По рабочим дням с 9:00 - 18:00
8 (499) 110-45-53
Бесплатный для регионов
8 (800) 555-29-72

Плазменная сварка криогенных емкостей из нержавеющей стали

12 Апреля 2017
Установка для сварки кольцевых швов криогенных емкостей из нержавеющей стали Headmatic top nertamatic 450 plasma

 
Задача: Сварка кольцевых швов обечаек
Тип соединения: Встык
Детали подлежат предварительной сборке на прихватках
Материал: Нержавеющая сталь
Метод сварки: Плазменная сварка (переключение на ТИГ-сварку - опция)
Изделия: Диаметр: 400  - 1500 мм
Длина: 1000 - 2200 мм
Вес: до 500кг
Толщина: 2.5 - 6мм
Пространственное положение сварки: 1G (нижнее)


Основные преимущества технологии сварки плазмой в сравнении с традиционными технологиями сварки TIG, MIG ​и сварка под флюсом:
  • Рост скорости сварки (​+25% ​-​ 50% ​для толщины металла​ 3​мм ​в сравнении с ТИГ сваркой)
  • Полный провар, равномерный по всей длине шва.
  • 100% ​качество сварки "под Рентген" на нержавеющих сталях
  • Не нарушается химический состав основного металла
  • Меньше Зона Термического Влияния благодаря концентрированной сварочной дуге =  ​уменьшение поводок
  • ​Превосходный внешний вид шва.
  • ​Не нужна разделка кромок ​на толщине до ​8 ​мм​ ​при сварке нержавеющих сталей (​в положении​ сварки 1G)
  • Сварка встык без зазора = ​легче заготовка под сварку
  • ​Не требуется строжка, зачистка (​в отличие от сварки под флюсом)
  • Ниже потребление присадочной проволоки ввиду отсутствия разделки кромок.
  • ​Ниже стоимость сварочного шва в сравнении с другими методами сварки.
  • ​Автоматический процесс - ​простое внедрение и полная воспроизводимость сварочных операций.
  • ​Малое усиление шва.
  • ​Сварка в 1 проход для толщин 2,5-8мм
 
Сварка плазмой стыковых соединений изделий из нержавеющих сталей
svarka-koltsevyih-shvov-1
Технология сварки плазмой углеродистых сталей (DC plasma process)
Аналогично сварке нержавеющих сталей, однако обычно максимальная толщина сварки на 2мм меньше. Углеродистые стали требуют выполнять сварку с добавлением присадочного материала, а также в некоторых случаях выполнения 2го, «косметического» прохода. В связи с большим разнообразием и вариацией состава углеродистых сталей результат сварки может также существенно отличаться в зависимости от химического состава стали.
Схематическое изображение компоновки оборудования

svarka-koltsevyih-shvov-173

 

A. ТЕХНИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ

1. ГОРИЗОНТАЛЬНАЯ БАЛКА С СИСТЕМОЙ HEADMATIC SUPER TOP

 
1.1. СТАЛЬНАЯ БАЛКА CTP2 С МОТОРИЗИРОВАННОЙ ТЕЛЕЖКОЙ
 
Стальная балка CTP2 установлена горизонтально на суппортах, стоящих на полу цеха. Длина балки составляет ок. 3,5м.

На балке размещена каретка CTP2 для сварочной системы Plasma-TIG. Данная каретка служит для крепления и горизонтального перемещения сварочной головки.
Полезное перемещение каретки CTP2 по балке = длина балки – 600мм

Каретка оборудована кабелеукладчиком для защиты и направления сварочных и вспомогательных кабелей и шлангов системы, а также электроприводом для позиционирования каретки.

svarka-koltsevyih-shvov-3

Сварочная установка Plasma HPW на основе Headmatic TOP с X-образными вращателями на рельсах (горионтальная балка на стойках).

Пример установки для сварки плазмой на горизонтальной балке с короткими стойками для монтажа на раму.

svarka-koltsevyih-shvov-4



1.2. СТАЛЬНАЯ БАЛКА CTP2 С КРЕПЛЕНИЕМ В ОСНОВАНИИ СИСТЕМЫ

Вторая балка CTP2 длиной 3,5м устанавливается на полу.
 
