Установка УПС-501 для автоматичного плазмового зварювання складається з самохідного візка, який пересувається по напрямній балці, блока газової апаратури, спільного блока керування, скомпонованого з джерелом живлення типу ВДУ-504-1. До комплекту установки входять також плазмотрони на 300 та 500 А. Крім робочого режиму, установка дає змогу виконувати різноманітні маніпуляції у налагоджувальному режимі. Надійне запалювання дуги забезпечується підвищеною витратою плазмоутворюючого газу при збудженні чергової дуги. Після запалювання основної дуги витрата газу автоматично знижується до робочої. Регулювання сили струму здійснюється плавно, починаючи зі 100 А. Для виключення можливості запуску установки без водяного охолодження служить реле водяного потоку. Рухатися зварювальна дуга може зі швидкістю 5—100 км/год, швидкість регулюється потенціометром з пульта керування та переставлянням шестірень. Рух реверсивний. Передбачено також регулювання швидкості та кута подачі дроту й переміщення плазмотрона по вертикалі та впоперек шва. Під час налагоджувальних операцій є можливість регулювання й контролю витрати плазмоутворюючого та захисного газу, а також швидкості переміщення візка й швидкості подачі дроту.

3. НАЛАГОДЖУВАННЯ, ЕКСПЛУАТАЦІЯ ТА РЕМОНТ УСТАТКУВАННЯ ДЛЯ ПЛАЗМОВОГО ЗВАРЮВАННЯ

Після довгочасного простою налагоджування починають з перевірки опору ізоляції по відношенню до корпуса (не нижче, ніж 1,0 МОм для первинного контуру і 0,5 МОм — для вторинного) та надійності заземлення.

Рукоятку автоматичного вимикача, що знаходиться на задній стінці шафи керування (установка УПС-301), переводять у положення "Ввімкнено". Потім вибирають положення перемикача (І або II) діапазонів зварювальних струмів. Кнопкою "Перевірка газу" на лицьовій панелі переносного блока та за допомогою ротаметрів установлюється потрібна витрата плазмоутворюючого й захисного газів.

Резистором регулювання струму на панелі переносного пульта задається потрібний струм. Після цього в плазмотрон установлюють електрод за калібром.

Зварювальний цикл установки УПС-301 починається після ввімкнення кнопки "Пуск" на плазмотроні або педальної кнопки, якщо перед цим у пальник подано гарячу воду, а у джерелі живлення працює вентилятор. Натискати на кнопку "Пуск" можна, якщо між виробом і плазмотроном не менш як 50 мм. Після натиску на кнопку "Пуск" починається подача газу і через 3 с з сопла має з'явитися видима частина чергової дуги. Після підведення плазмотрона до виробу на відстань 5—10 мм від зрізу сопла до поверхні виробу (при натисненій на плазмотроні кнопці) не пізніше ніж через 3 с має збудитися основна дуга. Якщо з будь-якої причини дуга не збудилася, то через 9 с при натисненій кнопці на ручці плазмотрона цикл запалювання автоматично повториться. Зварювання слід проводити при плавному переміщенні пальника. Після закінчення зварки кнопку на плазмотроні відпускають, зварювальний струм при цьому плавно зменшується. Зварювальний шов захищається від окислення затримкою пальника на 1—10 с над місцем зварки після обриву дуги. Сила зварювального струму контролюється амперметрами на блоці керування силовими тиристорами. Регулювання струму у безперервному режимі роботи та амплітуди імпульсів у імпульсному точковому режимі здійснюється регулятором на переносному блоці. Сила струму паузи в імпульсному й точковому режимах регулюється регулятором на блоці керування циклом зварювання.

Роботу джерела живлення перевіряють лише під навантаженням баластних реостатів типу РБ-300 при вимкненому осциляторі за допомогою низьковольтних осцилографів типу С1-4 або С1-9. На початку роботи на установці УПС-501 настроюються потрібні швидкості зварювання та подачі електродного дроту, витрата плазмоутворюючого й захисного газів, час нагріву виробу та заварювання кратера, сила зварювального струму. Після перемикання тумблера з положення "Налагоджування" у положення "Автоматичне зварювання" регулюється положення плазмотрона відносно виробу вздовж та упоперек стику, відстань від плазмотрона до виробу повинен бути в межах 18—20 мм. Закінчивши підготовку, натискують на кнопку "Пуск". Відпускають цю кнопку лише після збудження плазмової дуги. Після прогрівання виробу включають механізм руху візка і виконується зварювання. Для закінчення зварювання натискують на кнопку "Заварювання кратера". Пальник при цьому зупиняється, а зварювальний струм падає до нуля. Прилади, розташовані на пульті керування, дозволяють контролювати основні параметри режиму зварювання.

