Современные технологии орбитальной сварки

В настоящее время фирма "Polysoude" предлагает комплексные решения всех вопросов, связанных со сваркой труб диаметром от 1,6 мм до нескольких метров и с толщиной стенок от 0,3 мм до 200-220 мм.

Материалы — черные и нержавеющие стали, алюминий, титан, а также специальные стали и сплавы.

Оборудование, предлагаемое фирмой на рынке России и Беларуси, условно может быть подразделено на несколько типов.

Это источники сварочного тока, которые управляют всем процессом, и исполнительный инструмент, то есть сами головки.

В свою очередь источники делятся на две группы. Одна из них обозначается PS и включает несколько моделей.

Самый маленький источник — PS164 — предназначен для работы в монтажных условиях. Это переносной аппарат для сварки на токах до 160 А со встроенным блоком охлаждения. Общий вес — 30 кг. Переносной, удобный для работы на строительных и монтажных площадках.
Четверка в конце кода маркировки означает, что оператор может программировать параметры, связанные с током, газом, вращением горелки и подачей проволоки, если это необходимо.

Этот источник, как и все источники серии PS, имеет встроенную библиотеку программ поддержки пользователя. Это технологические разработки фирмы "Polysoude" — около 60 стандартных случаев применения сварки трубы с трубой, трубы с трубной доской.

Источник имеет встроенный принтер, который позволяет получать распечатку как тех параметров, которые заложил пользователь перед сваркой, так и тех, которые были им получены во время сварки. Экран позволяет пользователю задавать конкретные значения при программировании и контролировать сам процесс во время сварки. На экран выводятся основные параметры — ток, напряжение, положение горелки.

Источник имеет встроенное устройство записи информации на внешний носитель (так называемое устройство считывания мемокарт). Мемокарта представляет собой элемент величиной с кредитную карту с вмонтированным микрочипом, на который можно записывать до 10 программ.

Каждая труба может быть условно разбита на 10 секторов. В каждом из этих секторов по периметру могут быть заданы свои специфические параметры сварки.
На панель управления выводится циклограмма процесса, снабженная буквенно-цифровыми индикаторами, то есть оператор во время программирования видит на экране все, что связано с основными программируемыми параметрами. (Это, например, могут быть предварительная подача газа, ток импульса, ток паузы.)

С помощью кнопок "плюс" и "минус" оператор задает нужные обозначения, с помощью кнопки "ввод" устанавливает их и с помощью стрелок перемещается по всей циклограмме. То есть процесс адаптирован под любого мало-мальски квалифицированного сварщика.

Другая серия источников от "Pоlysoude"имеет обозначение PC. Это гораздо более сложная техника, которая программируется с помощью ноутбука.

Источник имеет блочную конструкцию. Каждый блок отвечает за ту или иную функцию (сварочный ток, вращение, подача проволоки, управление периферийными устройствами, контроль сварочных газов — как основного, защитного, так и формирующего).

В случае необходимости эти источники позволяют осуществить так называемую ВИГ-сварку с подогретой присадочной проволокой. При этом в среднюю часть сварочного аппарата монтируется инверторный источник тока величиной 140 А, который разогревает проволоку перед вводом в сварочную ванну.

Применением ВИГ-сварки с подогретой присадочной проволокой достигается увеличение скорости сварки, производительности процесса, улучшение формы шва, а также расширение технологических возможностей. В частности, с помощью этих источников сваривались трубы с толщиной стенки до 180 мм для Берлинской АЭС.

Инструменты, которые позволяют осуществлять орбитальную сварку, можно также разделить на несколько групп.

Это, в первую очередь, закрытые сварочные головки, которые позволяют сваривать без присадки трубы с толщиной стенки до 4,5 мм — в зависимости от материала. На трубе создается так называемая микрокамера, которая является абсолютно герметичной и обеспечивает газовую защиту, достаточную для минимизации цветов побежалости и лучшего формирования шва.

Головки закрытого типа имеют наименьшие габариты и позволяют работать в самых различных условиях.

Головка серии MV имеет небольшое окошко для того, чтобы сварщик мог увидеть дугу на части трубы. Зажимная система включает так называемый зажимный вкладыш и сделана из титанового сплава. Система запатентована "Polysoude". Нанесенные риски в сочетании с материалом вкладыша позволяют, с одной стороны, компенсировать возможные геометрические погрешности труб, с другой — обеспечивают высокую устойчивость к циклическим температурным нагрузкам (то есть жесткость крепления инструмента после проведения большого количества сварок не страдает).

Эти головки позволяют сваривать все вышеназванные материалы. Они нашли свое применение в монтажных условиях в тех случаях, когда требуется равномерное качество шва по всему периметру трубы, сварщик же не имеет возможности одинаково равноценного доступа ко всем точкам периметра. Помимо всего прочего головки серии MV можно использовать при сварке гофрированных труб.