Она оснащается 3-мя каретками CTP2:
  • 1 с приводной бабкой Headmatic
  • 1 с крестообразным суппортом
  • 1 с холостой бабкой Headmatic. Данная каретка оснащена пневмоприводом, активирующимя клавишей с блока управления ( ход привода 100мм )
Пример использования

svarka-koltsevyih-shvov-5
 

1.3. HEADMATIC SUPERTOP


Моторизированная передняя бабка SUPERTOP II используется для вращения заготовки. Вращение выполняется с помощью мотор-редуктора, приводящего опорное кольцо.
Данная моторизированная бабка может использоваться как автономно (достаточно питания 400В), так и в составе сварочной системы; она также может работать в паре с неприводной стойкой для исключения опрокидывающего момента.
 
Основа SUPERTOP II :
  • Прочная рама
  • моторизированная регулируемая плита с точностью управления скоростью +/-1%
  • Заземление 600 А
  • Индикатор исходной позиции с концевым выключателем
  • Кабели 3м между электрощитом и передней бабкой.
     
svarka-koltsevyih-shvov-6

 

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ


ВРАЩЕНИЕ
Макс.вращающий момент(C1) : 60 м.кг
Скорость вращения(V1) : 0.05 - 5 об/мин
Момент опрокидывания (C2) : 300 м.кг

ГРУЗОПОДЪЕМНОСТЬ
Макс. нагрузка (Q) в вертикальном положении:   2000 кг
Макс. нагрузка (Р) в горизонтальном положении: 1500 кг

ПИТАНИЕ
Напряжение питания: 400 В, 3ф
Макс.сила тока: 7 A
Частота : 50 / 60 Гц
Кабель : Нет
Заземление: 600A
Вес: 150кг

ПЛИТА
Диаметр: Ø 300 мм
Толщина: 20 мм
Центральное отверстие : Ø 125 мм
 

svarka-koltsevyih-shvov-7
ГАБАРИТНЫЕ РАЗМЕРЫ

4

5


ПЛИТА 600мм  ДЛЯ ПЕРЕДНЕЙ ПРИВОДНОЙ И ДЛЯ ХОЛОСТОЙ БАБАКИ HEADMATIC


Данная плита диаметром 600мм для передней бабки SUPERTOP служит для крепления изделия заказчика.
Масса плиты: 40кг.

6
 

1.4  ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЙ X-ОБРАЗНЫЙ ВРАЩАТЕЛЬ


Вспомогательный вращатель служит для поддержки и вращения изделия; перемещается вручную вдоль оси балки.

svarka-koltsevyih-shvov-8

1.5 ПАНЕЛЬ УПРАВЛЕНИЯ НА КАРЕТКЕ ЛИБО НА ОТДЕЛЬНОЙ СТОЙКЕ

В стандартной конфигурации панель управления размещается на каретке, несущей сварочную головку.

svarka-koltsevyih-shvov-20


1.6  ПУЛЬТ ДЛЯ ВРАЩЕНИЯ ИЗДЕЛИЯ

MECACYCLE S представляет собой модуль управления вращением свариваемого изделия. Движение регулируется с передней панели модуля либо же автоматически сигналом извне.

Второй вариант - это беспроводной пульт дистанционного управления, совместим с панелью управления HPW

svarka-koltsevyih-shvov-10      svarka-koltsevyih-shvov-18
 

1.8  ВРАЩАЮЩЕЕСЯ СОЕДИНЕНИЕ ДЛЯ ПОДКЛЮЧЕНИЯ ГАЗОВ

Для подачи защитных сварочных газов внутрь свариваемых цилиндрических изделий используется дополнительное оборудование.
 
