Сварочными приспособлениями называются дополнительные технологические устройства к оборудованию, используемые для выполнения операций сборки под сварку, сварки, термической резки, пайки, наплавки, устранения или уменьшения деформаций и напряжений, контроля. Широко применяются в комплексно–механизированном сварочном производстве загрузочные, разгрузочные, подъемно–транспортные и комбинированные приспособления, чалочные устройства, типовая и специализированная тара, различный инструмент.
Учитывая, что сварочное производство комплексное, необходимо проектировать еще и приспособления для заготовительных, подготовительных и заключительных операций, а также специальный инструмент.
Отдельные приспособления не входят в состав технологического оборудования и используется независимо, самостоятельно. Другие становятся неотъемлемой частью оборудования комплексно–механизированных рабочих мест, участков, линий, цехов по производству сварных изделий. Автоматизация сварочного производства также немыслима без разработки и использования специальных приспособлений, механизмов
и агрегатов.
Сборочно–сварочной оснасткой называют совокупность приспособлений и специального инструмента для выполнения слесарных, сборочных, монтажных и других видов работ. Поэтому термин ″оснастка″ чаще применяется в судостроении, монтаже, строительстве.
Сварочные приспособления призваны:
–уменьшить трудоемкость работ;
–повысить производительность труда;
–сократить длительность производственного цикла;
– облегчить условие труда;
–повысить качество продукции;
– расширить технологические возможности сварочного оборудования;
– способствовать повышению комплексной механизации и автоматизации производства сварных изделий.
Сварочные приспособления классифицируются по нескольким признакам следующим образом:
1) по выполняемым операциям технологического процесса в сварочном производстве – приспособления для разметки; термической резки; сборки под сварку; сварки; комбинированные (сборочно–сварочные, заготовительно – сборочно – сварочные); для контроля качества; термообработки; правки; механические (для установки, поворота, подачи, передачи, съема изделия или деталей, подъема и перемещения сварщика, установки, поворота и перемещения сварщика, установки, поворота и перемещения сварочного автомата или полуавтомата); подъемно–транспортно–транспортные (в том числе чалочные, тара специальная, бункерные устройства и т.п.);
2) по виду обработки и методу сварки – приспособления для электродуговой сварки (ручной, полуавтоматической и автоматической); электрошлаковой сварки; контактной сварки; наплавки; пайки; термической резки др.;
3) по степени специализации – приспособления специальные, предназначенные для выполнения одной определенной операции при изготовлении конкретных узлов в условиях серийного и массового производства; переналаживаемые (групповые), служащие для выполнения данной операции для группы однотипных изделий, близких по конструктивно – технологическим параметрам в условиях мелкосерийного производства; универсальные, предназначенные для выполнения сборочно – сварочных операций в условиях единичного и мелкосерийного производства;
4) по уровню механизации и автоматизации – приспособления ручные, механизированные, полуавтоматические и автоматические;
5) по виду установки – приспособления стационарные, передвижные и переносные;
6) по необходимости и возможности поворота – приспособления неповоротные и поворотные;
7) по источнику энергии привода вращения, перемещения зажатия деталей – приспособления пневматические, гидравлические, пневмогидравлические, электромеханические, магнитные, вакуумные, центробежно–инерционные, комбинированные (в крупносерийном и массовом производстве применяются специальные приспособления преимущественно с пневматическим приводом).
В условиях серийного производства требуется повышение производительности и облегчение труда рабочих, в связи с чем используются специальные приспособления с быстродействующими механизмами загрузки, установки, зажатия, разгрузки, поворота и т.п. Они часто встраиваются в поточно – механизированные и автоматизированные линии. В единичном производстве и при монтаже применяются простые, универсальные, переносные приспособления с винтовыми, кулачковыми, клиновыми, пружинными и электромагнитными прижимами.
