Сварочные приспособления
статья

ПРИСПОСОБЛЕНИЯ ДЛЯ СВАРКИ

25.05.2021

Сварочному процессу предшествует подготовка. Соединяемые заготовки нужно правильно выставить и зафиксировать. Порой это занимает очень много времени. Задача сильно упрощается, если использовать специальные приспособления. Они отличаются назначением и функционалом.

СОДЕРЖАНИЕ

Виды сборочно-сварочных приспособлений

Установочные

Закрепляющие

Установочно-закрепляющие приспособления

Приспособление для сварки труб

Приспособления с магнитами

Магнитные угольники

Универсальные приспособления

Газовые линзы

Вторичная защита в аргонодуговой сварке

Иногда сварочный процесс забирает меньше сил и времени, нежели подготовка к нему. Основную часть предварительных работ составляет фиксация всех элементов конструкции в нужном положении. От уровня подготовительных работ зависит и качество конечного результата. Для того, чтобы правильно собрать и выставить все заготовки, нужно быть предельно внимательным, а нередко – и терпеливым.

Бывает случаи, когда с большим трудом скомпилированный остов будущей конструкции рассыпается от неудачного прикосновения рук или при попытке разжечь дугу. Приходится все начинать чуть ли не с ноля, и это раздражает. Но еще хуже, когда один из элементов незаметно сдвинулся и был приварен неправильно. Или же деформировался под воздействием высокой температуры или быстрого остывания.

Избежать досадных ошибок можно, используя в работе специальные приспособления, упрощающие фиксацию деталей. На потребительском рынке есть большое количество приспособлений и оснастки, предназначенных для сварочных работ. На промышленных линиях, которые выпускают продукцию серийно и в большом количестве, эти функции выполняют специальные механизмы, зачастую к тому же роботизированные. К примеру, широко используются автоматические системы по транспортировке, укладке, кантовке продукции. в большом ассортименте представлены разнообразные сборочные фиксаторы и крепежи.

В домашних условиях выбор аналогичной оснастки скромнее. Это, как правило ручные приспособления универсального спектра. Они позволяют собрать будущее изделие и прочно закрепить все его элементы в нужном пространственном положении. Это – скобы, зажимы, струбцины и другие фиксирующие устройства. Они же предотвращают явную деформацию конструкции.

Виды сборочно-сварочных приспособлений

Все приспособления, которые применяются для удержания элементов, делятся на две группы в зависимости от функционала – закрепляющие и установочные. Наиболее практичны универсальные устройства, которые объединяет в себе обе эти функции.

Установочные

Оснастка данной категории предназначена для начальной установки элемента в нужном пространственном положении. Важно добиться именного того расположения, которое свойственно для готового изделия. Приспособления установочной группы отличаются по своему функционалу и конструктивному решению. Они делятся на подкасты: угольники, шаблоны, призмы и упоры.

Угольники необходимы для того, что установить элемент под нужным углом по отношению к сопряженной поверхности. Шаблонные угольники дают возможность установки детали под одним определенным углом – 30, 45, 60, 90 градусов или другим. Куда практичнее использовать универсальные аналоги, имеющие поворотные лучи. Они позволяют выбрать любой нужный угол для установки детали.

Шаблоны востребованы в том случае, когда нужно установить деталь будущей конструкции в стандартном положении по отношению к ранее сваренным деталям.

Призмы используются для фиксации цилиндрических элементов в предопределенном пространственном положении. Вместо призмы можно применять самую простую конструкцию, сделанную из двух сваренных между собою уголков.

Упоры требуются для фиксации элементов базы. Они бывают откидными, постоянными или съемными. Постоянным упором может быть любая распорка, платина или брусок из дерева или металла. Они привинчиваются или привариваются с целью правильного расположения одной из деталей конструкции и не убираются. Откидные или съемные упоры используются в случаях, когда их постоянное присутствие в конструкции недопустимо или обременительно.