Описание:
  • Подключается напрямую к ведущей передней бабке
  • Соединительный штуцер для подсоединения газового шланга с внутр.диаметром 6мм
8
 

1.9  ЩИТ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ С БЛОКОМ ПРЕДОХРАНИТЕЛЕЙ

 
svarka-koltsevyih-shvov-11Назначение:
  • Электрическое разделение каждого элемента системы питания заказчика
  • Защита каждого элемента от коротких замыканий
  • Управление включением и выключением системы аварийной остановки
Стандартное оснащение:
  • 1 x основной рубильник, 160A
  • 1 x цепь питания с 3-фазным трансформаторо безопасности 230/400/500 В
  • 2 x пусковых реле со вспомогательными контактами.
  • 2 x цепи питания с предохранителями
  • 1 x вспомогательный модуль питания с контактором на 32A
  • 1x цепь питания механизации 24 и 42В
 

2. Сварочное оборудование PLASMA-TIG

2.1. ОПИСАНИЕ ОСНОВНОГО ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ СВАРКИ PLASMA-TIG


Предлагаемое оборудование обеспечивает высочайшее качество сварки ПЛАЗМОЙ всех толщин в диапазоне от 2.5 до 8мм без разделки кромок, а ниже 2,5мм – методом TIG DC.

Многопроцессная сварочная установка для следующих видов сварки:
  • Сварка ТИГ с ровным или импульсным постоянным током.
  • Плазменная сварка с ровным или импульсным постоянным током.
  • Сварка ТИГ с переменным током изменяемой полярности  
 
Основные компоненты системы:
  • Панель управления сваркой
  •  Сварочный источник NERTAMATIC 450
  •  Блок ВЧ и интерфейс подключения горелки
  •  Управляющие кабели длиной 10,17,22 либо 25 м
 
Установка управляет параметрами силы тока и напряжения, подачей проволоки и газа, контролирует напряжение дуги, управляет перемещением сварки, осцилляцией и магнитным отклонением сварочной дуги.

svarka-koltsevyih-shvov-12
 

2.2  ПАНЕЛЬ УПРАВЛЕНИЯ СВАРКОЙ NERTAMATIC PLUS или HPM



svarka-koltsevyih-shvov-19Стандартное управление - NERTAMATIC PLUS​
Панель управления сварочным процессом обеспечивает полный контроль сварочного цикла в режиме плазменной сварки или сварки методом ТИГ. С помощью LCD монитора, клавиш и системы ввода данных осуществляется программирование сварочного цикла, изменение его параметров во время сварки и отображение сварочных параметров.
Для сварочного процесса осуществляется начало и окончание цикла, аварийная остановка цикла, продувка газа, регулировка подачи проволоки и напряжения дуги.
Данный модуль подключен к центральному блоку источника питания NERTAMATIC 450 с помощью оптоволоконного кабеля и может находиться на расстоянии до 25 м от него. Обычно он устанавливается рядом со сварочной головкой.
 

Управление HPW

Устройство контроля для полного управления пуском аппаратом только от одной панели управления, позволяющее:
  • Цифровое управление процессом сварки, связанных с ней перемещениями и приводами.
  • Прослеживаемость, программа включает все параметры, позволяющие обеспечить воспроизводимость сварки.
  • Система контроля качества по опции, запись и сохранение важнейших параметров сварки (ток, напряжение, подача проволоки, перемещение).
  • Удобный для пользователя интуитивный интерфейс, позволяющий осуществлять программирование, контроль и слежение.
  • Интуитивное составление цикла благодаря графическому программированию.
  • Сенсорный экран, облегчающий пользование HPW.
  • Независимое программирование на РС, обмен данными через USB.
  • Оптимизация компоновки аппарата.
  • Управление с помощью промышленного ПК.
Для сварки толщин свыше 2,5мм методом PLASMA используется технология Key-Hole (т.н. «замочная скважина»). При внезапном обрыве сварочной дуги на изделии обычно остается отверстие. Для нейтрализации данного недостатка при сварке кольцевых швов и для устранения отверстия необходимо перед выключением дуги постепенно уменьшать подачу газа к сварочной головке одновременно с силой тока дуги.

Такое управление газами реализуется системой NERTAMATIC PLUS и газовыми редукторами, управляемыми в замкнутом цикле, с измерением веса поступающего по системе газа и сравнением полученной величины с заданной и последующей регулировкой редуктора с учетом запрограммированной величины.

