Установка для автоматической сварки продольных и кольцевых швов PLASMA+TIG

Процесс основан на применении плазменной (PAW) и аргонодуговой (TIG) сварки.

• При толщине металла до 3 мм используется TIG-сварка.
• При толщине от 3 до 8 мм применяется плазменная сварка, выполняемая без разделки кромок.
• При толщине до 12мм используется комбинированный метод: плазменная сварка (с подачей или без подачи присадочной проволоки) выполняет корневой проход, а аргонодуговая (TIG) сварка — заполняющий проход.

Плазменная технология обеспечивает:

• скорость сварки примерно в два раза выше, чем при TIG-сварке с присадочной проволокой;
• низкое тепловложение и минимальную деформацию;
• стабильное качество соединения и ровный внешний вид шва.

Соединение выполняется с использованием Y-образной разделки кромок: притупление нижней части — 6 мм, угол разделки верхней — 35°.

Горелки плазменная и TIG расположены последовательно, что обеспечивает высокое качество и стабильность проплавления.

В качестве источников сварочного тока могут использоваться аппараты европейских производителей либо высококачественное оборудование ведущих китайских брендов.

Преимущества комбинированного процесса (Плазма + TIG):

• практически полное отсутствие внутренних дефектов;
• высокая плотность и герметичность сварного шва;
• отличное формирование обратного валика и эстетичный внешний вид лицевой стороны.

Ниже техническое описание сварочной системы составленной на основе реального запроса одного из российских производителей

Диапазон свариваемых изделий

Параметр	Значение
Материал изделия	Нержавеющая сталь
Требования к сварке	Плазменная сварка (PAW) / аргонодуговая сварка (TIG) двойной сварочной горелкой

Продольные швы

• Диаметр изделия: Ø800 ~ Ø4500 мм
• Длина изделия: ≤2000 мм за один цикл
• Толщина стенки: 6 ~ 12 мм

Кольцевые швы

• Диаметр изделия: Ø800 ~ Ø4500 мм
• Длина изделия: ≤6000 мм
• Толщина стенки: 6 ~ 12 мм
• Масса изделия: ≤10 т

Технология сварки и требования к сварке

Параметр	Описание
Способ сварки	Для толщины стенки 4–8 мм применяется односторонняя плазменная сварка (PAW) с формированием двухстороннего шва (обратного валика). Для толщины 10–12 мм требуется двухпроходная сварка с разделкой фаски 35–40° с притуплением кромки 6 мм, выполняется предварительный проход плазменной сваркой, затем аргонодуговая (TIG) сварка с внешней стороны, обеспечивающая формирование шва
Защитный газ	Для плазменной сварки используется Ar (95%) + H₂ (5%); для аргонодуговой сварки — Ar (99,99%).
Сварочная проволока	Ø1.0 мм, Ø1.2 мм
Тип стыка	I, V-образный
Соосность левых и правых краёв	Допускается не более 0,5 мм, максимально не более чем на 10% толщины пластины. Зазор сварного шва: не более 0,5 мм
Подготовка кромок	Кромки должны быть чистыми, без ржавчины, окалины и других загрязнений в пределах 20 мм от линии сварки.
Позиционирование изделия при сварке	Для закрепления заготовки используется ручная точечная сварка TIG прихватками. Длина прихватки и расстояние между ними зависят от изделия
Требования к оснастке при кольцевой сварке	При сборке кольцевого шва необходимо обеспечить совпадение кромок обеих частей изделия, особенно при стыке цилиндра и крышки. Поскольку толщина стенок цилиндра и крышки различается, особенно важно это учитывать. После начала точечной сборки большого диаметра и тонкостенного цилиндра, чтобы предотвратить эллипсность при размещении на роликовом станке, цилиндр должен быть обжат хомутом перед сваркой, чтобы обеспечить круглость цилиндра.

Схема системы сварки

Описание характеристик оборудования

Источник сварочного тока MasterHyper

Функции:
Постоянный ток TIG, импульсный TIG, ручная дуговая сварка (MMA).

Области применения:
Нефтехимическая промышленность, производство сосудов под давлением, энергетика, судостроение, производство велосипедов, атомная энергетика, монтаж трубопроводов и другие отрасли.