Требования к конструкциям сборочно–сварочных приспособлений:
а) удобство в эксплуатации (предполагает доступность к местам установки деталей, зажимным устройствам и устройствам управления, местам наложения прихваток и сварных швов, удобные позы рабочего, минимум его наклонов и хождений и другие требования научной организации труда);
б) обеспечение заданной последовательности сборки и наложения швов в соответствии с разработанным технологическим процессом;
в) обеспечение заданного качества сварного изделия (приспособление должно быть достаточно жестким и прочным, а закрепляемые детали оставаться в требуемом положении без деформирования их при сварке);
г) возможность использования при конструировании и изготовлении сварочных приспособлений типовых, унифицированных, нормализованных и стандартных деталей, узлов и механизмов (это способствует снижению их себестоимости, сроков их проектирования и изготовления, повышению ремонтоспособности);
д) обеспечение сборки всей конструкции с одной установки, наименьшего числа поворотов при сборке и прихватке (сварке), свободного съема собранного (прихваченного) изделия или монтажного приспособления;
е) обеспечение быстрого отвода тепла из зоны сварки для уменьшения коробления, заданного угла поворота изделия, свободной установки изделия, свободного доступа для осмотра, наладки и контроля;
ж) технологичность деталей и узлов приспособления, а также приспособления в целом;
з) использование механизмов для загрузки, подачи и установки деталей, снятия, выталкивания и выгрузки собранного изделия, применения других средств комплексной механизации.
Приспособление должно быть безопасным в эксплуатации, иметь достаточно высокий срок службы. Для этого следует предусматривать возможность замены быстроизнашивающихся деталей и восстановления требуемой точности приспособления. Оно должно включать устройства для регулировки в процессе сварки. В конструкции приспособления изнашивающиеся детали необходимо использовать с упрочненными рабочими поверхностями. Нужно избегать применения открытых механизмов и передач, предотвращать проникновение пыли, грязи, влаги, флюса, брызг металла на трущиеся и сопряженные поверхности. Нужно предупреждать возможность перегрузки приспособления в процессе эксплуатации, вводить предохранительные и предельные устройства, предусматривать возможность удобной очистки базовых поверхностей от шлака и флюса, уборки их после сварки.
Для предупреждения самопроизвольного раскрепления прижимов и выпадения изделия в кинематическую схему механизмов поворотных приспособлений необходимо встраивать самотормозящиеся звенья.
Целесообразность проектирования, изготовления и применения любого приспособления, а также его конструктивная сложность должны обосновываться технико–экономическими показателями.
При разработке приспособлений и оборудования следует руководствоваться принципами художественного конструирования, формообразования машин, а также эргономическими требованиями. Надо определять оптимальную рабочую позу оператора и размеры его рабочего места, хорошо представлять себе конкретные действия человека, его связи с машиной.
В сложных случаях необходимо готовить модели или макеты с целью проверки вариантов композиционных решений, а также использовать опыт других предприятий и организаций (за исключением коммерческой тайны).
Для регулировки и подстройки механизмов следует предусмотреть специальные ручки или другие устройства, которые должны быть защищены от случайных поворотов, а также смазку устройств без разработки.
Конструкция приспособления для контактной сварки должна:
1) изолироваться во избежание шунтирования тока;
2) незначительно увеличивать площадь вторичного контура машины;
3) иметь надежный подвод тока в зоне сварки;
4) оборудоваться зажимами, обеспечивающими плотное прилегание деталей и выпрямление неровностей, и упорами, предотвращающими проскальзывание зажатых деталей;
5) исключать возможность протекания сварочного тока через подшипники качения, пружины, базовые опорные стальные поверхности и фиксаторы;
6) не изготавливаться из ферромагнитных материалов, если при сварке приспособление попадает внутрь сварочного контура машины;
7) иметь интенсивное водяное охлаждение вблизи мест сварки;
8) включать элементы вторичного контура из материалов с высокой электропроводностью;
9) иметь устройства для зачистки контактной поверхности электродов и их быстрой смены;
10) оборудоваться защитными устройствами, предохраняющими рабочих от действия электрического тока, брызг металла.
Корпусные детали и кожухи не должны иметь острых кромок и углов, которые могут быть причиной травм. Приспособление должно исключать какие–либо подгоночные и доделочные работы с изделием, так как они плохо поддаются механизации и сопровождаются большими затратами времени.