Регулируемые параметры: поток газа пилотной дуги, подача газа перед сваркой, время задержки подачи газа, газ сварки, время на затухание, подача газа по окончании сварки.

Управление перемещениями в процессе сварки осуществляется аналоговой системой +/- 10В либо по принципу вкл./выкл. по команде от концевиков.
Регулируемые параметры: диаметр свариваемой детали, скорость перемещения, время сварки, время на замыкающий шов.
 

2.3. СВАРОЧНЫЙ ИСТОЧНИК NERTAMATIC 450
 

Источник питания NERTAMATIC 450 оснащен:
  • Центральным модулем
  • Интерфейсом для:
    • Облегчения его интеграции в окружение машины посредством внешнего PLC (режим открытого PLC)
    • Обеспечения (посредством ПО, установленного на ПК) доступа к программным файлам, возможности редактирования программ, экспорта программ в файл Excel для печати и хранения.
  • Промышленным разъемом USB для импорта-экспорт программ
  • Вспомогательным источником питания для пилотной дуги (25A)
  • Основным источником питания (450A)
 
svarka-koltsevyih-shvov-14ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Источник питания использует транзисторную технологию с прерывателем, специально предназначен для сварки ТИГ или плазменной сварки, на параметры не влияют колебания питающей сети + 10 %.
 
  • Сварочный ток: 3 - 450 A
  • ПВ: 100% при 450A и 40°C
  • Частота импульса: 1 – 1000 Гц.
  • Напряжение без нагрузки: 110 В
  • Ток вспомогательной дуги: 7 - 25 A / 100 %
  • Напряжение питающей сети: 230 / 400 / 415 / 440 В - 3 ф., 50-60 Гц

Вспомогательные источники питания:
  • 230В ф. (6A) для водяного охлаждения сварочной горелки
  • 42В 30A внутреннее для регуляторов мощности
С установкой поставляются сварочные кабели длиной 10,17,22 либо 25м.




 

2.4. СОЕДИНЕНИЕ ВЧ и ГОРЕЛКИ

0
Это элемент взаимодействия между шланг-пакетом, подсоединенным к источнику питания, и сварочной горелкой. Оно включает ВЧ соединение для поджига пилотной дуги в режиме плазменной сварки и сварочной дуги в режиме сварки ТИГ.
 
Разъемы для подключения горелки - быстросъемные, что обеспечивает быструю смену горелок для перевода оборудования от сварки методом Plasma к TIG и наоборот.















 

svarka-koltsevyih-shvov-21-22.5. ГОРЕЛКА SP7 ДЛЯ ПЛАЗМЕННОЙ СВАРКИ

Сочетает производительность и надежность с простотой конструкции.

Сварочная горелка для автоматической плазменной сварки, стандартная или с двумя газопотоками для сварки ТИГ.

Горелка SP7 способна выдерживать наиболее жесткие
 условия работы дуги. Основные преимущества данной
горелки, обеспечивающей ПВ 100% при 450А:
 
Простота плазменной сварки:
  • самоцентрирование электрода в сопле,
  • держатель электрода независимый от шланг-пакета горелки, обеспечивает простое регулирование положения вольфрамового электрода,
  • перемещение наконечника для быстрой сборки без разборки сопла (оптимальное положение бокового канала).


Надежная работа:
  • длительный срок службы сопла благодаря оптимизации системы охлаждения и монолитной конструкции,
  • отличная защита и охлаждение электрода,
  • сварка углеродистой стали, нержавеющей стали, легированной стали и благородных металлов, таких как титан, цирконий.

svarka-koltsevyih-shvov-22 

svarka-koltsevyih-shvov-312.6. БЛОК УПРАВЛЕНИЯ ВСПОМОГАТЕЛЬНЫМИ ГАЗАМИ

Данный газовый модуль может управлять 2мя контурами газа на сварочной установке, например, защитными газами горелки и трейлера для защиты остывающего шва или обратным поддувом
В стандартном исполнении обеспечивает подачу в пределах 10-38 л/мин, оснащен электромагнитым клапаном и системой контроля давления газа.
 