Основные особенности:

• Рационально расположенная панель управления с широкими функциональными возможностями и удобной эксплуатацией;
• Возможность точной предварительной установки параметров: плавный подъем и спад тока, частота и скважность импульсов, время предварительной подачи и задержки отключения защитного газа;
• В режиме ручной дуговой сварки имеется регулировка тока поджига и тока форсажа дуги, что облегчает поджиг и предотвращает залипание электрода;
• В режиме аргонодуговой сварки предусмотрена функция защиты горелки при недостатке охлаждающей воды;
• Поддерживаются двухтактный и четырёхтактный режимы сварочного управления.

Основные технические параметры:

Параметр	Значение
Модель	500A
Номинальное входное напряжение	Трёхфазное 380 V ±10%, 50 Hz
Номинальная входная мощность	25 kVA
Номинальный входной ток	38 A
Номинальный коэффициент нагрузки	60 %
Диапазон регулировки выходного тока	4 – 510 A
Напряжение холостого хода	84 V
Диаметр применяемого вольфрамового электрода	1 – 6 мм
Диаметр сварочного электрода	2 – 6 мм
Масса сварочного источника	50 кг
Габаритные размеры	640 × 320 × 580 мм
Максимальный расход аргона	25 л/мин

Автоматическая плазменная горелка PWS-500

Параметр	Значение
Модель	PWS-500
Рабочий ток	50 – 500 A
Способ поджига дуги	Высокочастотный
Охлаждение сопла	Водяное, для всех положений
Охлаждение электрода	Косвенное водяное
Давление подаваемой охлаждающей воды	0.4 – 0.8 МПа
Температура подаваемой воды	Не выше 45 °C

Автоматическая аргонодуговая горелка (TIG)

• В процессе автоматической аргонодуговой сварки TIG горелка является важнейшим элементом, обеспечивающим выполнение всего сварочного цикла.
• Качество горелки напрямую влияет на стабильность сварочного процесса, формирование шва и эффективность газовой защиты.
• Горелка выполнена с встроенной системой водяного охлаждения, совмещающей в одном корпусе каналы подачи воды, газа и электропитания.
• Основные узлы: корпус горелки, зажим для вольфрамового электрода, газораспределитель, керамическое сопло и вольфрамовый электрод.
• Горелка характеризуется высокой продолжительностью включения и отличной эффективностью защиты зоны сварки.

Основные технические параметры:

Параметр	Значение
Продолжительность включения	60 % – 500 A; 100 % – 400 A
Диаметр вольфрамового электрода	2.4 / 3.2 / 4.0 мм
Длина электрода	150 мм
Материал электрода	Церий-вольфрам (Ce-W)
Конструкция распределителя	Многослойная сетчатая структура с различной плотностью
Номера сопел	№ 8, № 10, № 12 или специальные
Длина рукоятки	380 мм

Защитный кожух WP-27 для TIG-горелки

Данный кожух используется совместно с TIG-горелкой и предназначен для дополнительной защиты сварочной зоны при работе с нержавеющими сталями, титаном, цирконием и другими сплавами.

Особенности:

• Компактная конструкция и эстетичный внешний вид;
• Высокая эффективность газовой защиты сварочной ванны;
• Изготовлен из цельного алюминиевого сплава и полностью совместим с корпусом горелки.

Автоматический механизм подачи сварочной проволоки

• Данный механизм подачи проволоки приводится в движение постоянным током через микроредуктор, снижающий обороты двигателя.
• Зубчатое колесо на выходном валу редуктора зацепляется с шестернями двух подающих роликов.
• Над роликами расположен прижимной ролик, который через пружинный рычаг создаёт усилие прижатия.
• Поворотом эксцентрикового механизма можно изменять величину прижимного усилия между подающим и прижимным роликами.
• Механизм предназначен для автоматической подачи проволоки при сварочных процессах TIG (аргонодуговая сварка) и PAW (плазменная сварка).
  Для каждого диаметра сварочной проволоки используются соответствующие подающие ролики.
• Скорость подачи контролируется централизованной системой управления и синхронизируется с параметрами сварочного цикла.

Основные технические параметры:

1. Диаметр подаваемой сварочной проволоки — Φ1.2 мм, Φ1.6 мм
2. Диапазон скорости подачи (TIG / PAW) — 200–2000 мм/мин

Прецизионный двухосевой держатель подачи проволоки

• Этот узел служит для введения сварочной проволоки под оптимальным углом в сварочную ванну, обеспечивая стабильность и качество сварочного процесса.
• Является важным элементом при выполнении TIG (аргонодуговой) и PAW (плазменной) сварки. Конструкция обеспечивает удобную регулировку угла подачи, минимальные габариты и простое подключение к сварочной горелке.