Закрепляющие

Сварочные приспособления, которые применяются для фиксации детали в нужном положении уже после того, как она была выставлена. Крепеж нужен для того, чтобы исключить случайный сдвиг элемента (например, от соприкосновения с электродом) или же его деформацию в результате охлаждения. Закрепляющие устройства представлены большим ассортиментом. Сюда относятся струбцины, стяжки, зажимы, распорки и прижимы.

Струбцина представляет собой универсальный инструмент, который пригодится в большинстве случаев работы с металлом. Для сварщика это оснастка №1, без которой работать катастрофически неудобно и малопродуктивно. Особенно, если речь идет о сочленении заготовок небольшого размера. Существует различные варианты исполнения струбцин для сварочных работ, которые отличаются по форме и размеру. Они могут иметь постоянный или регулируемый зев. Особой популярностью пользуются быстрозажимные варианты, которые сжимаются посредством кулачкового механизма. Каждый сварщик должен иметь набор струбцин разной конфигурации, поскольку в его работе этот инструмент является незаменимым.

Зажимы по сравнению со струбцинами характеризуются большей приспособленностью и удобством использования. Детали фиксируются простым движением – сжатием и разжатием ручек зажимов. Размеры зева в большей части моделей регулируются при помощи винта, размещенного в ручке; перестановкой поворотного штифта или иным способом.

Прижимы бывают нескольких видов. Делятся они по принципу действия: рычажные, клиновые, винтовые, пружинные, эксцентриковые. Наибольшее распространение получили винтовые прижимы. Их можно изготовить самостоятельно. Это довольно примитивный самодельный механизм, представляющий собой две пластины с отверстиями, через которые продет винт. Соединяемые детали удерживаются пластинами, которые в свою очередь зажимаются винтом.

Клиновые зажимы использовать не всегда удобно. Там зажимаются детали при помощи клиньев, подкладок и скоб. Забиваются они молотком, на что требуется время.

Пружинная скоба работает за счет деформации сжатия. Для ее изготовления используется особый вид проволоки или листовой стали, обладающий пружинными свойствами.

В эксцентриковых прижимах основным элементом является смещенный кулачок. Проворачиваясь, он смещается относительно своей оси вращения, что можно использовать в том числе и для сжатия. Такой механизм удобен тем, что дает возможность зафиксировать заготовки одним движением. Но есть и весомый изъян. Дело в том, что ход кулачка небольшой. Поэтому востребованы они намного меньше, нежели винтовые аналоги.

Стяжки идеально подходят в случае необходимости сближения кромок свариваемых заготовок, особенно, габаритных. Они имеют разный способ крепления к заготовкам и отличаются по длине. Стяжки нужного размера подбираются в зависимости от удаленности деталей и их сопротивляемости перемещению.

Распорки предназначены для выравнивания кромок заготовок, исправления деформации иного рода и придания плоскостям нужной конфигурации.

Многие перечисленные здесь приспособления можно изготовить самостоятельно. Изначально оснастке придается форма, которая наиболее часто востребована для соединения заготовок.

Установочно-закрепляющие приспособления

Самыми удобными для сварочных работ являются приспособления для решения комплекса небольших задач. Хорошо, когда при помощи одной оснастки можно выставить заготовку в нужное положение и надежно зафиксировать. В таком случае нет надобности заботиться о наличии большого количества вспомогательного инструмента. Универсальные зажимные приспособления позволяют быстро установить заготовки в нужном положении, зафиксировать их и приступить к сварочному процессу.

Выше изображены три самых распространенных приспособления, с помощью которых легко расположить и зафиксировать заготовки под углом 90 градусов. Некоторые виды оснасток позволяют работать сразу в двух плоскостях и размещать сразу три заготовки.