2.7. СИСТЕМА КОНТРОЛЯ НАПРЯЖЕНИЯ ДУГИ (AVC)

Средняя длина дуги при плазменной сварке, или, более точно, расстояние между горелкой и деталью составляет 7 мм + 2 мм в зависимости от толщины свариваемого листа. На качество шва не влияет изменение расстояния менее 1 мм. При сварке ТИГ дуга короче, от 1.5 до 3 мм, поэтому допуск еще меньше. Данное устройство обеспечивает автоматическое регулирование положения горелки в пределах допустимых отклонений.
 
 
ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ
При автоматической сварке ТИГ или плазменной сварке напряжение дуги напрямую зависит от расстояния между электродом и свариваемой деталью, все остальные параметры являются постоянными (ток, тип и скорость подачи газа).
 
Поддержание расстояния между электродом и свариваемой деталью эквивалентно поддержанию постоянного значения напряжения дуги. Эта функция выполняется путем управления приводной направляющей, на которой установлена сварочная горелка.

Более того, эта функция обеспечивает:
  • автоматическую последовательность поджигания дуги путем управления опусканием и подъемом горелки в конце сварочного цикла.
 
Оборудование под управлением NERTAMATIC 450 включает:
  • 1 контроллер скорости в источнике NERTAMATIC
  • 1 пакет кабелей длиной 10,17, 22 либо 25 м
  • 1 механическую структуру, включая:
    • 1 вертикальный слайдер с приводом, ход 200 мм
    • 1 цилиндр.суппорт для вращения вокруг вертикальной оси с быстрым фиксатором горелки
    • 1 ручной слайдер с ходом 50мм в нижней части цилиндр.суппорта.
    • 1 суппорт горелки.

svarka-koltsevyih-shvov-15

 

svarka-koltsevyih-shvov-302.8. МЕХАНИЗМ ПОДАЧИ ПРОВОЛОКИ

В устройстве используется принцип «проталкивания» проволоки по гибкому шлангу к месту ввода проволоки в сварочную дугу.  Скорость подачи проволоки регулируется с погрешностью + 1 % и может быть запрограммирована в пределах от 0,15 до 6м в минуту в сварочном режиме.

В ручном режиме подача проволоки может осуществляться либо на низкой, либо на высокой скорости.

Обеспечивается подача стальной проволоки Ø 1,0 и 1,2 в стандартном варианте и 0,8 в качестве опции. Также в качестве опции возможно использование алюминиевой или титановой проволоки Ø 1,2 и 1,6.

Установка состоит из следующих элементов:
  • 1 контроллер скорости в источнике NERTAMATIC
  • 1 пакет кабелей длиной 10,17, 22 либо 25 м
  • 1 механическую структуру, включая:
  • 1 ось-суппорт с защитным коробом для кассет проволоки Æ 300мм, 15 кг.
  • Канал для подачи проволоки
  • 1 мотор-редуктор.
  • 1 набор аксессуаров для подачи стальной проволоки Ø 1,0 и1,2мм
  • 1 механическое устройство для подачи и регулировки точки падения проволоки в сварочную ванну с помощью 2 ручных направляющих с ходом ± 7мм
svarka-koltsevyih-shvov-16

 

2.9. СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ FRIOJET 300

FRIOJET 300 – это комплектный блок жидкостного охлаждения замкнутым контуром для охлаждения горелок PLASMA и TIG.

svarka-koltsevyih-shvov-24

Преимущества

Циркуляция жидкости в замкнутом контуре позволяет: 
  • предотвращать отложение окалины в трубопроводах и в охлаждаемой горелке
  • сократить расход охлаждающей жидкости
  • иметь постоянную скорость подачи жидкости.

Эффективное охлаждение сварочной горелки обеспечивает постоянное качество сварочных работ и существенно увеличивает срок службы горелки и запасных частей (благодаря поддержанию постоянной температуры).

