Раз в четыре года в немецком городе Эссен проходит Международная выставка по сварке. Это наиболее крупное мероприятие в данном направлении, и оно по праву имеет неофициальное название – Всемирная сварочная Олимпиада. На ней представляются мировые достижения в области сварки.

Выставка сварки в Эссене

В последней выставке участвовало 1052 фирмы, больше половины которых приехали в Германию из-за границы. Крупные делегации прибыли из таких стран:

  • Италия – 133 компании;
  • Китай – 71 компания;
  • США – 52 компании;
  • Франция и Великобритания – по 34 фирмы.

Первый раз в истории выставки были представлены два совместных стенда, от Китая и США. Российская делегация включала представителей 14 компаний, и по количеству участков заняла 8 место, заметно улучшив свою позицию.

Основной темой выставки была сварка металлических и неметаллических материалов. Также было поднято множество проблем, свойственных данной области. Вниманию специалистов, посетивших выставку, были представлены достижения в направлениях резки и наплавления металлов, а также способов соединения материалов без нагрева. По сравнению с прошлыми выставками тема склейки материалов стала гораздо более популярной, и её выделили в отдельный раздел.

Сварочное производство в Германии

Популярность выполнения соединения при помощи сварки крайне высока. Рынок сварочного оборудования развивается достаточно быстрыми темпами, и Германия выступает на нем как один из крупнейших экспортеров.

За один 2004 год торговый оборот в мире возрос на 9%, причем во многом такому росту он обязан Китаю, который обладает 10% приростом ВНП. Рост ВНП Германии составил 1,6%, на фоне которого успехи в экспорте сварочной техники кажутся впечатляющими. Экспорт в данной отрасли возрос на 7%, достиг 1,4 млрд. евро. Из этой суммы около 60% приходятся на сварочное оборудование, 27% занимают детали и 13% — присадки. Немецкий экспорт сварочной техники в первую очередь направлен на Китай и США, куда поставляется по 9% продукции. Следующими странами выступают Великобритания, Франция и Италия. Россия занимает седьмое место с объемом продукции 55 млн. евро.

Более половины иностранные участники выставки

В Германии пристально следят за импортными возможностями России. В 2004 году она заняла второе место после Китая по росту ВНП. Основным недостатком российского рынка считается низкая стабильность из-за сильной зависимости от цены на нефть. При её падении покупательская способность российских компаний значительно снижается.

В свою очередь, немецкий импорт сварочного оборудования ведется в наибольшем количестве из Швейцарии, которая ввозит в Германию 21% данной продукции. Эта страна выступает основным конкурентом в Европе. Она является единственной страной, в которую экспортируется меньше немецкой сварочной техники, чем импортируется.

Компьютерное управление сварочным производством

Один из главных способов усовершенствования сварочных технологий связан с активным использованием компьютерного управления процессом сварки. Для многих операций, которые ранее требовали различных методов и оборудования, сейчас достаточно одного универсального аппарата, который оснащен дополнительными периферийными устройствами и программным управлением. Компьютер регулирует все важные показатели процесса, в первую очередь импульс и характер дуги.

Компьютер регулирует импульс и характер дуги

В данной области одним из лидеров является американская компания Lincoln Electric. Она первой создала портативный сварочный аппарат, и удерживает лидерство до сих пор. Это компания разработала восемь методов компьютерного управления и 80 вариантов их использования. Они включают в себя весь набор программ, позволяющих управлять как электрической дугой, так и механическими роботизированными устройствами. Для работ применяется сварка пульсирующей дугой MIG/MAG-Puls, которая имеет три ступени:

  1. Быстрый рост силы тока до максимальных значений;
  2. Кратковременная выдержка, характеризующаяся получением капли на электроде и прогревом металла на значительную глубину;
  3. Сброс силы тока до стандартного значения, требуемого для поддержания электрической дуги.

В процессе работы варьируется частота тока. Её увеличение приводит к сужению конуса дуги, а возрастание – к обратному эффекту. Последний импульс предназначается для заострения конца электрода и упрощения запуска дуги для следующего сварочного шва. Применение пульсирующей дуги не ограничивается сталью, а распространяется на ряд цветнометаллических материалов, в первую очередь на алюминий и никель. Наилучшие результаты данный метод показывает на тонких листах.

Оборудование американской компании Lincoln Electric

В методе Puls-on-puls используется другая последовательность импульсов. В этом варианте используется комбинация из высоких и низких импульсов. Импульс с высокой энергией выполняет очистку и плавку материала, а с низкой – остужение расплава, в результате чего получается волнистый шов со значительной плотностью. Компьютерная регулировка процесса дает возможность сваривать даже тонкие листы из алюминия. Качество шва мало зависит от квалификации сварщика.