Основные технические характеристики:

Параметр	Значение
Бренд	PL
Модель	HWT5
Регулируемые направления подачи	Оси X / Y / Z
Совместимые типы горелок	Прямая TIG-горелка, PAW-горелка
Особенности	Возможность быстрого выбора оптимального угла подачи при автоматической сварке; простое соединение с подающей трубкой и сварочной горелкой; минимальные габариты.

Электрический крестовой слайдер

• Данный узел является важной частью системы автоматической сварки.
• В сочетании с источником питания и контроллером он позволяет реализовать автоматическую регулировку высоты дуги (в том числе контроль длины дуги при плазменной сварке) и управление колебательным движением сварочной горелки.
• Слайдер состоит из двух взаимно перпендикулярных направляющих платформ, образующих крестовую конструкцию.
• Перемещение осуществляется шаговым электродвигателем, который вращает ходовой винт, а через гайку передаётся движение подвижной платформе.
• На внешней платформе крестового слайдера закрепляются опорная плита, держатель горелки, сама горелка и многомерный механизм подачи проволоки.
• Системы регулировки высоты дуги и колебаний могут использоваться совместно или по отдельности.
• Во время сварочного процесса оператор может через панель управления производить точечную подстройку горизонтального и вертикального положения сварочной горелки.       

Основные технические параметры:

Параметр	Значение
Ход по оси регулировки длины дуги	100 мм
Ход по оси колебаний (амплитуда)	0–100 мм
Скорость реакции по длине дуги	200–450 мм/мин
Скорость колебаний	200–2000 мм/мин
Диапазон напряжения слежения за дугой	10–50 В
Время задержки на крайних точках колебаний	0–9.9 с
Форма колебаний	Зигзагообразная («Z»-образная)

 Интеллектуальная система управления сваркой

• Интеллектуальная система управления сварочным процессом включает электрический шкаф управления и удалённую панель оператора.
• Управление осуществляется с помощью ПЛК-контроллера, в сочетании с фирменным программным обеспечением для TIG-сварки, что обеспечивает стабильное и эффективное автоматическое управление процессом.
• Система оснащена сенсорным экраном и цифровой кнопочной панелью, реализует меню-ориентированный интерфейс «человек-машина» (HMI) с функциями удалённого программирования и дистанционного управления.
• Интерфейс отличается простотой, наглядностью и удобством эксплуатации.

Контроллер размещён в инженерном шкафу управления, который обладает следующими преимуществами:

• хорошая вентиляция и теплоотвод;
• защита от пыли и электромагнитных помех;
• удобство технического обслуживания.

Посредством центрального управляющего блока и встроенного программного обеспечения для автоматической сварки кольцевых швов, в сочетании с цифровым интерфейсом, обеспечивается полный контроль над всем сварочным процессом.

В автоматическом режиме система реализует функции:

• предварительная подача защитного газа;
• поджиг дуги с плавным нарастанием тока;
• включение движения сварочной каретки;
• подача присадочной проволоки;
• выполнение нахлёсточного соединения;
• остановка подачи проволоки;
• плавное затухание дуги;
• последующая подача защитного газа после завершения сварки.

Система состоит из главного шкафа управления и удалённой панели оператора:

• главный шкаф размещается на полу рядом с источником питания;
• панель оператора — мобильная, может свободно перемещаться.

Система поддерживает режим сохранения параметров, а на панели отображаются:

• скорость сварки,
• сварочный ток,
• скорость подачи проволоки,
• состояние дуги.

Регулировка параметров (ток, скорость, подача проволоки) выполняется непосредственно с панели оператора. На ней же размещены кнопки: пуск, аварийная остановка, точечная подача проволоки, точечное перемещение и другие функции, что делает управление процессом полностью централизованным.

Роликовый вращатель с регулировкой по винтовому приводу (модель CWT-10)

Предназначен для вращения изделия при выполнении кольцевых сварных швов.