Найбільш поширені несправності установки УСП-301 та способи їх усунення наведено в табл. 6.31.

6.31. Несправності установки УСП-301 та способи їх усунення

Несправність	Причина	Спосіб усунення
Випрямляч автоматично вимикається	Пробитий один або кілька тиристорів випрямного блока	Вимкнути установку з мережі, відключити вентилі від трансформатора. Перевірити омметром усі вентилі
При запуску двигуна вентилятор не обертається й не гуде На виході джерела живлення немає напруги	Вторинну обмотку трансформатора пробито на корпус Згорів один із запобігачів кола двигуна, обрив у колі однієї з фаз двигуна Не працює вентилятор або повітря всмоктується не з боку лицьової панелі	Перевірити опір ізоляції джерела живлення. Ліквідувати пробій Перевірити запобігачі й замінити згорілі. Перевірити цілісність кола Перевірити роботу вентилятора та пускової апаратури. Змінити напрям обертання двигуна, замінивши положення будь-яких двох проводів мережі
При роботі джерело не забезпечує спадаючу зовнішню характеристику Нестійке зварювання. Знижена напруга неробочого ХОДУ	Пошкоджена система керування тиристорами. Вийшли з ладу тиристори Обрив кола зворотного зв'язку Не на всі тиристори подаються імпульси керування	Перевірити наявність імпульсів керування, перевірити тиристори Перевірити коло зворотного зв'язку Перевірити наявність імпульсів керування на керуючих електродах тиристорів осцилографом типу СІ-4 та ін. Перевірити імпульси можна й вольтметром постійного струму. Середня напруга імпульсів керування 1—2 В
Не подається аргон у зону зварювання Не працює газовий клапан і джерело живлення. Не горить лампа на передній панелі блока запалювання Не включається газовий клапан та джерело живлення при справних реле контролю вентиляції та витрати охолоджуючої води Не збуджується чергова дуга	Не працює газовий клапан Неправильний напрямок руху охолоджуючого повітря, несправне реле контролю вентилятора, недостатнє охолодження пальника, несправність гідравлічного реле системи охолодження Вийшли з ладу елементи електричної схеми керування реле Не включено мікроперемикач у схемі запалювання	Розібрати й змастити клапан Поміняти місцями два проводи живлення мережі. Перевірити реле контролю вентиляції. Перевірити тракт охолоджуючої води Знайти та замінити несправні елементи схем керування реле Відремонтувати мікроперемикач
Не збуджується чергова дуга Чергова й основна дуги збуджуються нормально. струм основної дуги не ОЄГУ- люється. Збудник дуги не вмикається. Через 1 с джерело живлення вимикається	Пошкоджено коло живлення сопла Перегоріли запобігачі Наявність води у газових трактах плазмотрона Не спрацьовує струмове реле Вийшли з ладу елементи електоичної схеми Сдіоди Д24, Д26)		Перевірити цілісність проводів живлення сопла Замінити запобігачі Продути плазмотрон сухим повітрям Перевірити роботу реле. Знайти несправність електоичної схеми, замінити діоди

Ремонт та обслуговування установок плазмового зварювання, зачищення та заміна електродів мають провадитися при відключених автоматичному вимикачеві, системах постачання води й газу.

4. РІЗАННЯ МЕТАЛІВ І ЇХНІХ СПЛАВІВ

При дуговому різанні металів розплавлювання металу в зоні різа здійснюється теплом електричної дуги, що горить між електродом і металом, що розріжеться. Видалення розплавленого металу із зони різа може відбуватися різними способами: за рахунок сил ваги, видуванням струменем повітря або газу, за рахунок згоряння металу, чиряку кисню й видування продуктів окислів.

Дугове електричне різання. Це різання засноване на виплавленні металу по лінії різа теплотою електричного дугового розряду. Дуга збуджується вугільним або сталевим електродом. Розплавлений метал стікає по стінках поглиблення, що утвориться, - різа під дією власної маси й незначного тиску дуги. Якість різа й продуктивність різання низькі. Цей спосіб є підсобним процесом при зварочно-монтажних роботах.