Данная система охлаждения является автономной, компактной и легко монтируемой.
  • Отдельный бак из полиамида емкостью 18 литров.
  • Герметичный компрессор (не требует обслуживания) с встроенной тепловой защитой
  • Роторный насос
  • Электронный термостат для регулировки температуры охлаждающей жидкости
  • Индикация и управление подачи жидкости

Основные характеристики:
 
Источник питания 230В / 1 ф / 50 Гц
Энергопотребление 11,6 Ампер
Номинальная скорость подачи 6 л/мин
Номинальное давление жидкости 9 бар
Мощность 2 кВт
Температура на выходе / окруж.среды: 18°C / 40°C
Уровень шума 70 dBA


 

ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ ОСНАЩЕНИЕ

ОПЦИЯ 1 : ВИДЕОСИСТЕМА ДЛЯ PLASMA-TIG
 
Видеосистема для Plasma / TIG сварки – это полностью интегрированная в сварочную установку система , отображающая на большом экране дугу и шов в реальном времени.

svarka-koltsevyih-shvov-25

svarka-koltsevyih-shvov-26 Из-за компактности и высокой мощности сварочной дуги за ней сложно вести наблюдение без защиты глаз.
Также, глазам сварщика может мешать инструмент, удерживающий детали вблизи горелки.
Особенно часто это встречается при  производстве емкостного и котельного оборудования и подобных производствах с применением нержавеющей стали, углеродистой стали и «благородных» металлов, когда из-за размеров деталей оператор не может получить прямой доступ к зоне сварки.

Особенное неудобство доставляют случаи, когда оператору необходимо следить за швом внутри цилиндрического изделия.
 
С помощью видеосистемы, благодаря 5-кратному увеличению дуги оператор может наблюдать за поведением дуги, плавлением проволоки и точностью расположения сварочной головки по шву.
Это способствует повышению качества сварки, а количество ремонтов существенно снижается.

Состав оборудования:
  • камера CCD-типа в защитном цилиндрическом корпусе из нерж.стали с:
    • Переменным раскрытием диафрагмы
    • Регулировкой фокуса
    • Смягчением изображения дуги посредством контролируемого с ДУ фильтра
  • Цветной экран TFT на 15 дюймов
  • Механическая система для регулировки горелки, подающего механизма и камеры



ОПЦИЯ  2 : ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЙ ВРАЩАТЕЛЬ

Дополнительный поддерживающий Х-образный вращатель на холостой каретке.

svarka-koltsevyih-shvov-27




svarka-koltsevyih-shvov-28ОПЦИЯ 3 : ГОРЕЛКА MEC4 ДЛЯ ТИГ СВАРКИ

Горелка MEC4 создана для сварки методом TIG.
 
Двойной ВЧ поджиг гарантирует стабильность поджига дуги.
  • Сварка: 500A , 100% ПВ
  • Стандартные электроды длиной 150мм Ø 1.6 до 4.8мм в стандартном исполнении, а в качестве опции -  до Ø 6мм
  • Изолированное и охлаждаемое сопло газовой защиты Ø 11 – 13 и 18мм
  • 2M пакет кабелей горелки с быстрыми разъемами
  • Высокая производительности в сочетании с простой и надежной конструкцией
  • Возможность регулировки электрода снаружи горелки с помощью спец.инструмента
Стабильная работа:
  • Электрод надежно защищен и имеет охлаждение
Сварка углеродистых, нержавеющих, легированных сталей и таких материалов, как титан, цирконий и проч.








svarka-koltsevyih-shvov-29ОПЦИЯ 4:  ГАЗОВЫЕ КОРОБА К ГОРЕЛКАМ

ГАЗОВЫЙ КОРОБ («ТРЕЙЛЕР») К ГОРЕЛКЕ SP
7 PLASMA

Используется для повышения качества сварных швов из нерж.стали и благородных металлов.
 
Короб длиной 145 мм устанавливается на горелку для обеспечения большей газовой защиты шва – преимущественно для таких «чувствительных» материалов, как титан, а также для повышения качества сварки нержавеющей стали.


ГАЗОВЫЙ КОРОБ («ТРЕЙЛЕР») К ГОРЕЛКЕ MEC 4 TIG

Используется для повышения качества сварных швов из нерж.стали и благородных металлов.
 
Короб длиной 120 мм устанавливается на горелку для обеспечения большей газовой защиты шва – преимущественно для таких «чувствительных» материалов, как титан, а также для повышения качества сварки нержавеющей стали