Сварочные головки открытого типа MU IV могут оснащаться суппортом перемещения горелки в поперечном и вертикальном направлениях. Данные перемещения требуются при сварке трубы с толщиной стенок от 6 мм и более, то есть когда существует своего рода разделка, которую нужно заполнить.

Внешний диаметр труб, которые варятся головками закрытого типа, составляет от 1,6 до 177 мм, открытого типа — от 8 до 275 мм.

Характерной особенностью всего сварочного инструмета Polysoude является то, что привод имеет обратную связь, что немаловажно в случаях, когда сварщик по тем или иным причинам вынужден остановить, а затем вновь возобновить процесс.

Для случаев, когда требуется выполнить сварку с присадочной проволокой, "Polysoude" предлагает набор механизмов подачи проволоки PolyFil. Эти механизмы могут быть рассчитаны как на маленькую,так и на большую катушку. Для катушек предлагается защитный кожух. Существуют различные модификации механизмов подачи PolyFil, в том числе и такие, которые непосредственно встраиваются в сварочные головки.

Один из наиболее часто встречающихся случаев применения головок MU — это сварка на монтаже (приварка полотен) при изготовлении теплообменников.

Головка серии MUS — это модификация MU IV с той лишь разницей, что данные головки адаптируются к конкретным производственным условиям с уменьшением габаритных размеров головки, посадочного размера, вращающейся части. Головки хорошо зарекомендовали себя и могут работать по 2-3 смены подряд. В среднем такая головка рассчитана на сварку до 50 стыков за смену. В настоящее время такие головки используются для приварки фланцев.
Последние разработки "Poly-soude" касаются совершенствования системы крепления горелки на головке. То есть одним и тем же инструментом можно варить как стыковые, так и угловые швы.

В случае, если необходимо сваривать трубы диаметром от 114 мм до нескольких метров, "Polysoude" предлагает сварочный инструмент PolyCar, по сути являющийся сварочной тележкой. На трубу надевается жесткое металлическое кольцо, которое фиксируется с помощью винтов. Компенсируется овальность трубы, запускается сам аппарат — тележка, на которой находится привод всего механизма, механизм подачи проволоки с катушкой и сама горелка, оснащенная суппортами вертикального и поперечного перемещения.

Инструменты PolyCar применяются как для видов сварки с холодной проволокой, так и для видов сварки с подогретой присадочной проволокой. Они могут оснащаться горелками для сварки пламенем и проникающей дугой.

Помимо стандартных, фирма "Polysoude" решает и специфические задачи. (Пример — сварка труб под углом 90°; в данном случае горелка серии MU оснащается вертикальным суппортом перемещения, что позволяет отслеживать седловидность шва.)

Головки TS для вваривания труб в трубные доски для выступающих, утопленных труб и труб, устанавливаемых заподлицо (диаметр — от 10 до 110 мм), могут оснащаться как механической, так и пневматической системой фиксации и центровки на доске, а также выполнять функцию перемещения горелки параллельно оси трубы для сварки специальных соединений.

Головки, предлагаемые сегодня, имеют маркировку TS 2000. Гамма их модификаций простирается от самой простейшей, подвешиваемой на балансире и придерживаемой рукой сварщика, до головок, оснащенных встроенным механизмом подачи проволоки.

Одна из более или менее свежих (1998 г.) разработок "Polysoude" — головка TS 25, предназначенная для варки труб в трубные доски без присадочной проволоки (используется в основном для работы с титановыми сплавами и нержавеющей сталью). Охватываемая гамма диаметров — от 6 мм (внутренний) до 25,4 мм (наружный), то есть до 1 дюйма. Масса головки — 1,5 кг.

Система фиксации центровки достаточно проста — это механический рычаг. Сварщик может одновременно работать с тремя такими головками. Помимо оборудования для сварки неповоротных стыков "Pоlysoude" предлагает оборудование для сварки поворотных стыков.

Еще одно направление — механизированная сварка кольцевых и продольных стыков. Для этих целей предлагается целый комплекс технологических решений, включающий специальные устройства с перемещаемой задней бабкой (что позволяет крепить деталь). Горелка, которая крепится на специальном суппорте, может быть как неподвижной, так и подвижной, соответственно обеспечивая сварку как продольных, так и кольцевых швов. При совмещении продольного и поперечного перемещений получается спиральный шов.

Импульсная сварка позволяет осуществлять достаточно филигранные операции, например, изготавливать диафрагмы для дифманометров.

Еще одно направление, предлагаемое "Polysoude" на рынке сварочного оборудования — это сварка в принудительном положении горизонтальных и вертикальных швов на монтаже плазмопроникающей дугой. Такого рода головки и горелки работают в сочетании с источниками серии РС, при этом удается получить прекрасные результаты. Сварка позволяет смягчать требования к сборке деталей под сварку, то есть допускается достаточно большое смещение кромок. В результате получается хороший шов.

Оборудование Polysoude используется на ряде предприятий России, Украины и Литвы. Можно надеяться, что и в Беларуси оно найдет свой сегмент рынка.

Владимир ДАНИЛОВ