Простые зажимы, которые смогут удерживать детали под прямым углом по отношению одна к другой, несложно сделать самостоятельно. Для этого требуется немного: два уголка, угольник, полоса и сварка. Уголки размещаются перпендикулярно, чтобы стать впоследствии направляющими, а полоса будет служить связующим звеном между ними. Точно сориентировать их проще всего при помощи угольника (см. фото ниже), а для фиксации можно использовать струбцины.

После того, как все элементы будут правильно расположены и зафиксированы, выполняются прихватки минимум в четырех точках, которые должны соединить полосу с двумя уголками. Формировать сварной шов сразу без прихватов не стоит, поскольку метал может увести в сторону и прямой угол уже не сохранится.

Пришло время снять струбцины, чтобы они не мешали сварке деталей и не были случайно повреждены. Проваривая края заготовок, желательно ложить короткие швы поочередно с разных сторон. Так больше гарантии того, что геометрия будущего шаблона сохранится.

Приспособление для сварки труб

Сваривание торцов труб сварщикам выполнять приходится нередко. И дома, и в мастерской, и на производстве – везде возникает такая необходимость. Есть приличное количество приспособлений, облегчающих сварку труб. Их применение положительно сказывается на качестве сварного соединения. Такие устройства принято называть центраторами. Они обеспечивают точное совпадение кромок свариваемых заготовок, тем самым способствуя более быстрому выполнению работы. В зависимости от конструктивного решения они бывают наружными или внутренними. Более востребованы наружные центраторы.

Для сварочных работ с трубами большого диаметра успешно используется звенный центратор (на фото). Называется он так потому что состоит из нескольких звеньев, соединенных при помощи шарниров. Они образуют замкнутый контур. Торцы двух соединяемых труб размещаются внутри данного приспособления. Они удерживаются специальными упорами, которые и центрируют их по отношению друг к другу.

Для домашнего использования больше подойдут струбцины-центраторы. Они предназначены для совмещения труб небольшого диаметра. К примеру модель СМ151 рассчитана на работу с магистралями диаметром от 57 до 159 мм. А вот струбцина-центратор ЦС3 пригодится, если диаметр труб не выходит за пределы диапазона 10-70 мм.

Честно говоря, совместить трубы небольшого диаметра не так уж и сложно. Если сваривать их приходится нечасто, то можно обойтись и без специальных приспособлений. Если возникает ситуация, когда центратор все-таки нужен, то можно изготовить его самостоятельно. Самое простое решение – это к струбцинам приварить уголки (на фото ниже).

Приспособления с магнитами

Очень удобно для позиционирования заготовок в сварочных работах использовать специальные магнитные приспособления для сварки. С их помощью легко соединять легко выставить детали и удерживать их в нужном положении сколь угодно долго, благодаря силе притяжения магнитов.

Магнитные угольники

Очень распространенные инструменты. На потребительском рынке они представлены в широком ассортименте – всевозможных размеров, форм, комплектаций и функционала. Некоторые модели просты и помогают выставить заготовки в каком-либо одном положении. Есть варианты с дополнительными крепежными элементами, а также с возможностью изменения угла размещения деталей. Такие устройства очень удобны в работе с листовым металлом, рамными конструкциями, стойками и т.п.

Универсальные приспособления

Есть и другие магнитные устройства, которые по сравнению с угольниками наделены большей функциональностью и возможностями. Одно из таких приспособлений называется MagTab. С его возможностями стоит ознакомиться более детально.

Основу устройства составляют две опорные плоскости (1). Они имеют встроенные магниты. Угол между пластинами можно менять в зависимости от того, с какими по форме заготовками приходится работать: уголками, листами или цилиндрами.

Помимо опорных устройство имеет еще две другие плоскости (2). Они предназначены для крепления деталей, которые будут приваренными к основному элементу. По отношению друг к другу дополнительные пластины расположены под прямым углом. Они смещаются относительно основных плоскостей, что дает возможность сварщику расположить привариваемую деталь именно так, как ему нужно.