Комплект включает:

• ведущий регулируемый роликовый блок (1 шт)
• ведомый регулируемый роликовый блок (1 шт)

• Регулировка расстояния между роликами осуществляется электрическим винтовым приводом (плавная регулировка) для адаптации под различные диаметры изделий.
• Все ролики имеют стальной сердечник и полиуретановое покрытие, что обеспечивает высокую плавность вращения, улучшенную тяговую способность и увеличенный срок службы.
• Каждый ролик ведущего блока приводится в движение от индивидуального электродвигателя с редуктором, оба управляются через один частотный преобразователь.
• Вращение ведущих роликов — плавнорегулируемое, частотно-управляемое, обеспечивающее мягкий пуск и остановку.
• В основании ведущего и ведомого блоков установлены неприводные ходовые колёса, позволяющие перемещать блоки вручную; после установки — фиксация механическим стопором.

Основные технические параметры:

Параметр	Значение
Модель	CWT-10
Диапазон диаметров изделий	800–4000 мм
Грузоподъёмность	10 т
Скорость вращения (линейная)	100–1000 мм/мин
Мощность электродвигателей	2 × 1.1 кВт

Система лазерного слежения за сварным швом

Особенности и преимущества:

• Цифровая интегрированная структура;
• Онлайн-контроль и слежение за различными типами сварных швов в реальном времени, обеспечивая полную автоматизацию и интеллектуализацию сварки и резки;
• Поддержка реального обмена данными между системой и роботом;
• Реализация функций автоматического слежения за швом, поиска стыка и сканирования траектории сварки;
• Поддержание сварочной горелки в оптимальном положении;
• Компенсация технологических и геометрических отклонений изделия, оборудования и оператора;
• Обеспечение высокой повторяемости и согласованности результатов сварки;
• Снижение объёма программирования при работе с серийными и сложными деталями.

Состав системы:

• Аппаратная часть: лазерный трекер сварных швов, блок управления роботом, специальные переходники и соединительные элементы;
• Программное обеспечение: ПО верхнего уровня для настройки трекера и специализированное ПО для работы с роботизированной системой.

Назначение и решаемые задачи:

• Обеспечение автоматического слежения за сварным швом без необходимости ручной коррекции;
• Поддержание сварочной горелки в оптимальном положении, повышение производительности и точности сварки;
• Снижение влияния человеческого фактора и повышение стабильности процесса.

Система мониторинга сварочной ванны

• Система DATAS-VA-12G-YT предназначена для наблюдения за сварочной ванной и присадочной проволокой при сварке в условиях интенсивного светового излучения.
• Она обеспечивает чёткое и стабильное изображение зоны сварки в реальном времени, включая положение сварочной проволоки и окружающую область шва.
• Система применяется при процессах MIG/MAG-сварки; корпус с комбинированным воздушным/водяным охлаждением выдерживает температуру предварительного подогрева изделия свыше 300 °C.

Особенности продукта:     

• Визуализация дуги, сварочной ванны и сварочного шва — изображение остаётся отчётливым как до поджига, так и во время сварки; система фильтрует яркое излучение дуги, обеспечивая видимость зоны вокруг шва. Это облегчает калибровку оборудования, корректировку параметров в процессе сварки и наблюдение за задней частью ванны.
• Прямое подключение к монитору — без необходимости использования ПК; изображение передаётся в режиме реального времени, без задержек, мерцания или «чёрных экранов».
• Приспособлена для промышленного применения — высокая устойчивость к рабочим условиям, надёжность, эффективное охлаждение (воздушное или водяное).
• Промышленный уровень защиты — быстрая замена защитного стекла, простая установка и обслуживание; поддерживается запись видео и многоканальное одновременное отображение.

Технические характеристики:

1) Камера наблюдения за дугой:

• Разрешение: эквивалент 1024 × 768, формат 4:3;
• Частота кадров: 25 Гц;
• Габариты камеры: 30 × 50 × 107 мм; с крепёжным механизмом 30 × 109 × 107 мм;
• Высота подвеса (расстояние до сварочной точки): 210 – 240 мм;
• Область наблюдения шва: 40 × 60 мм;
• Питание: DC 12 V, 5 A.

2) Система охлаждения:

• Самоохлаждение — при отсутствии подогрева изделия;
• Воздушное охлаждение — при подогреве изделия до 300 °C;
• Водяное охлаждение — при подогреве до 600 °C или при работе в замкнутых пространствах.