В методе RapidArc применяется более сложная регулировка импульса. Процесс можно разбить на такие 4 этапы:

  1. Рост тока и напряжения до максимальных значений, получение капли расплава;
  2. Резкий сброс силы тока, частичное снижение напряжения, создание плазменного эффекта;
  3. Резкий сброс напряжения, что в сочетании с низкой с силой тока приводит к разрыву дуги и стеканию капли в шов;
  4. Пауза, затем подача нового импульса с высоким напряжением и током.

При этом методе происходит сдвиг расплава и отделении от него электрода, что способствует охлаждению расплавленного металла.

Метод RapidArc показывает высокую эффективность и дает возможность увеличивать скорость процесса сварки металлоконструкций на 30%. Также этот метод характеризуется низким разбрызгиванием и обгоранием материала. Такие достоинства достигаются за счет снижения напряжения и уменьшении передачи тепла при периодическом обрыве дуги. Данный метод наиболее эффективен в автоматическом и полуавтоматическом режимах сварки металлических изделия толщиной от 1,5 до 4 мм. Средняя скорость сварки нелегированной стали методом RapidArc составляет 60-65 см/мин, а в обычном режиме – до 45 см/мин.

Важность веса и размеров устройств

Улучшение сварочного оборудования ведется и по пути его уменьшения. Сборка сваркой металлоконструкций, особенно на высоте, гораздо проще при использовании компактных и легких аппаратов. В этом направлении значительно продвинулась компания Kemрpi из Финлянции, которая представила оригинальные переносные аппараты. Они предназначаются для дуговой сварки листовых и профильных изделий в среде инертных или защитных газов.

FastMig Pulse 350-450

Обычный режим работы, механизм подачи и горелка предназначаются для работы со сварочной проволокой диаметром от 0,6 до 1 мм. Оптимальным диаметром считается 0,8 мм. Номинальный сварочный ток находится на уровне 180А, а длительность нагрузки – 35%. Данные аппараты можно применять для работы с алюминиевой сварочной проволокой или толстой проволокой из нержавеющей стали. Для этого используется атмосфера из чистого углекислого газа или её смесь с 82% аргона. Конструкция предусматривает создание шва открытой дугой при помощи самозащищаемых проволок. Такие аппараты поставляются в полном комплекте весом 9,8 кг, с кабелем и горелкой. Для работы достаточно разместить в аппарате бобину сварочной проволоки и присоединить шланг с редуктором от газового баллона.

 

Автоматическая подача проволоки выполняется оригинальным механизмом, показатели которого намного лучше стандартных моделей. Его достоинства:

  • Снижение веса на 35%;
  • Повышение эффективности расхода энергии на 50%;
  • Увеличение динамического резонанса на 200%.

Аппарат для сварки Kemppi FastMig KMS

Данное устройство отличается простотой управления. Использовать это приспособление для сварки металлоконструкций может любой сварщик, для этого не обязательно быть профессионалом. Приборный щиток аппарата имеет дисплей и кнопки для управления. Система настройки дает возможность установить параметры процесса, а вычислительный модуль устройства подберет оптимальные характеристики тока и скорость подачи сварочной проволоки.

Усовершенствование сварочной горелки

Компания Messer провела значительную работу в улучшении конструкции сварочных горелок. Представленная ею горелка Konstantherm отличается крайне высокой эффективностью, она сохраняет режим работы ровным, без вспышек и хлопков, даже при длительной работе в условиях высокой температуры. Благодаря этому исчезают перерывы в работе, остывание сварочного шва и потребность в повторном зажигании факела. Это упрощает изготовление металлоконструкций сварка методом сварки, к которым предъявляются повышенные требования.

Стабильная работа достигается за счет особой конструкции горелки, которая поддерживает постоянное молярное равенство подаваемого кислорода и ацетилена. Горелка позволяет выполнять швы практически неограниченной длины и прогревать даже крупные детали на значительную глубину. Горелка не теряет своей эффективности при работе на сложных участках, к которым можно отнести углы, внутренние поверхности труб, пересечения, при выполнении наплавок и сварке рельсов встык.

Благодаря постоянному соотношению ацетилена и кислорода намного упростилась работа с медью и её сплавами, а также с высоколегированными и аустенитными сталями . Технология сварки металлоконструкций из данных материалов усложнялась тем, что нельзя было допустить выделение как избыточного ацетилена, так и кислорода. Ацетилен приводит к образованию пор и выделению водорода, а кислород – образованию оксидов и выгоранию наиболее активных металлов в сплаве.

Оборудование компании Messer

Помимо новых газовых горелок, компания Messer представила усовершенвованные газовые установки, которые предназначены для гибки и сварки металлических труб большого и среднего диаметра. Такие установки имеют много рабочих сопел. Газовые горелки линейного и кругового строения размещаются в один или несколько рядов. Изготавливаются горелки, специализированные для одного вида газа – ацетилена или пропана, с фиксированной величиной теплоотдачи. К примеру, ширина пламени линейных горелок может составлять от 0,5 см до нескольких метров.