Иногда, чтобы зафиксировать деталь в нужном месте и приступить к сварочным работам, уходит слишком много времени и сил. Устройство типа MagTab дает возможность быстро выполнить весь объем работ, независимо от того, насколько сложной является поверхность основания и какую форму имеет присоединяемая деталь. Для фиксации нужно всего лишь одну поверхность приспособления расположить на основании, а к другой поднести другой элемент. Магниты обладают достаточной силой, чтобы удержать обе детали неподвижно и позволить сварщику выполнить свою работу без дополнительных хлопот.

Сборочно-сварочные приспособления на магнитной основе просты и удобны в применении. Благодаря им, время на первичную сборку конструкции снижается в несколько раз. Вырастает не только скорость выполнения работы, но и качество сварочного соединения. Ведь уже на начальном этапе специалист видит собранную конструкцию такой, какой она должна быть после сварки.

Простые, практичные и относительно недорогие приспособления достойны того, чтобы наравне со струбцинами и зажимами занять место в домашней мастерской или на производственном участке. Такие «помощники» можно сделать самостоятельно, раздобыв небольшие и подходящие по форме магниты. Только нужно помнить, что магнитам претит высокая температура. Под ее воздействием они размагничиваются.

Газовые линзы

При аргонодуговой сварке металлы соединяются в среде инертных газов. Качество защиты во многом зависит от скорости подачи газа и формы соединяемых деталей. Слишком сильный поток газа отрицательно сказывается на уровне защиты, равно как и слабый его приток – из-за образования турбулентности и подсоса атмосферного воздуха в область сопла.

Чтобы исключить вероятность образования турбулентности, обеспечить прямолинейное и равномерное поступление аргона, используются специальные газовые линзы. Они представляют собой цанговые зажимы особой конструкции, внутри которых устанавливается мелкая сеточка. Именно она обеспечивает прямо направленный приток инертного газа. Такая линза заменят обычный цанговый замок. В силу того, что линза имеет несколько большие размеры, чем обычная, то нужно сменить и сопло горелки.

Использование газовых линз оправдано в случаях, когда нужно обеспечить лучшую газовую защиту из-за особых свойств металла. Пример может служит сварка титановых заготовок. Или в том случае, когда такого подхода требует непривычная конфигурация соединяемых деталей. В других случаях прибегать к установке газовых гильз нецелесообразно. Ведь в связи с их применением увеличивается расход инертного газа. К тому же увеличенный диаметр сопла ухудшает обзор места сварки.

Вторичная защита в аргонодуговой сварке

При работе с титаном требуется защита как зоны сварки, так и прилегающих к ней областей металлических заготовок. Это требуется по той причине, что титан, нагреваясь до температуры в 400 градусов Цельсия, вступает в реакцию с атмосферными газами. В результате этого прочность металла сильно снижается и в местах нагрева он становится хрупким. Чтобы избежать подобного, применяется вторичная защита. Ее задача состоит в том, чтобы препятствовать контакту нагретого металла с воздухом атмосферы.

Основное устройство вторичной защиты представляет собой металлический кожух, который специалисты называют сапожком. Он крепится к горелке и обеспечивает приток защитного газа в область сварочного шва. Качественно «сапожок» сможет исполнять свое предназначение только в том случае, когда по форме будет плотно прилегать к соплу горелки и повторять конфигурацию заготовки. Часто его приходится заказывать под конкретную работу. Иногда сварщики делают такой кожух самостоятельно непосредственно перед процессом. Для того, чтобы инертный газ равномерно распределялся по всей плоскости свариваемых деталей, внутренняя часть кожуха может содержать наполнитель, например, алюминиевую стружку.

Вторичная защита также может обеспечиваться гибкими фартуками. Они призваны решить те же задачи, что и «сапожек». Но в отличие от металлического аналога гибкие фартуки отличаются пластичностью и плотно прилегают к цилиндрическим поверхностям. Такие фартуки можно сделать самостоятельно из медной фольги, имеющей достаточную толщину.