Повітряно-дугове різання

Сутність повітряно-дугового різання полягає у вьіплавлении металу з лінії різа електричною дугою, що горить між кінцем вугільного електрода й металом, і видаленні розплавленого рідкого металу струменем стисненого повітря. Недоліком цього способу різання є навуглеводження поверхневого шару металу. Розділове й поверхневе різання використовують для різання листового й профільного металу, видалення дефектних ділянок зварених швів, зняття фасок і оброблення кореня шва зі зворотної сторони (мал. 17.1). Поверхневому різанню піддають більшість чорних і кольорових металів, розділової — вуглеводисті й леговані сталі, чавун, латунь. Однак кольорові метали й чавун піддаються різанню гірше, ніж стали. Різання виконують за допомогою вугільних, вугільних обміднених і вугільно-графітових електродів діаметром 6—12 мм. При розділовому різанні електрод повинен бути втоплений у метал, що розріжеться під кутом

Рис. 1,7.1. Схема процесу повітряно-дугового різання:

1 — електрод, 2 — струмінь повітря, 3 — цуги, 4 — різак ( праворуч- строжка вузької канавки, ліворуч — широкої канавки)

60-90° до поверхні металу, а при поверхневому різанні — під кутом до 30°. У міру обгорання електрод поступово висувають із губок. Натискати на нього не рекомендується, тому що при нагріванні він стає неміцним і може зламатися. Поверхня різа виходить рівною й гладкою. Ширина канавки різа більше діаметра електрода.

Апаратура й матеріали. Комплект апаратури для повітряно-дугового різання складається з різака, джерел струму, стисненого повітря й відповідних кабелів і рукавів.

Як електроди використовують вугільні, графітові й графітовані циліндричні стрижні діаметром 6—20 мм або пластинчасті електроди перетином до 400 мм2. Довжина електродів — 250—350 мм. Бажано застосовувати обміднені електроди, які менше окисляються, чим звичайні графітові електроди.

Різак для повітряно-дугового різання має затискний пристрій для закріплення електрода й соплову систему для подачі стисненого повітря в зону ріжучої дуги. Струм і повітря підводять до різака за допомогою комбінованого кабель-шланга. Різаки постачені клапанним повітряно- пусковим пристроєм. Серійно випускаються дві моделі повітряно-дугових різаків: РВДм-315 і РВДл-1200 «Раздан». Перший різак розрахований на роботу в монтажних умовах, а другий - у ливарному виробництві. Визначальний параметр різака, з яким зв'язані його конструкція, маса й продуктивність різкі, - сила струму. Для різака Рвдм-315 вона становить 315 А, а для різака «Раздан» - 1200 А. Технічні дані різаків дані в табл. 17.1.

Повітряно-дугове різання виробляється на постійному або змінному струмі. Джерелами постійного струму служать зварювальні перетворювачі або випрямлячі однопостові й багатопостові. При роботі на змінному струмі використовують трансформатори з низькою напругою холостого ходу й твердої вольтамперною характеристикою або потужні джерела змінного струму.

Таблиця 17.1

Технічні дані ручних повітряно-дугових резаков
Різак	Призначення	Номінальний струм, А	Масавиплавлюваного металу, кг/год	Номінальна витрата повітря, м'/год*	Діаметрелектродів,мм	Маса різака, кг
Рвдм-315	Монтажні роботи	315	9,5	20	6-10	0,8
Рвдл-1200 «Раздан»	Обробка лиття	1200	20,0	30-40	15x25	1,6

* Тиск повітря на вході в різак не більше 0,63 МПа.

Різання виробляється при силі змінного струму 1000 А и застосовуються для обробки чавунних виливків.

Повітря подається під тиском 0,4—0,6 МПа від повітряної магістралі або від компресора продуктивністю 20—30 муч і більше. Повітря повинен бути чистим, тому обов'язково використання масловологовідділювачів

Техніка й технологія різки. Перед початком різання необхідно очистити металевою щіткою оброблювану поверхню металу й підібрати діаметр електрода залежно від необхідної ширини й глибини канавки.

При включеній напрузі джерела електрод направляють у точку початку різа під кутом 30—45° до оброблюваної поверхні, наближають його до зіткнення з металом і збуджують дугу. Одночасно здійснюють подачу повітря. Метал, що розплавляється, викидається під впливом струменя повітря, що випливає із сопла різака уздовж електрода. У різультаті на поверхні оброблюваного металу утвориться поглиблення у вигляді канавки. Поступово переміщають електрод уздовж осі, утвориться поглиблення потрібної глибини. Потім переміщають електрод по наміченій лінії, підтримуючи постійної глибину канавки. При необхідності одержання широких канавок електроду поряд з осьовою подачею й рухом уздовж різа надають поперечні зворотно-поступальні переміщення.

Ручне розділове різання виконується аналогічним образом, але кут між електродом і оброблюваною поверхнею встановлюють 60—90°. При товщині металу, що розріжеться, не менш 20 мм електрод втоплюють у метал, що розріжеться на всю глибину й рівномірно переміщається з утворенням наскрізного прорізу.

При різанні металу товщиною більше 20 мм електрод рівномірно переміщають уздовж лінії різа й одночасно роблять поступально-зворотні рухи нагору — долілиць. Періодично електрод висувають так, щоб виліт не перевищував 10 мм.