Если возникает необходимость в охлаждении, то подключаются специализированные устройства. Система циркуляции охлаждающей жидкости имеет датчики скорости и давления, которые могут отключать горелки при низком уровне охладителя. Потребности в охлаждении нет у устройств, работающих при температурах ниже 500°С.

Гибридная лазерная сварка стали

Внимание посетителей привлекли перспективные разработки ряда крупных немецких исследовательских центров. В первую очередь стоит выделить Дрезденский научно-исследовательский институт IWS, который работал в направлении гибридной сварки тонких изделий. Целью работы данного центра является создание легких строительных конструкций из тонкого проката. В качестве материала используются мелкозернистые конструкционные стали S1100QL и аналоги, расчетное сопротивление которых – 1100 МПа. Если эта работа будет успешна, то она значительно изменит сварку строительных металлоконструкций.

Строительная сфера давно ожидает разработку метода сварки стали, при котором прочность сварочного шва не уступает прочности цельного металла. Так как тонкостенные конструкции обладают меньшей жесткостью, то под действием нагрузки в них часто возникают колебания, которые негативно воспринимаются сварочным швом. Чтобы решить данную проблему, и была разработана гибридная сварка, которая предполагает одновременное воздействие на сварочный шов электрической дуги и луча лазера.

Гибридная лазерная сварка стали

Если сравнивать с лазерной сваркой, то гибридный метод дает возможность увеличить ширину шва и вязкость расплава, что приводит к большей стабилизации процесса. В сравнении с дуговой плазменной сваркой данный метод позволяет повысить прочность шва и производительность процесса. Эффективность способа была доказана использованием в сварочном производстве таких сложных и нагруженных деталей, как стрелы автокрана и бетононасоса. Шов был выполнен за один проход, без предварительного нагрева кромок. Он получился качественным и плотным, без трещин. Его ширина достигла 1 мм, а толщина металла составляла 3-8 мм.

Еще большую эффективность гибридный способ сварки получил при использовании его для нанесения порошковых покрытий. При комбинации этих двух сварочных методов скорость процесса возросла на 300%, улучшились энергетические показатели и эффективность расхода порошка. Полученное покрытие выделялось гладкостью и малым количеством пор.

Сварка при помощи холодного переноса

Компьютерное управление сварочными процессами, которое сочетается с высокоскоростным возвратно-поступательным движением проволоки, позволяет выполнять сварку холодным переносом. Этот метод был разработан австрийской компанией Fronius. В качестве выставочных образцов были представлены комплексы, в которых данный метод использовался для получения термического соединения алюминия и стали, что ранее получить не удавалось.

Сварка при помощи холодного переноса

Основной особенностью метода холодного переноса заключается в том, что в работе электрод на короткое время подается вперед, а после возникновения короткого замыкания – назад. Всего электрод совершает 70 возвратно-поступательных движений за секунду. В результате этого условия отделения сварочной капли оптимизируется и исключается разбрызгивание металла. Получается равномерный по плотности шов. Процесс происходит с небольшими затратами тепла, что и делает возможным сварить алюминий со сталью.

Сварной шов

У этого способа имеются и другие области применения. Он позволяет выполнить пайку листового металла с покрытием, сварку тонких алюминиевых и магниевых листов. Промышленная автоматическая установка, выполняющая сварку холодным переносом, включает в себя такие элементы:

  • Инверторный источник тока, который может выдать 320/400/500 А;
  • Электронное управление и пакет интегрированных программ для управления процессом;
  • Пульт дистанционного управления;
  • Блок водяного охлаждения;
  • Механизм для автоматической подачи сварочной проволоки;
  • Роботизированная сварочная горелка;
  • Накопитель проволоки и подающие устройства.

Ракурсы сварного аппарата

Плазменный резак на жидком топливе

Компания Fronius представила новый компактный аппарат TransCut 300, выполняющий плазменную резку металла. Особенность данного аппарата является работа на жидком горючем, в отличие от традиционных газообразных веществ. Использование жидкого топлива дает возможность уменьшить размеры аппарата, что непременно сказывается на его удобстве.

Сварочный аппарат TransCut 300

Для работы данного устройства не нужна не магистраль сжатого воздуха, ни компрессор. Ему требуется только электропитание и горючее, которое заправляется в бак объемом 1,5 л. Топливо попадает в резак, где оно разогревается, и из парообразного ионизированного вещества получается плазма. Для нагрева вокруг катода в стволе резака имеется нагревательный элемент в виде полого цилиндра. Он отделен от катода кольцевым каналом.

По мере продвижения жидкости она нагревается и испаряется. До сопла горелки доходит уже газ, который ионизируется и выходит в виде плазменного факела. Если сравнивать TransCut 300 с другими газовыми устройствами, то можно выделить два важных различия. Первое – жидкое топливо позволяет аппарату работать автономно, а второе – когда жидкость переходит в газ, то давление повышается само, и его дополнительно увеличивать не требуется.




Похожие статьи

Добавить комментарий