2 - цапфа, 3 - деталь, 4 - сварочная головка, 5 - тяга, 6 - копирующий ролик
Рис. 6. Установка для сварки по копиру продольного криволинейного шва: 1 - сварочная головка. 2 - штанга, 3 - привод, 4 - копир, 5 - опорные копирующие ролики
Рис. 7. Типы сварочных установок для автоматической сварки плавлением: а - -портального типа, б - консольного типа, в - со смещенными направляющими, г - с направляющими на пневмостапеле
При контактной точечной и роликовой сварке специализированные приспособления в основном используются для установки, поддержания при перемещении и выравнивания изделия в процессе сварки.
Для сварки кольцевых швов в зависимости от габаритов изделия применяются поддерживающие устройства в виде опорной стойки с роликом, торцового вращателя или роликовых опор. Установку опорных элементов необходимо регулировать по высоте.
Поддерживающие устройства для точечной сварки часто снабжаются специальными шаговыми приводами для автоматического
Рис. 8. Приспособление для точечной сварки обечаек с механизированным поворотом изделия на шаг сварки: 1 - тележка, 2 - механизм поворота, 3 - торцовый вращатель, 4 - обечайка, 5 - опорный ролик
перемещения изделия на шаг точек. При этом необходимо, чтобы при перемещении изделие не касалось внутренней поверхностью нижнего электрода сварочной машины. Для этого, например, при сварке тонколистовых крупногабаритных деталей между ними и нижним электродом в свободном состоянии устанавливается зазор 1 - 3 мм.
При сварке жестких узлов для этой цели необходимо предусматривать специальные демпфирующие устройства, которые на момент перемещения детали обеспечивают необходимый зазор.
Для небольших изделий поддерживающее устройство часто крепится непосредственно на сварочной машине.
На рис. 9 приведена схема приспособления для сборки и прихватки, укрепленного с помощью хомута 2 на нижней консоли сварочной машины. Свариваемый узел закрепляется в приспособлении и может поворачиваться вокруг своей оси в подшипнике опорного диска. В свою очередь опорный диск на машине крепится с помощью пружинно-рычажной подвески.
Для сварки крупногабаритных изделий плоской формы или имеющих небольшую кривизну (типа панелей) поддерживающие приспособления выполняются в виде подвесок или подставок типа рольгангов.
Для точечной сварки в последние годы в промышленности стали использоваться специализированные установки с автоматическим и полуавтоматическим циклом работы.
На рис. 12 показан общий вид полуавтоматического манипулятора для точечной сварки крупногабаритных панелей одинарной
Рис. 9. Приспособление для точечной сварки крупногабаритных изделий: 1 - указатель поворота, 2 - лента поворотного шагового механизма. 3 - опорные ролики
или двойной кривизны. На этой установке можно автоматически выравнивать поверхность свариваемой панели нормально относительно оси электродов. Приспособление выполнено в двух вариантах: с механическим перемещением панели на шаг сварки (команда подается оператором) и автоматическим. Для удобства наблюдения за местом сварки установка оборудована телевизионной аппаратурой.
На рис. 13 представлена установка для точечной сварки полунервюр панелей отсека крыла. Для сварки используются специальные клещи, которые входят во внутренние пространства отсека. Перемещение клещей на шаг сварки задается специальным шаговым механизмом привода, при помощи которого подвижная каретка вместе с установленными на ней клещами перемещается по направляющим станины сварочной машины.
Рис. 10. Приспособление для сварки конусных секций, установленное на консоли сварочной машины: 1 - нижний хобот, 2 - хомут, 5 - пружина, 4 - рычаг; 6, 7 - опорные диски, 6 - опорная шайба, 8 - приспособление для сборки и прихватки, 9 – направляющее кольцо; 10 - съемный диск, 11 - деталь, 12 - фиксаторы, 13 - верхняя головка
Рис. 11. Установка.для сварки панелей одинарной и двой ной кривизны
Рис. 12. Автоматизированная установка для точечной сварки полунервюр панелей крыла 1 - панель, 2 - рубильник, 3 - подвижной стол, 4 - ‘сварочные клещи, 5 - сварочная машина, 6 - направляющие стола
Перемещение клещей вдоль шва, сварка, обратный ход клещей и перемещение подвижного стола после окончания сварки очередного шва производятся автоматически по специальной программе. После окончания сварки каждой нервюры электроды зачищаются и клещи возвращаются в исходное положение.
При роликовой сварке в основном используются приспособления, аналогичные разобранным. Однако в связи с тем, что при роликовой сварке детали перемещаются самой сварочной машиной и без подъема электродов, в приспособлениях не нужно предусматривать специальные механизмы принудительного перемещения и демпфирования, и они. как правило, более просты по сравнению с приспособлениями для точечной сварки.
При роликовой сварке кольцевых или круговых швов чаще всего используются приспособления в виде различных регулируемых по высоте стоек с опорным роликом. Приспособления такого рода отличаются универсальностью и простотой. В некоторых случаях роликовая опора может быть заменена подвижной тележкой с опорными роликами. При этом передняя пара роликов устанавливается несколько ниже задней. При сварке узел опирается на сварочный ролик и заднюю пару поддерживающих роликов тележки.
Рис. 13. Поддерживающее приспособление для роликовой сварки кольцевых швов обечаек
Рис. 14. Приспособление подвесного типа для роликовой сварки конусов
При сварке некоторых конструкций встречаются приспособления подвесного типа. На рис. 14 показана роликовая сварка конуса с использованием подвесного приспособления, где вершина конуса шарнирно подвешивается к регулируемой по высоте опоре.
При сварке обечаек большого диаметра (более 1,5 - 2 м) для подхода сварочными роликами к месту соединений иногда приходится поднимать сварочную машину или делать углубление ниже уровня пола. В этом случае иногда удобнее производить сварку в нижней части обечайки, располагая ее выше сварочных электродов.
При роликовой сварке швов на обечайке небольшого диаметра (меньше диаметра нижней консоли и ролика машины) применяются приспособления с внутренней токоведущей оправкой. Оправка вставляется в обечайку и вместе с ней прокатывается между сварочными роликами.
Для сварки плоских швов на изделиях типа панелей применяются, как и при точечной сварке, приспособления в виде рольгангов или каретки с укрепленным на ней изделием, движущейся по направляющим.
Рис. 5. Подвижная роликовая опора для сварки крупногабаритных обечаек
